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让无人植保机,通过渭南玉米粘虫虫害看我国植

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让无人植保机,通过渭南玉米粘虫虫害看我国植

玉米粘虫在民间又叫绵虫、五色虫、行军虫等,是危害玉米的重要虫害之一。粘虫是暴发性害虫,发生时能将作物叶片全部吃光,严重时颗粒无收,并且这种虫害往往是集中发生,大龄幼虫在吃完一地玉米后,又可成群结队迁移到邻近地里为害。

近两年来,我国大力发展、推广农用无人机,其中一个重要的原因就是随着我国土地流转和规模化经营的快速发展,其在应对大规模突发性农业病虫害的防治上功不可没,特别是小型无人植保机发展迅猛,在农业生产中发挥了重要作用。同时,随着科技的发展,用户对无人机植保作业的精准化以及作业效果提出了更高的要求,如何突破短板,让无人植保机“飞”得更远,成为我们研究的课题。

今年7月底,陕西省渭南华阴一带的玉米遭受了十几年来最严重的粘虫虫害,好多地块的玉米都被吃的只剩玉米杆儿了,玉米叶上的虫子多的触目惊心。

无人植保机作用日益凸显

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近年来,越来越多的企业认识到无人植保机市场的广阔发展前景。目前我国有千余家企业生产无人植保机,已经在包括水稻、小麦、玉米、甘蔗、果树和棉花等多种作物上使用。实际效果证明,无人植保机施药作业已达到可以推广应用阶段,将会进入快速发展时期。

这个时候,玉米已经长得比人还要高,无论背负式或地走式的机械植保设备都已经无法达到作业效果甚至根本无法进入作业。人工式喷洒效率极低,很多地里的玉米都被虫子吃得差不多了。国家航空植保科技创新联盟和当地相关政府单位迅速在全国范围内动员植保飞防团队和植保无人机生产企业等,到当地进行植保飞防工作。据统计,短短几天完成了无人机喷洒作业共8万多亩,这个效率是人工作业无法企及的。

“2016年陕西地区出现蝗灾,几千亩地一夜之间就会被吃掉,可能3?5天整个省的庄稼都将毁于一旦。当时,我们公司派出几十架无人植保机去救援,可以说三天力挽狂澜,保住了农户的收成。”回忆起去年的那场救灾行动,一飞智控科技有限公司的工作人员感慨万分。

植保无人机是在玉米顶上进行打药,只需人工远程控制,效率比人工高出40到60倍。从最后的数据统计看,此次无人机飞防作业效果非常好,达到了及时救灾的目的,得到了当地农户的广泛认可。作为一种新鲜的植保方式,这是植保飞防事业的一次伟大突破。

正是由于无人植保机具有作业效率高、覆盖面积大、应急能力强等特点,在植物保护、森林防火、遥感测绘、耕地监测等方面具有巨大应用潜力,随着航空技术与产业的发展,农业无人机成为世界关注的热点。据统计,目前,全球农林用飞机已经接近3万架,年作业面积1亿公顷,飞机作业面积占总耕地面积的17%,从机型设计、加工制造、关键部件、航空作业到运维服务等方面形成了巨大的产业链。

我国的植保无人机发展从2010年第一台植保无人机投入市场,时至今日,已经从一个纯粹的“科技兴农”的概念,逐渐成为农民可以接受的新型植保方式。特别是随着资本的涌入,和各地方政府大力发展农业科技化的步伐,植保无人机得到了迅速的发展。据不完全统计,目前全国的植保无人机生产厂商数以百计。然而,对于广大的植保服务队,植保无人机用户,特别是对无人机缺少专业背景知识的潜在购买者来说,面对一次几万元,甚至十几万元的投资,如何选择并最终购买一台植保机,确实是个很难的问题。

相比国外,中国农业航空产业起步较晚,农用航空应用规模比较小,与我国现代农业发展需求不相适应,2014年中央一号文明确提出“加强农用航空建设”的要求。随着土地流转速度不断加快,人们对无人植保机也愈加重视。2014年5月,中国工程院院士罗锡文联合30位院士,从安全监管、标准规范、科技创新、政策保证四个方面,向国家提出关于《加快推进我国农业航空植保产业创新发展》的建议。2016年,栾恩杰院士联合15位院士、专家,向国家提出关于《积极应对“低慢小轻”飞行器威胁,健全国家安全保障体系》的建议,对推动无人植保机发展起到了关键作用。

这次虫害,让无人植保机成为了社会关注的焦点,可谓是一次无人植保机厂家的实战大比武。各商家因资源调配能力,和自身产品实力的不同,相对的投入和实际作业的效果也有所区别。由于时间紧,地块小,环境复杂,任务重且紧急等因素,这次的“实战大比武”不同于以往的“作秀”,从实际的作业中体现了各个商家的实力差异。下面是来自国家航空植保科技创新联盟统计的数据(7月30日-8月6日):

目前,我国农业植保市场规模逐渐扩大,随着土地集约种植面积增加,植保机械化成为时代的发展潮流,众多商家开始投入其中。在第八届中国国际农业航空技术装备展览会上,记者看到有以电动无人直升机为主的高新科农,也有以多旋翼电动无人机为主的大疆、珠海羽人、极飞农机等企业,占有一定市场比例,以载药量10?20公斤产品最为成熟。

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在火爆市场的背后,记者了解到,由于无人植保机并没有完全进入补贴目录,农户对其使用效果、作业效率还存在一定疑虑。“我们在前几年推广的时候很难,用户根本不买账,我们就一年年地做服务,今年再去作业的时候,农户在认识上有了很大改善,所以市场需要一步步推广。”韦加无人机科技股份有限公司销售经理张法岗告诉记者,目前购买无人植保机的单一农户并不多,多数是农机合作社购买,他们拥有大量的土地和各种现代农业机械,勇于尝试新的设备,自身的技术支持也到位,而且培养了多位专业的飞控人员,可保证作业效果和作业安全。

从以上数据来看,8家联防救灾的植保无人机日作业能力大概分布在三个范围之内:

“精准化”无人植保机作业

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精准化作业在无人植保机领域显得尤为重要,如何避免药物的重复喷洒?在大面积作业时如何精确得知作物生长的关键信息,从而实现精准施药等问题,都与植保服务密切相关。

当然,由于天气,转场需求,飞手能力等不可控因素,上述数据并不能全面地反应出各品牌无人机孰优孰劣。然而光就数据而言,市场上大多数植保机和其所宣传的每日轻松作业三百亩以上还是有一定的差距。

如今,越来越多的专家、学者提出要实现精准农业,那么无人植保机是否也需要精准化作业呢?答案是毋庸置疑的。记者在鹰眼科技的展台上看到一台类似皮卡车的装备,在其车身上搭载着两架无人机。“这可不是普通的皮卡车。”北京鹰眼科技有限公司东北区市场经理花贺解释到,“1号机利用固定翼搭载多光谱相机和可见光拍摄设备,对农作物实施大面积精准扫描拍照,采集影响作物生长的关键数据;2号机是根据1号机统计的数据进行精准的植保作业。”据了解,近年来,鹰眼无人机系统综合解决方案以模块化为基础,以综合信息平台为依托,提供了有针对性的行业综合植保解决方案。“我们主要与新疆、黑龙江等地区的农机相关部门合作,完成大面积农作物的飞防作业任务,得到了当地用户的青睐。”花贺说。

其中,韦加植保机投入机组最多,作业总面积最多,共计4.6万亩,同时也是本次活动投入人员最多的(据说有136人左右);大疆植保机日作业亩次最多,平均363亩/日,效率最高。

为了进一步提升植保作业的精准化,各大无人机厂家也纷纷亮出了自己的法宝。规模较大的极飞农机,为了确保无人机精准度,该公司在P202017植保无人机以及今年3月刚刚推出的C2000智能测绘无人机都安装上了RTK技术。“基于我国地块较小,丘陵较多以及田间障碍多等特点,要想实现精准作业,必须使用RTK定位技术,为无人机提供稳定的空间导航信号。”广州极飞科技有限公司总经理助理李志耿解释到,“提供RTK服务以后,我们可通过C2000测田块,同时快速处理、拼接图片,让无人植保机基于高清地图,实时可规划飞行航线,让我们在田里作业更加精准。RTK技术在两款飞机上的整合,可以实现空地一体测绘以及喷洒作业。”

作业效率是对比数据的一个方面,差距形成的原因,除上述一些客观情况外,主要还是核心技术上的差距。因为数据有限,下面仅对实际到场的几家主要无人机厂商进行一下简单的剖析:

在深圳大疆创新科技有限公司中国区市场经理谢博之看来,除了要应用RTK技术提高飞行精度外,利用无人机配置L100挂载传感器,采集作物生长信息,对精准的统防统治同样具有重要意义。“我们利用MG-1S产品输出分析的结果,在数据采集上提供精准农业解决方案,能够实时、有效的掌握作物所需元素,更加准确地保障作物生长需要。”谢博之说,“在去年7月末,陕西渭南爆发非常严重的玉米黏虫灾害,有很多家企业都去帮助救援。在这个期间,大疆本地合作伙伴派出12架第一代MG-1,七天时间里作业达到3.05万亩,受到当地农民和政府的认可。”

北京韦加

为了推动我国农业航空事业健康发展,各大高校院所在精准农业航空关键技术与装备方面也开展了大量研究工作,取得了一批重要成果。如华南农业大学农业航空团队目前共承担省部级以上课题32项,科研经费1.2亿元,此外,在浙江大学教授何勇看来,无人植保机要想实现精准作业,飞控系统的精准化尤为重要。“一方面是路径规划与导航,怎样精准地导航,需要通过GPS、北斗、伽利略等技术与之配套使用。另一方面是断电续航功能,因为国内多为多旋翼无人机,换药后需要精准对接,否则就会出现重喷或者漏喷现象。”

无人机技术:使用非自主研发的上海拓攻T1-A飞控,科托梦的电机,好赢的点电调,目前主打产品是自行组装10L和20L载荷的多旋翼。

无人机植保作业是系统工程

产品现状:不同载荷的产品选择较多,有大载重的选择;但飞机设计的结构尚不够理想,因为体积大,运输不方便。

鉴于植保作业的特殊性,其服务并非单一作业可以完成。因此,植保作业需要综合多方力量,协调发展。

经营现状:已于2016年8月4日挂牌上市,目前已获投资1250万元。

“我们国家每个省、县都有非常多的小的统防统治组织,但是这种组织如何完成大规模统防统治,以及病虫害发生的规模化、普及化、成片化等问题都需要解决。”正如山东瑞达有害生物防控有限公司总经理杨贤礼所说,植保作业不同于玉米、水稻、小麦收获作业,对于同一区域来讲,如果不能进行全面的统防统治,很容易导致病虫害的复发以及大面积蔓延。

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而对于不同区域而言,由于我国地理形态复杂多样,南北种养殖模式以及种类差异化明显,所以农作物植保作业的多样化问题更是不容忽视。“安徽省蚌埠市水产养殖非常丰富,在蚌埠市区域里1000多个需要避让的点,养什么的都有,这种情况下我们要完成飞防,面临的问题是除了养殖种类很多以外,还有是虫口基数大、水产养殖、林分复杂。”杨贤礼说,“我们深刻体会到了无人植保机作业不是单兵作业,应该有一套完整的组织体系。”

在全国多个地区设置京飞植保服务联盟,目前该团队在陕西、新疆、辽宁、河北等省份作业。并开设AOPA认证的飞行驾驶培训机构。

面对以上种种难题,作为一个专业的植保作业团队,要想同时懂植保、懂农机、懂智能、懂遥感、懂装备,以及针对不同药剂组合筛选等专业问题谈何容易。加之病虫紧迫性,往往到了防治期时期,四面八方、五湖四海全部都需要,而一个服务队或者几个都不能满足大规模的防治作业,所以,植保作业需要统筹全国资源,进行优化配置。“每年三月我们从江西起步,四五月份从安徽到江苏、山东,一直到东北,八月再返回南方进行防治,这条足迹是联合多家组织和单位,有十多家同行组织和瑞达一起合作,取得了非常好的经济效益和社会效益,瑞达应该是在目前飞防组织当中唯一一个每年盈利过千万的企业。”杨贤礼自豪地说。

大疆创新

与其类似,河南安阳航空植保服务公司周国强也提出,针对该问题一方面要建立全国建立跨区作业体系,在这个基础上可以实现高效快捷的作业方案,提高单机作业效率。另一方面要保证一定的跨区作业面积,确保无人植保机运营商有利可图,同时利用全国南北跨区植保作业的特性,进行航空植保有效对接,通过一系列的完善措施,推动行业的发展。“我们公司将在2018年底在全国范围内建成3000架商用级飞防服务站,满足主要粮食产区对航空植保的需求,打造专业的销售服务一体化平台,集飞机销售与售后维修培训、药剂、服务于一体。”周国强对未来充满信心。

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