無人機施肥技術(shù)在廣西營林產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用

摘 要 營林產(chǎn)業(yè)是廣西重要的經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，發(fā)展?fàn)I林產(chǎn)業(yè)不僅能促進林業(yè)增效，還能帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，具有十分重要的經(jīng)濟價值和生態(tài)價值。近年來，無人機施肥技術(shù)作為一種先進的精準(zhǔn)營林技術(shù)在廣西營林產(chǎn)業(yè)中得到推廣應(yīng)用。為加快推進無人機施肥技術(shù)在廣西營林產(chǎn)業(yè)中的推廣應(yīng)用，為廣西營林產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新動力，實現(xiàn)林業(yè)提質(zhì)增效、高質(zhì)量發(fā)展，以無人機施肥技術(shù)在廣西營林產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用為切入點，分析該技術(shù)的優(yōu)勢及具體應(yīng)用流程，并提出加強基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、培養(yǎng)專業(yè)人才隊伍、制定相關(guān)政策法規(guī)及加大宣傳推廣力度等建議。

關(guān)鍵詞 營林產(chǎn)業(yè)；無人機施肥技術(shù)；應(yīng)用；廣西

中圖分類號：S757.2 文獻標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.19.055

廣西地處我國南疆，氣候溫暖濕潤，雨量充沛，素有“綠色家園”的美譽。林業(yè)作為廣西的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。據(jù)統(tǒng)計，廣西現(xiàn)有林地面積約2 376萬hm2，活立木總蓄積量9.25億m3，年人工營造林面積超過200萬hm2。然而，傳統(tǒng)林業(yè)生產(chǎn)方式效率低下，存在精準(zhǔn)用工不足、人工成本高昂等問題，制約了廣西林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。無人機施肥技術(shù)憑借遙感導(dǎo)航、精準(zhǔn)控制等優(yōu)勢，可根據(jù)不同林地條件、樹種特性、林木生長時期實現(xiàn)精準(zhǔn)變量控制，從而大幅提高施肥質(zhì)量和效率，減少人力、物理投入[1]。將無人機施肥技術(shù)應(yīng)用于廣西營林產(chǎn)業(yè)，必將為廣西林業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)注入新的活力，助力營林產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，對推動廣西生態(tài)文明建設(shè)、增加林農(nóng)收入、促進鄉(xiāng)村振興具有重要意義。

1 "廣西概況

1.1 "自然條件

廣西地處低緯度熱帶、亞熱帶地區(qū)，地理位置優(yōu)越，東鄰廣東省，南瀕北部灣，西接云南省，北連湖南省和貴州省，氣候條件得天獨厚，光照充足，雨量豐沛，屬于典型的亞熱帶季風(fēng)氣候和熱帶季風(fēng)氣候。廣西年均氣溫17.5～23.5 ℃，年均降水量1 694.8 mm，年均日照時間1 540.4 h。廣西地形以中低山丘陵為主，海拔800 m以上的中山約占全區(qū)總面積的39.7%，丘陵約占10.3%，地勢總體自西北向東南傾斜，盆地廣布，土壤類型以紅壤、黃壤為主，肥力較高。溫暖濕潤的氣候、適中的地形地貌、肥沃的土壤類型，加之充足的光熱資源，使廣西成為我國重要的林業(yè)生產(chǎn)基地之一。而無人機精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)的應(yīng)用，可最大限度發(fā)揮廣西優(yōu)越的自然條件，提高林地利用效率，實現(xiàn)廣西營林產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

1.2 "林業(yè)資源

林業(yè)是廣西的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。廣西主要樹種有馬尾松、桉樹、云杉等，分布廣泛。近年來，廣西大力實施“十四五”林業(yè)發(fā)展規(guī)劃，持續(xù)加大造林綠化力度，林業(yè)生產(chǎn)能力和產(chǎn)業(yè)實力不斷增強。2022年，廣西完成營造林146 006.67 hm2，同比增長10.6%；油茶新造林19 733.33 hm2，低產(chǎn)林改造8 600 hm2；木材采伐量達1 713萬m3，同比增長14.77%。林業(yè)產(chǎn)業(yè)對廣西經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)環(huán)境改善、農(nóng)民增收等具有重要作用。但傳統(tǒng)營林模式存在人工投入大、效率低下等問題，迫切需要通過科技創(chuàng)新來實現(xiàn)營林產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，在這一背景下，無人機精準(zhǔn)施肥技術(shù)在廣西營林產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用前景廣闊。

2 "無人機施肥技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 "實現(xiàn)精準(zhǔn)施肥

無人機施肥技術(shù)憑借智能化控制系統(tǒng)和高精度導(dǎo)航定位，能夠根據(jù)不同林地條件、樹種特性、林木生長時期等因素，實現(xiàn)施肥量、施肥范圍的精準(zhǔn)調(diào)控。這種精準(zhǔn)變量控制模式，既避免了過量施肥造成的資源浪費和環(huán)境污染，也避免了施肥不足影響林木生長的情況[2]。同時，無人機攜帶的高分辨率航拍影像系統(tǒng)，可對整個作業(yè)區(qū)域進行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)林地肥力的空間異質(zhì)性，為精準(zhǔn)施肥提供數(shù)據(jù)支持。無人機的飛控系統(tǒng)還能記錄每株樹木的精確坐標(biāo)，確保營養(yǎng)供給的精準(zhǔn)投放。憑借這些先進技術(shù)，無人機施肥技術(shù)能夠最大限度挖掘不同林地、樹種的生長潛力，確保施肥投入產(chǎn)出比最優(yōu)化。

2.2 "提高作業(yè)效率

相比傳統(tǒng)人工作業(yè)模式，無人機施肥技術(shù)能極大地提升林業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的效率。無人機可根據(jù)預(yù)設(shè)航線自主飛行，施肥范圍不受地形地物的限制，可以輕松完成人工難以到達的區(qū)域的施肥作業(yè)，從而進一步降低人身安全風(fēng)險，大幅提高作業(yè)效率。即便是在復(fù)雜的山地林區(qū)，無人機也能精準(zhǔn)遙控操作，確保作業(yè)面積和質(zhì)量。另外，無人機一次性攜帶的肥料量較大，加之飛行速度快、覆蓋面積廣，在同等作業(yè)時間內(nèi)施肥范圍更大。

2.3 "減少人力投入

傳統(tǒng)的人工施肥作業(yè)不僅費時費力，而且存在一定的安全隱患，尤其是在地形復(fù)雜、環(huán)境惡劣的山地林區(qū)，人工作業(yè)的強度和風(fēng)險都相對較高。而無人機施肥技術(shù)通過自動化操作，極大地減輕人力勞動強度。在實際應(yīng)用中，操作人員只需要對無人機進行遙控，可以有效避免在潮濕、陰暗的密林環(huán)境中長時間勞作帶來的健康隱患。同時，智能化程序控制下的無人機施肥過程高度自動化，可長時間連續(xù)作業(yè)，在確保施肥質(zhì)量的前提下，大幅節(jié)省人力投入，減輕林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的用工壓力。

3 "無人機施肥技術(shù)在廣西營林產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用流程

3.1 "運行準(zhǔn)備

在廣西營林產(chǎn)業(yè)中開展無人機施肥作業(yè)前，必須對無人機和相關(guān)設(shè)備進行全面準(zhǔn)備，以確保后續(xù)作業(yè)順利高效推進。1）要根據(jù)作業(yè)區(qū)域的具體情況，選擇合適的無人機型號及相應(yīng)的撒肥系統(tǒng)。一般建議采用農(nóng)業(yè)植保無人機，其具有載重量大、續(xù)航里程遠等優(yōu)勢。2）需要對無人機進行全面檢查，確保各系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常，如飛控系統(tǒng)、電池、遙控設(shè)備等，必要時對其進行維護保養(yǎng)[3]。同時，要檢查撒肥裝置，確保肥料能夠順利通過噴灑孔噴出，避免堵塞。檢查結(jié)束后，按照作業(yè)要求，提前設(shè)置好施肥參數(shù)，如施肥量、噴灑間距等。3）對作業(yè)人員的選拔培訓(xùn)工作也不可忽視。無人機駕駛員和助手必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)合格后持證上崗。作業(yè)前，應(yīng)對全體作業(yè)人員進行技術(shù)理論和實操培訓(xùn)，同時制訂應(yīng)急方案，從而確保在發(fā)生突發(fā)狀況時能及時處置。只有在無人機設(shè)備和作業(yè)人員兩方面都做好充分準(zhǔn)備的情況下，才能確保無人機高效、安全、順利開展施肥作業(yè)，從而最大限度發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢作用。

3.2 "實地作業(yè)

經(jīng)過全面準(zhǔn)備后，無人機施肥作業(yè)正式進入實地操作環(huán)節(jié)。作業(yè)人員需要根據(jù)事先制訂的飛行航線，對無人機進行編隊飛行路徑規(guī)劃，通過航測遙感技術(shù)獲取作業(yè)區(qū)域的三維實景模型，精確測算施肥面積。飛行路徑確定后，操作員需要在地面站調(diào)試并檢查無人機各項參數(shù)設(shè)置，包括飛行高度、作業(yè)路徑間距、施肥量等，確保一切就緒后方可起飛。無人機飛行時，地面操作員和助手必須時刻監(jiān)控飛行過程，注意避讓障礙物，隨時做好中場返航準(zhǔn)備。進入施肥作業(yè)區(qū)域后，無人機會根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)自主均勻撒播肥料，作業(yè)過程中無須人工干預(yù)。作業(yè)完成后，無人機將自動返航，著陸后作業(yè)人員要對其進行全面檢查，確保設(shè)備完好，為下一次作業(yè)做好準(zhǔn)備[4]。為確保施肥作業(yè)質(zhì)量，還需要開展后續(xù)的質(zhì)檢工作?？赏ㄟ^地面取樣或再次開展航測遙感，對肥料的撒布質(zhì)量和區(qū)域均勻性進行檢測。對于存在問題的區(qū)域，要及時復(fù)飛補施。經(jīng)過嚴格的質(zhì)量把控，無人機施肥技術(shù)才能真正發(fā)揮其精準(zhǔn)高效的優(yōu)勢。

3.3 "數(shù)據(jù)處理

無人機施肥作業(yè)過程中，需要對大量數(shù)據(jù)進行實時采集和處理，這是保證作業(yè)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。無人機上搭載的各種傳感器，如航測遙感模塊、高精度導(dǎo)航定位系統(tǒng)等，能夠?qū)崟r監(jiān)測并記錄施肥范圍、施肥量、肥料分布均勻性等數(shù)據(jù)。這些原始數(shù)據(jù)需要通過專業(yè)的分析軟件進行實時解析和處理，生成可視化的三維施肥數(shù)字模型，直觀反映出施肥質(zhì)量。操作人員可根據(jù)模型顯示及時調(diào)整無人機的飛行路徑、肥料撒布參數(shù)等。例如，對于肥料撒布不均勻的區(qū)域，要實施復(fù)飛補施，確保整個作業(yè)區(qū)域施肥質(zhì)量合格。施肥作業(yè)結(jié)束后，對于現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)也需要存檔備案，并整合到大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中。通過對多批次、多作業(yè)區(qū)域數(shù)據(jù)的匯總分析，可以總結(jié)出不同立地條件下的最佳施肥模式，為后續(xù)的施肥方案制訂提供依據(jù)。同時，長期積累的施肥效果數(shù)據(jù)也將為營林產(chǎn)業(yè)的精細化運營管理提供數(shù)據(jù)支撐。

4 "無人機施肥技術(shù)在廣西營林產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用推廣建議

4.1 "加強基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

當(dāng)前廣西林區(qū)公路、通信網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施條件仍較為落后，給無人機施肥作業(yè)的高效開展帶來一定制約。因此，相關(guān)部門應(yīng)加大林區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入力度，持續(xù)改善林區(qū)道路、通信網(wǎng)絡(luò)等，為無人機順利執(zhí)行飛行航線、遠程操控等奠定堅實的基礎(chǔ)。同時，建設(shè)一批無人機運營基地，配備起降場地、保養(yǎng)維修設(shè)施和人員訓(xùn)練設(shè)備等硬件條件，用于無人機施肥隊伍建設(shè)和日常運營管理。林區(qū)內(nèi)還可規(guī)劃建設(shè)若干臨時起降點，以縮短無人機運輸半徑、提高工作效率。隨著5G網(wǎng)絡(luò)在林區(qū)的逐步覆蓋，可利用5G遠程操控優(yōu)勢實現(xiàn)無人機的集中調(diào)度，進一步提高施肥效率。

4.2 "培養(yǎng)專業(yè)人才隊伍

由于涉及飛行操作、遙感測繪、大數(shù)據(jù)處理等諸多高精尖技術(shù)，無人機施肥作業(yè)對從業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)、技能水平要求非常高。因此，廣西應(yīng)在高等院校開設(shè)相關(guān)專業(yè)，培養(yǎng)復(fù)合型無人機施肥人才；同時采取“育訓(xùn)并重”的人才引進政策，從國內(nèi)外引進種植業(yè)、林業(yè)等相關(guān)領(lǐng)域的無人機專業(yè)人才，用以構(gòu)建專業(yè)隊伍；還要建立專業(yè)的培訓(xùn)機構(gòu)，為在崗員工提供系統(tǒng)的理論和實操培訓(xùn)[5]。除無人機操作員、數(shù)據(jù)分析師等專業(yè)技術(shù)人員外，廣西還需要培養(yǎng)一批懂農(nóng)林、懂管理的復(fù)合型管理人才，負責(zé)無人機施肥作業(yè)的組織實施與監(jiān)管工作。只有打造出一支專業(yè)化、職業(yè)化的人才隊伍，才能保障無人機施肥技術(shù)在廣西營林產(chǎn)業(yè)的推廣應(yīng)用行穩(wěn)致遠，助力林業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。

4.3 "制定相關(guān)政策法規(guī)

目前，無人機施肥技術(shù)屬于新興事物，現(xiàn)行的相關(guān)法律法規(guī)在操作規(guī)范、飛行管控、安全監(jiān)管等方面還顯得滯后和缺失。廣西林業(yè)主管部門應(yīng)及時重視這一問題，結(jié)合當(dāng)?shù)貭I林產(chǎn)業(yè)的實際情況，制定出臺專門的地方性法規(guī)，對無人機施肥作業(yè)的相關(guān)環(huán)節(jié)做出明確規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)化要求。例如，在飛行空域、場地選址、人員資質(zhì)審核等方面建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；在施肥作業(yè)各環(huán)節(jié)設(shè)立操作規(guī)范，對安全生產(chǎn)、環(huán)境影響、肥料管控等做出明確規(guī)定；同時明確相關(guān)執(zhí)法監(jiān)管部門的職責(zé)分工。同時，廣西應(yīng)積極爭取中央出臺更高層級的指導(dǎo)性文件，為地方立法提供依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，可以制定配套的扶持優(yōu)惠政策，為無人機施肥企業(yè)和從業(yè)人員提供資金支持、稅費減免等，激發(fā)市場主體的積極性。

4.4 "加大宣傳推廣力度

為真正實現(xiàn)無人機施肥技術(shù)在廣西營林產(chǎn)業(yè)中的規(guī)?；瘧?yīng)用，廣西應(yīng)加大宣傳推廣力度。針對不同的目標(biāo)群體，廣西應(yīng)采取多種形式開展全方位、多角度地宣傳推廣。對于林農(nóng)群體，可借助當(dāng)?shù)剞r(nóng)村廣播、宣傳欄、科技下鄉(xiāng)等傳統(tǒng)渠道，生動形象地展示無人機施肥技術(shù)的優(yōu)越性，詮釋其在提高作業(yè)效率、節(jié)省人工成本、減少肥料浪費等方面的顯著優(yōu)勢，增強林農(nóng)的使用意愿。對于林業(yè)企業(yè)和從業(yè)人員，可通過專題講座、現(xiàn)場觀摩、技術(shù)培訓(xùn)等形式，讓他們?nèi)媪私鉄o人機施肥技術(shù)的操作流程、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、管理要求，幫助相關(guān)企業(yè)加快對新興技術(shù)的接受和應(yīng)用。同時，廣西相關(guān)部門應(yīng)充分發(fā)揮主流媒體的作用，通過電視、報刊等大眾媒體廣泛宣傳推廣無人機施肥技術(shù)，營造良好的社會輿論氛圍和使用環(huán)境，為該技術(shù)在營林產(chǎn)業(yè)中的推廣應(yīng)用創(chuàng)造有利條件。

5 "結(jié)語

加強無人機施肥技術(shù)在廣西營林產(chǎn)業(yè)中的推廣應(yīng)用，對提升林業(yè)生產(chǎn)效率、節(jié)約生產(chǎn)成本、減少資源浪費等方面具有重要意義。為充分發(fā)揮這一新興技術(shù)的優(yōu)勢作用，廣西應(yīng)該加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度，為無人機順利作業(yè)創(chuàng)造良好硬件條件；培養(yǎng)一支專業(yè)化的人才隊伍，保證操作質(zhì)量和管理水平；及時出臺相關(guān)的法規(guī)政策，規(guī)范無人機施肥的各環(huán)節(jié)；加大宣傳推廣力度，提高全社會的認知度和接受度。只有多管齊下，從軟硬件和制度層面同步發(fā)力，才能充分釋放無人機施肥技術(shù)在廣西營林產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用潛力，為地方林業(yè)的綠色高質(zhì)量發(fā)展貢獻新動能。

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（責(zé)任編輯：張春雨）