农用无人机创新应用

近几年农用无人机发展迅速，其在飞防领域得到广泛应用和普遍认可，但无人机在农业方面的应用远不止于此。随着业务不断深入，技术快速发展，无人机在农业领域开发出很多创新产品和应用。

借此机会，结合高科新农在无人机投放赤眼蜂生物防控、基于处方图的无人机精准施肥和无人机精准播种的研发和生产实践，与广大读者分享相关成果，希望以此共同推进农用无人机向更专、更精、更多细分领域发展，在农药化肥减施增效方面发挥更大作用。

一、 无人机投放赤眼蜂生物防控

农业部2018年提出农药使用负增长行动方案，如何在保证防治效果的同时，减少农药使用是各大飞防厂家都在积极探索的方向。螟虫是我国粮食生产过程中主要害虫之一，主要侵害玉米、水稻、高粱、甘蔗等。化学农药防治一般对螟虫的虫卵无效，对幼虫或成虫有效。

所以，在使用化学农药提前防治玉米螟或者稻米螟的时候，一般要等到发现幼虫的时候开始防治。而等到出现幼虫的时候，虫子可能已经蛀入植物茎杆中咬食，防治效果又不是太好。

假如玉米螟造成危害，每亩产量可能减产100-300斤。所以，为了保证农业生产安全和提高农作物产量，必须想办法从螟虫幼虫或更早阶段进行防治。

如何防治更有效？

近年来，各地区多有开展投放赤眼蜂进行玉米田和水稻田的绿色防控试验。赤眼蜂属于膜翅目赤眼蜂科的一种寄生性昆虫，大多数雌蜂和雄蜂的交配活动是在寄主体内完成的。

它靠触角上的嗅觉器官寻找寄主，用腹部末端的产卵器向寄主体内探钻，把卵产在其中，卵变幼虫吸食害虫卵内汁液。因此起到生物防控作用。例如玉米田可寄生于玉米螟、黏虫、棉铃虫、斜纹夜蛾和地老虎等鳞翅目害虫的卵。

目前赤眼蜂的应用主要采用淹没式投放，长期以来一直依靠人工在田间步行，释放悬挂蜂卡，此方式效率低，释放成本高，作业质量难以把控。而利用农用无人机可对赤眼蜂进行自主投放，能够极大的提高作业效率，具有时效性好、作业精准可追踪、防治成本低等优点。

高科新农自2017年开始研制无人机投放赤眼蜂系统，包括：投放赤眼蜂用无人机和任务系统、赤眼蜂蜂球、自动化赤眼蜂装填设备等一系列产品。并于2018年6~7月在内蒙古突泉县开展林业和玉米田防控试验，取得了较好的效果。

人工悬挂蜂卡

无人机投放蜂球

2019年6月，高科新农与国家精准农业航空中心联合开展无人机投放赤眼蜂规模化试验，累计在内蒙古赤峰、通辽、黑龙江等地投放赤眼蜂10万亩次。作业机型为高科新农M45-REB19，一次可装载300个缓释赤眼蜂球，每亩地投放一个赤眼蜂球，一次作业15-20分钟，完成300亩作业面积。作业数据实时上传云端，可以精准记录到每个蜂球的投放位置，为后续跟踪追溯提供保障。

2019年6月24日翁牛特旗无人机投放赤眼蜂现场会

生物防治作为绿色防控的重要组成部分，对农业可持续发展、食品安全保障等提供了物质基础和技术支撑。通过农用无人机进行自主生物防治，极大的提高了农业生产中生物防治的作业效率，降低了作业成本，具有显著的经济效益、社会效益和生态效益。

2019年赤眼蜂生物防治示范试验作为国内农业发展史上利用农用无人机开展规模最大的生物防治作业（总作业面积达10万余亩），不仅为后续利用无人机开展生物防治提供了数据支撑和参考，还有效地加强了无人机在农业生产中的应用，对推动无人机产业的跨越式发展具有积极的意义。

二、 基于处方图的无人机精准施肥

中国是化肥生产和使用大国。1980年至今，中国化肥施用量增长了4.5倍，同期我国粮食产量仅增长了82.8%。过量施肥会导致土壤结构变差、作物病虫害增加、环境污染风险加大、农产品质量下降、生产成本增加。在灌溉、品种、耕作等相对稳定的前提下，作物产量随施肥量的增加而增加。当超过一定限度后，增加施肥量，反而还会造成作物的减产。

基于处方图的无人机精准施肥方案，是解决过量施肥的有效技术手段。“处方图”，类似医生给患者开的有针对性治疗方案，有了“处方”指引，施肥作业更加精准可靠。本项目是由华南农业大学周志艳教授团队与我公司合作开发，具体实施步骤如下：

第一步，通过无人机遥感获取作物的多光谱正射影像图；

第二步，通过正射影像图，进行AI智能运算与解析，得出作物长势专题图；

第三步，根据作物的长势专题图，结合施肥决策模型，得出施肥作业处方图，并存入云端；

第四步，无人机通过APP地面站从云端获取到处方图数据，根据给出的作业处方，对每个地块进行精准施肥作业。

2019年9月5日罗定市太平镇施肥处方图（尿素，单位kg/亩）

中颗粒尿素

加尿素

无人机施肥作业

M45-G2无人机精准施肥作业参数：

1) 亩用量： 0.56～15kg/亩，变量喷撒

2) 作业幅宽： 4米

3) 飞行速度： 6米/秒

4) 飞行高度： 3米

5) 料桶容积：20升

6) 作业效率：≥150亩/天（工作8小时）

7) 作业方法： 完全按处方图文件要求生成航线并自主飞行作业。

2019年早稻，在广东省罗定市太平镇进行了150.12亩连片示范应用。在示范片内遥感施肥模型纯氮亩施用比传统施肥平均减少28.34%的情况下，平均产量达486.48kg/亩，与传统施肥的平均产量445.20kg/亩相比增长了9.27%。基于处方图的无人机精准施肥方案，很好地运用了无人机遥感、大数据、AI智能等先进的科技手段，达到了化肥减施增效的目的。

三、 无人机在南方水稻田的精准播种

水稻播种主要有移栽和直播两种技术。

北方水稻由于气候原因，基本上采用育秧和机械化插秧的移栽技术。南方水稻播种，两种技术都有采用，各有优劣势。

水稻移栽包含育秧和插秧两个环节。虽然这两个环节都采取了机械化手段，但在南方水稻实际生产过程中，仍存在一些问题。

1) 育秧需要大量人力、场地，提高了成本，降低了效益。

2) 插秧效率比较低。一台插秧机一天仅能播种30亩左右（南方田块）。

3) 插秧成本比较高。一亩地插秧成本大约60元（参考安徽收费标准）。

4) 如果种植面积大，插秧速度可能跟不上。

5) 南方插秧机机手也不好找。

6) 机插秧受天气影响也比较大，田地泥还不能太深。如果插秧期间一旦下雨，田里积水无法排干净，插秧机无法下田干活。而育好的秧苗到时间必须移栽下去，季节不等人。

因此，南方水稻还有很大一部分采用直播技术。水稻直播的优点，主要有：

1) 省工省力。免除了传统育秧、移栽用工，并节省秧田。

2) 产量略高。由于直播稻更有利于低节位分蘖，穗茎优化合理配置，主蘖穗基本上整齐一致，成穗率高，总穗数多，大面积生产上直播水稻较传统移栽水稻一般增产5%。

但传统水稻直播主要采取人工撒播，也有其劣势：劳动强度大、效率低、工作质量不好控制、大面积作业无法保障等。人工抛种对劳动力要求比较高，要抛撒的均匀不容易。此外，农村越来越面临非常严重的劳动力短缺问题，大面积同时作业劳动力不好找。

而且，有些种子撒播下去为了避免老鼠或者鸟类偷食，农民会将种子混合微毒农药，但是作业者为了有很好的撒播手感，不戴手套，微毒农药直接接触身体，影响健康。而且且农民光脚站在泥水里，水深接近膝盖，负重行走很不不便，一天仅能撒播10亩地左右，效率很低。

2019年4月江西九江人工撒播水稻种

早籼110（混合微毒农药）

用无人机进行水稻直播，可以完美地解决人工直播面临的问题，更适合规模化作业。无人机进行水稻直播的优势主要有：

1) 撒播精准、均匀。用户可以根据亩用量的需求，定量、精准播撒。

2) 效率高。根据亩用量不同，每架无人机每天可以作业150-200亩或以上。

3) 单位成本低。不算育秧成本，无人机直播成本大约是插秧机插秧的50%左右。

4) 前置工作催芽比育秧更好根据天气和季节把控时间。

5) 播种机型可兼顾后期追肥，一机多用（型号：高新M45-G2）。

无人机水稻直播注意事项：

1) 催芽不能过长或者过短，以刚好露白为最佳。

2) 根据发芽后的种子，以及亩用量，提前测试好无人机播种的幅宽和流速，以达到精准播种目的。

3) 提前取出种子内混入的杂草和秸秆等杂物。

撒播时最佳的芽种

撒播时过长的芽种

撒播时过短的芽种

2019年6月上旬安徽望江“太湖糯”水稻直播

安徽望江“太湖糯”水稻直播

9月13日太湖糯长势