無人機聯手“互聯網+”平臺助推專業化統防統治發展新前景

丁斌杰，王 星，陳 鋒，張偉金

(1.新昌縣糧油總站，浙江 新昌 312500； 2.婺城區植保測報土肥站，浙江 金華 321001； 3.新昌縣特經總站，浙江 新昌 312500)

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無人機聯手“互聯網+”平臺助推專業化統防統治發展新前景

丁斌杰1，王 星2，陳 鋒1，張偉金3

(1.新昌縣糧油總站，浙江 新昌 312500； 2.婺城區植保測報土肥站，浙江 金華 321001； 3.新昌縣特經總站，浙江 新昌 312500)

針對現階段專業化統防統治開展和施行困難的現狀，測試植保無人機在試驗中對水稻“三蟲”的防效。結果顯示，無人機防效顯著，同時展望植保無人機和“互聯網+”植保服務平臺的聯合新模式，這對于推動我國專業化統防統治發展有著巨大的促進作用。

無人機； 統防統治； 植保服務平臺

植物保護在農作物生長的整個周期中都扮演著重要角色，是農業生產過程的重要組成部分。近年來，受溫室效應影響，全球氣溫逐漸變暖，導致農作物病蟲害發生更加頻繁，而我國遼闊的地域環境，導致病蟲害具有較大的遷飛性和流動性，加上農藥使用管理的不完善，在防治時間和防治效果上難統一，使得病蟲害容易出現大面積的爆發，對農業生產造成巨大的損失[1-2]。當下，擺在我國農業生產面前最大的問題，就是如何根據當前農業生產的特點和需要，及時、有效、統一的開展植保工作，配合響應農業部提出的專業化統防統治規劃，探索出新的統防統治模式。在這樣的大環境下，新型高效植保機械——植保無人機的出現可謂是應運而生。

目前國內銷售市場的植保無人機種類多樣，按照機型結構劃分，分為單旋翼和多旋翼植保無人機；按照動力劃分，又可分為油動和電動植保無人機。相比較而言，單旋翼植保無人機比多旋翼植保無人機擁有更好的穩定性，抗風條件和作業效果好，但是購置成本高，操作相較于多旋翼復雜；油動植保無人機擁有15～120 L的載荷，飛行時間長且作業面積廣，但其售價和維修保養成本巨大，且對農作物有廢油污染。植保無人機具有高效的農藥噴灑速度，大大提高了防治效率，并且減少了農作人員直接接觸農藥的危險隱患，高濃度超低量噴霧可減少50%農藥和90%水，旋翼產生的氣流增加了農藥的穿透性，加強防效，操作簡單容易上手，在植物保護領域必將發揮至關重要的作用[3-5]。

世界上最早使用植保無人機的國家是日本，自1987年起已經有著農業生產無人機的發展歷史，美國則是農業航空應用技術最成熟的國家，農業航空對農業生產的貢獻率在15%以上。而我國航空施藥技術的起步較晚，2004年才開始對植保無人機進行研究和推廣，2007年第一架工程型植保無人機進行產業化探索，直到近年才開始慢慢普及，全國各地逐漸對植保無人機的實際防效展開了各項試驗[6]。劉慧強等[7]研究了植保無人機防治稻飛虱的田間效果，得出其防效和人工噴霧相比無明顯差異。高圓圓等[8]研究了無人機對玉米螟防治效果，Af-811在噴霧高度2.5 m時對玉米螟防效達到80.7%。肖曉華等[9]研究了無人機對油菜菌核病的防效，結果表明，使用無人機噴藥后的平均防效為54.7%，比機動噴霧防治增加7.2百分點，效果顯著。朱德慧[10]研究證明了在冬小麥田使用植保無人機進行化學除草，不但可以保證除草效果和小麥生長安全，而且有明顯的增產效果。

各地區雖已開展了各項試驗研究植保無人機的實際應用，但是專門針對水稻生育期中三種主要蟲害的防效試驗卻鮮有報道，為此在浙江省紹興市新昌縣新中村進行天途M8A多旋翼電動植保無人機對水稻“三蟲”的藥劑防治試驗，以期為植保無人機田間施藥作業提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗與器械

第1次施藥為25%吡蚜酮可濕性粉劑、43%戊唑醇懸浮劑、25%噻蟲嗪水分散粒劑，防治對象為二化螟、三化螟，兼治稻縱卷葉螟。第2次施藥為10%烯啶蟲胺水劑、25%吡蚜酮可濕性粉劑、43%戊唑醇懸浮劑，防治對象為稻飛虱，兼治稻縱卷葉螟。

噴灑機械為TTA天途M8A農業植保無人機，M8旋翼8點定位，6噴頭聯合噴灑，流量0.2～0.4 L·min-1。

1.2 噴藥方法

噴藥于浙江省紹興市新昌縣新中村13.33 hm2水稻田中進行，TTA天途M8A型農業植保無人機沿著田塊長軸飛行噴灑農藥。飛行高度為距離水稻頂部60～100 cm，飛行速度為4.8 m·s-1，噴幅5 m，藥箱容量10 kg，噴藥速度為1.07～1.33 kg·min-1，一架次飛行9 min，防治稻田0.53 hm2左右，用藥量不減的前提下，667 m2用水量約為1 L，使用高濃度超低量噴霧方式噴灑農藥。

1.3 藥效調查時間和方法

第1次噴藥后5 d進行田間螟蟲為害率和活蟲死亡率調查；第2次噴藥前進行田間稻飛虱蟲口基數調查，同時在第2次噴藥后5 d進行田間稻飛虱和稻縱卷葉螟蟲量調查。對3種蟲害分別進行系統調查。

二化螟、三化螟。隨機調查3個小區田塊，每個小區667 m2，調查其中百叢水稻，數出總的株數和其中的為害株，計算為害率；剝開每株為害株，調查其中活蟲和死蟲的數量，計算死亡率。

稻飛虱。隨機調查4個小區田塊，調查時用28 cm×38 cm白瓷盤每小區隨機拍5盤，每盤拍2叢稻，每小區共調查10叢。統計稻飛虱田間若蟲和成蟲數量，計算施藥后的蟲口減退率。

稻縱卷葉螟。隨機調查4個小區田塊，每個小區調查50叢稻，摘下蟲苞，統計其中1～5齡的若蟲數量，計算百叢蟲量。

2 結果與分析

2.1 二化螟、三化螟防效

如表1所示，天途M8A植保無人機噴灑農藥5 d后，二化螟、三化螟的為害率減少到0.7%～3.2%，平均活蟲死亡率達92.5%，防治二化螟、三化螟效果明顯。

表1 第1次施藥后5 d對二化螟、三化螟的防效

2.2 稻飛虱防效

表2所示，第2次噴藥后5 d，白背飛虱若蟲蟲口減退率、灰飛虱若蟲蟲口減退率、2種稻飛虱總蟲量蟲口減退率在70.0%～100.0%，因田間成蟲蟲口基數不大，因此對成蟲蟲口減退率防效稍低，為50.0%～100.0%。總體來看，無人機防治稻飛虱效果較為明顯。

表2 第2次施藥后5 d對稻飛虱的防效

2.3 稻縱卷葉螟防效

如表3所示，在植保無人機前后2次噴藥后，田間蟲苞內活蟲數量明顯減少，平均50叢稻內，1～5齡的活蟲蟲量不到10頭，百叢蟲量為15.5頭，對稻田為害影響較小，防治效果顯著。

表3 第2次施藥后5 d對稻縱卷葉螟的防效

3 小結與討論

本次試驗通過使用天途M8A植保無人機代替傳統人工背包打藥方式，對13.33 hm2水稻田進行低空低量高濃度噴藥，主要對水稻生育期內螟蟲、稻飛虱和稻縱卷葉螟3種主要蟲害進行藥劑防治，結果顯示，無人機噴藥對3種蟲害防治效果明顯，基本上解決了水稻3種主要蟲害的防治問題，對統防統治實施中病蟲害防治困難或者防治時間延誤等問題提供了針對性的解決方法，有效提高了新型航空植保的作業質量，對植保無人機未來的發展趨勢可期。

4 存在問題分析

盡管從防治結果上看，植保無人機的使用取得了一定的成效，不過，在試驗實施過程中，也發現了不少存在的問題，總結為以下幾個方面。

4.1 電池續航能力不足

現階段植保無人機市場上，電動植保無人機最大的短板就是續航問題，此次試驗的多旋翼電動植保無人機天途M8A，一組電池的平均續航能力僅為8～10 min，作業面積約為0.53 hm2，但是一組電池的充電時間需要30 min，因此試驗過程中需要準備多組電池來回更換，不但浪費了時間，降低了作業效率，而且單組電池的價格為上千元，充放電次數達到1 000次就到了報廢標準，可謂成本高昂。

4.2 技術精準度不夠

在噴藥過程中，因技術操作和無人機規格等原因，導致精準度有所欠缺，在施藥時機、飛行參數、濕度、溫度、飛行高度、噴藥速度、風速等方面，還需要進一步完善和改進。在此次試驗中發現，因無人機飛行員手動操作存在一定的局限性，經常出現個別田塊區域重噴或者漏噴的情況，而且在懸停時間稍長，飛行高度較低的區域，還出現稻稈被旋翼的風力吹斷的情況。

4.3 航空專用藥劑發展不成熟

航空植保無人機采用的是高濃度超低量噴霧，因此首選劑型以油劑最好，但是現在市場上銷售的農藥劑型多為可濕性粉劑、懸浮劑等，只適合傳統人工噴霧設備，卻不符合植保無人機所用藥劑需必備的抗漂移、抗蒸發、高沉積、潤濕、滲透性強、耐雨水沖刷等特點，作為航空專用藥劑，超低容量劑型還需要具備用量少，成分活性高，內吸傳導性強和對作物安全的特性，此類專用藥劑和相配套的高效施藥操作規范，目前還處于研發試驗階段。

5 “互聯網+”植保服務平臺

為進一步配合植保無人機噴藥相關配套服務，提升服務質量和服務效率，杭州瓦屋科技有限公司的負責人介紹了目前他們公司正在研發的一種全新的互聯網服務平臺，能夠結合公司正在試驗的全自動智能化植保無人機機型，讓用戶實現自主定位田塊、自主選擇時間、網上監測施藥進度、網上驗收付款的一體化互聯網交易流程，省去了大量的現場勘測時間，通過互聯網就可以讓用戶對田塊的噴藥情況一目了然(圖1)。

圖1 互聯網植保服務平臺的實施流程

在無人機的領域，互聯網平臺的輔助還處于起步和摸索的階段，但是隨著其不斷完善，在不久的將來必將能夠實現“互聯網+”一體化服務，真正做到機器換人，以農業植保無人機聯合“互聯網+”植保服務平臺，加上全自動GPS定位機型的逐步完備，讓農戶可以足不出戶就實現稻田的農藥防治，對全國專業化統防統治的推進也有著巨大的助力。

6 發展前景展望

我國擁有1.2億hm2基本農田，但是每年農藥中毒有10萬人，致死率達20%，且農藥利用率僅為30%左右，與植保機械水平落后有很大的關系，而病蟲害防治惡劣的工作環境，較低的工作效率，導致用工成本不斷上升，且面臨難找人工的尷尬處境，因此無人機的出現和應用對我國而言有著巨大的經濟效益和社會效益[11]。總的來說，國內植保無人機的發展趨勢，主要可以體現在技術、承重、價格、服務和補貼五個方面。從操作技術和無人機本身硬件設備的不斷發展來進行完善，加大1次噴藥的機體承重量，節省來回加藥的時間，并且在價格上還存在著巨大的下降空間，應當通過提升技術來節約成本，同時相關的配套服務也可以進一步的提升，比如航空專用藥劑和維修，保險等，另外，各政府和相關部門也可以出臺相關政策來鼓勵和發展植保無人機的噴藥服務。隨著在植保無人機領域推出自動化、智能化新機型，加上農村土地流轉加快，農業合作社、家庭農場的普遍成立，植保無人機將逐漸向全民化、平民化方向發展，無人機飛入農田已經是不可阻擋之勢，結合不斷發展的“互聯網+”網絡服務平臺，植保無人機將作為專業化統防統治最有力的助手，向更多農作物，甚至是樹林，果園方向推進，在全方位的農業生產中推廣應用的前景十分廣闊。

[1] 荀棟，張兢，何可佳，等. TH80-1植保無人機施藥對水稻主要病蟲害的防治效果研究[J]. 湖南農業科學，2015(8)：39-42.

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[3] 李愛國，康翠萍，黃奇，等. 無人植保飛機飛防“雙低”油菜花期病蟲害試驗初報[J]. 中國農技推廣，2014(12)：48-49.

[4] 熊見喜，王佩玲，趙冰梅，等. 新型施藥機械防治棉葉螨防效試驗報告[J]. 石河子科技，2011(2)：9-10.

[5] 黃家善. 玉林市植保無人機應用中的難題破解思考與建議[J]. 中國植保導刊，2016，36(8)：79-82.

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[7] 劉慧強，董雪娟，費朝品，等. 小型植保無人機施藥防治稻飛虱的田間效果[J]. 中國植保導刊，2014(S1)：45-46.

[8] 高圓圓. 無人直升機(UAV)低空低容量噴灑農藥霧滴在禾本科作物冠層的沉積分布及防治效果研究[D]. 哈爾濱：東北農業大學，2013.

[9] 肖曉華，劉春，楊昌洪，等. 無人機防治水稻病蟲害效果分析[J].南方農業，2016，10(7)：5-8.

[10] 朱德惠. 植保無人機在麥田化學除草上的應用效果試驗[J].安徽農學通報，2016，22(12)：74-75.

[11] 劉卓君，吳聲海，張龍杰，等. 植保無人機在會同縣防治水稻病蟲害的應用前景[J].農業與技術，2016，36(12):18.

(責任編輯：張瑞麟)

2017-02-16

丁斌杰(1991—)，男，浙江紹興人，助理農藝師，本科，從事植保技術推廣工作，E-mail：972855907@qq.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170740

S435.112

A

0528-9017(2017)07-1217-03

文獻著錄格式：丁斌杰，王星，陳鋒，等. 無人機聯手“互聯網+”平臺助推專業化統防統治發展新前景[J].浙江農業科學，2017，58(7)：1217-1219，1222.