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大疆精準農業套裝
氮元素(N)是玉米生長中最重要的元素之一,氮肥供應直接決定玉米的最終產量。傳統的玉米氮肥供應方式是進行側施氮肥,且對所有玉米田等量施用。由于部分玉米田塊并不需要額外氮肥,這種施肥方式造成了較大浪費,增加了玉米的種植成本。

在大疆創新和美國最大的農業數據分析提供商Precision Hawk聯合推出的精準農業套裝中,無人機攜帶可見光相機和近紅外相機可獲取玉米田的多種生長數據,精確定位需要追施氮肥的田塊。先進的無人機技術可為農場管理者提供農田管理決策支持,大大提高玉米產量。

挑戰

追施氮肥是玉米增產重要手段之一,但具體施肥量如何確定?根據以往的流程(見下圖),首先要參考上一年的用量(按作物折損率調整),還要以多種方法進行取樣,包括人工檢視、土壤取樣和植物組織取樣。


傳統流程

上述方法耗時長、準確率較低,且無法對施肥地點進行快速精準定位,因此農場管理者通常對所有田地都進行無差別施氮。

市場上玉米價格波動較大,2012年7月高達8.00美元/蒲式耳,2016年8月則跌至3.05美元/蒲式耳。而根據不同的目標產量,氮肥的施用價格可高達40-60美元/英畝*。
*1美元/蒲式耳約合39美元/噸,1蒲式耳/英畝約合4公斤/畝

價格波動劇烈、天氣難以預測,農民需要得到精確的數據,在既定預算內盡可能提升目標產量。

解決方案

從2016年起,美國中西部的農場管理者開始使用精準農業套裝,精確測定需要施放的氮肥量。該套裝主要依托大疆經緯 M100飛行平臺和Precision Hawk的軟件平臺進行工作。

M100配備了可見光相機和近紅外相機各一個,可輕松獲得航拍數據。DataMapper InFlight app和軟件平臺可支持航拍測繪,并可對航拍數據進行快速分析。

僅需45分鐘,M100就可在400英尺高空完成對320英畝田地的拍攝。獲得的航拍圖片將被上傳至DataMapper, 自動合成為整塊田地的正射2D影像圖。

農場管理者獲得影像圖后,即可使用DataMapper上的玉米植被指數(GDVI)算法來估測整塊玉米田地的缺氮情況。如下圖所示,缺氮可能性較高的區域用紅色標出。


DataMapper Standard軟件使用GDVI 算法來標明缺氮可能性較高的區域(下圖紅色部分)

通過DataMapper,農場管理者可直接將農田遙感結果上傳至其他農田管理平臺,以實現不同農田區域的精準施肥。這樣,從農作物生長數據獲取,到精準施肥整體流程都得到了優化。

為了確定玉米缺氮的程度、精準定位追肥地點,7月中旬負責團隊和農場管理者一起使用了大疆經緯 M100飛行平臺,搭載近紅外相機,可記錄藍光、綠光和近紅外波段。

大疆精準農業套裝

結果

通過地面高效取樣,并咨詢農學專家,農場管理者對氮肥的施用有了完整的把控。更為重要的是,包括航拍、數據上傳、數據分析在內的步驟可在兩日內高效完成,而傳統方式則需要一周的時間。



農場管理者現在只需對30%的玉米地精準追施氮肥。當目標產量保持為140蒲式耳/英畝時,每英畝可節約肥料費用9.80美元。




農場管理者利用大疆智能農業套裝,對玉米田進行無人機遙感和精準施肥,使每英畝玉米地節約了9.80美元的氮肥成本。
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