说起无人机,大多数人最先想到的可能是航拍,操作者通过遥控小巧的无人机,就能拍摄出震撼人心的城市俯瞰图。其实,无人机的应用领域除了航拍还有农业。在湖南农业大学,有一位教授在农用无人机领域不断耕耘,结出累累硕果。他就是湖南农业无人机的“先行者”——李明。
李明(图/《湖南农业大学报》)
沿着长沙红旗路一路驶向湖南农业大学,道路两旁的高楼中“夹”着一片城市里难得一见的稻田。绿茸茸的杂草已从土壤中冒出尖芽,将雨后的大地染绿。
这里是湖南农业大学杂交水稻的育种实验基地,也是李明和他的农业植保无人机的“飞行基地”。
身为湖南农业大学教授、博士生导师的李明,2014年接触农业无人机后,就一发不可收拾,是个名副其实的“田间教授”。
李明团队研发的植保无人机(图/华声在线)
李明出生在湖南省岳阳市平江县一个偏僻的小村寨,一家人以务农为生,每到播种和丰收的季节,家中老小都要围着那一亩三分地“团团转”。落后的耕作方式将所有人束缚在了田地里,收成却依旧不尽如人意。从那时起,年少的李明便暗下决心,希望有朝一日能够改变传统农业的耕作方式。
2005年,李明被中南大学机电专业录取,开始了他的圆梦之路。2007年,因为各方面表现优秀,他被选派到日本东京大学深造,学习先进的农机制造技术。在日本的留学经历,让他真切感受到了科技发展的重要性。“日本的农业机械化程度很高,无人机应用率达30%以上,而当时我国农业机械化水平还比较低,更谈不上智能化。”
学成归国后,李明收到了国内多所高校的邀请,他最终选择到湖南农业大学任教,为家乡培养更多农业机械领域的人才。除了教书育人,他还从事精准农业传感信息采集与智能装备研究,农业无人机就是其最具代表的科研成果之一。
作为智能无人机的代表,农业无人机可适用于多个领域,包括农业植保、土地和环境监测、农业遥感等,其中运用得最广的就是植保无人机。
农药是最基本的农业生产物资,但是,农药过量使用引发的农残超标、破坏生态环境等问题也随之出现。如何借助先进农机提高农药有效率,降低对环境和人的危害,成为近年来湖南农机部门探索的方向。
2012年,湖南开始在全省推广植保无人机,并对植保无人机的喷药效果进行了大面积的系统检测,开启了湖南农业植保无人机的“第一飞”。
曾在日本留学的李明,比任何人都清楚湖南在农业无人机领域的研发历程。2012年,湖南省农业无人机的生产技术非常不成熟,很多企业都是引进日本的技术和材料,经过多年的自主创新,目前湖南省的农业无人机研发技术已赶超日本。
“现在日本的多旋翼无人机,从材料到控制系统,都是从中国进口的。”这让李明无比骄傲。
而植保无人机在农业生产领域的优势,更是传统操作无法企及的。
以李明团队研发的3WX6-10植保无人机为例,该无人机可承重10千克农药,平均10分钟可为超5000平方米的稻田喷洒农药,一天最多可为约13万平方米稻田进行植保作业,比传统的人力喷洒效率提高了几十倍。另外,这款无人机操作灵敏、施药方便,不受地形及作物高度限制,水田、丘陵、山地以及高杆作物都可使用,且操作简单、效率高、农药喷洒覆盖好。
“植保无人机的雾化程度高、下压力强,可把农药直接喷到作物的叶片和根部,每平方米用药量较常规喷洒大大减少。”李明介绍,相比传统方式,植保无人机可节约70%至80%的水,节约30%的药物。
2016年发布的《湖南省“十三五”农业现代化发展规划》,提出将加快超低空遥控飞行植保机规范作业和控飞管理系统建设。
同年,植保无人机首次纳入湖南省农机补贴机具范畴,按照“自主购机、敞开补贴、先买后办、县级结算、直补到卡”的模式,以1.6万元/架的标准,对从事植保无人机作业的农业生产经营组织进行补贴。
如今,无论是在伟人故里韶山、洞庭湖畔的常德,还是偏远的江华瑶山,植保无人机已经在越来越多的农业生产地区被推广应用。
农业植保跨出“第一步”后,智慧农业迎来了广阔的发展前景。
传统农业田间管理要看天看地看作物,而随着农业现代化的发展,农民也可以成为看手机种地的“低头族”。
“无人机从稻田上方低空飞过,管理员通过机载遥感设备,可以清楚地了解植株的生长情况,并根据数据分析,第一时间掌握植株的生长状态。”这是李明描述的未来智慧农业美景。
继植保无人机的研发后,李明和团队开始着力于农业无人机在低空遥感领域的研究。“低空遥感目前在世界上处于研发阶段,该技术将在动植物生长发育、环境调查、城市管理、灾害监测等诸多领域发挥重要作用,是智慧城市、智慧农业的核心。”
李明介绍,相比传统遥感,无人机的多光谱遥感可见光波段的图像易于采集,空间分辨率高,获取成本低,如果能与无人机喷施技术结合,将为无人机精准农业、病虫害分析等领域提供新方法。
而要实现这一技术,李明和团队要解决的不仅仅是硬件设备,还包括软件平台。
李明表示,比起硬件研发,智慧农业的软件开发更需要大量的技术投入。“一套完整的农业无人机低空遥感系统,除了无人机装载设备,还需要农业生产智能诊断技术与平台、农田智能和自主作业系统等多个现代农业体系。”
“农民只需要通过手机等智能终端进行遥控,就可以实现对农田种植信息的智能采集、智能分析与决策,以及对智能农机作业的全过程管理。这才是未来智慧农业的主要形态。”
“尽管目前我们面临不少困难,但是我们有信心。”在李明眼里,未来,飞翔的农业无人机定将改变传统的耕作方式。(据湖南民生网、华声在线)※