1月13日,，大疆創(chuàng)新子公司慧飛無人機應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)中心發(fā)布文章《淺談2021年度農(nóng)業(yè)無人機行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢》,，介紹分析2021年全國農(nóng)業(yè)無人機應(yīng)用情況。文章提到,，過去一年無人機在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中作業(yè)面積持續(xù)增加,、適用場景不斷擴大，實現(xiàn)從“植保無人機”到“農(nóng)業(yè)無人機”的轉(zhuǎn)變,。

應(yīng)用面積更廣

文章介紹到,，2021年，國內(nèi)農(nóng)業(yè)無人機保有量首次突破10萬臺,，達到16萬臺,；作業(yè)面積超過14億畝次，行業(yè)整體增速達80%,。

2021年,，僅黑龍江播撒總作業(yè)面積已達1億畝次（僅大疆農(nóng)業(yè)無人機數(shù)據(jù)），近50%左右的水稻肥料由農(nóng)業(yè)無人機進行播撒,。農(nóng)業(yè)無人機播撒肥料避免了高強度體力勞動,，受到了水稻種植戶的極大歡迎。預(yù)計2022年,，黑龍江水稻農(nóng)業(yè)無人機肥料播撒面積還將持續(xù)增長,。

各地飛防滲透率數(shù)據(jù)

與此同時，不同地區(qū)間的飛防滲透率差異高達80倍,。文章提到,，2021年新疆地區(qū)飛防滲透率達到80%，即登記在冊的耕地絕大多數(shù)都使用過農(nóng)業(yè)無人機服務(wù),，而重慶市飛防滲透率只有1%,，這說明大面積、平原地區(qū),、農(nóng)業(yè)人口少的地區(qū),，往往更有利于農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展；反之，越是丘陵山地,、地塊面積小,、土地流轉(zhuǎn)弱、人口多的地區(qū)農(nóng)業(yè)機械化越難以發(fā)展,。80倍的巨大差異,，充分說明了我國地域遼闊、區(qū)域情況差異大的現(xiàn)狀,，另一方面也說明部分地區(qū)仍具有一定的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

應(yīng)用場景更多

文章指出,，“果樹”與“播撒”是2021年飛防兩大關(guān)鍵詞，除了播撒作業(yè)面積高速增長,，農(nóng)業(yè)無人機在果樹的應(yīng)用,，也迎來了新的階段。

果樹相對于水稻,、小麥等大田作物具有植株高,、冠層厚、地形陡峭（南方山地果樹尤其突出）的特點,，農(nóng)業(yè)無人機要實現(xiàn)良好的作業(yè)效果,，應(yīng)實現(xiàn)以下幾個性能指標：（1）實現(xiàn)自動仿地，也就是能夠在陡峭的山地實現(xiàn)固定相對高度的飛行,；（2）實現(xiàn)霧滴的良好覆蓋,，并且空地應(yīng)實現(xiàn)不噴灑；（3）避免過高濃度的藥液或強大的風(fēng)場對果樹和果實產(chǎn)生損害,。

果樹模式作業(yè)流程

隨著農(nóng)業(yè)無人機植保,、測繪一體化，果樹的作業(yè)方式在這兩年發(fā)生了巨大變化,，一個趨勢是農(nóng)業(yè)無人機使用視覺識別,，對于不算陡峭的果樹可以直接作業(yè)，無人機自動進行識別并仿地,；而對于比較陡峭的果樹,，則使用農(nóng)業(yè)無人機進行航拍并通過遙控器進行重建與運算，產(chǎn)生的結(jié)果直接調(diào)用即可作業(yè),。

果樹枝向?qū)Π屑夹g(shù),。

實現(xiàn)霧滴均勻覆蓋，是無人機在果樹作業(yè)中更為困難的攻堅項目,。類似柑橘,、荔枝等果樹類型，如沒有實現(xiàn)有效修剪，往往冠層密閉,，只是單純依靠風(fēng)場強大并不能確保霧滴穿透到中下部,。冠層在強大風(fēng)場的壓迫下，往往會堆疊,，更難穿透,。為了解決這個問題，大疆農(nóng)業(yè)2021年第一個嘗試是枝向?qū)Π?，也就是無人機兩側(cè)的機臂上翹一定角度,，藥液從樹葉生長的方向吹向樹枝，形成霧滴迷宮,，從而提升中下部的覆蓋效果,。但是這個方案要求無人機從兩壟之間飛過去，對果樹種植方案有一定要求,。

雙重霧化離心噴灑系統(tǒng)霧化效果,。

另一個方向是采用更細的霧滴,、更大的流量從而提高霧滴整體的數(shù)量和中下部霧滴的數(shù)量。采用離心噴灑系統(tǒng)能夠支持更大的流量,，如大疆T40農(nóng)業(yè)無人機流量可達12L/分鐘,，同時最細霧化粒徑可達到50μm。更為細小的霧滴能夠產(chǎn)生煙霧懸浮狀態(tài),，能夠彌漫在果園,，從而實現(xiàn)更大面積的覆蓋。

目前果樹飛防還處在發(fā)展早期,，相應(yīng)的技術(shù)還處在高速迭代階段,，但隨著作業(yè)效果被越來越多人接受，相信在未來的2-3年內(nèi),，每年都會實現(xiàn)翻番增長,。

農(nóng)業(yè)無人機播散應(yīng)用范圍,。

農(nóng)業(yè)無人機播撒廣泛應(yīng)用于水稻、小麥,、油菜,、草籽等播撒。但最為典型的應(yīng)用還是水稻的種植過程,。以整個種植過程來看,，涵蓋的環(huán)節(jié)包括底肥播撒、種子播撒、追肥播撒,、殺蟲殺菌,、除草，完整地覆蓋了水田翻整到收割前的全部工作,，成為水稻種植不可或缺的高效生產(chǎn)工具,。2021年12月底，筆者針對101位黑龍江地區(qū)的種植戶進行直播收益的調(diào)研,，結(jié)果顯示,，使用農(nóng)業(yè)無人機播撒作業(yè)每畝平均增收93元。

技術(shù)更成熟

無人機載重提升,。農(nóng)業(yè)無人機早期機型都以10L為主,，逐步發(fā)展到16L、20L,、30L,、40L，在一定范圍內(nèi),，載重的增加有利于提升作業(yè)效率和效果,。不同地區(qū)、不同應(yīng)用對于機型載重有著不同的要求,，以應(yīng)用范圍而言,，果樹植保、播撒作業(yè)需求更大的載重,，以保障效率和效果,，而大田作物噴灑，往往并不需要大載重機型,；以地區(qū)范圍而言,，零散地塊更鐘愛中小機型，而規(guī)整大地塊更適用于大載重機型,。

在2021年底,，主流機型載重量已增長至40L、播撒50KG,，相信在一定時間范圍內(nèi),，機型載重不會再繼續(xù)上升。因為隨著載重的上升,，已經(jīng)產(chǎn)生以下弊端：1.單人難以搬運,；2.風(fēng)場過強，容易產(chǎn)生倒伏,；3.充電功率超過7KW,，單相電已難滿足，對電網(wǎng)要求更高,。預(yù)計在3-5年內(nèi),，國內(nèi)將以20-40公斤的機型為主，各個地區(qū)根據(jù)自身的需要進行選擇,。

兩種噴灑系統(tǒng)特性對比,。

離心噴灑系統(tǒng)的比例增加,。目前常見的霧化方式包括離心噴灑系統(tǒng)和壓力式噴灑系統(tǒng)（液力霧化）。壓力噴灑系統(tǒng)屬于常規(guī)霧化方式,，優(yōu)勢在于成本低,、壽命長、穿透能力稍強,，是地面植保機械的主要霧化方式,，但是也存在霧化粒徑譜寬、粉劑適應(yīng)性能力弱,、粒徑與流量關(guān)聯(lián)等特性,。離心式噴灑系統(tǒng)具有粒徑調(diào)節(jié)與流量脫鉤、流量大,、粉劑適應(yīng)性更強的特性,，在果樹、高劑量粉劑作業(yè),、大流量場景更有優(yōu)勢,，但是離心噴嘴屬于向四周甩出，霧滴穿透性稍弱飄移性更強,，另外其成本也高于壓力式噴灑系統(tǒng),。

離心噴灑系統(tǒng)在大載重機型、果樹作業(yè)更有優(yōu)勢,，可以提供大流量,、細霧滴、適應(yīng)粉劑作業(yè)（果樹作業(yè)粉劑比例較高,，保護性殺菌劑使用較多）,。而在中小載重機型，流量要求不高,，低成本而長壽命的壓力式噴灑系統(tǒng)依然有其自身優(yōu)勢,。所以，從長遠看,，兩種噴灑系統(tǒng)將會長期保持共存,。

從目前的趨勢來看,，大于20L的機型選擇離心噴灑系統(tǒng)的比例在增加，而在20L以下機型,，則仍有不少依然選擇壓力噴灑系統(tǒng),。

網(wǎng)絡(luò)RTK工作方式,。

RTK定位技術(shù)成為首選。RTK定位能夠?qū)崿F(xiàn)高精度作業(yè),，也是建圖測繪,、果樹作業(yè)、變量噴灑或播撒的基本前提,。目前RTK主要有兩種布設(shè)方式,，包括移動RTK基站和網(wǎng)絡(luò)RTK。移動基站需要另外購置RTK基站并且需要提前鋪設(shè),，但無論當(dāng)?shù)厥欠裼芯W(wǎng)絡(luò)覆蓋都可以良好運用,。網(wǎng)絡(luò)RTK是通過提前建設(shè)固定的RTK基站，并通過網(wǎng)絡(luò)通訊信號與無人機進行通訊,，無人機聯(lián)網(wǎng)即可獲得高精度定位,。網(wǎng)絡(luò)RTK的劣勢在于一旦本地沒有基站覆蓋或者沒有網(wǎng)絡(luò)通訊信號覆蓋，則無法正常使用,。國內(nèi)已經(jīng)大規(guī)模建設(shè)網(wǎng)絡(luò)RTK基站,，除了邊疆部分人口稀少地區(qū)已能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍覆蓋，成為農(nóng)業(yè)無人機作業(yè)的首選,。

智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用更為普及

智慧農(nóng)業(yè)的本質(zhì)是運用各種現(xiàn)代智能設(shè)備,，輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行決策或者實現(xiàn)精細作業(yè)。測繪類無人機例如P4R,、P4M正是其中的智能設(shè)備一類,，能夠進行輔助決策。

測繪類無人機能夠帶有光學(xué)負載,，包括可見光與多光譜鏡頭,。使用可見光鏡頭即可進行出苗、雜草分析,、高程測算等,。利用作物葉綠素對不同光譜的響應(yīng)差異，即可進行RGB（可見光）,、NDVI（多光譜分析方式之一）等分析,，從而實現(xiàn)長勢差異、產(chǎn)量分析,，為后續(xù)的精準變量噴灑實現(xiàn)可能,。

多光譜無人機變量任務(wù)的工作流程,。

在新疆棉花生長過程中,，一方面需要進行施肥保障生長良好，到一定階段還需要進行化控避免棉花徒長,，影響產(chǎn)量和收割,。使用多光譜進行長勢分析,，即可識別出長勢差異,，增加長勢弱區(qū)域作物營養(yǎng)液的供給量。而在化控階段,，即可對長勢好的區(qū)域增加生長調(diào)節(jié)劑的使用量,，這樣就能實現(xiàn)真正意義上的精準農(nóng)業(yè)。

在今年跟蹤的多個新疆棉花變量噴灑案例中,，實現(xiàn)畝產(chǎn)平均50KG的增產(chǎn),，對于增產(chǎn)增收意義重大。

棉花變量作業(yè)

在施肥方面,，基于智慧農(nóng)業(yè)加持下的農(nóng)業(yè)無人機一定程度上解決了播撒均勻度的問題,。通過多光譜無人機進行長勢分析，即可辨別長勢差異,，再通過變量設(shè)計,，即可實現(xiàn)精準肥料播撒。以水稻為例,，相對于傳統(tǒng)的播撒方式,，農(nóng)業(yè)無人機變量播撒能夠?qū)崿F(xiàn)減量、增產(chǎn),、增效,，是極具有生命力的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。

變量播撒帶來的經(jīng)濟效益。

文章最后指出,，目前以播撒和果樹為代表的農(nóng)業(yè)無人機新應(yīng)用實際滲透比例還比較低;南方零散地塊總體飛防應(yīng)用比例不到20%,，隨著土地流轉(zhuǎn)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人口繼續(xù)減少，平均種植規(guī)模將持續(xù)提升,，對于機械化存在硬性需求,，農(nóng)業(yè)無人機仍有較大發(fā)展空間。

此外,，隨著農(nóng)業(yè)無人機應(yīng)用范圍越來越廣,、使用頻率越來越高,，購機自用將會更加普遍。預(yù)計國內(nèi)2022年農(nóng)業(yè)無人機保有量將會達到23-24萬臺,，作業(yè)面積將會達到20億畝次以上,。

【來源】南方農(nóng)村報