何雄奎：精准施药面临的挑战及发展建议

本文节选自：

何雄奎.中国精准施药技术和装备研究现状及发展建议[J].智慧农业(中英文), 2020, 2(1): 133-146.

HE Xiongkui. Research progress and developmental recommendations on precision spraying technology and equipment in China[J]. Smart Agriculture, 2020, 2(1): 133-146. 

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精准施药关键技术 

精准施药技术是通过传感探测技术获取喷雾靶标即农作物与病虫草害的信息，利用计算决策系统制订精准喷雾策略，驱动变量执行系统或机构实现实时、非均一、非连续的精准喷雾作业，最终实现按需施药。技术体系包括探测技术、施药控制系统及算法、喷雾控制技术等。

精准施药面临的挑战及发展建议

面临的挑战

      

目前，精准施药在中国应用领域非常广泛，发展前景广阔。中国植保机械研究科研院所及相关领域的科学研究人员开展了大量的精准施药技术研究，取得了丰硕的成果，但因研发与技术条件等缺陷，在以下方面还面临着挑战。

（1）精准施药装备研发还处于探测技术与机电一体化的集成阶段，市场上的精准变量施药装备普遍存在装备结构复杂、造价高、不易操作等问题，关键技术与产品的研发水平远远落后于中国智慧农业发展的要求。（2）农业专业传感器研发不够、农业专用传感器研发生产较少，同时市场上可用的传感器、控制与自动调节部件主要以购买进口为主，大规模应用少。（3）精准施药技术与装备的研发应该结合不同的专业作物、应用环境条件、同一作物不同生长期等开展深入系统的研究，以计算方法为核心的控制模型的缺乏是精准施药技术与产品研发领域存在的明显的短板。（4）精准喷雾要合理利用低容量与超低容量喷雾技术，同时还需要结合农药剂型、不同专业作物与气象条件加以系统地研究，喷雾过程中的雾化、沉积、减少飘失机理与实现智能变量的喷雾简单易行的喷雾计算控制方法等基础理论有待于进一步深入探索。

建议和展望

国民经济的快速增长与劳动市场人力的不断短缺必然伴随着对新型智能施药机械的需求。为了确保农药的精准喷雾，精准对靶、智能变量以及实现“人机分离”的自动化作业是植保机械在今后一段时期的发展主要方向。尽管国家加大了研发投入，在精准施药技术、新型施药机具研发应用推广方面取得了一定的成果，但与发达欧美国家相比，研发力度与投入力度明显不足、与中国高速发展的经济、生产实际应用明显不符，我们还需要做出更大的努力。

（1）开展关键传感技术与专业传感器、关键部件的研发、系统性的开展专业仿形变量喷雾的算法研究，研发出专业的计算芯片，将计算芯片通过中央控制装置控制电磁阀进行“有靶标喷雾，没有不喷雾”的仿形喷雾作业，可大大节省农药、提高农药利用率。所以建议国家层面上的农业、科研管理部门应该加大科研与资金投入力度，加强精准变量喷雾技术与装备及部件的研发、应用与推广。（2）随着中国现代化的推进，新型精准施药技术与植保装备必将取代传统植保模式，将植保领域推向“简单化、智能化、精准化”的方向。建议加大高效施药技术与新型精准植保装备的推广应用，从而使先进的植保技术真正地服务于中国植保领域，突破长期在施药过程中的弊病，提高病虫草害的防治水平，让农业的增产增收达到良性循环的过程。（3）未来除继续大力研发推广适合中国现有种植模式与作业规模的低空低量航空施药植保无人机以外，应加大研发植保装备的人机分离、人药分离并结合北斗自主导航的地面自走式各类大田粮食作物、果树与其他经济作物的精准变量植保装备与技术，整理提高中国植保装备的现代化智能化水平，实现跨越式发展。（4）智能精准变量新药械与高效施药技术的研发是关键，药械的产品性能、作业效率以及智能变量准确性是本技术推广应用的核心要求。广大研发生产单位应继续加大精准喷雾装备研发过程中新技术的集成，将轻简化作业作为研究开发的关键内容之一，生产、销售推广价廉物美、适合农民操作的简单易行的新产品。（5）农药是一把“双刃剑”，在助力病虫草害防治的同时，农药使用者必须在具有智能化手段的前提下，更加具备农药、植保、化学农药与生物技术的专门知识。所以政府应在进一步加大对智能精准变量施药装备与技术的研发、应用推广的同时，加大对使用现代智能植保装备与技术专业植保人才培养的支持力度，采用发达国家的先进经验，建立特殊的政府补贴制定、专门的人才专业培训系统。

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