(原標(biāo)題:棉田上的精靈 無人機飛入田間地頭植保噴灑)
在消費領(lǐng)域漸熱的無人機,同樣在農(nóng)作物保護方面大顯身手。用無人機替代有人駕駛的通航飛機進行農(nóng)業(yè)噴灑,不僅在成本上大大降低,在作業(yè)的靈活性上也極大提高,尤其是在地形崎嶇的地區(qū)作業(yè),無人機的好處就顯而易見了。
網(wǎng)易無人機訊(肖琦)2014年,新疆棉花種植面積達2500萬畝,2015年因棉花價格的波動價格較大,種植面積縮減到2100萬畝,但依舊是促進新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的主要因素之一。大面積的農(nóng)業(yè)作業(yè)也促進農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展,而無人機植保顯然是最耀眼的新星。相比于傳統(tǒng)的噴霧器低效,管道或拖拉機噴灑的傷苗,無人機植保以其高效低損傷很快成為農(nóng)戶關(guān)注的重點。
無人機:改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)作業(yè)模式的“小玩意”
現(xiàn)在的新疆一片豐收,當(dāng)汽車疾馳在馬路上時,會時不時看到旁邊的棉花地里飛著無人機進行脫葉劑的作業(yè),原以為會有一批大隊伍在指揮操作,可細看才發(fā)現(xiàn)三架無人機都只有四名工作人員,其中還有一名司機師傅。隊長王雨給我們簡單介紹了植保機作業(yè):一臺灌藥機將配好的藥物自動裝入藥箱(工作人員可避免直接的藥物接觸),作業(yè)員將電池以及藥箱分別裝入植保機中,然后通過一臺類似手機的智能手持終端對幾架作業(yè)機進行航線規(guī)劃,一鍵起飛后植保機便能全程自主飛行作業(yè)。通過折算下來的服務(wù)費用約為每畝地8塊錢,藥物可由農(nóng)戶提供,當(dāng)然也可選擇14塊錢的套餐(含服務(wù)、藥物以及保險)。此外王雨還介紹到,相較于拖拉機植保每天70-80畝的作業(yè)面積,單個無人機植保面積一天下來可達200畝,同時無人機作業(yè)時所采用的低壓噴霧技術(shù)較于拖拉機作業(yè)可節(jié)約高達90%的用水量以及30%的用藥量。
作業(yè)員通過手持終端對作業(yè)無人機進行航線規(guī)劃
此外,為更好的服務(wù)農(nóng)戶,其在農(nóng)田測量以及作業(yè)植保都應(yīng)用了RTK技術(shù)(Real-time kinematic:載波相位差分技術(shù),較于之前需要事后進行多種求解才能獲得厘米級的精度的測量方法,RTK則可實現(xiàn)實時求差解算坐標(biāo),得到厘米級定位精度),這樣測量員不僅能提供更加精準的作業(yè)航線而且在一定程度上保護了農(nóng)場主的部分利益,而搭載了RTK模塊作業(yè)的無人機也可以準確地沿著預(yù)先設(shè)定的航線進行噴灑作業(yè),飛行偏移的誤差在厘米級的范圍內(nèi),不會出現(xiàn)重噴、漏噴的現(xiàn)象。同樣一定程度上還能降低了作業(yè)植被免受無人機風(fēng)力損傷的風(fēng)險。
作業(yè)員將電池以及藥箱裝入搭載了RTK模塊作業(yè)的無人機
無人機植保 不止是撒個農(nóng)藥這么簡單
目前,航空噴霧作業(yè)面積前5名的作物依次是:玉米、小麥/大麥、棉花、大豆和水稻,但大眾對無人機植保概念依舊停留在一種撒藥的工具層面上,然而真正意義上的植保服務(wù)不止是把農(nóng)藥撒到農(nóng)作物上,還需通過大量的試驗和驗證找到最優(yōu)的噴灑方案。以前國際上對航空噴霧技術(shù)的研究熱點主要針對傳統(tǒng)農(nóng)用飛機即輕型固定翼飛機、直升機以及輕型無人直升機進行,研究內(nèi)容主要分為兩方面:一是可控霧滴技術(shù)的應(yīng)用與霧滴飄移控制的研究;二是全球性定位系統(tǒng)(GPS)及精準施藥技術(shù)的使用。但隨著近年多旋翼植保無人機的發(fā)展,尤其是結(jié)合RTK技術(shù)應(yīng)用,基本解決了精準施藥這一難題,而前者目前還需要經(jīng)過大量的試驗去進行檢測。極飛農(nóng)業(yè)的COO鄭濤介紹了其與多所農(nóng)業(yè)高校開展的一系列試驗,如在八月份與新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)合作的項目,主要測試方向為無人機霧滴對被作業(yè)植被的穿透力以及霧滴的空間分布:設(shè)定無人機飛行范圍,空地上打橫放置一個貼有白紙長3米寬8厘米的鋁制桿子,隨后無人機載著試劑分別以不同的飛行速度在不同的高度下飛行,然后分類整理有噴灑痕跡的白紙并帶回實驗室結(jié)合航高、航速、風(fēng)速等用專業(yè)軟件對噴灑痕跡進行分析。而這項實驗所取得的成果則立馬應(yīng)用于9月份的無人機棉花脫葉劑的作業(yè)。
拖拉機與無人機噴灑作業(yè)后的棉花地對比
農(nóng)業(yè)植保在一年中所占的時間很短,但農(nóng)業(yè)是無人機民用領(lǐng)域第一個,也是最大的一個市場。此前國際無人機系統(tǒng)協(xié)會(AUVSI)曾預(yù)測,2015-2025年無人機在民用領(lǐng)域中的應(yīng)用將為美國經(jīng)濟貢獻820億美元,其中近90%將直接來自農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。而2014年日本植保無人機銷售額達71億日元,約合人民幣4.64億。中國的耕地面積是日本的28倍,潛力巨大,但相較于日本,中國地勢較為復(fù)雜,無疑增加了無人機的作業(yè)難度,但隨著多旋翼無人機技術(shù)的不斷改進,農(nóng)戶接受度也越來越高,無人機植保作業(yè)市場也會越來越成熟。