01  论文基本信息

《智能化农业装备学报（中英文）》2024年第5卷第4期“智能化植保与农业航空”专题刊载了农业农村部南京农业机械化研究所 等单位 孙竹, 顾伟, 崔龙飞, 蔡晨, 陈晨, 周晴晴, 丁素明, 兰玉彬, 薛新宇的论文——智能植保装备关键技术研究现状与发展趋势。该研究由国家重点研发计划项目(2023YFD2000200);国家重点研发计划青年科学家项目(2022YFD2000700)资助。

02  引文信息

引用格式如下，欢迎大家阅读、引用。

孙竹, 顾伟, 崔龙飞, 蔡晨, 陈晨, 周晴晴, 丁素明, 兰玉彬, 薛新宇. 智能植保装备关键技术研究现状与发展趋势[J]. 智能化农业装备学报（中英文）, 2024, 5(4): 1-23.

SUN Zhu, GU Wei, CUI Longfei, CAI Chen, CHEN Chen, ZHOU Qingqing, DING Suming, LAN Yubin, XUE Xinyu. Research status and development trends of key technologies for intelligent plant protection equipment[J]. Journal of Intelligent Agricultural Mechanization, 2024, 5(4): 1-23.

DOI: 10.12398/j.issn.2096-7217.2024.04.001

03  论文研究内容

摘要：植保机械是农业综合生产力的重要组成部分，先进的植保装备有利于提高农药利用率、提升粮食品质，保障农业可持续发展。从世界范围来看，美国、西欧、日本的施药装备在国际上处于领先水平，相关产品自动化和智能化程度高，作业效率和效果普遍优于国产水平，他们占据了绝大多数的市场份额，我国仅在植保无人机上具有一定的技术优势。为了准确把握植保机械的研究现状和未来发展方向，本研究整理了国内外地面、航空、田间管理机器人等典型植保装备的发展历程，根据大田和果园病虫害防治需求和特点，将植保机械细分为施药、部件及智能化3个技术分支。对变量施药、对靶施药、静电喷雾、风幕风送等施药技术方法进行了总结，对底盘、喷杆平衡、机器人驱动等装备技术原理进行了分析，对无人驾驶、对行行走、视觉导航等智能化技术应用进行了阐述，还从远程管理的角度阐述包括作业规划、调度决策、作业评价以及数字化平台的智能化构建。通过国内外装备技术水平的对比，认为未来植保机械技术发展的重点在于低量精准的施药方式、系列化专业化的装备部件以及无人化和智能化的作业模式。随着人工智能技术的不断发展，具有智能感知、分析决策和自主作业的智能化植保装备将成为未来主流的发展方向。

关键词： 植保机械, 智能化, 精准施药, 田间管理机器人, 植保无人机

Abstract: Crop protection machinery plays a crucial role in modern agricultural production. Advanced plant protection machinery is conducive to optimizing pesticide utilization， improving food quality， and supporting sustainable agricultural practices. Globally， pesticide application products from the United States， Western Europe， and Japan are at the leading level internationally. The relevant products have a high degree of automation and intelligence， and the operation efficiency and effect are generally better than the domestic level. They occupy the vast majority of the market share. By comparison， China demonstrates technical advantages primarily in crop protection drones. To accurately capture the current research status and future directions of crop protection machinery， this article reviews the development history of prominent crop protection equipment， including ground， aerial， and field management robots， both at home and abroad. According to the needs and characteristics of field and orchard pest control， plant protection machinery is subdivided into three technical branches：pesticide application， components， and intelligence. The application technology methods such as variable pesticide application， target pesticide application， electrostatic spray， and wind curtain air delivery are summarized， the technical principles of equipment such as chassis， spray boom balance， and robot drive are analyzed， and the application of intelligent technologies such as drone driving， line walking， and visual navigation are explained. From the perspective of remote management， it also explains the intelligent construction of operation planning， scheduling decision-making， operation evaluation， and digital platform. Comparison of domestic and international technology levels suggests that the future development of plant protection machinery should focus on low-volume， precise pesticide application methods， specialized equipment components， and autonomous， intelligent operation modes. As artificial intelligence continues to advance， plant protection equipment with capabilities for intelligent perception， analysis， decision-making， and automation is expected to dominate future development.

Keywords:crop protection machinery,  intelligent, precise-spraying, field management robot, crop protection UAS

04  作者简介

第一作者

孙竹，男，1983年生，吉林长春人，副研究员；研究方向为植保机械工程技术。联系邮箱：johnson_niam@qq.com。

通信作者/专题主编

薛新宇，博士，二级研究员，博导，首批神农领军英才，中国农科院农科英才领军人才、植保机械创新团队首席科学家、国家油菜产业技术体系岗位专家，全国农机化科技创新专家组田间管理机械化专业组副组长、江苏省五一劳动奖章获得者，美国农业部南方研究中心、德州农工大学高级访问教授，国际精准农业工程学会（CIGR）精准农业航空工作委员会副主任，中美施药技术联合实验室主任，中国农业机械化协会农用航空分会秘书长，中国农机工业协会植保与清洗机械分会秘书长。聚焦国家粮食安全战略和农业绿色发展的重大需求，开展农药雾化机理研究及精准施药部件研发；大田、果园、设施的智能化航空与地面植保装备研发；巡检与多功能田间管理机器人研发；数字化水肥药作业装备管理平台构建；作业效果评定及施药安全评估技术研究等。主持国家重点研发计划、国家863计划等重大科技项目10余项；授权发明专利89件，国际专利5项，其中2项获国家专利优秀奖；出版著作2部，发表学术论文100余篇，其中SCI/EI论文60篇；技术成果获得省部级科技奖励16项，其中一等奖4项，第一完成人7项；技术成果应用面积累计超20亿亩次，总经济效益超500亿元。联系邮箱：xuexynj@qq.com。

05  文章图片

科研团队 | 农业农村部南京农业机械化研究所——植保机械创新团队

《智能化农业装备学报（中英文）》是经国家新闻出版署批准，中华人民共和国农业农村部主管、农业农村部南京农业机械化研究所主办的农业工程类学术期刊。中国工程院罗锡文院士担任编辑委员会主任委员。 国内统一刊号：CN 32-1887/S2 国际标准刊号：ISSN 2096-7217

期刊网站：http://znhnyzbxb.niam.com.cn联系电话： 025-84346292电子邮箱： jiam@caas.cn

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