大疆農(nóng)業(yè)-農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)行業(yè)白皮書(shū)-2023.09

8讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-1--

序言

-對(duì)于全球農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō)，2022

年都是富有挑戰(zhàn)性的一年，由于地緣政治、經(jīng)濟(jì)、極端天氣等原因，全球糧食價(jià)格快速上漲，糧食安全

[1]

危機(jī)凸顯……挑戰(zhàn)伴隨機(jī)遇，新的一年，農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)在技術(shù)研發(fā)、農(nóng)作物應(yīng)用拓展、行業(yè)生態(tài)建設(shè)等方面都有了發(fā)展。[1]

糧食安全：所有人在任何時(shí)候都能通過(guò)物質(zhì)、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)渠道獲得充足、安全和富有營(yíng)養(yǎng)的食物，滿足其積極、健康生活的膳食需求和膳食偏好。見(jiàn)國(guó)際糧農(nóng)組織《2022

年世界糧食安全和營(yíng)養(yǎng)狀況》，/3/nj984zh/nj984zh.pdf-2-CONTENTS目錄......................................................................01一、2022

年亮眼瞬間...................................................................03二、全球政策的發(fā)展趨勢(shì)（一）獲得中國(guó)民航局的適航許可證..................................................................03...............................................................05（二）歐洲政策對(duì)農(nóng)用無(wú)人機(jī)逐步開(kāi)放1.《禁止航空噴灑令》的修改提案2.

歐洲航空安全局（EASA）簡(jiǎn)化農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)的使用申請(qǐng)方式3.

德國(guó)開(kāi)放

50KG

以下的農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)進(jìn)行作業(yè)4.T30

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)獲取瑞士

AGROSCOPE

認(rèn)證：可以和地面器械一樣用藥......................................................................08（三）獲得北美地區(qū)的運(yùn)行豁免1.T30

和

T40

獲得美國(guó)

FAA

運(yùn)行豁免2.

獲得加拿大民航局的認(rèn)可...............................................................................10三、環(huán)境保護(hù)試驗(yàn).....................................................................................10（一）霧滴粒徑測(cè)試1.

無(wú)風(fēng)場(chǎng)條件下離心噴頭霧滴粒徑譜測(cè)試2.單旋翼下洗氣流場(chǎng)作用下霧滴粒徑譜測(cè)試3.四旋翼下洗氣流場(chǎng)作用下霧滴粒徑譜測(cè)試.....................................................................................14（二）飄移田間試驗(yàn)1.T30

飄移測(cè)試2.T40

飄移試驗(yàn)3.T40

除草劑試驗(yàn).....................................................................................20（三）仿真模型探索.........................................................................21四、新場(chǎng)景應(yīng)用分享......................................................................................21（一）病蟲(chóng)害防控......................................................................22（二）農(nóng)藝與無(wú)人機(jī)應(yīng)用的結(jié)合讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-3-（三）智慧農(nóng)業(yè)典型案例分享.........................................................................231.

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)在馬鈴薯種植過(guò)程的應(yīng)用和發(fā)展2.

水稻精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)3.

精準(zhǔn)噴灑在大豆的應(yīng)用（四）播撒案例..........................................................................................371.

喂養(yǎng)小龍蝦2.

水稻播撒應(yīng)用（五）授粉應(yīng)用..........................................................................................401.水稻大田的楊花2.梨樹(shù)授粉3.果樹(shù)搖花.........................................................................42（六）果樹(shù)防凍防曬的噴灑五、最佳實(shí)踐......................................................................................43（一）

人員培訓(xùn).........................................................................................43（二）新技術(shù)發(fā)展.......................................................................................431.

更智能2.

更高效3.

更安全................................................................45（三）農(nóng)藥使用技術(shù)與無(wú)人機(jī)的結(jié)合1.

農(nóng)藥的適當(dāng)桶混合2.

農(nóng)藥制劑及其在無(wú)人機(jī)應(yīng)用的技術(shù)可行性六

應(yīng)用錯(cuò)誤詳解................................................................................49........................................................49（一）錯(cuò)誤一：在不適合的區(qū)域噴灑除草劑（二）錯(cuò)誤二：在蜜蜂、桑樹(shù)附近噴灑殺蟲(chóng)劑......................................................49.....................................................49（三）錯(cuò)誤三：果樹(shù)作業(yè)采用高速度或粗霧滴...............................................50（四）錯(cuò)誤四：障礙物區(qū)域采用十幾米的飛行高度...............................................51（五）錯(cuò)誤五：除草或者矮壯素作業(yè)行距設(shè)置過(guò)寬（六）錯(cuò)誤

六：作業(yè)行距和作業(yè)速度不匹配........................................................54................................................................52（七）錯(cuò)誤七：玉米噴灑莖葉除草劑-4-一、2022年亮眼瞬間經(jīng)過(guò)十年深耕，大疆農(nóng)業(yè)的足跡已遍布六大洲，覆蓋超過(guò)

100

個(gè)國(guó)家和地區(qū)。截至2022

年底，大疆農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)全球累計(jì)保有量突破20萬(wàn)臺(tái)，累計(jì)作業(yè)面積突破30億畝次，惠及數(shù)億農(nóng)業(yè)從業(yè)者。通過(guò)飛手培訓(xùn)，累計(jì)培訓(xùn)

15

萬(wàn)名植保飛手與2500

名教員，推動(dòng)更多青年創(chuàng)業(yè)者投身到科技農(nóng)業(yè)事業(yè)中，為智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供人才支撐。讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-1-一

月二

月三

月四

月五

月六

月七

月八

月九

月十

月T30通過(guò)德國(guó)JKI對(duì)噴灑系統(tǒng)的安全認(rèn)可，可以在德國(guó)葡萄園場(chǎng)景作業(yè)。在墨西哥建立第一所慧飛分校，為墨西哥提供更多專業(yè)的飛手培訓(xùn)。大疆農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)在巴西助力多種植保活動(dòng)。T30在歐洲多個(gè)國(guó)家通過(guò)噴灑認(rèn)證和民航局認(rèn)可，進(jìn)行噴灑作業(yè)。T40

霧滴粒徑研究及飄移測(cè)試在中國(guó)啟動(dòng)。首次發(fā)布《農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)行業(yè)白皮書(shū)》，提出農(nóng)業(yè)不僅要關(guān)注效率，更要兼顧生態(tài)環(huán)保。大疆農(nóng)業(yè)向中國(guó)鄉(xiāng)村發(fā)展基金會(huì)捐贈(zèng)

15

臺(tái)大疆農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)，此批無(wú)人機(jī)將用于甘肅省漳縣、內(nèi)蒙古自治區(qū)包括螞蟻森林在內(nèi)的所有林草，助力病蟲(chóng)害防治，推動(dòng)林草業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。美國(guó)用戶將自己的

7

臺(tái)直升機(jī)更換為

7

臺(tái)大疆農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)。T20P

在馬來(lái)西亞為榴蓮樹(shù)噴藥，拓寬了農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景。T40

在美國(guó)

AirWorks-2022

正式面向全球發(fā)布。十一

月

全球首支大疆農(nóng)業(yè)品牌片《讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好》發(fā)布。十二

月T50

在中國(guó)區(qū)正式發(fā)布并開(kāi)售。圖

1

2022年大疆農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)保有量-2-二、全球政策的發(fā)展趨勢(shì)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)的管理和其他的無(wú)人機(jī)產(chǎn)品有所不同。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)的主管單位是民航局，而農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)不僅由民航局管理，因其用于農(nóng)業(yè)作業(yè)，也受到農(nóng)業(yè)部門(mén)和環(huán)保部門(mén)的管理。隨著農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)在全球受到越來(lái)越多農(nóng)業(yè)從業(yè)者的歡迎，政府管理部門(mén)也對(duì)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)有了新的認(rèn)知，在管理思路和流程上，均對(duì)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)展現(xiàn)出更開(kāi)放的態(tài)度。（一）獲得中國(guó)民航局的適航許可證2022

年，大疆一直在努力申請(qǐng)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)的適航。2023

年

3

月

15

日，民航中南地區(qū)管理局現(xiàn)場(chǎng)為大疆創(chuàng)新頒發(fā)T16、T20、T10、T30

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)型號(hào)合格證（Type

Certificate）與生產(chǎn)許可證（Production

Certificate）。大疆創(chuàng)新成為中國(guó)首個(gè)獲得農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)生產(chǎn)許可證的單位。圖

2中南局適航審定處為大疆頒發(fā)首個(gè)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)生產(chǎn)許可證根據(jù)中國(guó)民用航空法第三十四條規(guī)定：設(shè)計(jì)民用航空器及其發(fā)動(dòng)機(jī)、螺旋槳和民用航空器上設(shè)備，應(yīng)當(dāng)向國(guó)務(wù)院民用航空主管部門(mén)申請(qǐng)領(lǐng)取型號(hào)合格證書(shū)。經(jīng)審查合格的，發(fā)給型號(hào)合格證書(shū)。無(wú)人機(jī)作為一種新興產(chǎn)業(yè)，具有設(shè)計(jì)新穎、運(yùn)行場(chǎng)景多樣等特點(diǎn)，與傳統(tǒng)民用航空器具有顯著差異，在對(duì)其適航管理模式的探索上也帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，是國(guó)際公認(rèn)的難題。讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-3-大疆創(chuàng)新積極配合中國(guó)民航局開(kāi)展對(duì)無(wú)人機(jī)適航管理的探索、積極參與各項(xiàng)適航技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與專用條件的研究與制定。2020

年

5

月，中國(guó)民航局適航司發(fā)布《民用無(wú)人機(jī)產(chǎn)品適航審定管理程序（試行）》，大疆創(chuàng)新成為國(guó)內(nèi)首個(gè)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)批準(zhǔn)函申請(qǐng)單位，在此過(guò)程中，積極配合局方審查組的各項(xiàng)審定工作，為低風(fēng)險(xiǎn)民用無(wú)人機(jī)適航管理積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。中國(guó)民航局適航司于

2020

年

12

月

21

日向大疆

T16

和

T20

兩款機(jī)型頒發(fā)國(guó)內(nèi)首個(gè)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)批準(zhǔn)函，并于

2021

年

05

月

31

日完成大疆

T10

和

T30

設(shè)計(jì)生產(chǎn)批準(zhǔn)函審定項(xiàng)目末次審查會(huì)議。2022

年

12

月，依據(jù)中國(guó)民用航空規(guī)章《民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定》（CCAR-21），民航局正式發(fā)布《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)適航審定管理程序》（AP-21-AA-2022-71）。根據(jù)該程序要求，中型農(nóng)用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)可按對(duì)限用類民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)的要求進(jìn)行型號(hào)合格審定、生產(chǎn)許可審定和適航合格審定，通過(guò)取得型號(hào)合格證及其更改和補(bǔ)充型號(hào)合格證獲得設(shè)計(jì)批準(zhǔn)，通過(guò)取得生產(chǎn)許可證獲得生產(chǎn)批準(zhǔn)，通過(guò)取得民用無(wú)人駕駛航空器特殊適航證獲得適航批準(zhǔn)。大疆創(chuàng)新積極按照規(guī)章和程序要求開(kāi)展證件轉(zhuǎn)換和申請(qǐng)工作。民航中南地區(qū)管理局完成大疆創(chuàng)新四個(gè)型號(hào)證件的轉(zhuǎn)換和申請(qǐng)審查后，分別于：2023

年

1

月

31

日，簽發(fā)大疆

T16、T20

兩款農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)型號(hào)合格證；2

月

10

日，簽發(fā)大疆

T10、T30

兩款農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)型號(hào)合格證；2

月

22

日，簽發(fā)大疆

T16、T20、

T10、T30

的生產(chǎn)許可證。圖

3大疆

T16、T20、T10、T30

無(wú)人機(jī)生產(chǎn)許可證此次大疆創(chuàng)新·型號(hào)合格證與生產(chǎn)許可證頒證儀式，代表大疆創(chuàng)新

T16、T20、T10、T30

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)順利通過(guò)局方型號(hào)合格審定與生產(chǎn)許可審定，圓滿完成取證工作。-4-圖

4大疆

T30

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，首批拿到中國(guó)民航局生產(chǎn)許可證的機(jī)型之一（二）歐洲政策對(duì)農(nóng)用無(wú)人機(jī)逐步開(kāi)放1.

《禁止航空噴灑令》的修改提案2022

年

6

月

22

日，歐盟發(fā)布

(EU)

2021/2115-

歐洲議會(huì)和理事會(huì)關(guān)于植物保護(hù)產(chǎn)品可持續(xù)使用的法規(guī)和修訂法規(guī)的提案

（Proposal

for

a

REGULATION

OF

THE

EUROPEAN

PARLIAMENTon

the

sustainable

use

of

plant

protection

products

and

amending

Regulation草案中，歐盟提出修改禁止

2009

年關(guān)于禁止空中噴灑的法規(guī)內(nèi)容：AND

OF

THE

COUNCIL(EU)

2021/2115）[2]，在“(26)

某些無(wú)人機(jī)可以被允許有針對(duì)性地在空中施用植物保護(hù)產(chǎn)品。由于有針對(duì)性的應(yīng)用，這種無(wú)人機(jī)可能有助于減少植物保護(hù)產(chǎn)品的使用，因此與使用地面噴灑設(shè)備相比，有助于降低對(duì)人類健康和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。

因此，宜在本條例中設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，免除某些無(wú)人機(jī)的空中應(yīng)用禁令……”草案在第

21

條中增加了對(duì)無(wú)人機(jī)可使用條件的說(shuō)明。“第21條植物保護(hù)產(chǎn)品在某些類別的無(wú)人機(jī)空中應(yīng)用中的使用20

條1.

如果某些類別的無(wú)人機(jī)符合第

2

款規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，成員國(guó)可以免除此類無(wú)人機(jī)在空中施用植物保護(hù)產(chǎn)品之前第第（1）款規(guī)定的禁令。2.成員國(guó)可免除無(wú)人機(jī)的空中申請(qǐng)從第

20

條第

1

款規(guī)定的禁令中說(shuō)明與使用無(wú)人機(jī)相關(guān)的因素表明其使用的風(fēng)險(xiǎn)低于其他空中設(shè)備和陸基應(yīng)用設(shè)備產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。這些因素應(yīng)包括與以下相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)：(a)無(wú)人機(jī)的技術(shù)規(guī)格，包括噴霧飄移、旋翼數(shù)量和尺寸、有效載荷、吊桿寬度和總重量，操作高度和速度；(b)天氣狀況，包括風(fēng)速；(c)噴灑區(qū)域，包括其地形；[2]

見(jiàn)

https://food.ec.europa.eu/plants/pesticides/sustainable-use-pesticides_en讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-5-(d)相關(guān)成員國(guó)授權(quán)用作超低容量制劑的植物保護(hù)產(chǎn)品的可用性；(e)無(wú)人機(jī)與實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)的結(jié)合，在某些情況下在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)上的潛在應(yīng)用；(f)駕駛無(wú)人機(jī)的飛行員所需的培訓(xùn)水平；(g)可能在同一地區(qū)同時(shí)使用多架無(wú)人機(jī)。3.

一旦技術(shù)進(jìn)步和科學(xué)發(fā)展允許制定此類精確標(biāo)準(zhǔn)，委員會(huì)有權(quán)根據(jù)補(bǔ)充本條例的第

40

條通過(guò)授權(quán)法案，以明確與第2款所述因素相關(guān)的精確標(biāo)準(zhǔn)?！眻D

5關(guān)于允許使用無(wú)人機(jī)作業(yè)的條款在草案的第

45

條“Entryintoforce”中，對(duì)

21

條的適用為此草案法規(guī)正式生效后的三年。雖然該提案僅處于較早的草案階段，對(duì)于無(wú)人機(jī)噴藥的實(shí)施規(guī)劃時(shí)間也較長(zhǎng)，但仍反映了歐盟委員會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)噴藥從“全面禁止空中噴灑，個(gè)別緊急案例申請(qǐng)豁免”，到“增加針對(duì)無(wú)人機(jī)的條款，以區(qū)別傳統(tǒng)禁止航空噴灑的作業(yè)”以及“可以按照機(jī)型來(lái)申請(qǐng)農(nóng)業(yè)作業(yè)”的轉(zhuǎn)變。這份草案在歐洲得到了廣泛的討論，很多國(guó)家在歐盟層面參與了討論。我們希望加快立法進(jìn)程，幫助更多歐洲用戶以更快捷的方式實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)的使用。-6-2.

歐洲航空安全局（EASA）簡(jiǎn)化農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)的使用申請(qǐng)方式由于使用

SORA（特許類運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估）進(jìn)行農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)的申請(qǐng)和評(píng)估會(huì)耗費(fèi)平均

4-6

個(gè)月甚至

1

年的審批時(shí)間，歐洲航空安全局發(fā)布了

5

個(gè)前置風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模板（PDRA，Predefined

Risk

Assessment）來(lái)幫助用戶和民航部門(mén)縮短申請(qǐng)和審批時(shí)間

[3]。這

5

個(gè)

PDRA

中有

4

個(gè)都涉及農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)，運(yùn)營(yíng)人可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行

PDRA

的填寫(xiě)和申請(qǐng)。同時(shí)，EASA

在

2023

年也將啟用

SORA2.5，與

SORA2.0

相比，新版本希望能夠更清晰、簡(jiǎn)便地讓用戶使用。鑒于無(wú)論是

PDRA，還是

SORA，都存在一些證明無(wú)人機(jī)安全設(shè)計(jì)與可靠性測(cè)試的內(nèi)容，大疆會(huì)幫助用戶去完成這些方面的材料證明。3.

德國(guó)開(kāi)放

50kg

以下的農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)進(jìn)行作業(yè)2022

年

11

月

4

日，德國(guó)聯(lián)邦數(shù)字與交通部發(fā)布《農(nóng)業(yè)用地?zé)o人機(jī)地面部署國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)景》（以下簡(jiǎn)稱《國(guó)家場(chǎng)?景

》）（Nationales

Standardszenario

zum

bodennahen

Einsatz

von

unbemannten

Flugger

ten

auflandwirtschaftlichemGrund(DE.STS.FARM)）[4]，對(duì)

50kg

以下的農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)進(jìn)行開(kāi)放。德國(guó)聯(lián)邦數(shù)字與交通部認(rèn)為，以農(nóng)業(yè)、林業(yè)為目的的無(wú)人機(jī)應(yīng)用在德國(guó)很普遍，且當(dāng)局在此類操作方面的經(jīng)驗(yàn)一直是積極的。局方不僅考慮到農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)噴灑液體的作業(yè)，同時(shí)還考慮到一些生物防治情況，如用無(wú)人機(jī)投放赤眼蜂防治歐洲玉米螟。因此，德國(guó)在發(fā)布該《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)景》時(shí)考慮到

25kg

以下的開(kāi)放類無(wú)人機(jī)是不夠的，將

50kg

以下原本歸為特許類的無(wú)人機(jī)，也按照開(kāi)放類進(jìn)行一定程度的開(kāi)放。運(yùn)營(yíng)人在進(jìn)行農(nóng)業(yè)作業(yè)時(shí)要遵守一定的飛行高度、速度、噴灑藥物及地理信息等方面的要求，但進(jìn)行申請(qǐng)的時(shí)候僅需要發(fā)送一個(gè)及其簡(jiǎn)單的申請(qǐng)表。這個(gè)申請(qǐng)表包括了申請(qǐng)人的姓名、聯(lián)系方式、開(kāi)始作業(yè)時(shí)間和結(jié)束作業(yè)時(shí)間，局方書(shū)面給予確認(rèn)后，申請(qǐng)人即可進(jìn)行噴灑。圖

6德國(guó)

50kg

以下農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)的申請(qǐng)表[3]

見(jiàn)：https://www.easa.europa.eu/en/domains/civil-drones-rpas/specific-category-civil-drones/predefined-risk-assessment-pdra[4]

見(jiàn)：https://www.lba.de/SharedDocs/Downloads/DE/NfLs/B5_UAS/NfL_2022_1_2649.html?nn=4065440讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-7-4.T30

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)獲取瑞士

Agroscope

認(rèn)證：可以和地面器械一樣用藥歐洲國(guó)家對(duì)農(nóng)藥的使用管理非常嚴(yán)格，加之多年對(duì)航空噴灑的禁止，幾乎見(jiàn)不到“用于空中噴灑”標(biāo)簽的農(nóng)藥。瑞士

Agroscope

在對(duì)

DJIT30

飛機(jī)進(jìn)行認(rèn)證測(cè)試后，認(rèn)為在環(huán)境上的影響，尤其是飄移方面，和地面機(jī)具差不多。同時(shí)，考慮到

T30

在飛行的時(shí)候，噴灑高度基本也和一些大型地面噴霧車類似，Agroscope

認(rèn)為在瑞士，地面機(jī)具可以用的農(nóng)藥，T30

都可以進(jìn)行使用。此舉在農(nóng)藥管理和使用層面，將無(wú)人機(jī)視為與地面器械類似，是在嚴(yán)格法律框架下的靈活變通。（三）獲得北美地區(qū)的運(yùn)行豁免1.T30

和

T40

獲得美國(guó)

FAA

運(yùn)行豁免根據(jù)

FAA

的要求，農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)進(jìn)行噴藥如果符合

part137

的管轄范圍，可以根據(jù)44807

進(jìn)行豁免申請(qǐng)。2022

年，美國(guó)的大疆用戶分別就

T30

和

T40

申請(qǐng)

FAA

的運(yùn)行豁免，獲取了于

2023

年

1

月取得。T30

的豁免授權(quán)，T40

的豁免授權(quán)圖

7美國(guó)

FAA

豁免大疆

T40-8-2.

獲得加拿大民航局的認(rèn)可大疆

T10

系列按照

TC

的要求通過(guò)了

Standard

922

審核。飛手可以在管控空域內(nèi)運(yùn)行無(wú)人機(jī)，也可以靠近人運(yùn)行（5-30

米）[5]。圖

8加拿大交通局官網(wǎng)對(duì)

T10

通過(guò)

922

標(biāo)準(zhǔn)的公告T30

和

T40

作為

25kg

以上的無(wú)人機(jī)，用戶需要向加拿大局方申請(qǐng)

SFOC

許可，2022獲取

SFOC，在加拿大進(jìn)行噴灑作業(yè)。年，加拿大有很多用戶成功T40[5]

見(jiàn)：https://tc.canada.ca/en/aviation/drone-safety/learn-rules-you-fly-your-drone/choosing-right-drone#approved讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-9-三、環(huán)境保護(hù)試驗(yàn)（一）霧滴粒徑測(cè)試2022

年

8

月至

10

月，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)藥械與施藥技術(shù)中心實(shí)驗(yàn)室使用大疆

T40

的

LX8060SZ

離心噴頭霧滴譜特征開(kāi)展了測(cè)試與分析。該測(cè)試包括三個(gè)部分，第一部分為無(wú)風(fēng)場(chǎng)條件下離心噴頭霧滴粒徑譜測(cè)試，分析在無(wú)風(fēng)的條件下離心噴頭的粒徑霧滴情況；第二部分為單旋翼下洗氣流場(chǎng)作用下霧滴粒譜測(cè)試，分析單旋翼風(fēng)場(chǎng)對(duì)霧滴粒徑的作用及粒徑變化；第三部分為四旋翼下洗氣流場(chǎng)作用下霧滴粒徑譜測(cè)試，模仿四旋翼無(wú)人機(jī)作業(yè)時(shí)的風(fēng)場(chǎng)對(duì)霧滴的作用。1.

無(wú)風(fēng)場(chǎng)條件下離心噴頭霧滴粒徑譜測(cè)試1.1

試驗(yàn)過(guò)程試驗(yàn)設(shè)備：激光粒度分析、LX8060SZ

離心噴頭及其控制系統(tǒng)。試驗(yàn)方法：將單個(gè)

LX8060SZ

離心噴頭安裝在激光粒度分析儀激光線正上方，設(shè)置噴頭轉(zhuǎn)盤(pán)與水平線的夾角為

45°與

0°，噴頭傾斜安裝時(shí)，噴頭近地端距離激光束

0.3m

高度范圍內(nèi)，使霧面經(jīng)過(guò)激光束中點(diǎn)。噴頭水平安裝時(shí)，噴頭近地端距離激光束

0.2m

高度范圍內(nèi)，兩臺(tái)儀器間距以所有霧滴能準(zhǔn)確下落至激光束范圍內(nèi)為宜，推薦距離為3m。使用標(biāo)準(zhǔn)硬水作為噴霧液。測(cè)試

2.70L/min

噴頭流量下不同噴頭霧化盤(pán)轉(zhuǎn)速下的霧滴譜數(shù)據(jù)，設(shè)置多組噴頭轉(zhuǎn)速，每個(gè)處理測(cè)量

3

次，單次測(cè)量時(shí)間

10s，記錄

DV50、DV10、DV90、霧滴相對(duì)分布跨度

RS

和小于

100、200μm

霧滴比例

V100、V200

以評(píng)估霧化效果，找出體積中徑

DV50

在

50-500μm

不低于

5

個(gè)水平的噴頭轉(zhuǎn)速或其他控制指標(biāo)。試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)-10-1.2

結(jié)果分析測(cè)試結(jié)果表明，受重力影響，噴頭

45°傾角時(shí)所產(chǎn)生的霧滴譜

Dv50

與

Dv90

低轉(zhuǎn)速區(qū)要明顯高于

0°傾角，繼續(xù)增加噴頭轉(zhuǎn)速，兩種噴頭傾角霧滴譜

DV50

與

DV90

區(qū)別消失，原因?yàn)楦咚俎D(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力遠(yuǎn)大于重力，可消除重力帶來(lái)的影響，而

0°傾角在多數(shù)轉(zhuǎn)速區(qū)間其

DV10

值均高于

45°傾角。根據(jù)上述分析，該型號(hào)離心噴頭水平放置時(shí)的霧化效果優(yōu)于傾斜放置，水平放置噴頭更有利于產(chǎn)生霧滴譜更均勻的霧滴，田間作業(yè)時(shí)推薦將噴頭水平放置以獲取最佳噴霧效果。2.

單旋翼下洗氣流場(chǎng)作用下霧滴粒徑譜測(cè)試2.1

試驗(yàn)過(guò)程搭建以

T40

電機(jī)及旋翼為基礎(chǔ)的旋翼下洗氣流場(chǎng)

LX8060SZ

離心噴頭霧滴粒徑分布測(cè)試平臺(tái)（圖

4、圖

5），噴頭位于旋翼正下方，調(diào)節(jié)儀器位置，使噴頭中心位置位于激光束上方，保持噴頭位置水平，借助風(fēng)場(chǎng)作用改變霧滴運(yùn)動(dòng)方向，增加通過(guò)激光截面的霧滴比例。使用

OP-10

非離子表面活性劑配置成濃度為

0.1%

的噴霧液以模擬農(nóng)藥藥液理化性質(zhì)。開(kāi)啟旋翼電機(jī)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)工作轉(zhuǎn)速，打開(kāi)噴霧系統(tǒng)，調(diào)節(jié)噴霧流量至

2.7L/min

和噴頭轉(zhuǎn)速待穩(wěn)定后開(kāi)始測(cè)量霧滴譜。測(cè)試待測(cè)流量下不同噴頭霧化盤(pán)轉(zhuǎn)速下的霧滴譜數(shù)據(jù)，設(shè)置多個(gè)噴頭轉(zhuǎn)速，每個(gè)處理測(cè)量

3

次，單次測(cè)量時(shí)間

10s，記錄

DV50、DV10、DV90、霧滴相對(duì)分布跨度

RS。圖

9

噴霧試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖

10

粒徑測(cè)試示意圖讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-11-2.2

結(jié)果與分析相比于無(wú)風(fēng)場(chǎng)狀態(tài)測(cè)量霧滴粒徑結(jié)果，在相同噴頭轉(zhuǎn)速條件下，旋翼下洗氣流與霧場(chǎng)存在交互作用，導(dǎo)致如下結(jié)果：1）在

5500-14000

r/min

轉(zhuǎn)速區(qū)間，相比于靜態(tài)測(cè)量，下洗氣流場(chǎng)會(huì)增加霧滴尺寸

10%-60%，在該區(qū)間內(nèi)，噴頭轉(zhuǎn)速越低，該增大效應(yīng)越明顯。2）受下洗氣流影響，根據(jù)上述內(nèi)容推測(cè)靜態(tài)風(fēng)場(chǎng)下霧滴粒徑躍遷效應(yīng)由

3000-4000r/min

噴頭轉(zhuǎn)速區(qū)間增大至4000-6000r/min，即躍遷效應(yīng)向更高噴頭轉(zhuǎn)速發(fā)展。Dv50:751μmDv50:486μmDv50:273μmDv50:110μm圖

11

水敏紙測(cè)試結(jié)果圖

12

單旋翼下洗氣流場(chǎng)作用下霧滴粒徑譜測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)-12-3.

四旋翼下洗氣流場(chǎng)作用下霧滴粒徑譜測(cè)試3.1

材料與方法將兩個(gè)

LX8060SZ

離心噴頭安裝在自行搭建的模擬無(wú)人機(jī)噴霧試驗(yàn)臺(tái)上，以模擬四旋翼無(wú)人機(jī)下洗氣流場(chǎng)與霧滴的交互作用過(guò)程，噴頭安裝于旋翼正下方，調(diào)節(jié)激光粒度分析儀水平位置，激光束平行于無(wú)人機(jī)前進(jìn)方向，并使噴頭噴灑部件位于激光束上方

2m

處，保持噴頭位置水平，測(cè)試無(wú)人機(jī)風(fēng)場(chǎng)與霧滴的整體交互作用。使用

OP-10

非離子表面活性劑配置成濃度為

0.1%

的噴霧液以模擬農(nóng)藥藥液理化性質(zhì)。開(kāi)啟旋翼電機(jī)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)工作轉(zhuǎn)速，打開(kāi)噴霧系統(tǒng)，調(diào)節(jié)噴霧流量和噴頭轉(zhuǎn)速待穩(wěn)定后開(kāi)始測(cè)量霧滴譜，初始測(cè)量位點(diǎn)位于模擬無(wú)人機(jī)中線處。測(cè)試

1.6L/min

流量下不同噴頭霧化盤(pán)轉(zhuǎn)速下的霧滴譜數(shù)據(jù)，每個(gè)處理測(cè)量

3

次，記錄

DV50、DV10、DV90、霧滴相對(duì)分布跨度

RS

和小于

100、150μm

霧滴比例

V100、V150

以評(píng)估霧化效果。在水平方向沿垂直激光線方向選取三個(gè)測(cè)量位點(diǎn)分別位于無(wú)人機(jī)模擬平臺(tái)中點(diǎn)處、噴頭正下方以及旋翼半徑外（對(duì)應(yīng)圖

13，①；②；③處），移動(dòng)激光粒度儀位置以測(cè)量水平方向上的霧滴粒徑分布情況。圖

13

無(wú)人機(jī)風(fēng)場(chǎng)環(huán)境中霧滴粒徑分布測(cè)試測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-13-3.2

結(jié)果與分析測(cè)試結(jié)果如圖

14

所示，極低轉(zhuǎn)速區(qū)間，產(chǎn)生大霧滴易掙脫下洗氣流場(chǎng)范圍，不利于農(nóng)藥?kù)F滴的沉積均勻分布。圖

14

無(wú)人機(jī)下洗氣流場(chǎng)霧滴粒徑分布測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)（二）飄移田間試驗(yàn)為了明確不同影響因子下農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)的噴霧飄移規(guī)律，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)安全、高效地開(kāi)展植保作業(yè)，保障非靶標(biāo)生物與環(huán)境安全，對(duì)

T30、T40

展開(kāi)飄移田間試驗(yàn)。1.

T30

飄移測(cè)試1.1

試驗(yàn)方案及過(guò)程試驗(yàn)在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院新鄉(xiāng)基地試驗(yàn)田中開(kāi)展，使用

T30

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)，農(nóng)田地形平坦且四周空曠無(wú)遮擋，T30

飛行速度選擇

3

m/s、4

m/s、5

m/s

和

6

m/s，飛行高度選擇

2.0、3.0

和

4.0

m，選擇正常、粗

2

種霧滴粒徑，每種參數(shù)組合測(cè)定

3

種不同側(cè)風(fēng)速度下多旋翼農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)噴霧的霧滴沉積及飄移情況。農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)飄移規(guī)律測(cè)定作業(yè)場(chǎng)景與霧滴采集區(qū)。試驗(yàn)在

128

m

x125

m（長(zhǎng)

×

寬）的區(qū)域中開(kāi)展，采樣區(qū)域共布置

6

條采樣帶，每條采樣帶之間間隔

5

m，第一條和最后一條采樣帶分別距離測(cè)試區(qū)域邊緣

50m。采樣區(qū)域包括作業(yè)區(qū)

0-20

m

及下風(fēng)向飄移區(qū)

0-50

m。根據(jù)

ISO

22866

噴霧飄移田間測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，在保證盡可能保證采樣結(jié)果的精確度的條件下，采樣點(diǎn)的設(shè)置為：從下風(fēng)向作業(yè)區(qū)邊緣至下風(fēng)向飄移區(qū)

10

m

之間每隔

1

m

放置一個(gè)霧滴采集裝置（由麥拉片為底部支撐，將霧滴測(cè)試卡與直徑為

9

cm

濾紙固定于麥拉片上，在此設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上可以達(dá)到最大范圍減少試驗(yàn)人員以及單個(gè)采集裝置間的交叉污染問(wèn)題），并在距離作業(yè)區(qū)下風(fēng)向邊緣

12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、45

和

50

m

處分別放置一個(gè)霧滴采集裝置。同時(shí)，將采樣裝置置于距地面1

m

的位置，以避免地面效應(yīng)對(duì)霧滴沉積的影響。噴霧結(jié)束后等待

5-10

min，確認(rèn)濾紙上的霧滴全部晾干后按順序分別裝入自封袋中，并將樣品在避光、陰涼條件下保存，隨后對(duì)樣品進(jìn)行處理和測(cè)定。-14-讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-15--16-2.1.2

試驗(yàn)結(jié)論1）側(cè)風(fēng)風(fēng)速對(duì)霧滴飄移的影響：側(cè)風(fēng)風(fēng)速是影響飄移距離和飄移量的最主要因素，最佳作業(yè)條件是側(cè)風(fēng)風(fēng)速小于

3.4m/s（二級(jí)風(fēng)）。2）飛行高度對(duì)霧滴飄移的影響：當(dāng)側(cè)風(fēng)風(fēng)速在

0-3.4

m/s

之內(nèi)，飛行高度為

2

m、3

m

和

4

m

時(shí)，噴霧霧滴在作業(yè)區(qū)的沉積量逐漸減少，霧滴分布均勻性變差，霧滴飄移距離也逐漸增加。而當(dāng)側(cè)風(fēng)風(fēng)速大于

3.4

m/s

后，改變作業(yè)高度對(duì)霧滴沉積和飄移幾乎沒(méi)有影響，側(cè)風(fēng)風(fēng)速是主要影響因素。3）環(huán)境溫濕度對(duì)飄移的影響：環(huán)境溫度

15-30℃，側(cè)風(fēng)風(fēng)速小于

3.4

m/s

的前提下，空氣濕度在

20-80%

之間，濕度對(duì)霧滴飄移的影響最為顯著，隨著環(huán)境濕度升高，霧滴飄移量和飄移距離均減少，降低霧滴飄移的最佳環(huán)境濕度范圍是：環(huán)境濕度在

60%

以上。而當(dāng)環(huán)境風(fēng)速達(dá)到

3.4m/s

以上，改變環(huán)境的溫濕度對(duì)霧滴飄移均無(wú)顯著影響。2.2

河北冀州

T40

飄移試驗(yàn)2.2.1

試驗(yàn)設(shè)置為了探索

T40

的霧滴飄移情況，我們采用三種霧滴收集裝置（地面霧滴沉積收集器、地面飄移收集裝置、空中飄移收集裝置）用于評(píng)估霧滴在作業(yè)區(qū)域及作業(yè)下風(fēng)向區(qū)域的分布情況。地面霧滴沉積收集器：為收集農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)作業(yè)區(qū)域的沉積分布，在農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)的作業(yè)區(qū)域的中布置

PVC

卡承托裝置帶收集沉積霧滴，沉積霧滴收集帶垂直于無(wú)人機(jī)飛行方向，沉積收集區(qū)寬度

30m（3

個(gè)噴幅），每組從上風(fēng)向到下風(fēng)向邊緣共

13

個(gè)點(diǎn)，間隔

2.5m，共

3

組，39

個(gè)點(diǎn)，使用過(guò)程中保證

PVC

卡平面平行于地面。地面飄移收集裝置：為收集農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)在下風(fēng)向地面飄移分布，在農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)噴幅邊緣下風(fēng)向

3、5、10、15、20、30、50m

處布置

9

個(gè)直徑為

15cm

的塑料培養(yǎng)皿，放置于

3

塊金屬平板上，培養(yǎng)皿處于同一直線上并平行于無(wú)人機(jī)行進(jìn)方向，每組測(cè)試共

63

個(gè)培養(yǎng)皿?？罩酗h移收集裝置：為收集下風(fēng)向的空中飄移霧滴，在噴幅邊緣下風(fēng)向

2m

放置

3

組空中飄移收集框架，框架上自距離地面

0.5m

處起，每距離

50cm

布置

1

根長(zhǎng)度為

2m

直徑為

1.98

mm

的聚四氟乙烯線，直至

5.0m

處；同時(shí)在下風(fēng)向

15m

處放置

3

組

2.0m×2.0m

空中飄移收集框架，同樣間隔

50cm

布置聚四氟乙烯線，每組測(cè)試共

42

根。聚四氟乙烯線兩端用夾子固定至豎直框架上，并繃直以保證無(wú)彎曲。氣象站：采用

YG-BX

型便攜式田間氣象站記錄室外飄移試驗(yàn)期間全程風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度，頻率

0.2Hz。熒光儀：日立

F-2700

型熒光分光光度計(jì)。其余設(shè)備還包括：瓶口分液器、脫色搖床等。2.2.2

方案及場(chǎng)地試驗(yàn)場(chǎng)地如圖

17

所示布置，飄移測(cè)試裝置完全垂直于航線，測(cè)試過(guò)程中開(kāi)啟氣象站采集風(fēng)速和風(fēng)向。當(dāng)風(fēng)速、風(fēng)向達(dá)到要求并且穩(wěn)定時(shí)，通知操控手進(jìn)行起飛前準(zhǔn)備，將配置的

ABF

熒光示蹤劑與

OP-10

非離子表面活性劑濃度均為

0.1%

的模擬藥液加入藥液箱，在各收集裝置上布置收集器。無(wú)人機(jī)共飛行三個(gè)航線，航線間隔

6.5m，使用全自動(dòng)飛行模式，調(diào)用已經(jīng)設(shè)定好的航線進(jìn)行作業(yè)，每個(gè)處理進(jìn)行3

次重復(fù)，確保

54

次有效測(cè)試。試驗(yàn)可承受自然側(cè)風(fēng)參數(shù)為：風(fēng)速范圍

1.0-3.0m/s

或＞

3.0m/s，風(fēng)向垂直于航線

±30°。試驗(yàn)完成后收集樣品避光保存，運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行后續(xù)檢測(cè)，每組試驗(yàn)完成后收集不少于

10ml

母液于50ml

離心管中用于分析沉積量。讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-17-圖

17試驗(yàn)示意圖2.2.3

試驗(yàn)結(jié)果與建議試驗(yàn)期間，環(huán)境溫度位于

13-29℃之間，平均濕度

22-69%，低風(fēng)速處理組環(huán)境風(fēng)速分布于

0.7-3.4m/s，高風(fēng)速處理組環(huán)境風(fēng)速分布于

1.9-4.2m/s，有部分重復(fù)存在環(huán)境風(fēng)速不滿于該處理所需環(huán)境風(fēng)速，但該部分風(fēng)速在試驗(yàn)過(guò)程中占比較低，平均風(fēng)速仍在試驗(yàn)所要求的風(fēng)速范圍內(nèi)。該試驗(yàn)?zāi)壳霸诟攮h(huán)境風(fēng)速（≥

3m/s）與低環(huán)境風(fēng)速（1-3m/s）條件下進(jìn)行了對(duì)

T40

型號(hào)無(wú)人機(jī)選擇三種不同飛行速度；三種噴頭轉(zhuǎn)速；三種飛行高度作業(yè)參數(shù)的霧滴飄移相關(guān)測(cè)試，共設(shè)置了

14

個(gè)試驗(yàn)處理組，基于對(duì)以上測(cè)試結(jié)果與分析得到如下建議：a.

低風(fēng)速環(huán)境的不同參數(shù)作業(yè)時(shí)，地面飄移不明顯，建議低風(fēng)速環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)。b.

高環(huán)境風(fēng)速（≥

3m/s）條件下，空中飄移率與飛行速度、噴頭轉(zhuǎn)速、飛行高度呈正相關(guān)關(guān)系，選擇飛行高度為

1.5m或噴頭低轉(zhuǎn)速可顯著降低霧滴飄移比率。c.

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)作業(yè)飛行高度是影響霧滴飄移的主要因素，飛行高度為

4m

時(shí)，其潛在飄移指數(shù)遠(yuǎn)高于其他處理組，田間植保作業(yè)時(shí)，應(yīng)將飛行高度控制在

2-3m

的合理范圍內(nèi)。d.

除個(gè)別處理，環(huán)境風(fēng)速?gòu)?/p>

1-3m/s

增加至

3m/s

以上風(fēng)速會(huì)導(dǎo)致同一位置的空中飄移率增加，高速飛行狀態(tài)產(chǎn)生的霧滴飄移對(duì)風(fēng)速的改變最敏感，在較大的環(huán)境風(fēng)速條件下，應(yīng)盡量降低農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)作業(yè)速度。-18-圖

18

T40

河北飄移測(cè)試記錄圖3、T40

除草劑試驗(yàn)在農(nóng)藥藥劑中，除草劑是最容易因?yàn)轱h移產(chǎn)生藥害的種類。除草劑飄移一般有兩種原因造成，一是在施藥過(guò)程中風(fēng)速過(guò)大；二是除草劑在氣溫較高時(shí)容易蒸發(fā)，氣態(tài)的除草劑同空氣中的水蒸氣結(jié)合，隨風(fēng)飄移到作物上或在溫差的作用下氣態(tài)除草劑重新在植物葉面凝結(jié)。因此，除了飄移試驗(yàn)外，我們還專門(mén)開(kāi)展了除草劑的飄移試驗(yàn)。該試驗(yàn)針對(duì)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)

T40

進(jìn)行的除草劑噴施作業(yè)場(chǎng)景模擬展開(kāi)，研究不同風(fēng)速條件下除草劑的噴霧飄移對(duì)非靶標(biāo)區(qū)敏感作物油菜的生長(zhǎng)的影響。圖

19

敏感作物及測(cè)試卡布置示意圖讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-19-（三）仿真模型探索隨著農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)在精細(xì)農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用日益增長(zhǎng)，霧滴沉積飄移的仿真模擬成為噴灑性能的重要預(yù)測(cè)手段，可大幅節(jié)省試驗(yàn)成本和時(shí)間周期。通過(guò)計(jì)算無(wú)人機(jī)旋翼運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的非定常下洗流場(chǎng)，求解離散相顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，可預(yù)測(cè)藥液霧滴運(yùn)動(dòng)受旋翼翼尖渦結(jié)構(gòu)演化以及地面作物冠層及旋翼下洗氣流的相互作用影響下的沉積飄移規(guī)律。通過(guò)引入蒸發(fā)模型、冠層效應(yīng)等，可進(jìn)一步提高模擬精細(xì)程度。目前主要模型研究手段包括：無(wú)粘模型（AGDISP

模型、CHARM

模型等）、有限體積法、有限差分法以及格子玻爾茲曼模型等。但當(dāng)前已有的研究多針對(duì)于傳統(tǒng)固定翼和單旋翼無(wú)人機(jī)，且由于多旋翼風(fēng)場(chǎng)的復(fù)雜性，仿真預(yù)測(cè)的精度有限。未來(lái)如何更加準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)霧滴在無(wú)人機(jī)旋翼風(fēng)場(chǎng)作用下的沉積與飄移情況，針對(duì)性改善農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)施藥效果，具有重要的意義。T40果樹(shù)作業(yè)拍攝圖-20-四、新場(chǎng)景應(yīng)用分享（一）病蟲(chóng)害防控馬爾代夫作為世界聞名的旅游勝地，這里的度假村卻常年被毛毛蟲(chóng)

(Euproctis

fraterna)

困擾。毛毛蟲(chóng)的剛毛含有一種毒素，在與人的皮膚接觸后會(huì)造成嚴(yán)重的皮疹和水泡，嚴(yán)重的情況需要就醫(yī)，度假村需設(shè)置專門(mén)的醫(yī)務(wù)室來(lái)為客人提供就醫(yī)。傳統(tǒng)的驅(qū)蟲(chóng)方式是由當(dāng)?shù)氐墓ぷ魅藛T用手動(dòng)式噴桿機(jī)向樹(shù)木噴灑殺蟲(chóng)劑，這種噴桿機(jī)不僅重量大，難以攜帶和移動(dòng)，作業(yè)效率也非常低。由于無(wú)法精準(zhǔn)殺蟲(chóng)，從地面噴灑會(huì)耗費(fèi)數(shù)百升的殺蟲(chóng)劑。有些度假村在毛毛蟲(chóng)災(zāi)害嚴(yán)重時(shí)不得不砍伐樹(shù)木，由于這里大多數(shù)島嶼都是珊瑚島，樹(shù)木的根系對(duì)島嶼的穩(wěn)定性起到很大作用，砍伐樹(shù)木對(duì)生態(tài)會(huì)造成糟糕影響。圖

20

當(dāng)?shù)剡M(jìn)行地面噴灑與人工噴灑相比，使用大疆農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)可以更有效、精準(zhǔn)地進(jìn)行噴灑。諾爾斯博士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在馬爾代夫使用

T30

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)噴灑。為了達(dá)到更好的殺蟲(chóng)效果，應(yīng)當(dāng)在更早的階段進(jìn)行對(duì)樹(shù)木進(jìn)行監(jiān)控，“早發(fā)現(xiàn)，早治療”。這就需要用到多光譜來(lái)監(jiān)測(cè)蟲(chóng)害，一旦識(shí)別到風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)樹(shù)木進(jìn)行精準(zhǔn)點(diǎn)噴。這樣不僅不會(huì)影響到?jīng)]有受災(zāi)的樹(shù)木，也可以把潛在的危害扼殺在初期。讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-21-圖

21

諾爾斯博士與其團(tuán)隊(duì)這種用無(wú)人機(jī)的多光譜監(jiān)測(cè)

+

精準(zhǔn)噴灑的方案受到了當(dāng)?shù)赜慰偷臍g迎，因?yàn)樗粌H解決了問(wèn)題，也更符合當(dāng)?shù)赜慰秃投燃俅宓沫h(huán)境保護(hù)意識(shí)。未來(lái)，這種方法可能會(huì)被推廣到更多的國(guó)家和地區(qū)，來(lái)幫助人們進(jìn)行病蟲(chóng)害的防控。（二）農(nóng)藝與無(wú)人機(jī)應(yīng)用的結(jié)合農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)和農(nóng)藝的結(jié)合，是在農(nóng)業(yè)上的另一個(gè)趨勢(shì)，傳統(tǒng)的農(nóng)藝隨著新科技的到來(lái)而改變。以葡萄種植為例，因?yàn)槠咸褌鹘y(tǒng)的種植方式是使用水平的網(wǎng)架栽培，先打水泥樁，拉上網(wǎng)架，讓葡萄依附網(wǎng)爬藤自然生長(zhǎng)。在南美地區(qū)，葡萄甚至?xí)纬深愃啤绊斉铩钡纳L(zhǎng)結(jié)構(gòu)。對(duì)于傳統(tǒng)的葡萄種植，打藥時(shí)多采取人工背負(fù)式噴藥或地面彌霧機(jī)噴藥。在枝葉繁茂的時(shí)候人工打藥，打藥人員暴露在藥物環(huán)境中，容易造成打藥人員中毒。對(duì)于傳統(tǒng)的葡萄種植，打藥時(shí)多采取人工背負(fù)式噴藥或地面彌霧機(jī)噴藥。在枝葉繁茂的時(shí)候人工打藥，打藥人員暴露在藥物環(huán)境中，容易造成打藥人員中毒。在中國(guó)，很多葡萄園采用新的葡萄栽培技術(shù)，將葡萄枝修剪為更易于無(wú)人機(jī)作業(yè)的形狀。這種葡萄枝被修剪為“丫”字型，在

3

月份枝葉發(fā)芽后進(jìn)行修剪，一棵樹(shù)僅預(yù)保留

15-16

串葡萄。農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)在葡萄的生長(zhǎng)周期會(huì)進(jìn)行三次打藥，第一次打藥殺卵、殺蟲(chóng)、殺菌；第二次打藥殺蟲(chóng)和殺菌，第三次打藥殺蟲(chóng)和殺菌，在三次打藥后在葡萄上搭棚子。搭棚后會(huì)使用彌霧機(jī)給葡萄打一次營(yíng)養(yǎng)劑，不涉及農(nóng)藥藥劑。以

40

畝的葡萄園為例，一般彌霧機(jī)噴藥作業(yè)一次需要

2

個(gè)小時(shí)，無(wú)人機(jī)僅需不到

30

分鐘即可完成作業(yè)。-22-圖

22

智利的傳統(tǒng)農(nóng)藝葡萄園圖

23

河南的葡萄園（三）智慧農(nóng)業(yè)典型案例分享1.

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)在馬鈴薯種植過(guò)程的應(yīng)用和發(fā)展世界有

158

個(gè)國(guó)家和地區(qū)種植馬鈴薯，其中，主要集中在亞洲和歐洲。世界馬鈴薯種植面積多的前5個(gè)國(guó)家分別是中國(guó)、俄羅斯、印度、烏克蘭及孟加拉國(guó)；馬鈴薯單產(chǎn)水平最高的前

5

個(gè)國(guó)家分別是新西蘭、美國(guó)、比利時(shí)、荷蘭和法國(guó)；馬鈴薯產(chǎn)量前

5

大國(guó)家分別是中國(guó)、印度、俄羅斯、烏克蘭和美國(guó)。據(jù)

FAO

統(tǒng)計(jì)，中國(guó)是目前最大的馬鈴薯生產(chǎn)國(guó)。在中國(guó)，馬鈴薯有

400

多年的種植歷史。到

2020

年，馬鈴薯種植面積擴(kuò)大到

1

億畝以上。從空間布局上，根據(jù)優(yōu)勢(shì)區(qū)域布局規(guī)劃，中國(guó)馬鈴薯分為

4

個(gè)優(yōu)勢(shì)區(qū)：北方一作區(qū)、中原兩作區(qū)、南方兩作區(qū)、西南混作區(qū)。其中北方一作區(qū)占種植總面積的

50%，包括東北地區(qū)的黑龍江省，吉林省及遼寧省的大部；華北地區(qū)的河北、山西、陜西北部，內(nèi)蒙古自治區(qū)；西北地區(qū)的寧夏，甘肅，青海的東部和新疆的天山以北，氣候特點(diǎn)為日照較長(zhǎng)，晝夜溫差大，結(jié)薯期在

7-8

月，高濕涼爽，是重要的種薯和商品薯種植基地。同時(shí)，個(gè)體種植規(guī)模大，種植水平、機(jī)械化程度和歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相當(dāng)，畝均單產(chǎn)在兩噸以上，在

2008

年前就實(shí)現(xiàn)了全程機(jī)械化管理。馬鈴薯的主要病害包括晚疫病、早疫病、病毒病和環(huán)腐病，全程管理施藥在

8-12次不等，其中晚疫病對(duì)馬鈴薯的葉片、莖稈和薯塊均有侵害，是典型的流行病，條件適宜迅速爆發(fā)開(kāi)始發(fā)病到全田枯死不到半月，要求高濕涼爽氣候，空氣相對(duì)濕度不低于

85%，為毀滅性病害。早疫病侵染部位和晚疫病一樣，但危害程度弱于晚疫病。北方一作區(qū)，隨著連續(xù)多年的種植，病源基數(shù)大，晚疫病防治壓力越來(lái)越大，加之特殊的氣候條件，在馬鈴薯植株封壟，進(jìn)入結(jié)薯膨大期后，天氣也進(jìn)入了雨水期，種植集中程度高，且地勢(shì)以丘陵緩坡為主，容易造成積水，加上冷涼高濕的自然條件極易誘發(fā)晚疫病的快速傳播。讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-23-圖

24

馬鈴薯田的打藥車作業(yè)傳統(tǒng)的地面打藥器械以拖掛式打藥機(jī)或者自走式打藥車為主，降雨之后為晚疫病等病害防治的最佳時(shí)期，但受限于田間泥濘的條件，地面打藥器械在降雨之后不能立即下田，需要對(duì)田塊進(jìn)行排水或晾干后才可下田作業(yè)，此時(shí)往往已經(jīng)錯(cuò)過(guò)最佳防治時(shí)期，晚疫病已發(fā)生危害傳播。同時(shí)，作業(yè)的地面器械往往會(huì)變成病菌的傳播工作，將病菌從發(fā)病中心柱帶到更大的區(qū)域去。另外，因?yàn)榉N植管理的需求，北方一作區(qū)往往會(huì)留出地面打藥器械的作業(yè)道，普遍為每

11

壟留出

1

壟作業(yè)道，該作業(yè)道種植的馬鈴薯全程都會(huì)被地面機(jī)具擠壓破壞，不僅影響結(jié)薯大小，而且因時(shí)常積水，變成晚疫病等病害的發(fā)生的溫床，薯塊也會(huì)帶菌，容易發(fā)生晚疫病在貯藏期間傳播腐爛。圖

25

馬鈴薯田的車輛作業(yè)壟道-24-大疆農(nóng)業(yè)在

2017

年開(kāi)始嘗試將農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)在馬鈴薯上應(yīng)用，前期受制載荷和風(fēng)場(chǎng)大小，作業(yè)效果一般，應(yīng)用發(fā)展面積較小，隨著

2019

年后，載重的加大，風(fēng)場(chǎng)穿透性的提升，北方一作區(qū)的使用農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)作業(yè)的種植戶和面積越來(lái)越多，總結(jié)起來(lái)有以下優(yōu)勢(shì)：1.

突擊性強(qiáng)，雨后即可進(jìn)地執(zhí)行打藥任務(wù)，可夜間作業(yè)；2.

無(wú)人機(jī)可實(shí)現(xiàn)在農(nóng)田里等速度、等高度、等行距、等流量進(jìn)行噴灑作業(yè)，不重噴，不漏噴，更均勻，更高效；3.

無(wú)人機(jī)作業(yè)不受地形限制，仿地飛行模式可在各種復(fù)雜地塊進(jìn)行作業(yè)；4.

無(wú)人機(jī)噴灑霧化好，作物能更快吸收農(nóng)藥有效成分，在使用無(wú)人機(jī)植保時(shí)可以提供農(nóng)藥利用率，減少農(nóng)藥掉落地面浪費(fèi)的情況；5.

無(wú)人機(jī)作業(yè)不壓地，可有效避免大型機(jī)械對(duì)作物的擠壓破壞，從而達(dá)到增產(chǎn)的作用，也可避免大型機(jī)械對(duì)管道的損壞及避免病菌通過(guò)機(jī)械傳播；圖

26

北方一區(qū)主要種植區(qū)飛防作業(yè)面積變化在使用農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)對(duì)馬鈴薯進(jìn)行植保飛防的基礎(chǔ)上，結(jié)合高分辨率多光譜巡田無(wú)人機(jī)，還可以實(shí)現(xiàn)馬鈴薯的地塊平整監(jiān)測(cè)、出苗識(shí)別、病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)變量營(yíng)養(yǎng)液、和殺蟲(chóng)劑精準(zhǔn)點(diǎn)噴作業(yè)。地塊不平整會(huì)造成灌溉、水肥分布不均勻，增加管理難度。通過(guò)無(wú)人機(jī)對(duì)馬鈴薯種植地塊進(jìn)行航測(cè)，可以生成地塊的數(shù)字高程模型，測(cè)量地塊內(nèi)高差、發(fā)現(xiàn)局部高地、洼地等，及時(shí)整改?；?qū)φ毓こ踢M(jìn)行驗(yàn)收，確保土地平整度達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-25-圖

27

多光譜無(wú)人機(jī)繪制的田地處方圖馬鈴薯的病蟲(chóng)害巡查通常依靠農(nóng)藝師巡田，在田塊內(nèi)挑選一些樣本點(diǎn)進(jìn)行抽查。這種方法由于巡查到的面積有限，比較容易遺漏問(wèn)題點(diǎn)。此外人工巡田靠行走，效率較低，且走動(dòng)過(guò)程中也容易造成病蟲(chóng)傳播。相反，無(wú)人機(jī)巡田可以無(wú)接觸式拍攝馬鈴薯冠層，飛行拍攝速度遠(yuǎn)高于人工巡田，并且能監(jiān)測(cè)到全田，大大提高了早期發(fā)現(xiàn)病癥的概率。對(duì)于一些高風(fēng)險(xiǎn)病害，如晚疫病和早疫病，可以早發(fā)現(xiàn)、早防治，減少產(chǎn)量損失。無(wú)人機(jī)發(fā)現(xiàn)病蟲(chóng)害的方法為設(shè)置全田自動(dòng)飛行和拍攝航線，對(duì)田間進(jìn)行高密度采樣拍照，并把拍攝到的照片輸入到病蟲(chóng)害識(shí)別

AI

模型，從而自動(dòng)監(jiān)測(cè)病蟲(chóng)害，并把病蟲(chóng)害位置和等級(jí)通過(guò)軟件呈現(xiàn)給管理人員。圖

28

無(wú)人機(jī)巡田拍攝的病害監(jiān)測(cè)照片-26-結(jié)合無(wú)人機(jī)識(shí)別到的病蟲(chóng)害發(fā)生熱點(diǎn)，可以生成點(diǎn)噴處方圖，下發(fā)給農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)進(jìn)行點(diǎn)噴作業(yè)，相比傳統(tǒng)的全田噴施做法，在達(dá)到有效防治的情況下，也可以大量節(jié)省蟲(chóng)害。2022

年美國(guó)華盛頓州的馬鈴薯種植大戶利用大疆御

3

多光譜無(wú)人機(jī)和

AgroScout[6]

的病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)和處方圖軟件功能，對(duì)科羅拉多甲殼蟲(chóng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和點(diǎn)噴，60

公頃的田塊，通過(guò)點(diǎn)噴，節(jié)省蟲(chóng)咬

80%，并達(dá)到了一樣的防治效果。圖

29

御

3

多光譜無(wú)人機(jī)生成的點(diǎn)噴處方圖除了病蟲(chóng)害精準(zhǔn)點(diǎn)噴，無(wú)人機(jī)也可對(duì)馬鈴薯整體長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)液的變量噴施。通過(guò)多光譜無(wú)人機(jī)進(jìn)行航測(cè)，可以生成全田植被指數(shù)圖，如

NDVI（歸一化植被指數(shù)），反映全田長(zhǎng)勢(shì)和田間差異?；?/p>

NDVI

指數(shù)，可以生成營(yíng)養(yǎng)液變量處方圖，針對(duì)性用藥，調(diào)節(jié)長(zhǎng)勢(shì)差異，節(jié)省成本的同時(shí)增加產(chǎn)量。[6]

見(jiàn)：/讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-27-圖

30

全田植被指數(shù)圖和

NDVI

處方圖2.

水稻精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在日本最富盛名的當(dāng)屬“越光米”，但這種大米易倒伏、易患病，產(chǎn)量波動(dòng)大，而“星印大米”作為“越光米”的“平替”，抗病性強(qiáng)，產(chǎn)量高，適合直播栽培。當(dāng)?shù)厥晨蛡冋J(rèn)為煮熟“星印大米”的味道與“越光米”非常相似，口感蓬松軟糯，且價(jià)格友好，被許多日本餐廳和食品廠家作為原料所使用?！靶怯〈竺住钡闹匾a(chǎn)地之一是位于日本中部的岐阜縣海津市海津町。當(dāng)?shù)剞r(nóng)產(chǎn)品年銷售額達(dá)52

億日元左右，其中稻米銷售額就占了四分之一。在這里種植“星印水稻”的主體除個(gè)人農(nóng)戶外，還有農(nóng)業(yè)企業(yè)。這里單田塊面積大，人們習(xí)慣性使用低含量尿素化肥，單次播撒量較大，在水稻種植過(guò)程中容易出現(xiàn)以下幾個(gè)痛點(diǎn)：1.

大規(guī)模均量播撒，對(duì)于長(zhǎng)勢(shì)較好的部分容易出現(xiàn)過(guò)量施肥，導(dǎo)致水稻燒苗。2.

當(dāng)?shù)貢?huì)采用無(wú)人直升機(jī)進(jìn)行播撒，但其變量作業(yè)依賴衛(wèi)星影像，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)播撒作業(yè)，播撒精度較低。3.

到了水稻生長(zhǎng)后期，如采用傳統(tǒng)地面農(nóng)機(jī)進(jìn)行追肥，會(huì)對(duì)作物產(chǎn)生較高的作業(yè)損耗。4.

傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)在雨后難以進(jìn)入田地進(jìn)行作業(yè)。圖

31

日本“星印大米”水稻圖

32

使用大疆農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)作業(yè)的日本植保隊(duì)-28-為解決以上種植痛點(diǎn)，大疆農(nóng)業(yè)與日本洋馬無(wú)人機(jī)植保隊(duì)在

2022

年

7

月

-11

月合作開(kāi)展了一項(xiàng)可變量施肥項(xiàng)目。通過(guò)無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)追肥，在每畝節(jié)省

417

日元肥料成本的情況下，可實(shí)現(xiàn)每畝增產(chǎn)

128

kg。2022

年日本大米的平均參考價(jià)格是

400

日元

/kg，據(jù)此計(jì)算，每畝降本及增產(chǎn)總額可達(dá)到

5.16

萬(wàn)日元

/

畝（2618

人民幣

/

畝）。本次項(xiàng)目的過(guò)程主要分為以下幾個(gè)步驟：航測(cè)作圖，圖片處理及重建，以及無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)追肥。a.

大疆多光譜無(wú)人機(jī)及

T30

現(xiàn)身變量追肥實(shí)驗(yàn)，解決日本水稻種植痛點(diǎn)通過(guò)設(shè)置兩塊面積相似的變量追肥田塊和定量追肥田塊，DJI

與日本洋馬無(wú)人直升機(jī)植保隊(duì)合作開(kāi)展了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，使用

DJI

智慧農(nóng)業(yè)方案，測(cè)試多光譜航測(cè)和無(wú)人機(jī)變量施肥效果，對(duì)比定量田塊和變量對(duì)照組田塊的施肥量和作物產(chǎn)量。具體步驟為：通過(guò)大疆多光譜無(wú)人機(jī)精靈

4

進(jìn)行航測(cè)，使用大疆智圖在現(xiàn)場(chǎng)生成農(nóng)田處方圖，再由洋馬植保隊(duì)使用DJIT30

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)完成肥料播撒。圖

33

多光譜采集重建作業(yè)b.變量追肥過(guò)程一覽大疆農(nóng)業(yè)團(tuán)隊(duì)設(shè)置了兩塊大小相近的田地（變量施肥田塊面積為

3.11

ha，定量施肥田塊面積為

3.43

ha，）均使用MIX20，一種氮含量

20%

的復(fù)合肥料，施肥方法為空散追肥，作業(yè)高度

2

米，播幅

7

米，飛行速度

18-22km/h。首先使用大疆精靈

4

進(jìn)行多光譜圖片采集，上傳至大疆智圖進(jìn)行圖片重建，完成航線規(guī)劃。完成平臺(tái)重建圖片并規(guī)劃航線后，通過(guò)大疆

T30

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)分別對(duì)兩塊田地實(shí)施肥料噴灑，以下是

T30

播撒兩塊田地的作業(yè)參數(shù)。對(duì)于變量追肥田，在長(zhǎng)勢(shì)較好的設(shè)定追肥量

100

L/ha，長(zhǎng)勢(shì)較差的區(qū)域設(shè)定為

125

L/ha，長(zhǎng)勢(shì)平均的區(qū)域設(shè)定為

100L/ha。對(duì)于定量追肥田，全田等量噴灑

100L/ha。讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-29-圖

34

多光譜無(wú)人機(jī)航測(cè)與大疆智圖建圖最大畝用量飛行速度甩盤(pán)轉(zhuǎn)速飛行高度表

1變量追肥田噴灑參數(shù)表

2定量追肥田噴灑參數(shù)圖

35變量追肥田圖-30-圖

36

定量追肥圖從最初的處方圖可看出，變量施肥田塊的長(zhǎng)勢(shì)和均一性不如定量施肥田塊。圖

37

左：變量追肥田，右：定量追肥田通過(guò)兩塊田地肥料的使用量、成本及增產(chǎn)數(shù)據(jù)可見(jiàn)，變量追肥田使用的肥料量?jī)H為定量追肥田的

81%，但產(chǎn)量為定量田的

108%。表

3多項(xiàng)指數(shù)對(duì)比表讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-31-原本基礎(chǔ)較差的變量田經(jīng)過(guò)變量施肥后，產(chǎn)量超過(guò)了原本長(zhǎng)勢(shì)較好的定量施肥田。從長(zhǎng)勢(shì)情況來(lái)看，兩周后，通過(guò)可見(jiàn)光、NDVI

及

GNDVI

圖，都能看到稻田色塊變得更加均勻，反映出作物長(zhǎng)勢(shì)差異減小。背后的原因，是因?yàn)?/p>

P4M

精準(zhǔn)識(shí)別了水稻長(zhǎng)勢(shì)正常與欠佳的部分，在此基礎(chǔ)上精準(zhǔn)追肥，使整片稻田長(zhǎng)勢(shì)趨于平均，實(shí)現(xiàn)省肥增產(chǎn)。圖

38

作業(yè)前圖

39

作業(yè)后（2

周后）從經(jīng)濟(jì)角度衡量，無(wú)人機(jī)可變量追肥的實(shí)際肥料使用量比預(yù)計(jì)要低，在節(jié)省肥料成本

417

日元

/

畝的情況下，可實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)

128kg/

畝，提升了肥料利用效率，避免了過(guò)量施肥帶來(lái)的損失，用最少的成本提升了產(chǎn)量。用更少的化肥達(dá)成更高的產(chǎn)量看似不可能，但在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)理念的指引下，降本增效成為了可能。這不是一個(gè)無(wú)端的空想，背后有實(shí)在的數(shù)據(jù)和越來(lái)越多的成功案例作為支撐。使用無(wú)人機(jī)對(duì)稻田進(jìn)行液體肥料噴灑，不僅能節(jié)省肥料，還能避免過(guò)量施肥帶來(lái)的損失。此外，相較地面機(jī)械，目前日本飛防手動(dòng)作業(yè)用戶比例仍有

45%

以上，對(duì)于老年化日益嚴(yán)重的日本而言，無(wú)人機(jī)追肥全程自動(dòng)操作節(jié)省人力，讓使用者可以擺脫對(duì)體力條件的影響。同時(shí)也如前文提到的，有效解決了傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)在追肥作業(yè)中導(dǎo)致的作業(yè)損耗、雨后作業(yè)范圍受限等問(wèn)題。-32-圖

40

日本報(bào)紙的報(bào)道讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-33-3.

精準(zhǔn)噴灑在大豆的應(yīng)用農(nóng)業(yè)可能曾經(jīng)是效率最低的行業(yè)，但創(chuàng)新科技的應(yīng)用正在改變行業(yè)趨勢(shì)。雜草管理是農(nóng)民必須要面對(duì)的工作困擾，[7]。美國(guó)中西部的一個(gè)農(nóng)場(chǎng)采用大疆無(wú)人機(jī)和

AgremoAI

雜草檢測(cè)，做出了點(diǎn)噴方案，精準(zhǔn)防治雜草研究數(shù)據(jù)表明，在常規(guī)的玉米大豆輪作農(nóng)場(chǎng)，控制“自生玉米”可以分別防止單個(gè)自生玉米苗和叢生的自生玉米苗15%

和

60%

的產(chǎn)量損失。同時(shí)，農(nóng)民可通過(guò)選擇針對(duì)性處理替代全面噴灑來(lái)節(jié)省資金。通過(guò)使用無(wú)人機(jī)圖像和Agremo

的雜草檢測(cè)功能，在這個(gè)占地

64

英畝的大豆農(nóng)場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)了

3.75

英畝的個(gè)體自生玉米和6

英畝的玉米叢生侵?jǐn)_。農(nóng)民隨后操作大疆的噴灑無(wú)人機(jī)

T30，當(dāng)場(chǎng)處理這些自生玉米。結(jié)果，他只使用了

60%

的除草劑，莊稼也沒(méi)有需要噴藥車進(jìn)入田塊而遭受損失。最終，農(nóng)民的收入增加了

68.39%。這些結(jié)果驗(yàn)證了“無(wú)人機(jī)制圖

+

人工智能分析

+

點(diǎn)噴”農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)治理的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)回報(bào)。玉米和大豆是美國(guó)許多地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)輪作作物，然而，收獲期間掉落的玉米粒可能在下一季發(fā)芽，并與大豆競(jìng)爭(zhēng)。自生玉米苗會(huì)剝奪大豆的養(yǎng)分、陽(yáng)光和水分，并降低產(chǎn)量。自生玉米比任何其他雜草都更具危害性，而且更多更大的植物增加了大豆產(chǎn)量損失。每

10

平方英尺種植一株自生玉米可使產(chǎn)量降低

8%可使產(chǎn)量降低71%。至

9%，每平方英尺種植一株玉米如果種植者允許自生種植的玉米自由生長(zhǎng)，他們就需要更多的除草劑來(lái)進(jìn)行控制。自生種植的玉米還會(huì)吸引根蟲(chóng)，這可能成為下一季玉米作物的問(wèn)題。如果不使用額外的除草劑處理，抗草甘膦的自生玉米不能被用于大豆雜草的控制，并且抗性增強(qiáng)的概率會(huì)增加。圖

41

大豆田中的個(gè)體自生玉米[7]

見(jiàn)：/improving-soybean-yield-with-spot-weed-treatment/-34-傳統(tǒng)上，種植者使用配備噴霧器的拖拉機(jī)進(jìn)行全田出苗后噴灑，增加了處理成本。此外，拖拉機(jī)的移動(dòng)導(dǎo)致土壤板結(jié)，降低了每英畝的產(chǎn)量。由于有必要朝相反的方向行駛以避免噴霧的陰影并改善雜草周圍和雜草上的除草劑施用，因此種植者用拖拉機(jī)越多，作物遭受的損害越大。3.1

DJI

和

Agremo

如何應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)：首先用多光譜無(wú)人機(jī)進(jìn)行探測(cè)，然后用

T30

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)進(jìn)行噴灑，這樣一套完整的解決方案不僅可以避免因土壤板結(jié)和作物破壞造成的損失，還可以利用噴灑無(wú)人機(jī)的點(diǎn)噴能力精準(zhǔn)治理雜草侵?jǐn)_。DJI

的合作伙伴

Agremo[8]

在這種精確噴灑解決方案中提供了一個(gè)關(guān)鍵功能——雜草檢測(cè)分析。該分析工具可以精確識(shí)別雜草的確切位置、范圍和程度，并利用分析得出的結(jié)果制作農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)噴灑地圖，使農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)能夠在除草劑的位置進(jìn)行可變量噴灑

(VDS)應(yīng)用。這種除草劑的噴灑只覆蓋雜草點(diǎn)，從而取代整個(gè)農(nóng)場(chǎng)的噴灑。圖

42

DJIPhantom4多光譜無(wú)人機(jī)圖

43

自生玉米雜草檢測(cè)結(jié)果圖

44

用于噴灑除草劑的DJIT30AGRAS無(wú)人機(jī)[8]

見(jiàn)：/讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-35-3.2

農(nóng)民從

Agremo

和

DJI

服務(wù)中獲益一位農(nóng)民同意試用

VDS

應(yīng)用程序來(lái)幫助驗(yàn)證新的

Agremo-DJI

技術(shù)。在總共

65

英畝的農(nóng)田中，農(nóng)民有

3.75

英畝的單粒玉米和6英畝的叢生玉米，如果農(nóng)民沒(méi)有控制自生玉米，他們將分別損失15%和60%的產(chǎn)量（見(jiàn)表

4）。表

4：不控制自生玉米的情況下，雜草的侵?jǐn)_區(qū)域和可能造成的損失。預(yù)計(jì)農(nóng)場(chǎng)產(chǎn)量為每英畝

50

蒲式耳

[9]，售價(jià)為每蒲式耳

15

美元。這位農(nóng)民的總損失為

3122

美元，單個(gè)玉米損失422美元，玉米結(jié)塊損失2700美元。那將是每英畝48美元的損失。借助Agremo和DJI的新技術(shù)，該農(nóng)民僅處理了

9.75英畝土地，而不是采用全噴處理整個(gè)農(nóng)場(chǎng)，從而節(jié)省了大量資金。因此，農(nóng)民通過(guò)處理作物獲得的產(chǎn)量增加并不是新技術(shù)的唯一好處。3.3

投資回報(bào)：使用現(xiàn)場(chǎng)處理可以通過(guò)兩種方式提高農(nóng)民的投資回報(bào)率：1.

減少除草劑處理所需的量和成本。2.

消除因行車造成的農(nóng)作物損失。表

5：全面噴灑和Agremo-DJI處理成本的比較表[9]蒲式耳（英語(yǔ)：bushel），又稱英斗，是英制的容量及重量單位，于英國(guó)及美國(guó)通用，主要用于量度干貨，尤其是農(nóng)產(chǎn)品的重量。通常

1

蒲式耳等于

8

加侖（約36.37

公升），但不同的農(nóng)產(chǎn)品對(duì)蒲式耳的定義各有不同。在農(nóng)產(chǎn)品的美國(guó)期貨市場(chǎng)上，會(huì)使用“美分／蒲式耳”作為價(jià)格單位。見(jiàn)：/zh-hans/%E8%92%B2%E5%BC%8F%E8%80%B3-36-以每英畝

7

美元的價(jià)格對(duì)整個(gè)田地進(jìn)行全面噴灑將使農(nóng)民花費(fèi)

455

美元，而由于駕駛造成的土壤壓實(shí)造成的產(chǎn)量損失將達(dá)到975美元（或每英畝15美元）。因此，噴灑農(nóng)戶的總成本為1430美元。AGRAS

只噴灑

Agremo

AI

識(shí)別的那些地方，因此農(nóng)民只需花費(fèi)

60%

的除草劑?；瘜W(xué)品的成本僅為每英畝

4.20美元或整個(gè)雜草管理成本為

273

美元。此外，由于沒(méi)有因駕駛造成的農(nóng)作物損失，因此產(chǎn)量更高。因此，他們從現(xiàn)場(chǎng)處理中獲得的投資回報(bào)率明顯高于從全噴處理中獲得的投資回報(bào)率。Agremo-DJI現(xiàn)場(chǎng)處理每英畝可節(jié)省

17.80

美元，農(nóng)民的投資回報(bào)率比全噴處理高

68.39%，這是一條難以超越的差距。（四）播撒案例1.

喂養(yǎng)小龍蝦小龍蝦養(yǎng)殖過(guò)程中最費(fèi)時(shí)費(fèi)力的就是喂飼料的過(guò)程。小龍蝦日攝食量較大，每天需投喂飼料量達(dá)到小龍蝦體重的5%-10%，在生長(zhǎng)最旺盛的季節(jié)，每天每畝投喂量可達(dá)4公斤。小龍蝦一般每天投喂兩次飼料，投喂時(shí)間分別為上午和傍晚；早春和晚秋水溫較低時(shí)，只需每天下午投喂一次。圖

45

小龍蝦飼料圖

46傳統(tǒng)投喂方式30

畝左右。這樣的方式，勞動(dòng)強(qiáng)傳統(tǒng)的投喂方式主要是人工行走在蝦田中或者劃船進(jìn)入蝦田中喂料，每小時(shí)只能撒度大，而且撒得不均勻。T

系列播撒系統(tǒng)2.0上市后，各地養(yǎng)殖戶紛紛購(gòu)置來(lái)給自己家的蝦田撒飼料。省時(shí)省力還省錢。讓農(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-37-浙江方先生

4

小時(shí)撒完

1000

畝：方先生家住浙江省紹興市，有

4

年的小龍蝦養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)，是遠(yuǎn)近聞名的小龍蝦養(yǎng)殖大戶。給小龍蝦撒飼料一直是件讓他頭疼的事情，以往他都是請(qǐng)人工給自己家的1000畝蝦稻田撒飼料，每天需要請(qǐng)10個(gè)人忙活一下午才能完成作業(yè)。在水稻種植季節(jié)，撒飼料速度更慢，還容易踩壞水稻。耗費(fèi)大量人工成本不說(shuō)，在農(nóng)忙季節(jié)還請(qǐng)不到人。無(wú)人機(jī)播撒改變了他原有的生產(chǎn)方式。方先生將無(wú)人機(jī)在自家的蝦稻田中播撒飼料。第一次使用，他開(kāi)足馬力，僅僅用了一個(gè)小時(shí)，兩臺(tái)播撒機(jī)就完成了

300

畝的作業(yè)。之后，每天兩臺(tái)播撒機(jī)同時(shí)作業(yè)，不到

4

小時(shí)就能撒完

1000畝飼料。圖

47

蝦稻田圖

48

平整田塊作業(yè)2.

水稻播撒應(yīng)用水稻播撒對(duì)田塊的要求很高，如直播水稻田塊一定要平整，無(wú)積水，田塊平面高低差不超過(guò)

3~5

厘米，對(duì)于東三省這片肥沃的黑土地在稻種直播時(shí)，尤其需要注意泥漿的松軟度，避免稻種直播下去后陷入泥漿。田塊平整好后，如種子從3米空中掉落后完全陷入泥漿，田塊平整后就應(yīng)曬田3~5

天，直至符合無(wú)人機(jī)播撒稻種要求。浸種

+

催芽在催芽前需要對(duì)水稻種子進(jìn)行包衣、灌袋、封裝，然后藥劑浸種滅殺稻種攜帶的病菌，這樣使種子出芽率更高，抗病力更強(qiáng)，而完成浸泡、催芽這一過(guò)程，只需稻種在智能化控溫、控水箱內(nèi)待

7天左右就可以，催芽效率大大提高了。在催芽后需要將水稻種子平鋪放在陰涼通風(fēng)的地方晾干，直至將晾干的種子抓在手中感受不到明顯的水分即可。也可在手中留出縫隙，種子能一粒一粒的從縫隙中掉落而不相互黏連則表示已晾干。若催芽后種子不晾干，在模板校準(zhǔn)時(shí)種子容易結(jié)塊、落料不均勻，從而導(dǎo)致播撒不精準(zhǔn)。-38-圖

49晾芽表

6

播撒作業(yè)參數(shù)在催芽后需要將水稻種子平鋪放在陰涼通風(fēng)的地方晾干，直至將晾干的種子抓在手中感受不到明顯的水分即可。也可在手中留出縫隙，種子能一粒一粒的從縫隙中掉落而不相互黏連則表示已晾干。若催芽后種子不晾干，在模板校準(zhǔn)時(shí)種子容易結(jié)塊、落料不均勻，從而導(dǎo)致播撒不精準(zhǔn)。作業(yè)時(shí)機(jī)5月上旬，播撒作業(yè)當(dāng)天氣溫達(dá)到了15℃，適宜的氣溫選擇對(duì)于寒地水田直播極為重要，這將影響種子的成活率。作業(yè)效果5

月

12

日使用

T40

播撒下去的種子，每一粒都均勻的散落在泥土之上。圖

50

6

月

2

日播種后的

23

天6

月

24

日播種后的

44

天圖

51

7

月

10

日播種后第60天6

月

2

日播種后的

23

天，可以清晰地看見(jiàn)每顆種子由破胸露白開(kāi)始冒出綠芽。6

月

24

日播種后的

44

天，秧苗已經(jīng)開(kāi)始茁壯成長(zhǎng)了。農(nóng)戶表示，以往采用人工播撒不均勻且效率低，人工作業(yè)一天最多

75

畝地，但采用農(nóng)業(yè)無(wú)人飛機(jī)直播后，作業(yè)效率是傳統(tǒng)機(jī)插秧的

10

倍，且無(wú)需購(gòu)置扣棚、育秧等設(shè)備，大幅降低了勞動(dòng)力及生產(chǎn)成本?！翱梢哉f(shuō)使用

T40

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)直播500畝，節(jié)省的成本達(dá)3.65萬(wàn)元，這還不包括零碎的成本投入?！弊屴r(nóng)業(yè)更輕松，讓生命更美好｜BetterGrowth，BetterLife-39-（五）授粉應(yīng)用1.

水稻大田的楊花制種水稻母本與父本交錯(cuò)種植，在水稻揚(yáng)花的關(guān)鍵期內(nèi)，需要通過(guò)外部手段促進(jìn)父本和母本的花粉交換。以往都是通過(guò)人工，以竹竿的方式進(jìn)行作業(yè)，每日作業(yè)效率只有

2-3

畝；而通過(guò)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)的風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行“趕花”作業(yè)，效率可達(dá)

100

畝，是人工作業(yè)效率的

30

倍以上。2.