雷山縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局植保植檢站 吳欽斌

農(nóng)業(yè)一直是我國(guó)的關(guān)鍵支撐行業(yè)，影響著民生，農(nóng)業(yè)的發(fā)展在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)行業(yè)占據(jù)著舉足輕重的地位。在農(nóng)業(yè)植保的應(yīng)用場(chǎng)景中，無(wú)人機(jī)能有效提高相關(guān)工作人員的工作效率，保證我國(guó)農(nóng)業(yè)植保得到相關(guān)技術(shù)的保駕護(hù)航，在一定程度上緩解了我國(guó)目前農(nóng)業(yè)植保的局限性，放大我國(guó)農(nóng)業(yè)植保行業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，提高我國(guó)農(nóng)業(yè)作業(yè)的工作效率，降低人工成本，使我國(guó)的農(nóng)業(yè)植保相關(guān)技術(shù)水平逐漸趨向國(guó)際科技研發(fā)的先進(jìn)水平。

1 傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)植保的局限性

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提升了小型無(wú)人機(jī)的研制水平，加速了其在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域的應(yīng)用。但是這項(xiàng)技術(shù)本身具有一定的局限性，在應(yīng)用過(guò)程中存在許多問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了農(nóng)業(yè)植保工作的順利開(kāi)展，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

一方面，小型無(wú)人機(jī)持續(xù)作業(yè)時(shí)間不能滿足生產(chǎn)實(shí)際需要，續(xù)航能力還需進(jìn)一步提升，應(yīng)重點(diǎn)解決相關(guān)問(wèn)題，比如充電時(shí)間短、續(xù)航能力不足等。

另一方面，小型無(wú)人機(jī)所具有的功能很難匹配農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)防治施藥工作，比如自動(dòng)躲避障礙和防摔耐摔等功能。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年都有超過(guò)18億畝的農(nóng)田等待進(jìn)行農(nóng)業(yè)植保方面的工作，但由于工作量大，相關(guān)工作人員數(shù)量較少，工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到相應(yīng)的工作要求。并且在進(jìn)行農(nóng)業(yè)植保工作的過(guò)程中，農(nóng)藥對(duì)于人體有一定的危害，并且在工作中無(wú)法避免農(nóng)藥與人體表面接觸。若在農(nóng)業(yè)植保工作過(guò)程中不小心將農(nóng)藥濺入眼睛或口鼻中，有可能會(huì)導(dǎo)致人體受到損害甚至死亡。

因此，由小型無(wú)人機(jī)進(jìn)行作業(yè)已經(jīng)成為未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必要趨勢(shì)，農(nóng)業(yè)植保工作需進(jìn)行機(jī)械智能化改革。

2 小型無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保中的發(fā)展情況

2.1 在國(guó)際上的發(fā)展?fàn)顩r

無(wú)人機(jī)目前在國(guó)外主要分為軍用與民用分類(lèi)，農(nóng)業(yè)植保方面屬于民用型，各國(guó)都對(duì)無(wú)人機(jī)在民用方面的發(fā)展高度重視，尤其是農(nóng)業(yè)航空技術(shù)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)，在相關(guān)的農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中，占比非常重。

從20世紀(jì)末開(kāi)始，國(guó)外的大型農(nóng)業(yè)國(guó)家已經(jīng)逐漸把農(nóng)業(yè)作業(yè)轉(zhuǎn)向機(jī)械化，無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保上的應(yīng)用已經(jīng)得到了廣泛發(fā)展。1990年，日本率先推出了世界上第一款應(yīng)用于農(nóng)業(yè)植保的無(wú)人機(jī)，來(lái)進(jìn)行噴灑藥物作業(yè)，該項(xiàng)技術(shù)得到了國(guó)際上的廣泛關(guān)注，這有利于人口不足、勞動(dòng)力不足的國(guó)家進(jìn)行大面積的農(nóng)業(yè)植保工作，同時(shí)在一定程度上也帶動(dòng)了無(wú)人機(jī)的發(fā)展，使得相關(guān)領(lǐng)域行業(yè)科技水平突飛猛進(jìn)。尤其是對(duì)于美國(guó)這樣的農(nóng)業(yè)大國(guó)而言，農(nóng)業(yè)面積較大，但工作人員較少，因此無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保當(dāng)中的應(yīng)用已經(jīng)成為今后發(fā)展趨勢(shì)。在農(nóng)業(yè)植保工作方面，無(wú)人機(jī)主要用于噴灑藥物、監(jiān)控農(nóng)作物生長(zhǎng)狀況，同時(shí)通過(guò)無(wú)人機(jī)的攝像頭也可以將農(nóng)田的相應(yīng)工作狀況進(jìn)行及時(shí)反饋，國(guó)外的部分農(nóng)業(yè)專(zhuān)家已經(jīng)將無(wú)人機(jī)廣泛應(yīng)用到除農(nóng)業(yè)植保外的其他農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，并且得到了當(dāng)?shù)鼐用竦拇罅φJ(rèn)可，農(nóng)業(yè)發(fā)展更為機(jī)械化智能化。

2.2 在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r

21世紀(jì)初，在國(guó)家的積極號(hào)召引領(lǐng)下，相關(guān)農(nóng)業(yè)科技研發(fā)人員將無(wú)人機(jī)應(yīng)用到了農(nóng)業(yè)植保方面，大幅度提高了工作效率。我國(guó)農(nóng)業(yè)植保的成本費(fèi)用中的60%是人工費(fèi)，在應(yīng)用無(wú)人機(jī)后，人工費(fèi)用大大降低，一定程度上也促進(jìn)了我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域發(fā)展資金的投入，從而帶動(dòng)相關(guān)農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域的企業(yè)能夠蓬勃發(fā)展。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，截止到2020年，我國(guó)服務(wù)于農(nóng)業(yè)植保工作進(jìn)行無(wú)人機(jī)研發(fā)的公司就超過(guò)300家，并且根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦?、氣候或者其他具體要求，進(jìn)行農(nóng)業(yè)植保工作的小型無(wú)人機(jī)類(lèi)型超過(guò)170種，可直接應(yīng)用的無(wú)人機(jī)超過(guò)5000架，這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步表明無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保方面的應(yīng)用已經(jīng)成為未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，可有效帶動(dòng)相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)科技研發(fā)水平的提高。

尤其是到2013年，我國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展到了一個(gè)新的技術(shù)臺(tái)階，小型無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化工作當(dāng)中提現(xiàn)了更為重要的作用。雖然無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保當(dāng)中的應(yīng)用大幅度提升了，但相較于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保中的應(yīng)用較低，因此，我國(guó)小型無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保方面的應(yīng)用仍然有較大的市場(chǎng)，技術(shù)上還可得到更進(jìn)一步的提升。

3 小型無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保中的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 小型無(wú)人機(jī)技術(shù)研究

目前我國(guó)的小型無(wú)人機(jī)技術(shù)研發(fā)主要由各個(gè)高校與相關(guān)技術(shù)研發(fā)公司共同推進(jìn)，相較于國(guó)外的無(wú)人機(jī)發(fā)展，我國(guó)起步慢、發(fā)展緩，因此仍然需要各個(gè)行業(yè)繼續(xù)推進(jìn)小型無(wú)人機(jī)的技術(shù)研發(fā)。從2004年開(kāi)始，我國(guó)的航空噴灑藥物作業(yè)得到了一定程度上的技術(shù)支持，比如能夠針對(duì)不同的農(nóng)作物進(jìn)行定時(shí)定量噴灑，既能夠保證比人工的用時(shí)短、效率高，同時(shí)也能夠比農(nóng)藥噴灑更為均勻，不會(huì)出現(xiàn)農(nóng)藥濃度過(guò)高而燒傷農(nóng)作物的情況。到2007年，第一臺(tái)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)植保方面的無(wú)人機(jī)正式應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)農(nóng)田當(dāng)中，并取得了佳績(jī)，這也給我國(guó)的相關(guān)技術(shù)人員提供了莫大的信心與鼓勵(lì)，小型無(wú)人機(jī)也能夠在農(nóng)業(yè)植保當(dāng)中得到更廣泛的應(yīng)用。

3.2 在矮稈農(nóng)作物中無(wú)人機(jī)取得良好效果

矮稈農(nóng)作物主要包括蕎麥雜糧、水稻、大豆等，是我們的主食，因此，為解決我國(guó)人口人均糧食水平低下的狀況，提高矮稈農(nóng)作物的生產(chǎn)量是一項(xiàng)必不可少的科學(xué)研發(fā)工作，尤其是雜交水稻研發(fā)成功之后進(jìn)行廣泛種植，可有效解決我國(guó)人均糧食占用量低的問(wèn)題，植保無(wú)人機(jī)得到了應(yīng)用的場(chǎng)景，并且取得了良好的效果。無(wú)人機(jī)，根據(jù)矮稈農(nóng)作物具體的生長(zhǎng)期，適量噴灑農(nóng)藥和營(yíng)養(yǎng)物，可以有效地抑制農(nóng)田中蟲(chóng)害與雜草叢生的現(xiàn)象。以雜交水稻為具體案例，應(yīng)用小型無(wú)人機(jī)去探查雜交水稻的每一個(gè)發(fā)展周期的具體情況，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確定位所需之處并及時(shí)噴灑農(nóng)藥或其他營(yíng)養(yǎng)劑，提高工作效率的同時(shí)，還保證具體問(wèn)題能夠具體解決。尤其是等到雜交水稻成長(zhǎng)后期，若是人工勘察農(nóng)田需要花費(fèi)大量的時(shí)間，可能還會(huì)由于檢測(cè)不到位而造成糧食的損失，因此，無(wú)人機(jī)能夠更好地代替人工勘察這一任務(wù)，在進(jìn)行巡邏時(shí)，還能夠操控小型無(wú)人機(jī)，及時(shí)反饋種植圖片信息，解決農(nóng)作物種植后期不利于人工流動(dòng)的問(wèn)題。除此之外，一些種植地區(qū)地形復(fù)雜且不利于工作人員行走，小型無(wú)人機(jī)便可發(fā)揮出重要作用，利用自身輕巧、行動(dòng)快捷等優(yōu)勢(shì)，提前搜集地形地貌等信息，甚至可以采集相關(guān)樣本對(duì)植保的工作進(jìn)行提前一步的預(yù)測(cè)和安排。科研部門(mén)的調(diào)查研究表明，在使用無(wú)人機(jī)之前，我國(guó)的植保覆蓋率只能達(dá)到5.6%，但在應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)業(yè)植保作業(yè)之后，我國(guó)的植保覆蓋面積可達(dá)到20%以上，這有效說(shuō)明了無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保當(dāng)中的巨大優(yōu)勢(shì)以及重要地位。

4 我國(guó)小型無(wú)人機(jī)技術(shù)缺陷

雖然小型無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保當(dāng)中的應(yīng)用前景良好，能夠妥善提高農(nóng)業(yè)植保覆蓋率，但是由于我國(guó)相關(guān)技術(shù)研發(fā)較國(guó)際水平而言，研發(fā)起步晚、時(shí)間短造成了一定技術(shù)上的缺陷。

4.1 小型無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用尚待臻于至善

進(jìn)行農(nóng)業(yè)植保工作的時(shí)間長(zhǎng)周期，就會(huì)在一定程度上導(dǎo)致無(wú)人機(jī)的維修費(fèi)用較高，尤其是出現(xiàn)噴頭堵塞、電壓不穩(wěn)等情況。在實(shí)際應(yīng)用中，可能工作人員無(wú)法進(jìn)行及時(shí)的維修，仍然需要提供人工作業(yè)。目前，我國(guó)小型無(wú)人機(jī)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)植保工作上的技術(shù)仍然落后于世界平均水平，在真正進(jìn)行農(nóng)業(yè)植保工作時(shí)，需要一定數(shù)量的技術(shù)人員進(jìn)行無(wú)人機(jī)的維修以及調(diào)試，但由于技術(shù)人員的緊缺，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)無(wú)人機(jī)的某個(gè)部位損壞之后就會(huì)被閑置，而重新啟用另一架無(wú)人機(jī)的情況，這無(wú)形當(dāng)中也是增加了農(nóng)業(yè)植保工作的成本。對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展而言，時(shí)間周期長(zhǎng)、成本投入高、回收效率周期長(zhǎng)，小型無(wú)人機(jī)的應(yīng)用仍然是處于高成本的狀態(tài)，因此，真正應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題仍然無(wú)法得到妥善解決。

4.2 實(shí)際作業(yè)缺乏專(zhuān)業(yè)性

由于工作人員得不到專(zhuān)業(yè)性的技術(shù)指導(dǎo)，實(shí)際應(yīng)用小型無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)業(yè)植保作業(yè)時(shí)很容易造成無(wú)人機(jī)的損壞以及丟失，每臺(tái)小型無(wú)人機(jī)的造價(jià)都比較高昂，但實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中的損壞率卻十分高，并且無(wú)人機(jī)長(zhǎng)期處于戶外工作模式，若操作人員沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)支撐，很容易導(dǎo)致無(wú)人機(jī)的使用壽命縮減，甚至是在進(jìn)行農(nóng)業(yè)植保工作時(shí)，導(dǎo)致噴灑農(nóng)藥的濃度對(duì)于農(nóng)作物而言，過(guò)高或過(guò)低，無(wú)法精準(zhǔn)控量，這也無(wú)形當(dāng)中減少了農(nóng)作物的產(chǎn)量。

4.3 維修網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)缺乏完善性

在鄉(xiāng)村地區(qū)，網(wǎng)絡(luò)普及雖然較廣泛，但信號(hào)較差，無(wú)人機(jī)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的要求高，農(nóng)村地區(qū)的各個(gè)網(wǎng)點(diǎn)維修維護(hù)程度時(shí)常達(dá)不到小型無(wú)人機(jī)使用的要求。盡管建設(shè)網(wǎng)點(diǎn)有利于推進(jìn)無(wú)人機(jī)的研發(fā)，提高無(wú)人機(jī)在工作時(shí)的工作效率，但建立新的網(wǎng)點(diǎn)也增加了額外的經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)也意味著需要更多的網(wǎng)點(diǎn)維修人員，對(duì)于大面積的作業(yè)場(chǎng)地而言，需要的技術(shù)人員數(shù)量更是龐大，對(duì)人力、物力及資金的投入提出了更為嚴(yán)峻的要求，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，無(wú)法做到廣泛建設(shè)網(wǎng)點(diǎn)，因此，無(wú)人機(jī)在工作時(shí)也會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不好的現(xiàn)象。

5 小型無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保中的應(yīng)用措施

5.1 開(kāi)展小型無(wú)人機(jī)技術(shù)研制

由于在實(shí)際的農(nóng)業(yè)植保工作當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的狀況，這就需要小型無(wú)人機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能，比如具有能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)田農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況、對(duì)特征部位進(jìn)行拍攝、定點(diǎn)定量的進(jìn)行噴灑藥物等一系列功能。要提高小型無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保作業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用概率，就需要推進(jìn)無(wú)人機(jī)的技術(shù)研發(fā)工作，提高無(wú)人機(jī)的功能數(shù)量，并且依據(jù)實(shí)際情況對(duì)無(wú)人機(jī)的部分功能進(jìn)行完善和提高。無(wú)人機(jī)在戶外工作，時(shí)常會(huì)面臨一些比較惡劣的天氣情況，更需要加強(qiáng)無(wú)人機(jī)飛行時(shí)的穩(wěn)定性和螺旋槳的堅(jiān)固程度。有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)無(wú)人機(jī)墜落或損壞的狀況，可能會(huì)迫降在稻田某處，因此無(wú)人機(jī)還需具備定位功能，以方便工作人員尋找，這也能夠延長(zhǎng)無(wú)人機(jī)的使用壽命，減少不必要的支出。

5.2 建設(shè)專(zhuān)業(yè)化的服務(wù)隊(duì)伍

專(zhuān)業(yè)化的服務(wù)團(tuán)隊(duì)需要由兩部分人員組成，一部分是進(jìn)行指導(dǎo)的技術(shù)人員，另一部分是實(shí)踐的工作人員。進(jìn)行指導(dǎo)的技術(shù)人員，需要充分了解無(wú)人機(jī)的各項(xiàng)功能及注意事項(xiàng)，并且根據(jù)當(dāng)?shù)貞?yīng)用的實(shí)際情況推薦并改善無(wú)人機(jī)的功能，使無(wú)人機(jī)的功效發(fā)揮到最大，定期對(duì)工作人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)理論的補(bǔ)充和應(yīng)用指導(dǎo)，進(jìn)一步提高無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保當(dāng)中的應(yīng)用效率。實(shí)際操控?zé)o人機(jī)進(jìn)行農(nóng)業(yè)植保工作的工作人員，應(yīng)積極主動(dòng)地接受專(zhuān)業(yè)的理論知識(shí)培訓(xùn)，同時(shí)在使用無(wú)人機(jī)的過(guò)程當(dāng)中必須嚴(yán)格規(guī)范地操作。工作人員的操作狀況直接影響了無(wú)人機(jī)的使用壽命，規(guī)范的操作可大大保證使用壽命不被縮減，并且將使用過(guò)程當(dāng)中的問(wèn)題及時(shí)反饋給專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員以將其解決。如此一來(lái)，在技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)，以及工作人員的正規(guī)操作下，無(wú)人機(jī)可能夠最大程度地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，解決農(nóng)業(yè)植保當(dāng)中的具體問(wèn)題，使農(nóng)業(yè)植保工作效率最大化，促進(jìn)無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域當(dāng)中得到發(fā)展。

5.3 完善維修網(wǎng)點(diǎn)

小型無(wú)人機(jī)的成本較高，并且對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的要求較高，因此維修網(wǎng)點(diǎn)是必不可少的。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，大面積修建網(wǎng)點(diǎn)是不實(shí)際的，只有在原有的基礎(chǔ)上對(duì)網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行妥善的維修，提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，才有可能滿足無(wú)人機(jī)工作時(shí)的網(wǎng)絡(luò)要求。在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量允許的情況下，能夠減少無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間，同時(shí)能夠減少實(shí)時(shí)監(jiān)控圖像傳送的延遲情況，工作人員在進(jìn)行農(nóng)業(yè)植保工作時(shí)，也可快速了解該片農(nóng)田的具體情況，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，能夠第一時(shí)間去現(xiàn)場(chǎng)解決。高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)也可使無(wú)人機(jī)快速反應(yīng)，當(dāng)有突發(fā)情況時(shí)，工作人員對(duì)于無(wú)人機(jī)的操控也能更為靈敏，更為便捷。對(duì)整體農(nóng)業(yè)植保工作而言，維修網(wǎng)點(diǎn)是占比較大的一環(huán)，高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)能夠提高無(wú)人機(jī)的工作效率，提高工作人員對(duì)無(wú)人機(jī)操控的靈敏度。

5.4 建立健全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

統(tǒng)一和健全無(wú)人機(jī)行業(yè)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，能夠大幅度的提高無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)當(dāng)中的具體應(yīng)用，同時(shí)保證無(wú)人機(jī)的制作水平以及生產(chǎn)質(zhì)量，極大程度上規(guī)范相應(yīng)行業(yè)生產(chǎn)水平，有效統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)是未來(lái)無(wú)人機(jī)發(fā)展當(dāng)中必不可少的，也是大勢(shì)所趨。

6 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)業(yè)植保在我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展當(dāng)中很重要，它是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，提高農(nóng)業(yè)植保的工作效率還是目前農(nóng)業(yè)科技研究的熱點(diǎn)。小型無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保中的應(yīng)用能夠恰好保證農(nóng)業(yè)植保工作較為處于高效，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的科技水平，減少我國(guó)農(nóng)業(yè)植保相關(guān)技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平的差距，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展。