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加速宁夏农用无人机开发应用 促进精准农业发展

发布者:管理员  2017/8/7 17:16:01




   世界上第1台农用无人机出现在 1987 年的日本,经过将近20多年的发展,目前日本拥有2 400多架已注册农用无人直升机,操作人员 14 000 多人,成为世界上农用无人机喷药第一大国。


  在20世纪20年代至今的近100年间,无人机经历了从无到有、从普通到高端的阶跃变化,但因受到政策及技术等因素的制约,其用途主要还是体现在军事方面。近几年,农用无人机的发展迎来了它的黄金时期。目前,农用无人机在农业生产中的应用主要体现在植保作业、林业监测、作物授粉及牧群定位等方面。


  随着宁夏现代农业的发展和规模化经营,农用无人机将成为农机行业新的亮点和热点,但在进一步的开发及实际作业中还面临很多亟待解决的问题。但宁夏完全有能力有条件,在农用无人机的开发和应用上取得突破。


  总体来说,宁夏海拔较高,山川并存;以粮为主,林果草兼蓄。对于卫宁以北广大农牧区的喷药施肥,东西两侧的荒漠草原地带的飞播种草、喷药灭鼠等作业,固定翼机与旋翼机并重。在飞机和动力系统的设计上要考虑到高海拔的因素。农业预警机,无论山川,除科研小区试验外,都应以固定翼机为主。


  当今国内无人机事业犹如春秋战国,群雄并起。那么地处西北的宁夏能如2000年前居于西北一隅的秦国那样在农用无人机事业上崛起吗?笔者认为当然能!


  第一,现在开发正当其时,土地流转、规模经营、精准农业、农业劳动力趋紧等因素,这一切都呼唤无人机登场,此乃天时。第二,宁夏不像南方一田两水七分山,宁夏的田宽地平,路直渠正,远景规划更为诱人,此为地利。第三,宁夏是中国第一个政府立项进行农用无人机开发研究的省份(1976),也许在世界上也是第一个。加之宁夏农业工作者有热情有能力,又有农垦先行做样板,此为人和。


  天时地利人和俱佳,只要立志,相信宁夏在国内农用无人机的开发应用上将会异军突起,在迈入精准农业的同时,建立起一个集设计、制造、培训、维修于一体的新兴的农用无人机产业。今天,我们就来认识一下当下市面上农用无人机的分类及其用途。希望每一位关注宁夏农用无人机发展的有志之士,能基于此立足宁夏,放眼西北,进而跨越国界!


  农用无人机分类

  1、动力系统

  农用无人机按照动力系统的不同可分为: 电池动力和燃油动力两类。


  以电力为动力的无人机能起降迅速,并具有操作灵活的优点,但单次飞行时间一般只有 10 ~ 15min;燃油动力系统无人机以燃油发动机为动力,机身大,灵活性相对较差,需要一定的起降时间,且维护 较为复杂,但单次飞行时间可超过1小时。


  2、旋翼

  农用无人机按旋翼的不同可分为固定翼式、单旋翼式及多旋翼式。


  固定翼无人机由机翼产生升力,机翼位置和掠角等参数在飞行过程中保持不变;单旋翼无人机由主桨切割空气产生推力,尾桨保证平衡,可垂直起降和稳定地悬停;多旋翼无人机以3个或者偶数个对称非共轴螺旋桨产生推力上升,以各个螺旋桨转速改变带来的飞行平面倾斜实现前进、后退和左右运动,以螺旋桨转速次序变化实现自转垂直起飞降落,场地限制小,可在空中稳定地悬停。


  3、功能

  按照农用无人机功能的不同,可将其分为农事操作及农田信息搜集两大类。


  农事操作即利用无人机来代替一些人力的农事作业,来解决人工作业在质量、效率和劳力上的的不足,以及作业的安全问题等;农田信息搜集即利用遥感探测技术及时、准确地收集田间信息,包括光合作业质量、土壤湿度和作物群体生长情况等。


      农用无人机用途

  1、植保作业

  当气候、地形变化时,无人机能代替地面机械进行农事生产,对农作物开展施药施肥,保证农作物长势,并有效提高其品质。无人机工作时产生的向下气流,能提高雾流对作物的穿透性,保证正反叶面均能着肥着药,还具有杀除作物生长环境中的病菌和害虫的效果,为作物提高良好的生长环境。


  2、林业监测

  无人机通过搭载高分辨率监测、摄像设备,可以解决勘察人员不足、效果差、效率低等问题,有助于林区管理人员精确掌握林区的森林现状。其巡查系统可以对异常、病变、枯死的林木精准定位,通过采集有效的影像资料, 可以实施森林资源调查和荒漠化监测、森林病害虫监测及其防治、森林火灾监测和动态管理、火灾救援及人工降雨等工作,最终为林业的时查时管提供科学有效的依据。


  3、作物授粉

  传统的杂交稻制种人工牵绳授粉、人工辅助授粉,每个劳力每天可授粉 0. 2 ~ 0. 33hm2 ,花粉传播距离近,劳动强度大;而电池动力无人机辅助授粉每天的有效授粉时间约 30min,授粉 2 ~ 3 次,可完成约 4hm2 制种的授粉作业,异交结实率可达 45. 1% ,产量为 193. 2kg /0. 067 hm2 ; 油动力无人机辅助授粉每天有效授粉时间约 30min,授粉 2 ~ 3 次,可完成约 4hm2 授粉作业,异交结实率可达 47. 2% ,产量为181. 7kg /0. 067hm2[6]。相比人工授粉而言,无人机辅助授粉能大大降低劳动强度,节约人工成本,并保证授粉的效率和质量。


      4、牧区定位

      无人机应用于牧群定位,可在牧区上空驱赶牧群,控制它们的移动方向,并找到脱离群体的个体,还能让各个分散的牧群集中到一个地方。通过装载传感器和摄相机,无人机还可以统计牛羊的数量,借助热力感应器检测动物的身体状况,而不需牧羊人亲自出马进行勘察。


  农用无人机产业是个新兴的产业,它的出现将有助于推进我国农业可持续发展及农用现代化进程,但还需要更多的支持、关心和呵护,这样才能有效推进我国农用无人机事业的快速进步和发展。


  宁夏应抓住农用无人机在精准农业中作用日益重要、并正上升为农机行业新星的机遇,加速农用无人机开发和应用。并结合宁夏当地农业和农村特点,提出农用无人机的开发应用可分"农业预警机"和"农事作业机"两个方面统筹兼顾,分步执行,最后建成一个具有世界先进水平的高度信息化、自动化的农业生产管理体系。 


整理编辑||发展规划部 李秋璞


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