小型無人機在農業植保中的應用研究

卜 祥

（清原縣農業技術推廣中心，遼寧 清原 113300）

當前，農業是我國經濟發展的主體。而在農業過程中，做好農業植保工作刻不容緩。例如，小型無人機的使用，是以提高農業作業效率、保證作業安全為前提，最大限度地減少農藥、水資源的用量，還可預防病蟲害，增加農戶收益。由此可見，利用小型無人機開展農業植保工作，不僅是時代發展的必然，更是解放勞動力、提高農戶收益的關鍵。

1 小型農業植保無人機概述

1.1 類別

鑒于無人機（即為無人駕駛飛機，Unmanned Aerial Vehicle/Drones）技術的逐步成熟，農業植保無人機的研發也呈現質的飛躍，使各項機械設備呈現多樣化、多元化的特點。從動力層面劃分，農業植保無人機包含油動植保無人機和電動植保無人機；從機型結構層面劃分，農業植保無人機包含固定翼、單旋翼、多旋翼等植保無人機［1］。

1.2 優點

傳統農業植保工作的開展，以大型機械、人工操作為主導，前者具有作業效率高的特點，但卻存在設備成本高的缺陷；后者呈現耗時長、人力資源多的問題［2］。而在無人機技術的衍生下，植保無人機的使用改變了傳統植保模式，使植保工作更具快速性、高效性。植保無人機的優點具體如下。

1.2.1 高效安全。與傳統大型機械相比，植保無人機具有速度快的優勢，特別是在農業生產期間，規模性作業范圍為8～10 hm2/h，高出傳統噴灑作業100倍。同時，植保無人機還可通過GPS遙控、地面遙控等方式，使作業人員位于安全區，減少農藥危害，極大限度地保證噴灑作業的高效性和安全性［3］。

1.2.2 節約成本。植保無人機作業具有較高的精準性，藥物能夠直接作用于植物上，無論是灌溉還是在施藥過程中，均可達到控制成本的目的。例如，可節約農藥使用量50%，可節約水量90%。

1.2.3 防治效果顯著。若植保無人機和植物相距較近時，不僅可預防漂移現象，還可借助空中懸停的方式，以旋翼氣流作用于藥物，使之可在加快農作物滲透的前提下，強化其吸收效果，從而達到防治目的。

1.2.4 操作簡便。以小型植保無人機為例，因其是現代農業生產中常見無人機類型，具有體積小、質量輕、便于保養、成本低和操作簡便的優勢，僅借助簡單練習即可對無人機予以操作［4］。

2 小型無人機在農業植保中的應用現狀及進展

2.1 應用現狀

從整體農業生產情況來看，小型無人機的使用多集中在農藥噴灑領域，且在農業植保中占據關鍵地位。農業部門基于無人機安全性、高效性和穩定性的考量，使之能夠在農業植保中發揮絕對優勢。但是，因諸多因素的限制，導致小型無人機相關技術尚未成熟，不僅會對農業植保作業效果造成影響，還會引起安全事故的出現。為從根本上預防此類問題的出現，則可在提高小型無人機重視度的同時，積極且主動解決農業植保問題，輔之相關技術的優化改善，為農業植保作業提供便利。

2.2 應用進展

2013年，我國農業生產模式實現全面變革，為謀求新路徑，科學技術的使用成為解放勞動力、提高作業效率的關鍵。以小型無人機為例，借助無人機植保示范基地的建設，融合傳統自動噴霧器，在極大程度上提高了農藥噴灑效率。而要想保證無人機農業植保優勢，則可在優化相關技術的前提，強化農戶對現代科技的認知，輔之自動化機械設備知識的學習，逐步提高自動機械的需求量，為小型無人機的發展帶來前景。

3 小型無人機在農業植保中應用存在的問題

3.1 植保技術尚未完善

2016年至今，小型無人機雖在生產領域取得了良好的應用成效，但在農機安全性、先進性和適用性把控中仍呈現植保技術不成熟的狀態。例如，續航能力和充電時間、操作流程和操作強度、作業數據和測量面積、防摔耐摔等問題，只有攻克了上述技術難點，才可保證植保無人機的穩定性、可靠性和成熟性［5］。

3.2 專業程度較差

以筆者所在省市為例，植保無人機購買主體相對分散，且多集中于合作社、農機大戶和農場等，并非專業性植保組織。而在生產企業培訓期間，該類農戶雖取得相應的合格證書，但因經驗少、作業效率低等問題，使之難以掌握相關災害防控能力，更談不上無人機在農業植保中的充分應用。

3.3 維修網點少

通過對筆者所在省市的調查，可知植保無人機技術呈現質的飛躍，而在服務組織、個體購買意愿強烈的情況下，使植保無人機數量、類型大幅度增長。但是相對而言，維修網點少是阻礙植保無人機發展的關鍵因素。

3.4 風險大，成本高

隨著無人機飛控系統的完善，雖然可有效保證其作業效率，但是操作不當和故障失控等問題的滋生，使無人機面臨毀機和摔機風險。相關數據顯示，遼寧省共有4起植保無人機碰觸高壓線事件，3輛無人機處于報廢狀態。而在此過程中，摔機引起的零部件損壞問題，導致其維修成本相對較高，幾千至上萬不等，二者也會增加購機戶的成本投入［6］。

3.5 不注重作業防護

與其他地面機械設備相比，植保無人機藥液濃度相對較高，但因風向問題的影響，使其面臨漂移現象，而藥液墜落于工作人員皮膚表面時，不僅會引起灼傷事件，還會對機體健康安全造成威脅。而在常規情況下，諸多生產企業未對此現象加以重視，即使配備防護服，但防護性能相對較低。

4 小型無人機在農業植保中的應用建議

4.1 航拍、監控病蟲害

對于農業植保工作而言，其核心目的為防治病蟲害，而病蟲害基礎狀況的把控則是防治工作開展的重點。對此，無人機技術的融合，可對病蟲害發展情況進行全方位把控，在此基礎上擬定有效的防治措施。特別是針對人工難以檢測的區域，可通過無人機技術的使用，精準把控病蟲害發生規律，做好相應的預防、控制措施，還可繪制相應的病蟲害發生趨勢圖，且將其定義為農業生產核心數據，輔之長期觀測操作，將各項數據實時傳遞給農戶，以便保證農業生產的安全性。

4.2 擬定科學植保方案

農業植保工作是一項相對系統的工作，呈現范圍廣、內容多等特點。例如，在病蟲害防治過程中，無人機借助航拍的方式，將病蟲害相關信息反饋至農業部門，據此制訂科學、可行的植保方案。此外，各地區還可按照植保方案，融合本地區具體情況執行有效的植保防護作業，輔之督查防治作業，定期做好各區域走訪調查，便于把控農業植保現狀、進展、效果。

4.3 優化植保手段

小型無人機的應用，是以藥物噴灑為前提起到相應的植保效果。而技術人員則以遠距離壓控為前提，對無人機高度加以調節，再按照農作物具體情況，對藥物劑量、無人機高度和速度予以把控，以便將藥液精準作用于農作物表面，還可借助旋翼下旋氣流加快藥液吸收、滲透［7］。

4.4 加強無人機技術培訓

從整體上來看，植保無人機是一個現代化科技產品，工作人員需熟悉無人機各項技能，才可將其應用于農業植保作業中。由此可見，加強無人機技術培訓尤為重要，即以無人機原理、構造等為前提，使工作人員能夠在全方位認知無人機的情況下，落實技術培訓工作，如掌握無人機的遙控作業操作、農藥噴灑量、工作時間等。另外，工作人員還應樹立崗位責任心和耐心，一旦發現無人機出現異常情況，需立即終止作業，做好相關檢查預防安全事故的滋生。

4.5 加強技術研究

目前，農業市場中存在各類型植保無人機，但在其生產環節還需通過規范化生產、技術把控，以保證植保無人機的質量和應用效果。例如，常規無人機僅可支撐20～30 min，個別無人機機身材質對其作業效果造成威脅。可見，加強無人機技術的研究，不僅需要做好機身材質的優化，還應在倡導節能理念的同時提高無人機的作業效率。

4.6 提高無人機質量

要想做好農業植保工作，則需側重把控小型無人機設備的質量。可從以下幾點入手。一是以行業標準為前提，農業部門制定相應法律法規，輔助對駕駛員、工作人員的管理約束，使之能夠在保證無人機飛行安全的同時，完成植保作業。二是因無人機自身的特殊性，各生產企業質量標準尚未統一，而在推廣、使用、后續維護等方面存在問題，逐步喪失其在農業植保作業中的優勢。對此，農業部門在加大監督管理力度的情況下，制定標準化、合理性無人機生產數據，以政府、企業間的對接為前提，降低其危險系數。

5 結語

農業植保是現代農業生產中的必然環節，但是傳統的農業植保方式已經不能滿足農業生產需求，而在小型無人機設備的使用下，能夠對各區域進行規范化作業，彌補人工植保、機械植保的不足。同時，要想更好地展現無人機設備在農業植保中的地位，則需不斷優化無人機結構、提高無人機質量、優化植保手段等，為農業生產創造有利條件。