馬開梅，唐朝富.淺析植保無人機(jī)在農(nóng)作物病蟲害防治中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)業(yè)，2023，17（23）：68-70.

摘 要 無人機(jī)具有成本較低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操控的優(yōu)點(diǎn)，可將其用于航空植保、噴灑肥料、播撒種子等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對(duì)防治病蟲害、維護(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全意義重大。為促進(jìn)植保無人機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用，以農(nóng)作物病蟲害防治中植保無人機(jī)的作用為切入點(diǎn)，簡(jiǎn)要分析了植保無人機(jī)施藥高效安全、防治效果良好、用水用藥節(jié)約的優(yōu)點(diǎn)，并以此為基礎(chǔ)，提出植保無人機(jī)的應(yīng)用要點(diǎn)及優(yōu)化建議。

關(guān)鍵詞 植保無人機(jī)；農(nóng)作物；病蟲害防治

中圖分類號(hào)：S252.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.23.014

收稿日期：2023-10-09

作者簡(jiǎn)介：馬開梅（1984—），女，貴州興義人，本科，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)作物病蟲害防治、農(nóng)作物種植技術(shù)指導(dǎo)、農(nóng)作物田間管理、耕地利用等。E-mail：420613896@qq.com。

農(nóng)業(yè)興則國興，農(nóng)業(yè)強(qiáng)則國強(qiáng)。糧食安全為強(qiáng)國興國的基礎(chǔ)，必須堅(jiān)守耕地紅線，合理應(yīng)用農(nóng)業(yè)裝備與技術(shù)，做到藏糧于技、科技興農(nóng)，建立糧食保障機(jī)制，推進(jìn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展。病蟲害防治是農(nóng)業(yè)種植關(guān)鍵，通過植保無人機(jī)施藥，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)防治，施藥過程不受農(nóng)作物高度和地域地形限制，成本低、效率高，還可節(jié)省人工，解放勞動(dòng)力，相較傳統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著；其應(yīng)用在農(nóng)藥增效減量、糧食安全生產(chǎn)方面意義重大。

1" 植保無人機(jī)作用簡(jiǎn)述

植保無人機(jī)也稱打藥無人機(jī)、農(nóng)業(yè)無人機(jī)，是用于農(nóng)林植物防護(hù)的航空飛行器，是一種數(shù)字化、現(xiàn)代化的生產(chǎn)機(jī)械，由導(dǎo)航系統(tǒng)、飛行平臺(tái)、噴灑系統(tǒng)構(gòu)成，依靠飛行器動(dòng)力裝置帶動(dòng)整體飛離地面；借助導(dǎo)航系統(tǒng)定位農(nóng)作物區(qū)域噴灑農(nóng)藥。具體優(yōu)點(diǎn)如下。

1）施藥高效安全。該裝置可實(shí)現(xiàn)人機(jī)分離，人員操作無人機(jī)施藥，能夠避免接觸農(nóng)藥，確保了施藥人員的安全，降低農(nóng)藥對(duì)施藥人員身體健康的危害[1]。并且，植保無人機(jī)噴藥效率較高，根據(jù)農(nóng)業(yè)種植網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)，不同無人機(jī)的噴藥效率在2.00～3.33 hm2·h-1不等，最低噴藥效率是拖拉機(jī)的2.5倍，是手動(dòng)施藥的30倍，效率更高。

2）防治效果良好。在農(nóng)作物植保中，植保無人機(jī)采取超低量噴霧噴灑模式，飛防作業(yè)中，使用專用飛防助劑，通過旋翼產(chǎn)生向下氣流，增加農(nóng)藥的穿透性。無人機(jī)有漂移少、作業(yè)高度低、可空中懸停的優(yōu)點(diǎn)，農(nóng)藥噴灑時(shí)，可借助旋翼氣流將農(nóng)藥噴灑至作物根部，提高病蟲害防治效果。

3）用水用藥節(jié)約。植保無人機(jī)采取噴霧噴灑方式進(jìn)行施藥，能夠節(jié)約90%用水量、50%農(nóng)藥使用量，降低了資源成本。以往人工噴灑農(nóng)藥速度較慢，趕不上病蟲害的傳染速度，導(dǎo)致病蟲害反復(fù)，需要多次噴灑；而植保無人機(jī)短時(shí)間內(nèi)即可將農(nóng)藥全部噴灑完成，殺蟲速度快，對(duì)土壤、大氣的危害較小，配合被動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)，還能確保施藥均勻、精準(zhǔn)作業(yè)，環(huán)保效果顯著。

2" 應(yīng)用要點(diǎn)

2.1" 選擇合適類型

植保無人機(jī)以飛行平臺(tái)為劃分依據(jù)，可分為多旋翼無人機(jī)與直升機(jī)無人機(jī)。其中，多旋翼無人機(jī)根據(jù)旋翼數(shù)量分類，八旋翼、六旋翼、四旋翼等類型已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，且價(jià)格相對(duì)低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作便利，實(shí)際農(nóng)業(yè)操作中，無須準(zhǔn)備專門的起降飛機(jī)場(chǎng)地?，F(xiàn)階段，市場(chǎng)上的多旋翼無人機(jī)引入規(guī)劃路線系統(tǒng)，在噴灑農(nóng)藥的作業(yè)中能夠避免漏噴、重噴的情況，提高了作業(yè)效率。但該類型的無人機(jī)飛行平臺(tái)較小，續(xù)航時(shí)間與載重量較低，且多個(gè)旋翼飛行容易形成互相干擾的風(fēng)場(chǎng)，降低了植保效果。直升機(jī)無人機(jī)通過調(diào)整飛機(jī)主槳，可調(diào)整無人機(jī)動(dòng)作，產(chǎn)生穩(wěn)定、統(tǒng)一的下壓風(fēng)場(chǎng)，空中穿透力更強(qiáng)；但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)人員技術(shù)能力要求較高，且產(chǎn)生故障時(shí)的維修周期較長。因此，在防治病蟲害的過程中，需要根據(jù)實(shí)際作物類型、經(jīng)濟(jì)能力、種植規(guī)模等情況，選擇合適的植保無人機(jī)，提高植保效果。

2.2" 加強(qiáng)地形勘查

防治作業(yè)前需要對(duì)作業(yè)地貌地形進(jìn)行全面勘查，根據(jù)勘查結(jié)果，制訂可行的病蟲害防治方案，為后續(xù)作業(yè)的順利開展奠定基礎(chǔ)。例如，UV20固定翼無人機(jī)系統(tǒng)在勘查過程中，配置傘降系統(tǒng)與自動(dòng)彈射起飛系統(tǒng)，加裝高精度云臺(tái)與數(shù)碼相機(jī)，像素元6.25 mm，影像尺寸5 760×3 840，焦距34.39 mm，快門速度1/8 000～1/60，搭載雙拼GPS接收機(jī)，能夠迅速測(cè)量地形情況。作業(yè)人員應(yīng)準(zhǔn)確記錄植保無人機(jī)勘查面積、勘查范圍、作物生長情況等數(shù)據(jù)，標(biāo)記影響物及障礙物，上傳數(shù)據(jù)至無人機(jī)軟件。通過此種方法，合理規(guī)劃無人機(jī)操作的地點(diǎn)、作業(yè)對(duì)象、作業(yè)時(shí)間，降低無人機(jī)發(fā)生故障的概率。

2.3" 選擇適當(dāng)藥劑

病蟲害防治過程中，植保無人機(jī)作業(yè)為低容量噴灑，能夠精準(zhǔn)控制藥液劑量，提高藥液的噴灑與使用效果。作業(yè)人員需要根據(jù)農(nóng)作物病蟲害種類及情況，選擇適當(dāng)?shù)乃幰?。考慮無人機(jī)噴霧量小，為避免噴頭堵塞，不推薦使用粉劑型藥物，應(yīng)選擇乳劑、水乳劑、懸浮劑或乳油，以提高防治效果[2]。飛防藥劑稀釋比例較低，高殘留農(nóng)藥會(huì)污染周圍環(huán)境，以小麥病蟲害防治為例，禁止使用甲胺磷、甲拌磷、滅多威等農(nóng)藥，推薦使用內(nèi)吸性強(qiáng)的農(nóng)藥，減少用藥量，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)用藥，保證小麥植株每個(gè)部位均可附著藥物，進(jìn)而在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)增強(qiáng)防治效果。作業(yè)人員需要根據(jù)無人機(jī)規(guī)范及植保要求準(zhǔn)確配制藥液，采用二次稀釋法稀釋藥液，拓寬配藥空間，保證作業(yè)安全。

2.4" 控制作業(yè)參數(shù)

1）病蟲害防治過程中，為保證無人機(jī)的飛防效果，需要控制其行進(jìn)速度與作業(yè)高度，均勻噴灑藥液，使其沉積至植株表面。飛行高度過高會(huì)導(dǎo)致藥液漂移，增加蒸發(fā)量；過低則會(huì)導(dǎo)致漏噴。2）無人機(jī)的速度會(huì)影響藥液的飄移性、穿透性，如速度過快，則霧滴的漂移性有所增加，其穿透性呈下降趨勢(shì)，導(dǎo)致作物中下部藥物沉積較少[3]。因此，飛防作業(yè)需要根據(jù)不同病蟲害種類，控制作業(yè)速度約在5.0 m·s-1。3）噴藥幅度需要與作物行距相同，噴灑幅度超過行距會(huì)導(dǎo)致漏噴，相反行距重疊則會(huì)導(dǎo)致重復(fù)用藥，因此要做好調(diào)整工作，確保不漏噴或重噴。

以小麥病蟲害防治為例。小麥病蟲害防治初期，控制無人機(jī)飛行高度1.8～2.0 m，速度約為5 m·s-1，幅寬4.8 m。防治后期飛防作業(yè)時(shí)，飛行高度＜1.8 m，速度約為4.2 m·s-1，幅寬4.3 m。用藥量和噴嘴是否全部開啟密切相關(guān)，全部開啟噴嘴、幅寬4.5 m時(shí)，協(xié)同開展殺菌殺蟲作業(yè)，每667 m2耕地用藥量約為

0.8 L；防治病蟲害時(shí)，每667 m2用藥量為1.0 L；如果病蟲害較為嚴(yán)重，每667 m2用藥量為1.2 L。

2.5" 注意事項(xiàng)

1）無人機(jī)飛防作業(yè)時(shí)，由于霧滴直徑較小，遇到大風(fēng)天氣容易導(dǎo)致藥液蒸發(fā)或漂移，因此需要掌握氣象情況。確保使用時(shí)風(fēng)力在3級(jí)以下；如果噴灑除草藥劑，則需要確保風(fēng)速在2級(jí)以下；雨天也不宜作業(yè)，否則水汽會(huì)沿著天線遙桿縫隙流入發(fā)射器，導(dǎo)致線路短路，無法正常發(fā)送信號(hào)；禁止雷電天氣作業(yè)。

2）無人機(jī)飛防作業(yè)前，需要對(duì)其開展全面檢查，特別是電池電量，保證遙控器電量充足，運(yùn)轉(zhuǎn)正常。還要測(cè)試對(duì)講機(jī)的語音清晰度與信號(hào)強(qiáng)弱，并確保飛行環(huán)境的安全。

3）操控?zé)o人機(jī)時(shí)，操作人員禁止喝酒，保證無人機(jī)在視線范圍內(nèi)。注意遠(yuǎn)離高壓線路，以免干擾信號(hào)或碰撞線路造成短路；避免靠近金屬物體，以免影響遙控效果。

4）飛防作業(yè)中，遙控器如果放在地面，注意放平，不能豎放。噴灑藥物時(shí)遠(yuǎn)離人群，禁止噴灑藥液范圍內(nèi)有人。

5）操作人員需要及時(shí)觀察噴頭噴霧狀態(tài)，如果噴頭噴灑斷續(xù)，或是噴灑不均勻，可能是噴頭堵塞導(dǎo)致，需要停止作業(yè)，操控?zé)o人機(jī)飛回起降點(diǎn)，及時(shí)排除堵塞情況，或是更換噴頭，保證藥液噴灑質(zhì)量[4]。

3" 優(yōu)化建議

3.1" 強(qiáng)化教育培訓(xùn)

在植保無人機(jī)的應(yīng)用過程中，需要加強(qiáng)對(duì)操作人員的培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化賦能。1）創(chuàng)建專項(xiàng)教育培訓(xùn)基金，提供技術(shù)指導(dǎo)，通過社會(huì)贊助或政府提供等方式，為人員培訓(xùn)提供資金支持。2）加強(qiáng)農(nóng)業(yè)技術(shù)與農(nóng)業(yè)信息數(shù)字化服務(wù)，以鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村為單位，配置農(nóng)業(yè)技術(shù)和知識(shí)指導(dǎo)專家，聘請(qǐng)農(nóng)業(yè)高校擁有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)理論的教師，為操作人員定期傳授農(nóng)業(yè)信息化、數(shù)字化知識(shí)，提高農(nóng)業(yè)人員無人機(jī)操作能力及技術(shù)認(rèn)知[5]。3）創(chuàng)新教育模式，根據(jù)實(shí)際情況，分階段、分批對(duì)種植人員開展技術(shù)知識(shí)培訓(xùn)，增強(qiáng)培訓(xùn)的針對(duì)性。采取實(shí)踐與理論結(jié)合的方式，通過農(nóng)戶分享、田間地頭授課傳授知識(shí)技能，幫助種植人員全面學(xué)習(xí)和深入了解無人機(jī)施藥技術(shù)。通過此種方法，讓種植人員認(rèn)識(shí)到無人機(jī)施藥技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展、糧田增效減藥、糧食生產(chǎn)安全的重要性，提高技術(shù)認(rèn)知與使用水平，推進(jìn)農(nóng)業(yè)智慧化、現(xiàn)代化發(fā)展。

3.2" 完善相關(guān)服務(wù)

1）大力發(fā)展第三方無人機(jī)施藥組織服務(wù)，便于在種植人員購買無人機(jī)后，提供相應(yīng)的售后服務(wù)。

2）簡(jiǎn)化無人機(jī)施藥操作程序，配備詳細(xì)的說明書，提高種植人員對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的接受度。3）加大無人機(jī)購買、使用補(bǔ)貼力度，鼓勵(lì)有條件的種植戶使用無人機(jī)施藥。4）組織無人機(jī)公司安排技術(shù)員上門提供技術(shù)指導(dǎo)，使種植人員多渠道獲得無人機(jī)施藥技術(shù)，提高技術(shù)應(yīng)用水平。

3.3" 推進(jìn)技術(shù)宣傳

要推廣無人機(jī)施藥技術(shù)，應(yīng)當(dāng)加大宣傳力度，從而增加種植人員對(duì)相關(guān)情況的了解。

1）開展針對(duì)性宣傳。豐富宣傳渠道，分群體開展無人機(jī)施藥技術(shù)宣傳工作。針對(duì)缺乏無人機(jī)技術(shù)認(rèn)知的種植人員，宣傳無人機(jī)噴藥的技術(shù)價(jià)值，提高其使用傾向；對(duì)非農(nóng)就業(yè)、技術(shù)認(rèn)知較高的種植人員，宣傳無人機(jī)技術(shù)的服務(wù)，使其明確怎樣購買、使用該技術(shù)。在此過程中，地方政府可利用報(bào)紙、電視廣告等傳統(tǒng)媒介，以及微信、短視頻平臺(tái)等新媒體，宣傳無人機(jī)施藥技術(shù)，擴(kuò)大技術(shù)傳播范圍。通過政府牽頭、對(duì)接高校，以鄉(xiāng)村為單位，定期舉辦技術(shù)講座，宣傳無人機(jī)施藥技術(shù)相關(guān)知識(shí)，改變種植人員對(duì)技術(shù)應(yīng)用的抵觸態(tài)度。

2）提高無人機(jī)施藥普及率，為農(nóng)村合作社配置植保無人機(jī)，要求每個(gè)合作社均配置至少1臺(tái)植保無人機(jī)與1名操作員，提高技術(shù)使用率與普及率。

3）建立技術(shù)示范基地。選擇普及無人機(jī)施藥技術(shù)應(yīng)用情況較好的縣或市，建設(shè)技術(shù)示范基地，加大技術(shù)服務(wù)與跟蹤力度，發(fā)揮示范基地帶動(dòng)作用，推廣植保無人機(jī)。

3.4" 提高技術(shù)價(jià)值

3.4.1" 加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)

在技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)植保無人機(jī)效用最大化，需要加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，對(duì)其現(xiàn)有不足之處及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。例如，改善無人機(jī)噴嘴的設(shè)計(jì)，使其不會(huì)輕易堵塞，提高無人機(jī)施藥的效率與防治效果；使用北斗信息系統(tǒng)與5G信息技術(shù)，增強(qiáng)無人機(jī)施藥的靈活性，使其穩(wěn)定化、智能化發(fā)展，提高作業(yè)效率；研發(fā)無人機(jī)多功能施藥技術(shù)，使其既能噴灑農(nóng)藥防治病蟲害，又能噴灑水分與肥料灌溉施肥，做到一機(jī)多用，降低種植成本，提高植保無人機(jī)的功能性，促進(jìn)糧食增產(chǎn)。

3.4.2" 完善補(bǔ)貼政策

政府應(yīng)針對(duì)植保無人機(jī)推廣的進(jìn)度，制定合理的補(bǔ)貼政策，確定合適的補(bǔ)貼價(jià)格，降低無人機(jī)使用成本。推進(jìn)政府與服務(wù)組織的合作，定期提供統(tǒng)防統(tǒng)飛服務(wù)，使得種植人員在應(yīng)用中體會(huì)無人機(jī)施藥的益處，感受無人機(jī)施藥的價(jià)值，提高技術(shù)吸引力。

3.4.3" 鼓勵(lì)農(nóng)技分享

鼓勵(lì)無人機(jī)技術(shù)使用人員及時(shí)分享自身經(jīng)驗(yàn)，發(fā)揮帶動(dòng)作用，提高技術(shù)的吸引力，促進(jìn)技術(shù)的推廣應(yīng)用。

4" 結(jié)語

隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、氣候多變復(fù)雜，病蟲害存在重發(fā)、頻發(fā)趨勢(shì)，嚴(yán)重影響我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全，以往高污染、高用量的人工施藥模式難以適應(yīng)新時(shí)期的農(nóng)業(yè)要求，需要合理應(yīng)用植保無人機(jī)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。因此，在農(nóng)業(yè)病蟲害防治中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際，從選擇合適無人機(jī)、加強(qiáng)地形勘查、選擇適當(dāng)藥劑、控制作業(yè)參數(shù)等方面出發(fā)，科學(xué)應(yīng)用和推廣植保無人機(jī)，為農(nóng)作物健康生長保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳建光，桑茜，張?jiān)?，?豫北地區(qū)植保無人機(jī)防治玉米病蟲害研究進(jìn)展[J].智慧農(nóng)業(yè)導(dǎo)刊，2023，3（19）：1-5.

[2] 楊光德，張紹倫，張?zhí)烀?，?鳳岡縣植保無人機(jī)推廣現(xiàn)狀及茶園應(yīng)用展望[J].貴茶，2023（3）：14-19.

[3] 張智泓，曾榮壕，賴慶輝，等.小型植保無人機(jī)下洗氣流場(chǎng)影響霧滴運(yùn)動(dòng)特性規(guī)律研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2023，54（9）：208-216.

[4] 陳軍，邵昌余，趙贊偉.植保無人機(jī)在遵義市農(nóng)作物病蟲害防治中的應(yīng)用實(shí)踐與建議[J].中國植保導(dǎo)刊，2023，43（9）：110-114.

[5] 李玲斌，趙燕芳，杜婷.植保無人機(jī)在玉米病蟲害防治中的價(jià)值與推廣實(shí)踐[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2021，41（30）：31-32.

（責(zé)任編輯：張春雨" 丁志祥）