摘 要：水稻是玉林市主要的糧食作物，是廣西一個(gè)重要的糧食生產(chǎn)基地。但是，水稻日常生產(chǎn)過(guò)程中常常會(huì)面臨病蟲害、資源浪費(fèi)以及環(huán)境污染等方面的挑戰(zhàn)，為了有效解決所面臨的問(wèn)題，進(jìn)一步提高作物生產(chǎn)效率、增加水稻產(chǎn)量、提升水稻質(zhì)量，需要對(duì)更具智慧化和可持續(xù)的方式進(jìn)行運(yùn)用。基于社會(huì)科技高速發(fā)展的背景下，水稻實(shí)際種植中開(kāi)始逐步對(duì)植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行利用。植保無(wú)人機(jī)通過(guò)對(duì)水稻生產(chǎn)全過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)控制肥料施加量以及農(nóng)藥噴水量，不僅有利于水稻產(chǎn)量的增加，還能夠控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，達(dá)到生態(tài)環(huán)境保護(hù)目的?；诖?，本文重點(diǎn)探討了水稻栽培和病蟲害防治工作中植保無(wú)人機(jī)的有效運(yùn)用策略，以此推進(jìn)玉林市水稻種植產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)、健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：植保無(wú)人機(jī)；水稻栽培；全過(guò)程；病蟲害；防治策略

最近幾年，玉林市將無(wú)人機(jī)精量直播形式運(yùn)用到了水稻栽培生產(chǎn)中。即，利用無(wú)人機(jī)直接向稻田中播撒種子，使傳統(tǒng)人工播種、秧苗管理、插秧等工作環(huán)節(jié)得到了最大限度地縮減，進(jìn)而達(dá)到了對(duì)人工費(fèi)用控制的目的。此外，日常對(duì)水稻作物進(jìn)行管理時(shí)，使用植保無(wú)人機(jī)，可以進(jìn)一步提高管理工作效率。通過(guò)對(duì)田間土質(zhì)和水稻生長(zhǎng)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、施肥量的精準(zhǔn)控制以及病蟲害的有效監(jiān)控和防治，不僅推進(jìn)了水稻生育進(jìn)程，縮短了生育期，還使病蟲害給水稻帶來(lái)的侵害影響得到了最大程度控制。既推進(jìn)了玉林市農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)步伐，又加快了玉林市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的速度[1]。根據(jù)統(tǒng)計(jì)可以知道，玉林市2021年利用植保無(wú)人機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了約436.50萬(wàn)畝的播種面積，總產(chǎn)量高達(dá)約162.88萬(wàn)噸。

1水稻栽培和病蟲害防治工作中植保無(wú)人機(jī)運(yùn)用的意義

1.1有助于生產(chǎn)效率提升

水稻田內(nèi)的實(shí)際情況可以通過(guò)植保無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員得以對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)情況進(jìn)行全面的了解和掌握。通過(guò)即時(shí)的反饋，可以為農(nóng)民開(kāi)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)提供重要支持。如，結(jié)合所獲得的反饋數(shù)據(jù)，對(duì)施肥和灌溉量進(jìn)行及時(shí)、科學(xué)地調(diào)整，從而使水稻生產(chǎn)的實(shí)際需要得到充分滿足。既達(dá)到水稻生產(chǎn)效率提升的目的，又進(jìn)一步增加了水稻的實(shí)際產(chǎn)量，使本地區(qū)糧食生產(chǎn)需求得到滿足。

1.2有助于提高施肥作業(yè)的精準(zhǔn)性

植保無(wú)人機(jī)可以同土壤以及農(nóng)作物的實(shí)際需要相結(jié)合，精準(zhǔn)開(kāi)展施肥作業(yè)。此時(shí)，傳統(tǒng)過(guò)量施肥或施肥量不足的問(wèn)題得到了最大限度地解決。既有利于肥料投入成本的節(jié)約，又使環(huán)境污染和土壤退化風(fēng)險(xiǎn)大幅度降低。通過(guò)實(shí)施精準(zhǔn)的施肥作業(yè)，不僅可以進(jìn)一步提升肥料使用率，還保障了農(nóng)作物的養(yǎng)分需求。

1.3有助于及時(shí)防治病蟲害

因?yàn)橹脖o(wú)人機(jī)在實(shí)際使用的過(guò)程中，會(huì)對(duì)高分辨率傳感器進(jìn)行利用，其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)田間病蟲害的快速監(jiān)測(cè)。當(dāng)田間出現(xiàn)病蟲害問(wèn)題時(shí)，植保無(wú)人機(jī)能夠馬上對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行噴灑，進(jìn)而降低病蟲害給水稻帶來(lái)的威脅影響。根據(jù)所獲取到的數(shù)據(jù)信息，對(duì)農(nóng)藥施加量進(jìn)行精準(zhǔn)地計(jì)算，可以使以往存在的農(nóng)藥殘留水平降低，極大程度保障了食品的安全性。

1.4有助于減少人力成本投入

以往進(jìn)行水稻生產(chǎn)的過(guò)程中，常常需要大量的人員參與其中。而植保無(wú)人機(jī)的自動(dòng)化生產(chǎn)種植，只需人員對(duì)其進(jìn)行操作即可完成播種、施肥和噴施農(nóng)藥的工作。通常情況下，利用植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行水稻播種工作，每公頃所用的時(shí)間約為10分鐘。由此可見(jiàn)，利用該技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)人力資源的節(jié)約，還能夠縮短生產(chǎn)時(shí)間，提高了實(shí)際生產(chǎn)效率，減少了成本的投入量。

1.5有助于農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)環(huán)保和可持續(xù)性發(fā)展

利用植保無(wú)人機(jī)對(duì)施肥和農(nóng)藥噴施量進(jìn)行精準(zhǔn)地控制，能夠避免傳統(tǒng)過(guò)度使用農(nóng)藥和肥料的問(wèn)題。既從根本上防范了土壤和水源的污染，又符合綠色可持續(xù)發(fā)展要求。在此過(guò)程中，農(nóng)田的生態(tài)平衡得到有效維持。

2植保無(wú)人機(jī)在水稻精準(zhǔn)栽培中的應(yīng)用

2.1植保無(wú)人機(jī)在水稻播種中的精準(zhǔn)運(yùn)用

2.1.1智能播種方法及效率提升

利用植保無(wú)人機(jī)技術(shù)開(kāi)展播種作業(yè)時(shí)，主要是在大田內(nèi)直接對(duì)水稻種子進(jìn)行播種，減少了傳統(tǒng)先培育，后移栽的環(huán)節(jié)?，F(xiàn)階段，植保無(wú)人機(jī)所采取的播種方式主要為撒直播和條直播兩種。其中，撒直播所使用的播種部件有較小的體積，且具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，為此，是當(dāng)前植保無(wú)人機(jī)中最常選用的一種方式。主要是利用植保無(wú)人機(jī)結(jié)合實(shí)際種植環(huán)境對(duì)飛行路線進(jìn)行智能化的篩選，并根據(jù)實(shí)際對(duì)飛行的高度和播撒的速度進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)節(jié)和控制。一般該播種的實(shí)際效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工撒播效率的18倍左右[2]。而條直播常常需要用到高質(zhì)量和大體積的部件，在一定程度上會(huì)導(dǎo)致植保無(wú)人機(jī)原有的載重量降低，還極易會(huì)影響到無(wú)人機(jī)實(shí)際飛行作業(yè)的穩(wěn)定性。但采取條直播的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)每5分鐘0.27hm2的播種面積，實(shí)際播種效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出人工播種效率的20倍，且投入的成本量，低于傳統(tǒng)育苗移栽方式50%左右。

2.1.2 機(jī)型選擇與飛行參數(shù)優(yōu)化

一般在選擇植保無(wú)人機(jī)的機(jī)型時(shí)，需要同實(shí)際的播種面積、續(xù)航能力和操作難度等相結(jié)合，盡量對(duì)載重量高于10kg的直播無(wú)人機(jī)進(jìn)行采用。而開(kāi)展播種作業(yè)時(shí)，應(yīng)確保無(wú)人機(jī)同地面之間的高度處在0.4～3.0m范圍內(nèi)，且空中的飛行速度應(yīng)控制到3.0～6.0m/s之間。若是采取撒播的方式，則應(yīng)保證其作業(yè)的幅寬高于4.0cm。若是采取條播的方式，則應(yīng)保證其作業(yè)的行距處在20.0～30.0cm范圍內(nèi)，且行內(nèi)的種子離散的最大距離應(yīng)處在8.0cm以下。

2.1.3水稻品種的選擇和處理

通常選用植保無(wú)人機(jī)播種時(shí)，所選擇的品種需要滿足以下幾個(gè)條件：高發(fā)芽率、較快的出苗速度、合適的生長(zhǎng)周期、高產(chǎn)、發(fā)達(dá)的根系、較強(qiáng)的抗倒伏、抗病蟲和抗逆性等。并且，為了能夠進(jìn)一步提高植保無(wú)人機(jī)直播時(shí)的出苗率，在播種開(kāi)始前，應(yīng)對(duì)種子實(shí)施催芽處理。當(dāng)所有種子露白以后，即可開(kāi)展播種作業(yè)。需要注意的是，因?yàn)橹脖o(wú)人機(jī)播種的方式，會(huì)導(dǎo)致種子深度較淺，此時(shí)，會(huì)受到害蟲、鼠類以及鳥類等直接影響。所以，播種前還需要選用能夠預(yù)防病蟲害、鳥類以及鼠類的藥劑進(jìn)行處理[3]。

2.2植保無(wú)人機(jī)在水稻灌溉管理中的應(yīng)用

水稻生產(chǎn)階段內(nèi)，最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是灌溉管理。對(duì)于水稻來(lái)說(shuō)，水分不僅是其實(shí)現(xiàn)生理生化反應(yīng)的一個(gè)重要介質(zhì)，還是水稻作物實(shí)現(xiàn)光合作用的基礎(chǔ)條件，對(duì)水稻最終的生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量起到了決定性的作用影響。而實(shí)際生產(chǎn)階段內(nèi)，利用植保無(wú)人機(jī)技術(shù)開(kāi)展灌溉管理工作時(shí)，主要是借助無(wú)人機(jī)的遙感技術(shù)。在此過(guò)程中，通過(guò)遙感技術(shù)可以獲得植物的可見(jiàn)光、近紅外以及短波紅外光譜等數(shù)據(jù)信息。此時(shí)，同上述數(shù)據(jù)信息的特點(diǎn)相結(jié)合，能夠精準(zhǔn)地判斷出田間的水分情況。然后，將遙感技術(shù)獲取到的信息自動(dòng)上傳到智能灌溉系統(tǒng)服務(wù)器內(nèi)，即可實(shí)現(xiàn)種植人員遠(yuǎn)程對(duì)田間灌溉數(shù)量的調(diào)節(jié)，保證了田間灌溉管理工作的科學(xué)性。

2.3植保無(wú)人機(jī)在水稻施肥管理中的創(chuàng)新實(shí)踐

植保無(wú)人機(jī)所搭載的多光譜探頭，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)田間作物長(zhǎng)勢(shì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。且當(dāng)田間有缺肥情況時(shí)，可以快速精準(zhǔn)地確定缺肥區(qū)域，明確需肥量。

2.3.1肥料選擇與無(wú)人機(jī)施肥技術(shù)

一般選用植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行田間施肥作業(yè)時(shí)，所選用的肥料應(yīng)為顆粒肥或液體肥。其中，顆粒肥料應(yīng)保證其直徑處在0.5～3.0mm范圍內(nèi)，并有高于90%的顆粒度。此外，還應(yīng)確保顆粒肥吸濕性能較差，不存在任何的結(jié)塊問(wèn)題，且有高于50N的硬度；而液體肥料則需要對(duì)能夠被葉片完全吸收的全水溶性肥料，同時(shí)，只需要加水稀釋或直接注入無(wú)人機(jī)內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)噴施工作。

2.3.2施肥過(guò)程智能化控制

施肥前，應(yīng)結(jié)合無(wú)人機(jī)所獲取的數(shù)據(jù)信息，對(duì)肥料和施加量進(jìn)行科學(xué)地確定。然后，在無(wú)人機(jī)裝載桶內(nèi)加入配置好的肥料。無(wú)人機(jī)起飛前，應(yīng)對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查，保證其工作狀態(tài)無(wú)任何異常。然后，同施肥區(qū)域的地形地勢(shì)、面積、需求等相結(jié)合，明確飛行路線。之后，對(duì)飛行速度、作業(yè)高度以及起降點(diǎn)等進(jìn)行設(shè)置，促使無(wú)人機(jī)施肥過(guò)程中能夠依據(jù)提前設(shè)置的參數(shù)，完成全自動(dòng)飛行作業(yè)。

3植保無(wú)人機(jī)在水稻高效病蟲害防治中的應(yīng)用

3.1基于圖像識(shí)別的水稻病蟲害智能診斷

通常植保無(wú)人機(jī)在搭載了圖像識(shí)別以及人工智能算法以后，能夠精準(zhǔn)、快速地確定稻田中作物病蟲害的實(shí)際發(fā)生情況以及發(fā)生特點(diǎn)，進(jìn)而為種植人員制定科學(xué)的病蟲害防治工作方案提供參考。第一，無(wú)人機(jī)搭載高分辨率的相機(jī)以后，能夠全面細(xì)致地對(duì)稻田內(nèi)實(shí)際畫面進(jìn)行拍攝。此時(shí)，種植人員可以借此獲取到各個(gè)生長(zhǎng)階段內(nèi)水稻作物葉片、莖稈、穗等位置的數(shù)據(jù)信息，為后期精準(zhǔn)識(shí)別病蟲害問(wèn)題提供可靠的數(shù)據(jù)參考。第二，對(duì)深度學(xué)習(xí)等先進(jìn)的算法進(jìn)行利用，能夠智能分析和探究所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而判斷出是否有病斑、蟲害等異常問(wèn)題存在于水稻作物的葉片、莖稈等處。不僅如此，水稻存在的多樣性病蟲害問(wèn)題，能夠借助相關(guān)智能化系統(tǒng)得到有效地分類，保證了后續(xù)病蟲害防治方案制定的針對(duì)性。此外，結(jié)合所傳回的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，智能系統(tǒng)可以向種植人員反饋相應(yīng)的結(jié)果，并給予一定的處理意見(jiàn)。此時(shí)，種植人員能夠依據(jù)系統(tǒng)意見(jiàn)，對(duì)農(nóng)藥噴施量進(jìn)行科學(xué)地調(diào)整。既保證了病蟲害防治工作的及時(shí)性，阻礙了其大規(guī)模蔓延和擴(kuò)散，又使水稻的最終產(chǎn)量和品質(zhì)得到極大程度地保障。

3.2確定植保無(wú)人機(jī)操作控制要求

種植人員在水稻病蟲害防治工作中對(duì)植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行利用時(shí)，需要對(duì)植保無(wú)人機(jī)安全使用農(nóng)藥、操作規(guī)范、施藥安全、防治條件、植保無(wú)人機(jī)服務(wù)供應(yīng)商、操作人員、安全使用農(nóng)藥要求以及保護(hù)環(huán)境等方面的要求進(jìn)行全面地了解和掌握。自動(dòng)控制模式、手動(dòng)控制模式是當(dāng)前植保無(wú)人機(jī)常見(jiàn)的兩種類型。實(shí)際運(yùn)用階段，種植人員需要與植保無(wú)人機(jī)質(zhì)量技術(shù)評(píng)價(jià)規(guī)范充分結(jié)合，對(duì)安裝有飛行軌跡流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸功能的植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行科學(xué)地選用[4]。實(shí)際開(kāi)展生產(chǎn)工作時(shí)，應(yīng)重視對(duì)相關(guān)人員的培訓(xùn)，確保其能夠精準(zhǔn)利用植保無(wú)人機(jī)了解和掌握病蟲害的發(fā)生情況，并提高其用藥安全技能水平。

3.3氣象條件要求

利用植保無(wú)人機(jī)開(kāi)展病蟲害防治工作之前，種植人員需要對(duì)本地區(qū)溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等氣象條件進(jìn)行及時(shí)的了解，避開(kāi)大風(fēng)、雷雨等惡劣的天氣條件。特別是種植人員需要提高對(duì)風(fēng)力的關(guān)注，當(dāng)外界風(fēng)力超過(guò)3級(jí)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)禁開(kāi)展植保無(wú)人機(jī)病蟲害防治工作。主要是因?yàn)橹脖o(wú)人機(jī)噴灑藥物的質(zhì)量會(huì)受到風(fēng)力的直接影響，不僅會(huì)影響藥物的實(shí)際效果，還會(huì)增加人員中毒風(fēng)險(xiǎn)。

3.4農(nóng)藥類型選擇與無(wú)人機(jī)噴灑技術(shù)

與傳統(tǒng)人工病蟲害防治的農(nóng)藥選擇相比，植保無(wú)人機(jī)對(duì)于農(nóng)藥要求較高。為此，實(shí)際開(kāi)展飛行防治工作前，應(yīng)結(jié)合病蟲害的發(fā)生情況，科學(xué)地選擇針對(duì)性和合理性的化學(xué)藥物以及農(nóng)藥類型，從而提高防治質(zhì)量，降低給噴頭帶來(lái)的堵塞影響。通常情況下，水稻生產(chǎn)的病蟲害防治工作中使用植保無(wú)人機(jī)噴灑藥物時(shí)，盡量對(duì)懸浮劑、水乳劑、乳油、水劑以及微乳劑等水基化劑型水乳劑的農(nóng)藥類型進(jìn)行選用。主要是因?yàn)椋瑐鹘y(tǒng)病蟲害防治工作中所選用的可濕性粉劑、可溶性粉劑等農(nóng)藥類型，不僅會(huì)縮減水泵的實(shí)際使用壽命，還會(huì)增加無(wú)人機(jī)噴頭的堵塞風(fēng)險(xiǎn)。為此，應(yīng)嚴(yán)禁對(duì)粉劑類的化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行選用。另外，植保無(wú)人機(jī)在噴施藥物時(shí)，通常有較快的飛行速度，且實(shí)際噴施的化學(xué)藥劑量較之傳統(tǒng)用量低。因此，盡量選用具有內(nèi)吸性的化學(xué)藥劑。主要是因?yàn)?，農(nóng)作物生長(zhǎng)的過(guò)程中，能夠更好地吸收該類型的化學(xué)藥劑。既提高了防治效果，又使藥劑的實(shí)際病蟲害防治時(shí)間得到進(jìn)一步延長(zhǎng)。

3.5飛行作業(yè)參數(shù)優(yōu)化

植保無(wú)人機(jī)的飛行高度、飛行速度以及噴灑等都對(duì)實(shí)際的病蟲害防治質(zhì)量和效果產(chǎn)生了直接影響，其不僅能夠提高藥物用量的精準(zhǔn)性，還能夠使重復(fù)性噴藥或漏噴的情況得到有效避免。通常情況下，防治病蟲害的工作中，為進(jìn)一步提高防治效果，無(wú)人機(jī)的飛行高度需要控制到2～2.5m范圍內(nèi)，飛行速度通常為3～4.5m/s，并結(jié)合外界風(fēng)力的大小情況進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整。

3.6植保無(wú)人機(jī)在病蟲害防治工作中的具體操作流程

通常情況下，選擇植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行病蟲害防治時(shí)，需要將空曠區(qū)域或人員極少經(jīng)過(guò)的區(qū)域作為無(wú)人機(jī)飛行的起飛地點(diǎn)和降落地點(diǎn)。開(kāi)始防治工作前，還需要針對(duì)防治的區(qū)域，對(duì)警戒線或警告牌進(jìn)行設(shè)置，確保附近區(qū)域內(nèi)沒(méi)有任何人員。與此同時(shí)，應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)飛行的路線以及飛行參數(shù)進(jìn)行提前設(shè)置，確保后續(xù)飛行過(guò)程中，始終依據(jù)所設(shè)置的路線和參數(shù)，嚴(yán)禁對(duì)其進(jìn)行隨便的更改，且保證飛行的距離處在操作人員可觀察的范圍內(nèi)[5]。實(shí)際飛防作業(yè)中，操作人員應(yīng)密切注視無(wú)人機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況，并在無(wú)人機(jī)每一次起飛和降落前，檢查飛機(jī)的各個(gè)部件情況。如使用旋翼無(wú)人機(jī)時(shí)，應(yīng)對(duì)其旋翼的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行檢查；對(duì)電池的電量進(jìn)行檢查，保證電池更換的及時(shí)性，使因無(wú)人機(jī)電池電量過(guò)低而無(wú)法飛防作業(yè)的情況得到有效避免。需要注意的是，如果無(wú)人機(jī)在飛行的過(guò)程中，受到了撞擊、摔落、信號(hào)干擾等情況影響，應(yīng)及時(shí)對(duì)無(wú)人機(jī)的損壞情況進(jìn)行檢查，并及時(shí)開(kāi)展維修工作，避免給病蟲害防治工作帶來(lái)嚴(yán)重影響。

4結(jié)束語(yǔ)

農(nóng)業(yè)是玉林市一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，且其所生產(chǎn)的水稻對(duì)本地區(qū)糧食安全具有重要作用和意義。但是，傳統(tǒng)水稻生產(chǎn)階段依舊存在一定的補(bǔ)助支出，在一定程度上影響了水稻的實(shí)際種植經(jīng)濟(jì)效益。所以，為進(jìn)一步增加玉林市水稻栽培規(guī)模，提高玉林市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。將植保無(wú)人機(jī)技術(shù)運(yùn)用到日常水稻栽培工作中，不僅滿足了傳統(tǒng)水稻生產(chǎn)階段無(wú)法滿足的特殊要求，還推動(dòng)了玉林市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程。

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[4]余國(guó)民，郭芬，江濱，等.植保無(wú)人機(jī)在益陽(yáng)南縣水稻病蟲害防治中的應(yīng)用[J].農(nóng)村實(shí)用技術(shù)，2023，（7）：100-101.

[5]楊錫仕.植保無(wú)人機(jī)技術(shù)在水稻病蟲害防治中的有效應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2023，43（17）：41-42.