解 輝 馬世龍

（1 衡水市種子管理站 河北 衡水 053000；2 衡水市農(nóng)業(yè)環(huán)保與農(nóng)畜產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督管理站 河北 衡水 053000）

棉花是重要經(jīng)濟(jì)作物之一，是關(guān)系著國計(jì)民生的重要物資，因此確保棉花生產(chǎn)安全對(duì)于我國社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。長久以來機(jī)械化水平低、規(guī)模化進(jìn)程慢、種植用工多、投入大等問題一直制約著棉花生產(chǎn)，由于病蟲為害，棉花一般畝減產(chǎn)10%～20%，嚴(yán)重時(shí)減產(chǎn)可達(dá)到30%以上，甚至更多。傳統(tǒng)棉田管理的施藥、施肥設(shè)備主要以手動(dòng)噴霧器、背負(fù)式噴霧器和電動(dòng)噴霧器等大容量、粗霧滴的噴霧方式為主，防控效率低，需要?jiǎng)趧?dòng)力多，成本較高，農(nóng)藥利用率低。植保無人機(jī)飛防技術(shù)是新型植保作業(yè)方式，相對(duì)于傳統(tǒng)人工噴霧和機(jī)車噴霧，植保無人機(jī)在棉田管理中具有安全性高、防治效果好、農(nóng)藥利用率高、作業(yè)效率高、省水省藥省工等優(yōu)點(diǎn)，已得到廣大棉農(nóng)的認(rèn)可和歡迎，應(yīng)用植保無人機(jī)飛防將是提升棉花生產(chǎn)效率的有效途徑之一。近年來國內(nèi)棉花效益低的問題凸顯，成為棉花生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展和原棉競(jìng)爭(zhēng)力提高的重要阻礙。

1 植保無人機(jī)的概念及分類

1.1 植保無人機(jī)概念。植保無人機(jī)本質(zhì)上是飛行無人機(jī)的一種，一套完整的植保無人機(jī)包括飛行平臺(tái)(直升機(jī)、固定機(jī)翼、多軸飛行器)、導(dǎo)航飛控和噴灑裝置。主要功能是用于農(nóng)林植物養(yǎng)護(hù)，可以噴灑農(nóng)藥、種子等，具有靈活性強(qiáng)、省水、省藥、省工、效率高等優(yōu)勢(shì)。

1.2 植保無人機(jī)分類。目前植保無人機(jī)生產(chǎn)企業(yè)多，產(chǎn)品品牌、型號(hào)眾多，技術(shù)特點(diǎn)也不盡相同。按結(jié)構(gòu)主要分為多旋翼、單旋翼和共軸植保無人機(jī)。按動(dòng)力主要分為電動(dòng)多旋翼、油動(dòng)多旋翼、油電混動(dòng)多旋翼和油動(dòng)變距植保無人機(jī)等。多旋翼植保無人機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，多采用鋰電池作為動(dòng)力來源，自動(dòng)化程度高、操作簡單、使用和維護(hù)非常方便，是目前防治農(nóng)林植物病蟲害廣泛推廣使用的機(jī)型。單旋翼植保無人機(jī)抗風(fēng)性能較強(qiáng)，植保霧化效果較好，但是價(jià)格高，售后和維護(hù)成本比較高，操控難度大，對(duì)飛手素質(zhì)要求較高，目前實(shí)際應(yīng)用較少。

2 植保無人機(jī)作業(yè)技術(shù)特點(diǎn)

2.1 安全性好，作業(yè)效率高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年因農(nóng)業(yè)病蟲害防治中毒人數(shù)高達(dá)10 萬余人，中毒致死率高達(dá)20%[1]。使用植保無人機(jī)噴灑農(nóng)藥，可減少噴灑過程中農(nóng)藥對(duì)人體造成的危害，降低了作業(yè)人員農(nóng)藥中毒的風(fēng)險(xiǎn)，安全生產(chǎn)得到有效保障。另外，使用植保無人機(jī)防治農(nóng)作物病蟲害可降低農(nóng)戶對(duì)農(nóng)藥濫用和過度使用等現(xiàn)象發(fā)生，減輕了環(huán)境污染。植保無人機(jī)噴灑施藥的效率可達(dá)每小時(shí)3.3 ～6.7 hm2，作業(yè)效率是拖拉機(jī)安裝噴霧器的3 ～4 倍，是手動(dòng)噴霧器的30 倍[2]，勞動(dòng)力投入大幅度降低。

2.2 防治效率高，作業(yè)成本低。植保無人機(jī)防治病蟲害相較于傳統(tǒng)的植保機(jī)械具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)，能夠減少藥劑使用和對(duì)人工的依賴，還能避免大型植保機(jī)械作業(yè)時(shí)對(duì)植株的損害，工作效率會(huì)更高。植保無人機(jī)飛防技術(shù)采用超低容量液劑、熱霧劑及超低容量靜電制劑，藥液霧化好、穿透性強(qiáng)，防治效果更好。據(jù)統(tǒng)計(jì)，與傳統(tǒng)施藥設(shè)備相比可減少30%的農(nóng)藥用量，節(jié)約90%的用水量，降低了防治成本。

2.3 適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。植保無人機(jī)防治病蟲害不受作物長勢(shì)的限制，如作物套種地塊或作物生長后期，使用地面施藥機(jī)械無法進(jìn)地作業(yè)，而植保無人機(jī)可從空中進(jìn)行噴霧作業(yè)，達(dá)到防治病蟲害的目的。植保無人機(jī)防治病蟲害不受地形和高度的影響，可適用于平原、丘陵、山區(qū)等不同地形的作業(yè)。植保無人機(jī)體積小，不需要專門的停放地點(diǎn)，作業(yè)時(shí)也不需要跑道，在田間地頭就可以實(shí)現(xiàn)起降，操作人員容易掌握飛行技術(shù)，易于大面積推廣應(yīng)用。

3 植保無人機(jī)在棉田管理上的應(yīng)用

3.1 病害蟲防治。棉田常發(fā)病蟲害，如蚜蟲、紅蜘蛛、棉鈴蟲、盲蝽蟓和枯萎病、黃萎病等的防治以施用化學(xué)藥劑為主。植保無人機(jī)飛防比傳統(tǒng)的施藥方式防治棉田病蟲害的效果更好。研究表明，霧滴粒徑與農(nóng)藥藥效存在一定的關(guān)系，在一定范圍內(nèi)，采取細(xì)小的霧滴噴霧對(duì)病蟲害的防治能夠取得更好的防治效果[4]。經(jīng)試驗(yàn)，乳油、水分散粒劑和可溶液劑的單位面積藥液沉積量較多，農(nóng)藥利用率較高，植保無人機(jī)飛行速度4 m/s，飛行高度低于2.5 m 防治效果最佳。

3.2 化學(xué)調(diào)控。棉花有無限生長的習(xí)性，營養(yǎng)生長和生殖生長并存生長時(shí)期較長，在雨水較多年份很容易造成營養(yǎng)生長過盛，生殖生長的營養(yǎng)缺乏，導(dǎo)致棉花蕾鈴大量脫落。棉花生長過程中使用縮節(jié)胺是抑制營養(yǎng)生長、促進(jìn)生殖生長、增強(qiáng)棉花抗性的一種有效措施，從棉花苗期至打頂需要多次噴施縮節(jié)胺等植物生長調(diào)節(jié)劑，防止棉花徒長、促進(jìn)早熟和提高管理效率。傳統(tǒng)生產(chǎn)方式需要大量的人力、物力，造成生產(chǎn)成本提高。研究表明植保無人機(jī)飛行高度為1.5 m、飛行速度為4 m/s，對(duì)棉花生長調(diào)控效果最好[5]，工作效率可顯著提高，作業(yè)質(zhì)量也能得到較好保證，從而控制棉花生長，達(dá)到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)目的。

3.3 葉面施肥。追肥可滿足棉花在生長過程中對(duì)養(yǎng)分的需求，是保證棉花優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的重要措施。植保無人機(jī)噴施葉面肥，不受植株高低影響，機(jī)動(dòng)靈活、效率高，作為土壤施肥的補(bǔ)充方式，能夠解決因?yàn)槊缙诘蜏亍⒏滴震B(yǎng)分能力差，后期根系活力低、吸收能力弱的問題。研究表明，液肥的種類、濃度和液滴的大小對(duì)吸收性有一定影響，添加展著劑有一定的促吸收作用，而且飛行速度1.5 m/s 能有效提高葉面肥對(duì)葉片的潤濕性。

3.4 脫葉催熟?；瘜W(xué)脫葉催熟是促進(jìn)棉花集中吐絮，降低籽棉中的碎葉雜質(zhì)，提高棉花品質(zhì)，減少污染的必要手段，是棉田種植管理的重要環(huán)節(jié)。試驗(yàn)結(jié)果表明，使用無人機(jī)噴灑催熟劑，能達(dá)到良好的脫葉催熟效果，以噴施藥液量1 ～1.2 L 效果優(yōu)良，且對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)無顯著影響。

通過分析植保無人機(jī)在棉花病蟲害防治、化學(xué)調(diào)控、葉面施肥、脫葉催熟等方面應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，得出植保無人機(jī)比傳統(tǒng)的施藥器械在棉田管理中更具有安全性、先進(jìn)性、實(shí)用性、高效性等優(yōu)勢(shì)。隨著植保無人機(jī)的行業(yè)發(fā)展、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善、統(tǒng)防統(tǒng)治服務(wù)組織的壯大，植保無人機(jī)飛防技術(shù)將會(huì)廣泛應(yīng)用于棉田管理中，大大提高棉花生產(chǎn)效率，促進(jìn)棉花產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，為農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。