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大疆精准农业套装
氮元素(N)是玉米生长中最重要的元素之一,氮肥供应直接决定玉米的最终产量。传统的玉米氮肥供应方式是进行侧施氮肥,且对所有玉米田等量施用。由于部分玉米田块并不需要额外氮肥,这种施肥方式造成了较大浪费,增加了玉米的种植成本。

在大疆创新和美国最大的农业数据分析提供商Precision Hawk联合推出的精准农业套装中,无人机携带可见光相机和近红外相机可获取玉米田的多种生长数据,精确定位需要追施氮肥的田块。先进的无人机技术可为农场管理者提供农田管理决策支持,大大提高玉米产量。

挑战

追施氮肥是玉米增产重要手段之一,但具体施肥量如何确定?根据以往的流程(见下图),首先要参考上一年的用量(按作物折损率调整),还要以多种方法进行取样,包括人工检视、土壤取样和植物组织取样。


传统流程

上述方法耗时长、准确率较低,且无法对施肥地点进行快速精准定位,因此农场管理者通常对所有田地都进行无差别施氮。

市场上玉米价格波动较大,2012年7月高达8.00美元/蒲式耳,2016年8月则跌至3.05美元/蒲式耳。而根据不同的目标产量,氮肥的施用价格可高达40-60美元/英亩*。
*1美元/蒲式耳约合39美元/吨,1蒲式耳/英亩约合4公斤/亩

价格波动剧烈、天气难以预测,农民需要得到精确的数据,在既定预算内尽可能提升目标产量。

解决方案

从2016年起,美国中西部的农场管理者开始使用精准农业套装,精确测定需要施放的氮肥量。该套装主要依托大疆经纬 M100飞行平台和Precision Hawk的软件平台进行工作。

M100配备了可见光相机和近红外相机各一个,可轻松获得航拍数据。DataMapper InFlight app和软件平台可支持航拍测绘,并可对航拍数据进行快速分析。

仅需45分钟,M100就可在400英尺高空完成对320英亩田地的拍摄。获得的航拍图片将被上传至DataMapper, 自动合成为整块田地的正射2D影像图。

农场管理者获得影像图后,即可使用DataMapper上的玉米植被指数(GDVI)算法来估测整块玉米田地的缺氮情况。如下图所示,缺氮可能性较高的区域用红色标出。


DataMapper Standard软件使用GDVI 算法来标明缺氮可能性较高的区域(下图红色部分)

通过DataMapper,农场管理者可直接将农田遥感结果上传至其他农田管理平台,以实现不同农田区域的精准施肥。这样,从农作物生长数据获取,到精准施肥整体流程都得到了优化。

为了确定玉米缺氮的程度、精准定位追肥地点,7月中旬负责团队和农场管理者一起使用了大疆经纬 M100飞行平台,搭载近红外相机,可记录蓝光、绿光和近红外波段。

大疆精准农业套装

结果

通过地面高效取样,并咨询农学专家,农场管理者对氮肥的施用有了完整的把控。更为重要的是,包括航拍、数据上传、数据分析在内的步骤可在两日内高效完成,而传统方式则需要一周的时间。



农场管理者现在只需对30%的玉米地精准追施氮肥。当目标产量保持为140蒲式耳/英亩时,每英亩可节约肥料费用9.80美元。




农场管理者利用大疆智能农业套装,对玉米田进行无人机遥感和精准施肥,使每英亩玉米地节约了9.80美元的氮肥成本。
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