传统植保作业常日在作业区域内利用同一施药量进行单持续续喷雾作业。由于此种作业办法未考虑作业区域内病虫草害的分布情形与差异等特点，随意马虎造成农药有效身分在病虫草害严重的区域用量不敷，而在轻微或没有发生的区域用量过度。进入21世纪以来，美国、日本、欧盟等陆续将自动化、信息化技能与新型传感器运用于精准施药技能和智能植保机器的研发，农药利用率迅速提高到50%~60%的高水平。
为改变中国精准施药技能掉队的局势，提高植保机器作业精准与自动化水平，科学技能部、国家自然基金委、农业屯子部等帮助了一系列精准施药技能和装备的研发项目。中国农业大学、华南农业大学、南京农业大学、中国农业机器化科学研究院、国家农业信息化工程技能研究中央、农业屯子部南京农业机器化研究所等单位基于中国农业生产实际情形，发挥院校、科研院所在农业工程、植保机器、植物保护、农药学和农学等学科交叉领域的上风，领悟传感器探测、遥感、机电一体化、卫星导航等多种前沿技能，并联合部分装备制造企业，研发出一系列精准施药技能，创制了一批新型当代化植保装备，并在农业生产中大量推广。
利用精准施药技能与高效施药装备可有效减少农药利用量、提高农药利用率、减少农药对环境的污染，实现对不同种类作物的精准施药。本研究系统阐述了中国精准施药技能的研究现状，概述了中国创制的适用于不同作业场景的精准施药装备，解析了精准施药技能与装备如何办理植保作业中存在的问题，并针对目前中国精准施药发展中面临的寻衅，提出了发展对策和建议。本研究为精准施药技能研究的推进、智能施药装备的研发供应了参考，可为中国农药减量操持的推进和农业当代化发展供应新方法和新思路。
1 精准施药关键技能及研究现状精准施药技能是通过传感探测技能获取喷雾靶标即农作物与病虫草害的信息，利用打算决策系统订定精准喷雾策略，驱动变量实行系统或机构实现实时、非均一、非连续的精准喷雾作业，终极实现按需施药[4]。技能体系包括探测技能、施药掌握系统及算法、喷雾掌握技能等。
施药技能与施药装备正向着智能、精准、低量、高效方向发展。表1为海内精准施药关键技能的紧张研发团队和研究内容。
表1 精准施药关键技能
Table 1 Key technologies of precision spraying
大类技能
细化技能
研发职员
年份
研究内容
探测技能
果树冠层
探测
李丽等[5]
2003
运用红外传感器探测喷雾过程中有无靶标，实现有枝叶处喷雾，没有枝叶处不喷雾的果树自动对靶喷雾施药。
蔡吉晨[6]
2011
提出了果树冠层网格划分方法及网格化体积模型，剖析了二维激光雷达探测角度偏差对网格体积打算精度的影响。
果树三维信息获取
蔡健荣等[7]
2012
采取归一化相互干法获取立体图像视差图，提取果树枝骨架并采取多线段逼近法提取特色点；利用双目立体视觉事理打算树枝骨架特色点的空间坐标，再利用间隔图像求取树枝半径信息。
果树冠层体积丈量
丁为民等[8]
2016
通过提取树冠图像面积特色和轮廓特色，采取最小二乘法和五点参数标定法得到普适性树冠面积与体积干系关系模型。
果树病虫草害探测
曲峰[9]
2017
提出了一种基于奇异值分解的苹果叶部病害图像背景分割方法，去除常规分割方法难以分割的杂草等近色区域，得到完全的病害叶片区域。
施药掌握系统及算法
管道总药量掌握方法
黄胜等[10]
2011
基于PID掌握和施药量模糊掌握模型设计了变量施药机的恒压变量掌握系统，实现喷雾机得到恒压变量掌握。
喷头药量独立掌握方法
王利霞等[11]
2010
根据网格位置和采集的机具信息对电动调节阀进行掌握，实现变量施药。
施药量掌握
魏新华等[12]
2013
采取直动式高速电磁阀、圆锥雾喷头、先导式比例溢流阀和脉宽调制（Pulse Width Modulation, PWM）变量喷施掌握器，设计了一套PWM间歇喷雾式变量喷施系统。
喷雾掌握技能
喷雾参
数监测
黄伟锋等[13]
2007
设计了基于GPS和GPRS的嵌入式果园喷雾远程监测系统，实现了对喷雾参数的实时监测。
风机气流
场掌握
曲峰等[14]
2017
在喷雾机出风口设置短导流板，勾引风机气流场，通过CFD(Computational Fluid Dynamics)仿真与标杆试验结合探寻和验证不同成分对喷雾机气流场和喷雾效果的影响。
风场与雾场分布建模
孙诚达[15]
2019
研究了树冠内雾滴穿透比例分布规律，构建了风送喷雾雾滴冠层穿透模型。
精准施药技能是聪慧农业的主要技能组成部分，也是信息时期精准农业发展的主要特色之一[16]，在提高农药利用率、减少农药用量与残留和降落环境风险等方面的巨大潜力和广阔前景已得到普遍的国际认同[1]，符合当前日趋严格的环保哀求[17]。经由科研职员多年努力，中国精准施药技能已取得长足进步，为智能施药装备的发展供应了良好的技能根本，但目前精准施药技能仍存在定位系统精度不敷、关键技能的折衷性差、传感器新技能的家当化难度大等问题，后续需对这些问题进行针对性研究。
2 精准施药装备研究进展依托精准施药技能的发展，中国精准施药装备的发展也非常迅速。果园自动对靶喷雾机、基于风量调节的果园变量喷雾机、玉米田间自动对靶除草机、可调地隙与轮距的高地隙自走式喷杆喷雾机、自适应均匀喷雾机、循环喷雾机以及仿形喷雾机等新型施药装备纷纭问题，实现了农药的精准喷施，大大提高了农药利用率。此外还有遥控自走式作物喷杆喷雾机和植保无人机，它们实现了人机分离和人药分离，非常适宜中国中小型农场的减量精准施药技能哀求，发展迅速，深受用户欢迎。
2.1 果园自动对靶喷雾机为办理传统果园喷雾机无法识别靶标及靶标间空隙差异连续喷雾而造成农药摧残浪费蹂躏和环境污染问题，研究职员开展了一系列针对果园自动对靶喷雾装备的研究探索。表2为中国研制成功的果园自动对靶喷雾机范例成果及关键技能点。
表2 果园自动对靶喷雾机范例成果及关键技能点
Table 2 Typical achievements and key technical points of orchard automatic target sprayer
作者
年份
研发机构
成果名称
关键技能点
何雄奎等[18]
2003
中国农业大学
果园自动对靶风送低量喷雾机
红外传感器与绿色传感器领悟技能、作物冠层靶标探测、静电喷雾技能
袁湘月等[19]
2004
江苏大学
果园自动对靶喷雾机
红外光电探测技能
邹建军等[20]
2007
中国农业大学
对靶喷雾机红外探测掌握系统
集成电路，红外光电技能
邓巍等[21]
2008
中国农业大学
红外靶标探测装置
近红外技能
翟长远等[22]
2012
西北农林科技大学
果树自动对靶探测系统
红外传感器技能
刘金龙[23]
2012
南京农业大学
对靶喷雾红外探测系统
红外传感器技能
李龙龙、何雄奎等[24]
2013
中国农业大学
果树三维尺寸自动仿形喷雾系统
LiDAR雷达探测，果树三维尺寸自动仿形
许林云等[25]
2014
南京林业大学等
自动对靶喷雾掌握系统
激光测距传感器，提前及延后喷雾
杨洲等[26]
2015
华南农业大学
果园在线混药型静电喷雾机
在线混药系统，风辅静电喷雾
宋淑然等[27]
2015
华南农业大学
果园柔性对靶喷雾装置
柔性喷杆与喷头组，靶标检测单元
姜红花等[28]
2016
山东农业大学等
履带自走式果园自动对靶风送喷雾机
超声波传感器，Wi-Fi无线传输
李井祝和朱凤武[29]
2017
吉林农业大学
自动对靶喷雾掌握系统
激光测距传感器，PLC可编程逻辑掌握器
李秋洁等[30]
2018
南京林业大学等
自动对靶喷雾掌握系统
LiDAR探测，MFC多线程编程
从表2可以看出，目前果园自动对靶喷雾机的关键技能集中于红外传感激光测距和超声波等。比较于传统的风送式果园喷雾机，自动对靶喷雾机能够提高在目标冠层及叶片背面的沉积量，且沉积均匀，使农药沉积利用率达到52.5%，实现节药40%~60%，减少雾滴的飘失落及农药摧残浪费蹂躏，提高农药利用率及防治效果[31]。但是，目前自动对靶喷雾机靶标识别过程中产生误判概率高，尤其是在繁芜环境中精准识别靶标的能力不强，在识别精度上仍有提高空间。
2.2 果园风送变量喷雾机中国各地果园大多密植且布局形态互异，果树冠层在不同成长周期枝叶茂密程度不一，叶面指数（Leaf Area Index，LAI）在成长期内由0不断增大直至最大值，传统的纯液力喷雾机难以穿透枝叶茂密的果树冠层在树膛内沉积，且在早期的稀疏冠层内随意马虎造成雾滴飘失落。
传统果园喷雾机因茂密的枝叶雾滴难以穿透冠层，而采取风力赞助运送雾滴，可以提高雾滴在果树冠层的穿透和沉积分布。同时，风送喷雾机利用气流赞助技能，可胁迫雾滴定向沉积至目标冠层，在此过程中气流进一步第二次破碎雾滴同时翻转扰动冠层内部枝叶使得雾滴沉积到目标冠层内部，从而增加雾滴在目标冠层内部的穿透能力、叶片背面的沉积量、沉积分布均匀性，提高病虫害防治效果。联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）于20世纪60年代在环球推广风送喷雾技能，中国在20世纪80年代引进该技能并进行了推广运用取得了良好的防治效果[32]。但在实际果园喷雾作业过程中，同一植株在不同成长周期冠层枝叶茂密程度不同，所需风量不同，传统风送喷雾机无法根据枝叶稀疏度调度风量作业，导致不同成长周期的目标冠层风量不敷或过量，从而造成雾滴难以在目标冠层有效沉积。
风送变量喷雾机能够依据果树不同成长周期及冠层枝叶稠密程度实时调节风速与风量，以担保目标冠层有效沉积提高喷雾质量。目前海内多个团队已经研制出了多种风送变量喷雾机（表3）。
表3 风送变量喷雾机范例成果及关键技能
Table 3 Typical achievements and key technologies of variable air sprayer
作者
年份
研发机构
成果名称
关键技能
魏新华等[33]
2012
江苏大学等
PWM间歇喷雾式变量喷施掌握器
以DSP56F805 数字旗子暗记掌握器为核心，实时检测喷雾机组提高速率、隔膜泵输入轴转速、喷杆压力和喷施流量，并采取预测比例掌握方法，通过比例溢流阀在线调节喷杆压力。
刘伟[34]
2012
南京农业大学
背负式喷雾器变量喷雾掌握系统
以单片机为掌握核心,采取PWM技能掌握电动隔膜泵的事情频率从而实现对背负式喷雾器的喷雾流量进行调节。
何雄奎[1]
2013
中国农业大学
自走履带式风送果园变量喷雾机
变量掌握系统采取机电一体化设计，指令吸收和实行过程实现精确、实时管理；红外传感器实现自动对靶喷雾，组合式喷头技能掌握喷雾量，基于步进电机驱动无级变速器实现风机300-1670r/min的无级变速，产生相应风量。
姚渠[35]
2014
中国农业大学
可变风量的履带式风送喷雾机
80cm超低地隙行走装置；500-50000m3/h的风量调节与履行流量调节；基于红外探测的果园精准自动对靶喷雾及多喷头组合技能。
许绩彤[36]
2016
华南农业大学
果园实时混药风送式变量喷雾系统
基于蠕动泵与静态稠浊器设计的实时混药模块与基于测速单元与冠形探测单元设计的变量喷雾模块分别单独掌握，构建三种不同类型静态稠浊器的三维模型。
丁鑫浩[37]
2018
南京林业大学
风送式变量喷雾机多流道喷头
设计四指喷头、五指喷头、六指喷头三种不同构造的多流道喷头，在风速流场和雾化性能方面进行了仿真仿照和试验。
束义平[38]
2018
南京林业大学
果园变量喷雾掌握系统
基于激光雷达探测技能，研究了果园变量对靶喷雾系统信息采集方法，变量对靶喷雾系统实时掌握方法，开拓了变量对靶喷雾掌握系统软件。
2.3 果园自动仿形变量喷雾机
精准施药须要依赖传感器探测技能获取的作物冠层信息，国内外研究者针对传感器探测技能进行了诸多研究。翟长远等[22]研究了树型喷洒靶标形状轮廓探测方法，基于超声传感器研制了靶标形状轮廓探测试验平台；Lee等[39]、Tellaeche等[40]、Feyaerts等[41]利用多光谱等图像传感探测技能对特色互异的杂草进行识别。近年来，激光传感器（Light Detection and Ranging, LiDAR）由于探测精度高，其在农业领域的运用也越来越广泛[42]，超声波、图像传感器技能也为变量喷雾供应了实现手段[43]。
为进一步提高农药利用率、喷雾作业的自动化及精准程度，降落农药的利用量，海内科研机构开展了技能攻关。2013年，中国农业大学联合无锡市中波机器制造有限公司在果园自动对靶喷雾机及自走履带式风送果园变量喷雾机的根本上，成功研制出果园自动仿形变量喷雾机（如图1所示），该机通过扫描角度为270°的LiADR激光传感器实时获取树冠特色信息，并根据冠层分割模型及变量决策算法实时调节风机风量和喷头流量（图2），进而实现自动仿形变量喷雾。详细实现流程如下：
图1 果园自动仿形变量喷雾机
Fig. 1 Automatic profile variable sprayer in orchard
图2 上位机掌握界面
Fig. 2 Master computer control interface
以LiADR激光传感器为探测源不间断的扫描机具两侧的果树冠层，掌握系统将网络到的点云信息进行处理同时根据果树冠层边界、密度及体积特色将果树冠层分割成多少个冠层单元[29]，通过冠层单元体积所需风量及喷量改变电机及电磁阀的PWM占空比[44]，实时调控电动风机出风量及喷头喷量。该机纵向沉积分布呈仿形构造，各冠层单元沉积均匀，与定向风送喷雾机比较，可降落用药量45.7%，而雾滴飘移及地面流失落分别减少23.2%及67.4%[45,46]。
该机在之前成熟的自动对靶、变风量技能的根本上，针对植株冠层特色创新实现了仿形变量喷雾，提高了农药利用率，为果园精准喷雾机供应了新设计、新思路、新构造。
2.4 大田变量喷杆喷雾机喷杆喷雾机是大田管理作业中最为常见的施药机器，紧张针对栽种在大田中的小麦、大豆及甜菜等主粮作物或经济作物，可有针对性地喷施杀虫剂、杀菌剂、除草剂及植物成长调节剂等。然而，这种连续均匀的传统施药办法，未考虑机体参数、作物参数及喷雾参数的差异，极易造成农药摧残浪费蹂躏、农药利用率低、作物农药残留严重等问题。由于大田作业的繁芜性和大田作物的分外性，大田喷杆喷雾机很少利用精准施药技能。
为实现中国大田喷杆喷雾机精准施药并减少作业过程中农药雾滴飘移，海内科研机构和企业开展告终合攻关，研发成功了多款大田变量喷杆喷雾机，如表4所示。
表4 大田变量喷杆喷雾机
Table 4 Variable boom sprayer in field
机构名称
年份
成果名称
关键技能
作业效果
中国农业机器化科学研究院，当代农装科技株式会社[47]
2011
轻便型自走式高地隙喷杆喷雾机
喷杆折叠电动掌握技能、四轮驱动技能、电动推杆
喷杆可折叠，减轻了喷杆质量，作业效率高，不仅知足大田蔬菜施药农艺哀求，还可运用于水田施药作业。
中国农业大学，中国农业机器化科学研究院，山东华盛中天集团，山东永佳动力株式会社[48]
2012
3WSF-200型自走式水旱两用风送低量防飘喷杆喷雾机（图3），3WSH-500导流式高地隙自走喷杆喷雾机（图4），3WDFP-500自走式高地隙低量导流防飘喷杆喷雾机
喷杆式低量喷雾、力气式风送喷雾、液压掌握、喷幅标识和喷杆自动折叠等
实现了水、旱田作物植保作业的机器化，喷雾分布均匀性变异系数明显减小，作业效率大大提升，农药飘移对环境的污染也得到了有效掌握。
山东省农业机器科学研究院[49]
2016
3WP-650型智能变量喷杆喷雾机
可折叠喷杆衍架，高度调节机构，PID智能掌握系统
在作业状态下，液位丈量准确度偏差在6%以内；药液不敷时报警准确率为100%，能够防止因药液不敷发生漏喷；同时能够实现根据机组作业速率变革实时调节的变量喷雾，提高喷量同等性和农药利用率，且变量喷雾下定量喷雾的同等性最大为4.4%。
中国农业大学，山东永佳动力株式会社[50]
2016
可用于水田植保作业的自走式精准变量喷杆喷雾机
（图5）
当代自动掌握、电子、多传感器数据采集领悟传输、导航等
作业过程中全体喷杆雾滴分布均匀、喷雾变异系数在10%以下，亩施药液量偏差在8%以下，定位偏差-5~5cm，可保障亩施药液量同等，担保大田作物上的药液喷施均匀。
中国农业机器化科学研究院、新疆农垦科学院[51]
2016
自走式大田喷杆喷雾机
可调地隙、可变轮距
实现了高秆作物成长期内全程机器化高效均匀植保作业，将大田作物喷雾的均匀度提高至发达国家水平，喷雾均匀性达到了85%-95%以上。
南京林业大学[52]
2016
变喷杆式喷雾机可变喷量施药掌握系统
液压驱动、模糊掌握器、喷杆变形
完成了多功能变喷杆喷雾机警能掌握系统的研发，实现了变喷杆喷雾机的事情形态和高度的掌握与调节，且设计了精确对靶施药掌握电路。
黑龙江省萝北县农机局[53],泰州樱田农机制造有限公司[54]
2016
3WP-650型自走式喷杆喷雾机
GPS路线方案赞助系统；四轮驱动，前后独立转向；组合式可调喷头
构造新颖，事情可靠，是防治玉米等病虫害和高杆作物喷施叶面肥料的空想机具，事情效率高、机具投资少，回报率高。
农业屯子部南京农业机器化研究所[55]
2018
喷杆喷雾机变量喷雾自动掌握系统
PLC、触摸屏
实现了对喷头流量和事情压力的自动掌握，提高了喷雾作业的自动化和精准化水平。
此外，中国农业大学药械与施药技能研究中央和中国农业机器化科学研究院正在开展技能攻关，研发基于多功能高地隙底盘的精准变量喷杆喷雾机，该机利用三维激光雷达探测技能、PWM技能、冠层特色参数建模等技能，实现喷头喷雾的实时变量掌握，激光传感器的作物密度丈量偏差≤15%，变量施药系统的施药液量掌握精度在±8%以内，实现精确施药的目标。
喷杆喷雾机凭借作业效率高、施药效果佳等特点成为当前农业发达国家普遍利用的大田高效精准施药机具，但其在中国的推广运用程度一贯不高，仍有很大发展空间，基于大田喷杆喷雾机的精准变量施药装备及技能研究将为喷杆喷雾机在中国的发展与运用供应新动力。
2.5 植保无人机比较地面植保设备，植保无人机具有地形适应性好[56]、速率调节快速方便、雾滴覆盖率高、定点喷洒[57]、本钱低[58]、安全性好等上风，近年来已成为一种主要的新型植保作业机具[59]。根据干系国家检测部门调查统计显示，截止到2018年年底，中国共有300多家植保无人机生产厂家，已开拓出253种各种植保无人机总计3.15万架，整年发卖各种植保无人机1万多台。各种植保无人机在除西藏自治区、青海省与台湾地区以外全国各种作物上喷雾作业面积达到26700万亩次，实现了“人机分离、人药分离”，一分钟一亩地的高效作业[60]。到目前为止，中国已经有95%以上的航空技能被运用在田间病虫害防治的植保无人机上，其余5%的农业航空技能紧张用于不同作物农情信息的及时获取、航空影像的拍摄以及不同种类农作物的育种等[61,62]。
图3 3WSF-200型自走式水旱两用风送低量防飘喷杆喷雾机
Fig. 3 3WSF-200 self-propelled water and drought dual use wind supply low volume anti-floating spraying rod sprayer
图4 3WSH-500导流式高地隙自走喷杆喷雾机
Fig. 4 3WSH-500 High-clearance guided baffle self-propelled boom sprayer
图5 具有流量与压力自动调节功能的喷杆喷雾机精准变量喷雾掌握系统
Fig. 5 Precision variable spray control system for boom sprayer with flow and pressure automatic regulation function
中国通用轻小型农用植保无人机目前型号繁多，药箱容量范围基本在5~20L（最近两年相继涌现过药箱容量大于30L的植保无人机，但是运用相对较少），喷幅范围基本在5~20m，可以知足不同的施药环境和作业条件，病虫害防治可以达到6hm2/h，可以有效地防治不同作物病虫草害的大面积突发情形。市情上植保无人机范例机型、型号及研发机构如表5所示。
表5 中国植保无人机范例机型
Table 5 Typical models of plant protection drones
机型
型号
研发机构
油动单旋翼
CAU-3WZN10A（图6）
中国农业大学
Z-3
中国公民解放军总参谋部第六十研究所、农业屯子部南京农业机器化研究所
CD-15
无锡汉和航空技能有限公司
3WQF120-12
安阳全丰生物科技有限公司
电动单旋翼
水星一号
无锡汉和航空技能有限公司
A001-DZ16
环球鹰（深圳）无人机有限公司
HY-B-15L
深圳高科集团有限公司
F5A
北京一键智农有限公司
油动多旋翼
天马-1
深圳常锋信息技能有限公司
电动多旋翼
3WSZ-15（图7）
中国农业大学、山东卫士公司
MG-1P、T16、T20
深圳市大疆创新科技有限公司
P系列、P30、P20
广州极飞科技有限公司
M6E、M8A
北方天途航空技能发展(北京)有限公司
3WDM8-20
珠海羽人农业航空有限公司
3XY8D
广西田园生化株式会社
图6 “CAU-3WZN10A”型单旋翼植保无人机
Fig.6 CAU-3WZN10A Single rotor plant protection UAV
图7 “3WSZ-15”型18旋翼植保无人机
Fig.7 WSZ-15 Rotor plant protection UAV
研究职员利用针对植保无人机开展的研究紧张集中在无人机喷雾的雾滴沉积和漂移特性方面。王昌陵等[63,64]提出了一栽种保无人机施药雾滴空间质量平衡测试方法，采取雾滴质量平衡网络装置、北斗卫星定位系统和多通道微气候丈量系统联用，对海内范例植保无人机沉积和飘移特性进行了评估；王潇楠等[65]针对油动单旋翼植保无人机在精准作业参数（速率、高度）条件下的雾滴飘移分布特性研究结果表明侧风风速为雾滴飘移的紧张影响成分。邱白晶等[66]建立了无人直升机喷雾雾滴沉积浓度、沉积均匀性与翱翔速率和翱翔高度之间的关系模型。秦维彩等[67,68]的研究表明无人机在玉米、水稻冠层作业高度和横向喷幅会显著影响雾滴沉积量和分布均匀性。陈年夜德等[69]通过设计不同的翱翔参数研究了不同喷雾作业参数对水稻冠层的雾滴沉积分布的影响，翱翔高度和翱翔速率对靶区内采集点上雾滴均匀沉积量影响显著，对雾滴沉积均匀性影响并不显著。王玲等[70,71]设计了微型无人机脉宽调制型变量喷药系统，通过荧光粉测试方法对悬停无人机变量喷药的雾滴沉积规律进行了风洞试验研究。朱航等[72]运用喷雾性能综合试验台对无人机在不同旋翼转速、喷雾高度、离心喷头转速情形下的雾滴沉积分布、雾滴粒径进行了试验测试，结果表明喷雾高度对沉积量影响极显著，喷头转速和旋翼转速对雾滴粒径影响极显著。
2010年以来，随着植保无人机在中国的迅速发展，以植保无人机为运用载体的低空低量航空施药技能已逐步成为研究热点，尤其近五年以来，植保无人机的发展非常迅猛，市场火爆，各厂家新产品层出不穷。同时这种发展也是一个大浪淘沙的过程，在施药均匀性、防治效果稳定性、法律法规和标准完善性、自身质量、安全监管、农药雾滴飘移环境污染等方面仍存在诸多问题，还须要管理部门、科研机构、生产厂商和利用者回归理性，共同努力让植保无人机真正成为专用高效精准施药装备。
3 精准施药面临的寻衅及发展建议3.1 面临的寻衅目前，精准施药在中国运用领域非常广泛，发展前景广阔。中国植保机器研究科研院所及干系领域的科学研究职员开展了大量的精准施药技能研究，取得了丰硕的成果，但因研发与技能条件等毛病，在以下方面还面临着寻衅。
（1）精准施药装备研发回处于探测技能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构造繁芜、造价高、不易操作等问题，关键技能与产品的研发水平远远掉队于中国聪慧农业发展的哀求。
（2）农业专业传感器研发不足、农业专用传感器研发生产较少，同时市场上可用的传感器、掌握与自动调节部件紧张以购买入口为主，大规模运用少。
（3）精准施药技能与装备的研发该当结合不同的专业作物、运用环境条件、同一作物不同成长期等开展深入系统的研究，以打算方法为核心的掌握模型的缺少是精准施药技能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能，同时还须要结合农药剂型、不同专业作物与气候条件加以系统地研究，喷雾过程中的雾化、沉积、减少飘失落机理与实现智能变量的喷雾大略易行的喷雾打算掌握方法等根本理论有待于进一步深入探索。
3.2 建媾和展望国民经济的快速增长与劳动市场人力的不断短缺一定伴随着对新型智能施药机器的需求。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器在今后一段期间的发展紧张方向。只管国家加大了研发投入，在精准施药技能、新型施药机具研发运用推广方面取得了一定的成果，但与发达欧美国家比较，研发力度与投入力度明显不敷、与中国高速发展的经济、生产实际运用明显不符，我们还须要做出更大的努力。
（1）开展关键传感技能与专业传感器、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，研发出专业的打算芯片，将打算芯片通过中心掌握装置掌握电磁阀进行“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。以是建议国家层面上的农业、科研管理部门该当加大科研与资金投入力度，加强精准变量喷雾技能与装备及部件的研发、运用与推广。
（2）随着中国当代化的推进，新型精准施药技能与植保装备必将取代传统植保模式，将植保领域推向“大略化、智能化、精准化”的方向。建议加大高效施药技能与新型精准植保装备的推广运用，从而使前辈的植保技能真正地做事于中国植保领域，打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）未来除连续大力研发推广适宜中国现有栽种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种大田粮食作物、果树与其他经济作物的精准变量植保装备与技能，整理提高中国植保装备的当代化智能化水平，实现超过式发展。
（4）智能精准变量新药械与高效施药技能的研发是关键，药械的产品性能、作业效率以及智能变量准确性是本技能推广运用的核心哀求。广大研发生产单位应连续加大精准喷雾装备研发过程中新技能的集成，将轻简化作业作为研究开拓的关键内容之一，生产、发卖推广价廉物美、适宜农人操作的大略易行的新产品。
（5）农药是一把“双刃剑”，在助力病虫草害防治的同时，农药利用者必须在具有智能化手段的条件下，更加具备农药、植保、化学农药与生物技能的专门知识。以是政府应在进一步加大对智能精准变量施药装备与技能的研发、运用推广的同时，加大对利用当代智能植保装备与技能专业植保人才培养的支持力度，采取发达国家的前辈履历，建立分外确当局补贴制订、专门的人才专业培训系统。
作者：何雄奎
来源：聪慧农业
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