自动化杂草控制：好处与挑战

自动化要成为除草剂应用的主要参与者，必须解决几个挑战。美国农业成功媒体，报道了美国普渡大学推广杂草控制专家布赖恩·杨解有关观点和研究成果及展望。

只喷洒杂草的应用技术，并不是一个新的想法。WeedSeeker于20世纪90年代中期在美国推出，能够区分棕色和绿色，并只喷洒绿色区域。

“抗草甘膦作物出现了，使杂草控制如此便宜，技术被停放。”普渡推广杂草控制专家布赖恩·杨解释道，“今天，随着抗草甘膦杂草和更昂贵的除草剂程序，自动化技术得到了另一种思考。此外，今天的技术是绿色的，区分绿色的杂草和绿色植物，只触发杂草的喷洒。”

杨认为自动喷雾器的应用可能是杂草控制未来的一部分。“我们还需要新的、有效的除草剂，种植者必须学会更多地使用栽培方法，而不是那么广泛地依赖化学控制。”他说。

为了获得自动化杂草控制可能带来的好处，必须解决几个挑战。杨说：“一个主要的挑战是让环保署参与进来。如果你只在5%或10%的土地上施用化学物质，环保署还会把它视为广播应用吗？”

自动喷洒的潜在好处

以下是机器学习和选择性喷洒可能给农业带来的好处：

叶面除草剂成本较低。如果你只喷了一个田的10%，除草剂的成本应该是整个田喷洒成本的10%左右。仍然需要喷洒残留除草剂。

减少对环境的影响。即使40%的田地需要喷洒，喷洒到环境中的化学品也不及广播喷洒的一半。美国环保署是否会做出调整，使标签、法规和报告做法能够捕捉较少的化学品应用的价值？

减少作物伤害。如果你只在有杂草的地方施用化学品，特定的除草剂是否不太可能造成那么多的作物伤害？标签可以调整吗？以前被保留的化合物更容易被标记吗？

加强对抗性杂草的管理。“我们正在等待他们告诉我们更多，并解释这将如何发挥。”杨解释说。

市场上更多的活性成分。如前所述，由于除草剂对农作物造成轻微伤害而被搁置在研究架上的除草剂能被收回吗？那些对于大规模生产来说可能过于昂贵的活性成分呢？如果它们的使用量要低得多，它们的发展会变得经济吗？

杂草种类分布图。机器学习能识别物种并逐个物种地绘制杂草地图吗？这可以将处方除草提升到一个全新的水平。

自动喷洒的潜在挑战

除了没有答案的问题，新的机器学习和杂草控制自动化可能带来的挑战。下面是一些杨预见：

初始设备费用。扬预计，采用这种技术的新型喷雾器的价格将大幅上涨。Precision Planting目前正在开发使用摄像头选择性喷洒的技术，预计他们的产品将作为一种改造选项，让更多的农民获得这项技术。“只需花费新喷雾器成本的20%至30%，您就可以在现有喷雾器上添加最先进的技术。”Precision Planting的布莱斯·贝克解释道。

工作中的机器人：Sol in tec公司生产的这款无人驾驶的陆基飞行器既能探测作物，又能在需要的地方施药。

订阅费用，增加了功能。一些新的选择性喷洒技术可能会通过使用低级别的蜂窝通信来绕过糟糕的互联网接入。然而，这通常会带来年费。

复杂性。如果你在为一个40英亩的田地装一个喷雾器，你会在油箱里放多少产品？你真的会喷30英亩吗？10英亩吗五英亩？在决定何时喷洒时，你会对设备的敏感程度有发言权吗？

技术问题。你从来没有考虑过的事情，比如长阴影和目标缓冲，开始发挥作用了。科技会捡起不同高度的杂草，而不是被矮杂草旁边的高杂草扔掉吗？如果目标杂草触发喷洒，它周围有多少区域也被喷洒？缓冲区是否获得全速率？这些参数是谁设置的？

环保局的规定。即使你只在5%的田地上喷洒化学品，环保署会考虑在整个田地上喷洒吗？根据目前的规定，杨认为会这样。他说：“让环保署解决与选择性应用相关的问题是一个必须清除的主要障碍。”

作物行距和行走方向。特别是对于无人驾驶、自动化的地面单元，行距和方向变得非常重要。这支部队将如何穿越战场？

作物行下的杂草。机器是否会检测到行里的杂草并触发喷洒？还是会想念那些杂草？

与当前技术的兼容性。选择性喷洒技术能否与广泛适用的有效技术（如脉宽调制和直接喷射）无缝协作？

与高速的兼容性。许多种植者每天以高速喷洒的方式覆盖数百英亩土地。选择性喷洒技术能保持在每小时15英里的速度吗？纯粹的物理学要求回答这个问题。杨指出，以每小时15英里的速度，一个喷雾器每秒可以移动22英尺。这意味着必须迅速做出大量的“喷雾或不喷雾”决定。