数字农业进行时: 变量播撒向水稻田要收益

2020-02-07 13:43:32 1968 未知

地球只有一个。受疫情影响,粮食安全话题,农业产业升级话题再次获得全球的关注。

 

联合国粮食及农业组织、世界粮食计划署等 5 个国际组织在 7 月曾发布报告预计,全球将面临至少 50 年来最严重的粮食危机。

 

图片来源于全球粮食危机工作组

 

中国社会科学院农村发展研究所近日发布的《中国农村发展报告 2020》同样显示,到“十四五”期末(约 2025 年),中国或出现 1.3 亿吨左右的粮食缺口,其中谷物(三大主粮)缺口约为 2500 万吨。虽然目前中国粮食自给率高达 97%,但面对不利的国际形势,中国也需要更加绷紧粮食安全的这根弦。

 

 

在探索现代农业发展道路上,无人机在保障粮食安全中,也发挥着越来越关键的作用。然而,如何持续提升农业生产效率,提升中国粮食自给率?数字农业或将成为解题之匙。

 

 

上期推文曾提到,通过精灵 4 多光谱采集的植保数据,生成农田处方图,可以判断作物长势,为农田管理提供更加精准的数据参考。

 

 

但如何高效地利用农田处方图?

 

配合具备精准播撒(喷洒)功能的植保无人机,即可实现变量施撒。简单讲,便是在长势较弱的地区多撒肥、长势较好的地区少撒或者不撒,从而进一步提升农田的产量,降低成本,并最终提高种植利润。

 

 

2020 年,大疆农业在江苏中德作物生产与农业技术示范园设立 200 亩“精准施肥”试验田。利用精灵 4 多光谱无人机在“捉黄塘”、穗肥阶段进行长势监测,生成处方图,继而指导精准变量施肥。

 

几轮作业后的结果显示,变量施肥有效调整了田间的长势差异,提高长势均匀性。在巡田与洒肥效率提升的方面,无人机也达到了人工作业的约 5 倍。

 

 

 

NDVI 图帮忙“捉黄塘”

 

在水稻分蘖后期、拔节期前,针对部分分蘖不足的区域,往往需要通过“捉黄塘” – 区域性补肥,来最终促进水稻有效分蘖。常规做法是由农艺师巡田,发现需要捉黄塘的区域后,再进行人工补肥。但这样的方式不仅费时费力,而且容易在大田块里遗漏需要补肥的区域。

 

人工撒肥

 

 

6 月 26 日 变量播撒作业

 

6 月 26 日,精准农业作业团队首先采用精灵4多光谱版,对 4 块试验田进行多光谱数据采集,并生成 NDVI 植被指数图。

 

6 月 26 日试验田 NDVI 植被指数图

 

从 NDVI 指数图中可以看出,在分蘖后期,田间长势存在较大差异。基于这张 NDVI 图,农艺师对田间长势进行了分区,并制定施肥亩用量梯度:0kg/亩(不撒肥),8kg/亩,10kg/亩,生成施肥处方图。随后,将该处方图导入到 T20,进行变量撒肥作业。

 

变量施肥处方图

 

在作业过程中,无人机严格按照处方图进行作业,相对人工施肥降低了农艺师与施肥人员的沟通成本。

 

 

7 月 29 日 播撒效果检验

 

7 月 29 日,团队再次通过精灵 4 多光谱进行长势监测。可见经过处方图变量施肥调控后,全田长势均匀性大大提高。

 

7 月 29 日试验田 NDRE 植被指数图


经过分蘖期变量施肥后,水稻长势变得更均匀


 

NDRE 图指导孕穗期施肥

 

8 月 3 日 孕穗期作业

 

8 月 3 日,我们基于 NDRE 图,生成穗肥施肥处方图,再次对田块进行变量施肥。

 

穗肥施肥处方图

 

从这期处方图上可以看到,由于长势已趋于均匀,处方图中的变量幅度也有减少。

 

 

数字化改造:向水稻田要受益

 

在三大主粮中,水稻在种植过程中病虫害发生最严重,作业环境最复杂,耗费人力也最多。随着无人机喷洒与播撒技术的引入,水稻生产从种植到管理的各个环节,都实现了更低成本的机械化。

 

这一次的实验更说明,引入多光谱信息与变量喷洒设备,对水稻田进行数字化改造后,可以带来相当可观的效益,并有效解决由人力劳动所带来的制约。

 


 

 

提升作业效率

 

在巡田效率方面,无人机巡田约为人工巡田效率的 10 倍。在撒肥效率方面,无人机撒肥约为人工撒肥的 5 - 15 倍(以 20 斤/亩的亩用量计算)。随着农村劳动力人口老龄化,“撒肥”这类低报酬的劳动力缺口越来越大,机械化替代方案迫在眉睫。

 


 

 

整体降本增产

 

均一用量施肥容易造成长势较好区域氮肥过量,作物贪青晚熟;或是长势较差区域补肥不足,出米率降低,从而影响最终产量。

 

变量按需施肥,则可平衡生长,提升产量。一方面照顾到长势较差区域,又节省了长势较好区域的用肥量,实现了整体用肥量的下降。

 

 

 

农业专业化

 

在施肥环节,有经验的农艺师可根据作物长势,精准把握用肥量。通过无人机巡田和信息化记录的方式,有效提高农田作物数据收集的效率和有效性,把农艺师从重复又劳累的巡田工作中解放出来,专注于制定农艺方案,服务于更广阔的种植面积,提升农田的整体管理水平。

 

 

科技启迪生长,以科技之巧向农田继续要效益。接下来,大疆农业将陆续推出数字农业应用案例,与全球领先机构共同探索数字农业前沿探索,敬请关注。

Powered by 爱华芯
备案号:辽ICP备19011304号

选择样式

选择布局
选择颜色
选择背景
选择背景
0.490050s