程慧煌 吳珍平 夏紹南 喬艷艷 沈家興 江洪 聶太禮

摘要：為了棉花生產(chǎn)中統(tǒng)防統(tǒng)治的高效和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，結(jié)合作者在江西省棉花研究所試驗(yàn)基地應(yīng)用植保無人機(jī)飛防技術(shù)實(shí)踐，闡述了新型植保無人機(jī)大疆T16在棉花生產(chǎn)上的基礎(chǔ)應(yīng)用、操作技巧以及注意事項(xiàng)。實(shí)踐結(jié)果表明，大疆T16植保無人機(jī)低空噴藥具有省時(shí)、省工、高效的特點(diǎn)，是適應(yīng)我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的一種新型技術(shù)，對(duì)促進(jìn)棉花生產(chǎn)向輕簡(jiǎn)化、機(jī)械化和智能化方向發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：棉花;大疆T16無人機(jī);統(tǒng)防統(tǒng)治;操作技術(shù)

中圖分類號(hào)：S562 S481? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2095-3143（2020）06-0037-04

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2020.06.008

Abstract： In order to improve the efficiency of unified control and reduce the labor intensity in cotton production， combined with the application of plant protection UAV flight control technology in the experimental base of Jiangxi cotton Research Institute， the basic application， operation skills and notes of the new type of plant protection UAV Dajiang T16 in cotton production were expounded. The practice results show that Dajiang T16 plant protection UAV low altitude spraying has the characteristics of time saving， labor saving and high efficiency. It is a new technology to adapt to the development of agricultural modernization in China. It is of great significance to promote cotton production to the direction of light simplification， mechanization and intelligence.

Key words： Cotton; Dajiang T16 UAV; Unified control; Operation technology

0? 引言

棉花是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，也是紡織業(yè)的重要原材料，棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)維護(hù)我國棉花生產(chǎn)安全極為重要[1-4]。隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的外流，棉花生產(chǎn)用工呈現(xiàn)出老齡化加劇的趨勢(shì)，勞動(dòng)生產(chǎn)出現(xiàn)用工難等問題。另外，棉花相對(duì)于其它作物來說生育周期較長，在棉田管理工作中，蟲害的防治、化學(xué)防控、脫葉催熟等措施均涉及到用工用時(shí)，所以如何省時(shí)省工、輕簡(jiǎn)高效地植棉成為農(nóng)學(xué)家一直研究的目標(biāo)。王元斌，等[5]研究表明，在蟲害的防治上，植保無人機(jī)的作業(yè)效率是人工電動(dòng)噴霧的25倍，防治費(fèi)用（藥劑成本）降低37.5%，具有防治效果好、省工、省力、安全等優(yōu)點(diǎn)。陳盛德，等[6]通過無人機(jī)噴施與人工噴施方式對(duì)水稻施藥效果的比較發(fā)現(xiàn)，無人機(jī)噴施霧滴沉積效果較好，作業(yè)效率約為人工噴施的10倍，且成本低，效益高。溫康林，等[7]表明，植保無人機(jī)能夠有效地提高作業(yè)效率，優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員結(jié)構(gòu)，使得各類生產(chǎn)活動(dòng)都能夠有序進(jìn)行。由此可見，在我國棉花生產(chǎn)仍處于機(jī)械化水平低、規(guī)?；M(jìn)程慢的現(xiàn)狀下[8]，植保無人機(jī)的使用正好打破了傳統(tǒng)的人工作業(yè)噴施方式，大大提高了作業(yè)效率，節(jié)省了人工成本，能有效地緩解用工難等問題。在棉花生產(chǎn)中引入和推廣植保無人機(jī)飛防技術(shù)，對(duì)于提高我國棉花種植的機(jī)械化水平，促進(jìn)棉花生產(chǎn)向機(jī)械化、智能化和輕簡(jiǎn)化方向發(fā)展具有十分重要的意義[8]。因此，作者介紹大疆T16植保無人機(jī)在棉花生產(chǎn)上統(tǒng)防統(tǒng)治應(yīng)用的操作技術(shù)以及操作過程中需要注意的技術(shù)要點(diǎn)，為大疆T16等植保無人機(jī)在棉花生產(chǎn)上的實(shí)際運(yùn)用提供技術(shù)參考與借鑒。

1? 植保無人機(jī)在棉花生產(chǎn)上應(yīng)用的幾個(gè)方面

1.1? 芽前除草

相對(duì)于人工噴施除草劑，使用植保無人機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一封閉除草更簡(jiǎn)單高效，由于無人機(jī)對(duì)藥物的霧化程度、噴施均勻度更高，所以對(duì)雜草的封閉效果更佳。但也存在一定的缺陷，植保無人機(jī)在田間雜草清除上的應(yīng)用相對(duì)比較單一，只有在棉花直播地播種后出苗前或移栽地棉苗移栽前，能夠進(jìn)行一次統(tǒng)一飛防，即使是使用選擇性除草劑，也不建議在作物生長中途使用無人機(jī)來統(tǒng)一飛防除草。所以使用無人機(jī)進(jìn)行芽前除草時(shí)，應(yīng)該選擇更高效的除草劑。

1.2? 統(tǒng)防統(tǒng)治

棉花全生育期較長，病蟲危害期也相對(duì)較長。對(duì)于大田生產(chǎn)來說，采用植保無人機(jī)對(duì)蟲害進(jìn)行防治，具有省時(shí)、省工、高效的特點(diǎn)。另外，為了降低害蟲的抗藥性，農(nóng)藥輪換使用效果更佳。具體防治時(shí)間可根據(jù)田間蟲害實(shí)際發(fā)生情況而定，一般飛防時(shí)間、用藥品種及用量如下。

6月初，每公頃用18 g/L阿維菌素乳油600 ml+10%吡蟲啉225 g+20%噠螨靈150 g，防治紅蜘蛛、蚜蟲、薊馬、盲椿等;6月底至7月初，每公頃用10%啶蟲脒可濕性粉劑600 g+200 g/L阿維·蟲螨腈懸浮劑375 ml防治紅蜘蛛、蚜蟲、斜紋夜蛾、盲椿、棉葉蟬等;7月底至8月初，每公頃用200 g/L阿維·螺螨酯300 ml+170 g/L甲維·印蟲威300 ml，防治紅蜘蛛、斜紋夜蛾、棉鈴蟲等。8月中下旬，每公頃用200 g/L阿維·蟲螨腈懸浮劑450 ml+10%啶蟲脒可濕性粉劑600 g+50 g/L虱螨脲乳油600 ml，防治紅蜘蛛、煙粉虱、棉鈴蟲、斜紋夜蛾、棉葉蟬、盲椿等;9月份，每公頃用200 g/L阿維·蟲螨腈懸浮劑375 ml+10%啶蟲脒可濕性粉劑600 g+18 g/L阿維菌素乳油525 ml，防治紅蜘蛛、煙粉虱、棉鈴蟲、斜紋夜蛾、盲椿等。

1.3? 化學(xué)調(diào)控

棉花具有無限生長的習(xí)性，為了塑造理想株型，在棉花長勢(shì)過旺時(shí)，應(yīng)及時(shí)采用助壯素進(jìn)行化學(xué)調(diào)控?；瘜W(xué)調(diào)控應(yīng)當(dāng)遵循少量多次的原則[9-10]，可結(jié)合蟲害防治伴隨著農(nóng)藥一起噴施。一般有效含量250 g/L的甲哌鎓用量為60～90 ml/hm2，但在打頂后可加倍重控一次。

1.4? 脫葉催熟

收獲輔助劑的施用應(yīng)當(dāng)根據(jù)施用時(shí)間、天氣條件和棉田長勢(shì)而定。無人機(jī)最佳施藥時(shí)間一般在采收前18～25天[8]。施用時(shí)間早，脫葉劑用量宜少，反之，用量要增加;噴藥后，至少要有5天保持日均溫在18 ℃以上[11];植株高大、苗旺、葉多的棉田用藥量要增加;長勢(shì)偏旺的棉田可采用二次噴藥，防止“干而不落”[11]。

2? 植保無人機(jī)T16基礎(chǔ)參數(shù)

大疆T16植保無人機(jī)由深圳大疆創(chuàng)新科技有限公司生產(chǎn)制造。T16整機(jī)重量（不含電池）18.5 kg，最大有效起飛重量42 kg;藥液最大裝載量為16 L，最大噴幅為6.5 m;噴灑系統(tǒng)配備4個(gè)液泵及8個(gè)噴頭，流量最高可達(dá)4.8 L/min;最大作業(yè)飛行速度7 m/s，最大飛行速度10 m/s，可抗風(fēng)速為8 m/s;理論作業(yè)效率可達(dá)10 hm2/h，但在實(shí)際作業(yè)中，大疆T16 作業(yè)效率為5.0～6.7 hm2/h。

3? 飛防技術(shù)要點(diǎn)

3.1? 作業(yè)時(shí)間選擇

最好選擇風(fēng)速不高于4 m/s，且4～6小時(shí)內(nèi)無降雨的天氣進(jìn)行作業(yè)，作業(yè)時(shí)間段以早晚為宜，一是避免高溫中暑以及高溫對(duì)藥劑的蒸發(fā)而影響藥效的發(fā)揮;二是早晚時(shí)間段葉片如果沾有露水，更利于噴灑的高濃度霧滴擴(kuò)散吸收;三是許多害蟲例如薊馬、棉葉蟬等喜早晚溫度較低時(shí)出行，此時(shí)防治效果更佳。

3.2? 前期準(zhǔn)備

一塊電池大約作業(yè)8000～9300 m2，提前將電池充滿電，根據(jù)作業(yè)面積，選擇是否攜帶充電設(shè)備;提前準(zhǔn)備好飛防目標(biāo)藥劑，并適當(dāng)多準(zhǔn)備些，做到有備無患;做好防護(hù)工作，穿戴好工作服、帽子和口罩。

3.3? 規(guī)劃地塊

到達(dá)目標(biāo)地塊后，助手做好配藥等工作。同時(shí)，無人機(jī)操作員進(jìn)行地塊規(guī)劃，最好選擇遙控器規(guī)劃的方式，攜帶著遙控器繞地塊一圈，并在每個(gè)拐角處標(biāo)記航點(diǎn)，這樣可以清楚的知道地塊邊角障礙物情況，做到心里有底。最后對(duì)規(guī)劃地塊進(jìn)行編輯，飛行范圍默認(rèn)統(tǒng)一內(nèi)縮2.0 m，但對(duì)地塊邊緣空曠的邊界線可將單邊內(nèi)縮調(diào)為0，或者將相應(yīng)航點(diǎn)往外挪動(dòng)1.5～2.0 m，避免造成邊界地塊噴藥量不足的問題。地塊編輯圖（見圖1）上的綠點(diǎn)為作業(yè)起始點(diǎn)，黃點(diǎn)為作業(yè)結(jié)束點(diǎn)，根據(jù)地塊規(guī)則程度自行調(diào)整航線。地塊作業(yè)結(jié)束后，可將規(guī)劃的地塊根據(jù)實(shí)際飛行路徑再次進(jìn)行編輯完善，并保存，下次飛防時(shí)直接調(diào)用即可。

3.4? 作業(yè)速度和噴量及高度

每桶水按8000～9300 m2的用藥量進(jìn)行配藥，噴量設(shè)為15 L/hm2。對(duì)于平整無障礙的大田塊飛行速度可設(shè)為最大;對(duì)于地塊較小，往返頻率較大的地塊，飛行速度最好控制在5 m/s左右。在棉花苗期，由于棉株矮小，高度相差不大，飛防時(shí)離作物高度可設(shè)為1.8～2.0 m;在棉花生長中后期，棉株高矮不一，飛行器的自主避障功能很容易探測(cè)到異常過高的枝條，不斷的報(bào)警減速，甚至造成飛行器緊急懸停，嚴(yán)重影響作業(yè)效率，此時(shí)可將作業(yè)高度設(shè)為2.0～2.5 m。

3.5? 更換電池和加藥

低電量提醒可以自行設(shè)置，一般默認(rèn)設(shè)置為電量剩余30%時(shí)開始報(bào)警。警報(bào)響起，如果無人機(jī)離標(biāo)定點(diǎn)較遠(yuǎn)，且仍處于遠(yuǎn)離作業(yè)狀態(tài)，應(yīng)及時(shí)返航更換電池;如果此時(shí)無人機(jī)正往回飛，可任其自由作業(yè)一段時(shí)間，待飛近標(biāo)定點(diǎn)時(shí)停止作業(yè)，返航更換電池。注意，在電量低于20%時(shí)，切記要及時(shí)就近降落，避免墜機(jī)（在電量低于10%時(shí)無人機(jī)將自動(dòng)降落）。

剩余藥量提醒默認(rèn)為0.3 L，藥量噴完無人機(jī)將懸停，由于藥量噴完需要返航加藥，再次作業(yè)前應(yīng)注意管道是否有空氣，確保排除空氣后再次起飛，避免空噴作業(yè)。

3.6? 完成作業(yè)

根據(jù)需求量來配藥，作業(yè)結(jié)束后，藥箱如果留有藥量不多，可手動(dòng)飛行將藥量噴完，再加少量清水噴施幾秒即可，這樣操作可省去每次飛完之后繁瑣的清洗工作。如果長時(shí)間不飛，建議徹底清洗一遍，將藥箱取下用水沖洗（包括進(jìn)藥口和出藥口的濾網(wǎng)），然后加入清水多噴施幾次，將管道里面殘留的藥液清理干凈，以防止藥物沉淀堆積而阻塞噴頭。

4? 注意事項(xiàng)

①為了防止藥液飄逸吸入口鼻，工作人員最好處于上風(fēng)口進(jìn)行作業(yè)。②對(duì)于無人機(jī)無法到達(dá)的邊角區(qū)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)安排人工補(bǔ)噴。③無人機(jī)不應(yīng)當(dāng)長時(shí)間停留在棉田的同一地方，避免造成倒伏，如需長時(shí)間懸停，應(yīng)該高于作物3 m以上。④為了能夠使溶解性低的農(nóng)藥得到充分的溶解，分布更加均勻，避免農(nóng)藥產(chǎn)生沉淀，配藥時(shí)應(yīng)當(dāng)采用二次稀釋法配制藥液。⑤用過的農(nóng)藥包裝袋及藥瓶應(yīng)當(dāng)及時(shí)清理，飛防結(jié)束后統(tǒng)一帶走。

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