按需施肥是決定作物高產(chǎn)高效的關(guān)鍵因素，但是受土壤的物理化學(xué)性質(zhì)以及氣候波動(dòng)的影響，傳統(tǒng)施肥方式難以保障化肥在土壤中長(zhǎng)期留存，無(wú)法滿(mǎn)足作物全生育周期的養(yǎng)分需求。

針對(duì)這一情況，哈爾濱神州精英科技開(kāi)發(fā)有限公司2022年聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所，研發(fā)出“空地協(xié)同精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)”并已在水稻生產(chǎn)中應(yīng)用。該技術(shù)集成無(wú)人機(jī)遙感、AI反演、水肥一體化等技術(shù)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向數(shù)字化、精準(zhǔn)化方向轉(zhuǎn)型。

為實(shí)時(shí)診斷作物營(yíng)養(yǎng)狀況、實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分智能補(bǔ)給，技術(shù)團(tuán)隊(duì)搭建起一套“五步走”的精準(zhǔn)施肥體系。一是數(shù)據(jù)獲取，利用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)實(shí)時(shí)獲取多光譜信息，診斷營(yíng)養(yǎng)虧缺狀況；平臺(tái)基于GIS管理多源數(shù)據(jù)，結(jié)合歷史產(chǎn)量數(shù)據(jù)與養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)信息，構(gòu)建數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)。二是智能分析，基于多光譜數(shù)據(jù)，通過(guò)AI算法生成厘米級(jí)作物長(zhǎng)勢(shì)圖，反演地塊尺度作物氮、磷、鉀養(yǎng)分矢量分布，形成氮、磷、鉀養(yǎng)分盈虧變異圖。三是施肥決策，融合多源數(shù)據(jù)，制作米級(jí)精度的地塊尺度精準(zhǔn)變量施肥作業(yè)處方圖，為農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)與水肥一體化設(shè)備施肥作業(yè)提供精準(zhǔn)參數(shù)。四是作業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)控，無(wú)人機(jī)與水肥設(shè)備依據(jù)處方圖執(zhí)行作業(yè)，平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控作業(yè)軌跡、視頻與設(shè)備狀態(tài)，確保執(zhí)行精準(zhǔn)可控。五是效果驗(yàn)證與優(yōu)化，平臺(tái)基于作業(yè)信息生成當(dāng)次及季度作業(yè)評(píng)估報(bào)告，為下一生產(chǎn)季的施肥策略?xún)?yōu)化與產(chǎn)能提升提供數(shù)據(jù)支撐。

支撐這一流程的是多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。團(tuán)隊(duì)結(jié)合農(nóng)田物聯(lián)網(wǎng)傳感器，構(gòu)建“空-地”一體化監(jiān)測(cè)體系。通過(guò)遙感無(wú)人機(jī)等技術(shù)手段，在大田作物的關(guān)鍵時(shí)期智能獲取多光譜等遙感數(shù)據(jù)。研發(fā)的生長(zhǎng)量化分析模型，能動(dòng)態(tài)評(píng)估作物養(yǎng)分吸收與分配過(guò)程，以及作物長(zhǎng)勢(shì)與產(chǎn)量潛力，并評(píng)估不同管理策略對(duì)養(yǎng)分利用效率的影響。

尤為關(guān)鍵的是AI自適應(yīng)決策引擎，它耦合了作物營(yíng)養(yǎng)學(xué)機(jī)理與機(jī)器學(xué)習(xí)算法，將生長(zhǎng)量化分析模型的輸出成果轉(zhuǎn)化為作物生理需求參數(shù)，生成精準(zhǔn)施肥、灌溉處方圖。

此外，依托5G端邊云協(xié)同技術(shù)，形成了“數(shù)據(jù)采集-智能決策-精準(zhǔn)執(zhí)行-效果優(yōu)化”的全流程數(shù)字化閉環(huán)，并通過(guò)智能體集群與機(jī)電協(xié)同架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人低空精準(zhǔn)變量施肥與水肥一體化的自主化和自動(dòng)化，提升作業(yè)任務(wù)執(zhí)行精準(zhǔn)度與作物養(yǎng)分管理效率，有效提高肥水利用率，降低投入成本。

從成本效益看，平臺(tái)使用費(fèi)與處方計(jì)算服務(wù)費(fèi)約為每畝每次5元。設(shè)備方面，單套多光譜遙感無(wú)人機(jī)成本3.6萬(wàn)元，農(nóng)用無(wú)人機(jī)在4.6萬(wàn)至6.6萬(wàn)元之間，使用壽命3至5年，農(nóng)戶(hù)直接購(gòu)買(mǎi)飛行服務(wù)的費(fèi)用約為每畝每次6至8元。

相較于傳統(tǒng)施肥，精準(zhǔn)變量施肥的優(yōu)勢(shì)直接轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)測(cè)算，單次施肥量減少10%至15%，肥料綜合利用率提高15%至20%。綜合測(cè)算，肥料成本可節(jié)約20%。以每畝化肥成本300元計(jì)算，每生產(chǎn)季可節(jié)省60元。平均產(chǎn)量提升3%至8%，若以平均增產(chǎn)5%計(jì)算，以水稻為例，每畝可增收90元。效率方面，單臺(tái)農(nóng)用無(wú)人機(jī)每天可精準(zhǔn)作業(yè)1500至2000畝，是人工效率的200倍以上，是農(nóng)機(jī)作業(yè)的20至30倍以上，按照人工費(fèi)400元每天計(jì)算，對(duì)比傳統(tǒng)施肥每畝可節(jié)省30元。將節(jié)肥、增產(chǎn)、省工三項(xiàng)相加綜合測(cè)算，單季畝均新增收益約為180元。

來(lái)源：農(nóng)民日?qǐng)?bào)（https://szb.farmer.com.cn/nmrb/html/2026/20260721/20260721_6/nmrb_20260721_13356_6_2079317644964630612.html）