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设备与工具从世界范围来看，农药喷雾技术、喷雾器械及农药剂型正向着精准、低量、高浓度、对靶性、自动化方向发展。自20世纪90年代开始，以美国为代表的一些发达国家开始研究面向农林生产的农药可变量精准使用。如美国加州大学戴维斯分校研制了基于视觉传感器对成行作物实施精量喷雾的系统，美国伊利诺伊大学研究开发基于机器视觉的田间自动杂草控制系统和基于差分GPS的施药系统等，使农药使用逐步进入精准使用时代。
传统农药使用技术往往根据全田块发生病虫草害严重区域等的总体情况，采用全面喷洒过量的农药来保证目标区域接受足够的农药量。但由于田间土壤状况、农药条件和喷雾目标个体特征等的不均匀性，显然全面均匀施药难以达到最高的农药使用效率，从而带来一系列不可忽略的问题，如显著增加农药使用成本乃至农林生产成本，操作者在施药过程中易受污染，农林产品的农药残留量易超标等。过量使用农药还有导致环境污染和破坏生态平衡的风险。中国的农药利用率只有20%～30%，远低于发达国家50%的平均水平。农药精准使用技术是利用现代农林生产工艺和先进技术，设计在自然环境中基于实时视觉传感或基于地图的农药精准施用方法。该方法涵盖施药过程中的目标信息采集、目标识别、施药决策、可变量喷雾执行等农药精准使用的主要技术要点，以节约农药、提高农药使用效率和减轻环境污染，改善中国农林病虫草害防治中的施药工艺和施药器械，实现中国农林病虫草害防治的农药使用技术的智能化、精准化和自动化，促进生态环境保护和农林生产的可持续发展。简而言之，农药精准使用技术就是要实现定时、定量和定点施药。
为均匀全面喷雾和农药精准使用可变量控制喷雾的效果对比情况。为不考虑田间作物、树木或杂草等目标与非目标植物分布状况，采用均匀恒定的施药量，这时对左边病虫草害高为害分布的区域，病虫草害得不到有效控制；而在右边病虫草害低为害分布区域，则所施用的农药可能会引起潜在的作物或非目标植物损伤及环境污染，最终导致低水平的农林产出。对于与中同样的病虫草害的为害分布，如果根据为害分布特征，采用可变量控制喷雾技术，即在高为害分布区域加大施药量，而在低为害分布区域减小施药量，如图所示，即根据可变施药量曲线，重新调整农药的使用策略。比较均匀恒定施药，可变量控制喷雾精准使用农药。根据病虫草害发生状况采用农药标签规定的施药量，可以有效控制病虫草为害，节约农药使用量，杜绝潜在的作物或非目标植物损伤，从而减轻环境污染，提高作物产量。
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