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        智能植保無人機(jī)防治煙蚜試驗(yàn)分析

        2017-12-09 10:17:55裴洲洋李世金劉國俠冉法芬張業(yè)輝江春陳由鴻朱啟法
        安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2017年22期
        關(guān)鍵詞:植保無人機(jī)煙蚜防效

        裴洲洋+李世金+劉國俠+冉法芬+張業(yè)輝+江春+陳由鴻+朱啟法

        摘 要:該文通過大田試驗(yàn)研究了植保無人機(jī)防治煙蚜的防治效果。結(jié)果表明,無人機(jī)農(nóng)藥噴灑效率率是人工的31倍,相對于電動噴霧器作業(yè)防效提高7.03個百分點(diǎn)。無人機(jī)噴灑均勻,藥液覆蓋度趨勢為頂葉>上二棚葉>腰葉>下二棚葉。從藥液分布情況來看,無人機(jī)可滿足植保作業(yè)的噴灑質(zhì)量,作業(yè)均勻性、穿透性優(yōu)于人工作業(yè)。

        關(guān)鍵詞:植保無人機(jī);煙蚜;防效;效率

        中圖分類號 S252.3;S435.11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731(2017)22-0072-02

        煙草病蟲害的統(tǒng)防統(tǒng)治不僅依賴于高效、低毒農(nóng)藥的安全使用,更依賴于科學(xué)的施藥方式和高效植保機(jī)械的推廣。農(nóng)藥、藥械、施藥技術(shù)是科學(xué)合理使用農(nóng)藥的3個重要環(huán)節(jié)。無人機(jī)飛防技術(shù)是利用輕小型無人機(jī)為載體,在飛行器上搭載農(nóng)藥噴霧設(shè)備,通過引入精準(zhǔn)定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng),以“云服務(wù)、大數(shù)據(jù)”為技術(shù)背景,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化作業(yè)。

        無人機(jī)飛防技術(shù)作為一項(xiàng)適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代植保需求的一項(xiàng)新型技術(shù),以其獨(dú)特的優(yōu)勢,為植保技術(shù)的發(fā)展開辟了一片新的天地,將是傳統(tǒng)植保方式的替代和“革命性”升級。2017年,為推動現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展,提高煙區(qū)綠色防控技術(shù)水平,實(shí)現(xiàn)減量控害、節(jié)本增效、農(nóng)藥零增長,安徽皖南煙葉有限責(zé)任公司開展了無人機(jī)在烤煙上防治煙蚜試驗(yàn),并對作業(yè)結(jié)果進(jìn)行了分析。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料 供試煙草品種為云煙97,3月18日移栽,株行距為0.45m×1.2m。供試藥劑為5%吡蟲啉乳油,德強(qiáng)生物股份有限公司生產(chǎn)。供試機(jī)型為極飛P20,廣州極飛科技公司生產(chǎn),四旋翼植保無人機(jī)。尺寸為1.18m×1.18m×0.41m,作業(yè)高度1~10m。最大起飛重量27kg,作業(yè)速度1~8m/s。變量噴灑系統(tǒng),噴霧霧化標(biāo)準(zhǔn)為80~130μm,噴頭直徑60mm,噴灑流量為3000~12000mL/hm2,噴幅寬度1.5~3m。電力系統(tǒng)使用鋰電池。背負(fù)式電動噴霧器為世達(dá)牌3WBD-16型,負(fù)式桶身外形尺0.38m×0.18m×0.53m,工作壓力4~5kg。人工手動噴霧器為衛(wèi)士牌WS-16型,1.14m×0.44m×0.640m。山東衛(wèi)士植保有限責(zé)任公司生產(chǎn)。水敏試紙為瑞士先正達(dá)公司生產(chǎn)。

        1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        1.2.1 防效試驗(yàn) 共設(shè)3個處理。處理Ⅰ:無人植機(jī)保機(jī)飛防;處理Ⅱ:背負(fù)式電動噴霧器;處理Ⅲ:未噴藥,為空白對照(CK)。各處理其他田間管理措施一致。每個作業(yè)處理作業(yè)時間均為2h,作業(yè)后統(tǒng)計(jì)作業(yè)面積,7d后統(tǒng)計(jì)防效。

        1.2.2 穿透性實(shí)驗(yàn) 使用水敏試紙檢測無人機(jī)噴灑穿透性質(zhì)量。將水敏試紙固定在葉片上,上部葉5片,中部葉5片,下部葉片5片。作業(yè)結(jié)束后,取下試紙,用DepositScan進(jìn)行掃描分析。

        1.3 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地點(diǎn)為安徽省宣城市安徽皖南煙葉有限責(zé)任公司滬皖現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)高科技示范園。作業(yè)植物對象為烤煙,園區(qū)田塊平整開闊,集中連片53.33hm2左右。

        1.4 調(diào)查方法 在施藥7d后開展防效調(diào)查,每個處理選取3塊以上有代表性的煙田,采用對角線5點(diǎn)取樣方法,每點(diǎn)不少于10株,調(diào)查整株煙蚜數(shù)量,計(jì)算有蚜株率及蚜量指數(shù)。0級:0頭/葉。1級:1~5頭/葉。3級:6~20頭/葉。5級:21~100頭/葉。7級:101~500頭/葉。9級:大于500頭/葉。

        1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析 計(jì)算公式如下:

        蚜量指數(shù)=[Σ(各級葉數(shù)×該級別值)/(調(diào)查總株數(shù)或葉數(shù)×最高級值)]×100;

        防效(%)=(空白蚜指數(shù)-處理蚜指數(shù))/空白蚜指數(shù)×100

        2 結(jié)果與分析

        2.1 作業(yè)效率 將作業(yè)區(qū)域劃分為無人機(jī)組區(qū)及人工組區(qū),作業(yè)前均不進(jìn)行其他操作。2個處理組均在規(guī)定的2h內(nèi)進(jìn)行配藥,施藥作業(yè),作業(yè)結(jié)果見表1。由表1可知,無人機(jī)組3次重復(fù)的作業(yè)面積分別為4hm2、4.13hm2、4.06hm2,平均作業(yè)面積為4.06hm2,平均作業(yè)效率為2.03hm2/h。人工組3次作業(yè)面積分別為0.13hm2、0.12hm2、0.14hm2,平均作業(yè)效率為0.065hm2/h。無人機(jī)作業(yè)效率是傳統(tǒng)人工的31倍。

        2.2 防治效果 各試驗(yàn)處理對煙蚜的防治效果如表2所示。由表2的調(diào)查結(jié)果表明,植保無人機(jī)試驗(yàn)處理的蚜量指數(shù)為6.85,平均防效為79.78%。而傳統(tǒng)電動噴霧器處理平均蚜量指數(shù)為9.19,防效為72.45%,無人機(jī)相對與電動噴霧器可提高防效7.03個百分點(diǎn)。

        2.3 穿透性分析 1~4號采樣點(diǎn)布置于上部葉片,6~10號采樣點(diǎn)布置于中部葉片,10~15號采樣點(diǎn)布置于下部葉片。由表3可知,上部葉片點(diǎn)密度均值為46.82,回收率均值為26.82%;中部葉片點(diǎn)密度值為34.44,回收率均值為22.64%;下部葉片點(diǎn)密度均值為23.02,點(diǎn),回收率均值為11.92%。全株葉片基本能覆蓋。第三輪次作業(yè),葉片從頂葉到腳葉,藥液覆蓋度整體趨勢為頂葉>上二棚葉>腰葉>下二棚葉。從藥液分布情況來看,可滿足植保作業(yè)的噴灑質(zhì)量,作業(yè)均勻性、穿透性優(yōu)于人工作業(yè)。

        3 小結(jié)與討論

        無人機(jī)作業(yè)高度為1.5~1.7m,飛行勻速平穩(wěn),旋翼螺旋槳產(chǎn)生的下壓氣流使藥液均勻到達(dá)植株中下部葉片和莖稈,相比于背負(fù)式電動噴霧,更能確保作業(yè)質(zhì)量,且作業(yè)效率可提高 30倍以上,節(jié)水95%以上。

        目前,無人機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的自動化和智能化,其應(yīng)用的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)可將定位精度精確到厘米級水平,其操控平臺簡單方便,可實(shí)現(xiàn)一人同時操控3臺無人機(jī),大大降低了飛防人工成本,提高了操控舒適性,具備了大面積作業(yè)、大規(guī)模作業(yè)的硬件基礎(chǔ)條件。

        在無人機(jī)推廣中,受制于成本、市場等多種因素影響,無人機(jī)作業(yè)費(fèi)用相對人工偏高10%左右,大面積推廣仍具有一定的難度,在下步推廣過程中,可采用合作社統(tǒng)一服務(wù)的模式進(jìn)行,即由合作社組建飛防隊(duì)伍,將購機(jī)成本分?jǐn)傇诤献魃缰?,采取合作?煙農(nóng)主體實(shí)施,煙草公司適當(dāng)補(bǔ)貼的模式進(jìn)行推廣。隨著用工成本的逐年增高以及無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展,無人機(jī)的應(yīng)用成本將越來越低,其技術(shù)優(yōu)勢將越來越明顯,大規(guī)模應(yīng)用將是大勢所趨。

        參考文獻(xiàn)

        [1]林蔚紅,孫雪剛,劉飛,等.我國農(nóng)用航空植保發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù),2014,40(1):6-10.

        [2]龔燕,傅錫敏.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的航空施藥技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備,2008,38(6):26-29.

        [3]劉雯煦,王闖,劉克勤,等.無人直升機(jī)噴霧防治水稻病蟲害效果初步研究[J].農(nóng)藥研究與應(yīng)用,2012,16(6):10-13.

        [4]MHT 1002-1995《農(nóng)業(yè)航空作業(yè)質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)》

        (責(zé)編:張宏民)endprint

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