闕名錦
(廣西玉林農(nóng)業(yè)學(xué)校,玉林 537000)
我國(guó)是世界聞名的農(nóng)業(yè)大國(guó),近幾年,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展迅猛,這也在很大程度上加快了我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的發(fā)展。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從翻耕到收獲全部采用人工的形式,這種作業(yè)形式相較于機(jī)械化作業(yè)效率較差且質(zhì)量不能保障。近年來(lái)為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全面機(jī)械化,降低農(nóng)業(yè)植保的污染度,植保無(wú)人機(jī)已經(jīng)在部分地區(qū)使用[1]。人工手動(dòng)噴霧器和背負(fù)式電動(dòng)噴霧器也存在作業(yè)強(qiáng)度大、時(shí)間長(zhǎng)、效率低、施藥作業(yè)人員易中毒、藥液用水量大等缺點(diǎn)[2]。為推動(dòng)新農(nóng)業(yè)新型主體的快速發(fā)展,提前預(yù)防病害蟲(chóng)害,降低損耗,大力推進(jìn)統(tǒng)防統(tǒng)治、少用化學(xué)農(nóng)藥、科學(xué)使用農(nóng)藥,努力實(shí)現(xiàn)減量控害、節(jié)本增效、農(nóng)藥零增長(zhǎng),植保無(wú)人機(jī)在水稻的專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治上將會(huì)更廣泛[3]。無(wú)人機(jī)的全面推廣證明我國(guó)開(kāi)始向機(jī)械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式邁進(jìn),也證明了我國(guó)在農(nóng)業(yè)科技上的巨大進(jìn)步。采用植保無(wú)人機(jī)在空中噴灑農(nóng)藥,會(huì)達(dá)到減少植物病蟲(chóng)害的統(tǒng)防統(tǒng)治目的,同時(shí)在藥劑配置上和操作方法上也對(duì)作業(yè)者提出了更高的要求。
植保無(wú)人機(jī)主要應(yīng)用地區(qū)集中在亞洲。其中,日本與韓國(guó)是使用小型植保無(wú)人機(jī)較多的國(guó)家。而在歐美國(guó)家則是利用大型飛機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑作業(yè),由于小型植保無(wú)人機(jī)作業(yè)面積較小,因此,在農(nóng)藥噴灑工作上,無(wú)法起到很好的效果。再加上美國(guó)航空領(lǐng)域非常廣闊,所以,在水稻病蟲(chóng)害防治工作中,美國(guó)基本上都采用大型無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑[4]。由于我國(guó)人多地少,水稻種植又是以小型分散式農(nóng)田為主,在進(jìn)行農(nóng)藥噴灑時(shí),大型機(jī)械進(jìn)入農(nóng)田工作 將造成機(jī)械的沉陷。因此,我國(guó)水稻病蟲(chóng)害防治目前主要采用人工作業(yè)的形式。近幾年來(lái),對(duì)小型植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行一些創(chuàng)新與改良后,我國(guó)植保無(wú)人機(jī)才逐步得到推廣的工作。
植保無(wú)人機(jī)屬于遙控模式的小飛機(jī),專門應(yīng)用于農(nóng)藥的噴灑,這種機(jī)械體積相對(duì)較小,但是相對(duì)于傳統(tǒng)農(nóng)藥噴灑的操作卻擁有較強(qiáng)的優(yōu)越性,最大起飛重量能夠承載25kg以上,其中包括10kg以上的農(nóng)藥[5]。噴灑水稻農(nóng)藥時(shí)為低空操作,平均667m2地能夠在半分鐘之內(nèi)完成作業(yè),而傳統(tǒng)的人工噴灑農(nóng)藥方式完成667m2地平均用時(shí)半個(gè)小時(shí)左右。可見(jiàn),植保無(wú)人機(jī)工作效率相當(dāng)于傳統(tǒng)農(nóng)藥噴灑效率的60倍[6]。此外,植保無(wú)人機(jī)為智能操作,操作人員在地面上利用智能手機(jī)和遙控器指揮無(wú)人機(jī)作業(yè),利用多旋翼無(wú)人機(jī)向下的強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)氣流在風(fēng)力翻滾和搖晃農(nóng)作物的同時(shí)噴灑農(nóng)藥能夠更好的讓藥液粘在植物的每一張葉片上,在下方的農(nóng)作物形成一個(gè)的紊流區(qū),可以非常均勻地噴灑農(nóng)藥,因此能夠?qū)⒉糠洲r(nóng)藥噴灑落到莖葉背面和根上部,這是目前人工和其他噴灑的設(shè)施設(shè)備無(wú)法做到的噴灑質(zhì)量。由于多旋翼飛機(jī)下風(fēng)力集中,采用超細(xì)霧狀噴灑比較容易透過(guò)植物絨毛的表面形成一層農(nóng)藥膜,有效的提高了對(duì)農(nóng)作物的防治效果。在此基礎(chǔ)上,無(wú)人機(jī)由GPS裝置全自主飛行噴灑農(nóng)藥,噴灑作業(yè)人員避免了直接接觸農(nóng)藥,保障了操作人員的安全。即使采取手動(dòng)遙控作業(yè),作業(yè)人員與無(wú)人機(jī)的距離較遠(yuǎn),發(fā)生操作故障或緊急情況時(shí)也不會(huì)對(duì)在場(chǎng)的工作人員造成危害。如果在植保無(wú)人機(jī)上加裝了攝影鏡頭,還能通過(guò)所拍下的視頻對(duì)病蟲(chóng)害進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控[7]。多旋翼無(wú)人機(jī)具有作業(yè)時(shí)高度低,飄移減少,可空中懸停,無(wú)需專用的起降機(jī)場(chǎng)。由此可見(jiàn),植保無(wú)人機(jī)具有遙控操作方便,防治效果好,噴灑作業(yè)安全等諸多優(yōu)點(diǎn)。
另外,多旋翼電動(dòng)植保無(wú)人機(jī)噴灑技術(shù)采用超細(xì)噴霧噴灑方式至少可以節(jié)約30%的農(nóng)藥使用量和用水量,有效減少了農(nóng)藥殘留和土壤殘留,符合了綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求。電動(dòng)無(wú)人機(jī)與油動(dòng)的相比,整體尺寸更小,重量更輕,折舊率更低、單位作業(yè)人工成本不高、易保養(yǎng)。
由于我國(guó)人多地少,南方水稻種植又是以小型分散式農(nóng)田為主,在進(jìn)行農(nóng)藥噴灑時(shí),如果大型機(jī)械進(jìn)入農(nóng)田工作將造成機(jī)械的沉陷。因此,我國(guó)南方主要采用人工操作無(wú)人機(jī)的操作形式進(jìn)行水稻的農(nóng)藥噴灑。近年來(lái),南方各地根據(jù)我國(guó)水稻種植的特點(diǎn),對(duì)小型植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行了多方面的創(chuàng)新與改良,使其更適應(yīng)我國(guó)農(nóng)田種植的實(shí)際情況。自2011年開(kāi)始,我國(guó)對(duì)小型植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行了大規(guī)模示范與使用,不僅提高了水稻種植的機(jī)械化程度,而且在病蟲(chóng)害防治中,也取得了一定的應(yīng)用成果。
應(yīng)用于水稻病蟲(chóng)害防治作業(yè)中的植保無(wú)人機(jī)按機(jī)翼分為單旋翼植保無(wú)人機(jī)、多旋翼植保無(wú)人機(jī)2種,按動(dòng)力源可分為電動(dòng)植保無(wú)人機(jī)和油動(dòng)植保無(wú)人機(jī)2大類,電動(dòng)無(wú)人機(jī)與油動(dòng)的相比,整體尺寸小,重量輕,攜帶方便、折舊率更低、單位作業(yè)人工成本不高、易保養(yǎng),地形要求低,作業(yè)不受海拔限制,起飛調(diào)校短、效率高、出勤率高[9]。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化進(jìn)程的快速發(fā)展中,水稻種植也基本上實(shí)現(xiàn)了收割和插秧全面機(jī)械化的水平。但是,在農(nóng)藥的噴灑環(huán)節(jié)上基本上還是靠人工噴灑的形式進(jìn)行。人工操作不但沒(méi)有效率且并不能保障噴灑的均勻性,效果不佳。而無(wú)人機(jī)噴灑能夠有效降低噴灑過(guò)程的勞動(dòng)強(qiáng)度,且能夠在很大程度上提高噴灑的質(zhì)量。在無(wú)人機(jī)的開(kāi)發(fā)和實(shí)施過(guò)程中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)全面實(shí)現(xiàn)了全程機(jī)械化作業(yè)[9]。
水稻田對(duì)機(jī)械的要求較高,很多水稻田都沒(méi)有規(guī)則且較為雜亂,原始的作業(yè)形式只需要有較小的空間便能噴灑農(nóng)藥。但是在稻田里面穿行很容易對(duì)部分水稻葉片受到損傷,而且作業(yè)人也容易受到農(nóng)藥的感染而出現(xiàn)中毒現(xiàn)象。而其他地面形式的機(jī)械噴灑無(wú)法進(jìn)入農(nóng)田,在這樣的情況下,無(wú)人機(jī)就能夠展現(xiàn)出硬件和軟件結(jié)合成仿地形飛行作業(yè)噴灑,能夠在飛行時(shí)一直與植物保持安全的飛行高度。只需要起飛的地點(diǎn)和降落的地點(diǎn)便能夠?qū)崿F(xiàn)不限地形的農(nóng)藥噴灑作業(yè),對(duì)地形的適應(yīng)能力比其它機(jī)械強(qiáng)很多。
因?yàn)闊o(wú)人機(jī)的機(jī)型較小,因此使用比較方便且統(tǒng)防統(tǒng)治效率高。生產(chǎn)無(wú)人機(jī)的很多廠家都會(huì)為農(nóng)民提供無(wú)人機(jī)的使用方案,并隨其進(jìn)行基礎(chǔ)講解與演示。根據(jù)本人歷年來(lái)的作業(yè)數(shù)字統(tǒng)計(jì):無(wú)人機(jī)作業(yè)效率相當(dāng)于人工效率的30至60倍。如此鮮明的對(duì)比,可見(jiàn),無(wú)人機(jī)的全面推行勢(shì)在必行。
植保無(wú)人機(jī)在水稻病蟲(chóng)害的應(yīng)用過(guò)程中由于技術(shù)人員操作問(wèn)題,經(jīng)常出現(xiàn)噴灑不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象。因?yàn)闊o(wú)人機(jī)是最近一段時(shí)間才開(kāi)始被使用在我國(guó)南方,人們對(duì)無(wú)人機(jī)的了解還比較少,且無(wú)人機(jī)在推進(jìn)過(guò)程中沒(méi)有考慮到操作人員的技術(shù)水平和專業(yè)能力,導(dǎo)致無(wú)人機(jī)雖然在效率上提高了對(duì)水稻病蟲(chóng)害的統(tǒng)防統(tǒng)治農(nóng)藥噴灑效率。但是由于技術(shù)人員欠缺,作物的統(tǒng)防統(tǒng)治需要提前排隊(duì)才能進(jìn)行無(wú)人機(jī)機(jī)械噴灑,這很大程度的影響了農(nóng)藥的最佳防治噴灑時(shí)期,延誤防治工作,導(dǎo)致統(tǒng)防統(tǒng)治工作無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)完成。據(jù)統(tǒng)計(jì),2014年我國(guó)植保無(wú)人機(jī)保有量為695架,飛控手人數(shù)1100多人,總作業(yè)面積28.4萬(wàn)hm2;2015年我國(guó)植保無(wú)人機(jī)保有量為2324架(31個(gè)省統(tǒng)計(jì)),總作業(yè)面積76.85萬(wàn)hm2,增長(zhǎng)幅度分別為234%、170.6%。預(yù)計(jì)到2020年名中國(guó)對(duì)植保無(wú)人機(jī)的需求量是10萬(wàn)架,從業(yè)人員需求量達(dá)到40萬(wàn)人。
植保無(wú)人機(jī)的規(guī)范性使用,主要受到兩方面因素的影響。一是機(jī)器本身功能設(shè)置的規(guī)范性。目前,植保無(wú)人機(jī)還沒(méi)有統(tǒng)一的設(shè)置規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)闊o(wú)人機(jī)還處于試用階段,針對(duì)機(jī)器的管理機(jī)構(gòu)并沒(méi)有設(shè)立,導(dǎo)致了現(xiàn)在市場(chǎng)上的植保無(wú)人機(jī)各部分的功能參數(shù)參差不齊。二是操作技術(shù)的規(guī)范性。植保無(wú)人機(jī)因?yàn)闆](méi)有統(tǒng)一的功能設(shè)置標(biāo)準(zhǔn),農(nóng)民在使用無(wú)人機(jī)的過(guò)程中一旦出現(xiàn)問(wèn)題只能和廠商直接聯(lián)系,廠商通常會(huì)派遣技術(shù)人員指導(dǎo)和遠(yuǎn)程指導(dǎo)。由于農(nóng)民文化水平較低,而且也沒(méi)有進(jìn)行過(guò)專業(yè)的培訓(xùn),但是,水稻的病蟲(chóng)害一旦發(fā)生便會(huì)快速蔓延,需要及時(shí)噴灑農(nóng)藥,以免錯(cuò)過(guò)最佳的防治時(shí)間,所以遠(yuǎn)程指導(dǎo)有時(shí)并不能解決無(wú)人機(jī)使用過(guò)程中的燃眉之急,即使能及時(shí)解決了個(gè)別問(wèn)題,也會(huì)大大降低植保無(wú)人機(jī)的使用效率。
植保無(wú)人機(jī)掌控問(wèn)題包括藥液精準(zhǔn)配制的技術(shù)問(wèn)題以及缺乏專用藥劑產(chǎn)品的問(wèn)題。植保無(wú)人機(jī)所用的藥液濃度高,用水量少,需要精準(zhǔn)配制。根據(jù)筆者近年來(lái)的作業(yè)經(jīng)驗(yàn),植保無(wú)人機(jī)一般噴667m2水稻只需要用1~1.3kg水即可,這就要求農(nóng)藥的配制需要非常精準(zhǔn),這和傳統(tǒng)噴壺模式的藥劑對(duì)比有非常大的差別。因此,無(wú)人機(jī)的藥劑掌控非常重要,現(xiàn)階段,無(wú)人機(jī)的藥劑大部分都是由農(nóng)民自己選擇。目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的農(nóng)藥都不是專門針對(duì)無(wú)人機(jī)使用而設(shè)定的藥劑,一旦使用了非無(wú)人機(jī)專用農(nóng)藥,無(wú)人機(jī)在作業(yè)過(guò)程中就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)噴灑故障,比如藥量無(wú)法均勻噴灑等現(xiàn)象。目前,廠家只提供無(wú)人機(jī)的銷售,并沒(méi)配套銷售無(wú)人機(jī)專用的水稻農(nóng)藥,也并未明確說(shuō)明無(wú)人機(jī)適用什么種類的農(nóng)藥,這大大的降低了水稻病蟲(chóng)害的預(yù)防效率。
要提高無(wú)人機(jī)在水稻病蟲(chóng)害防治工作中的應(yīng)用效果,首先面臨的就是操作人員的技術(shù)培訓(xùn)問(wèn)題。但是目前現(xiàn)在的無(wú)人機(jī)飛手基本沒(méi)系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)植物的基本知識(shí)和相關(guān)的農(nóng)藥專業(yè)知識(shí),專業(yè)化水平較低。有些飛手能夠?qū)崿F(xiàn)飛防作業(yè),但是并未經(jīng)過(guò)相關(guān)的考核,而且購(gòu)置無(wú)人機(jī)的基本都是種植大戶,種植大戶基本上都是普通農(nóng)民,且年齡在40~60歲之間,他們對(duì)新知識(shí)的接受能力較差,這是推廣無(wú)人機(jī)應(yīng)用的首先要解決的問(wèn)題。鑒于此,本人認(rèn)為應(yīng)在當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)部門設(shè)立無(wú)人機(jī)使用培訓(xùn)機(jī)構(gòu),提高無(wú)人機(jī)工作者的專業(yè)素質(zhì)。無(wú)人機(jī)使用培訓(xùn)機(jī)構(gòu)要制定科學(xué)的人才培養(yǎng)的制度和具備完善的課程設(shè)計(jì)。培訓(xùn)的內(nèi)容應(yīng)包括三個(gè)環(huán)節(jié)——理論學(xué)習(xí)、模擬操作及實(shí)踐飛行、考證。在培訓(xùn)課程的設(shè)置上,還要注意無(wú)人機(jī)的維修和養(yǎng)護(hù)方面知識(shí)的培訓(xùn)。為了提高培訓(xùn)質(zhì)量,培訓(xùn)結(jié)束后必須對(duì)參與培訓(xùn)的學(xué)員進(jìn)行考核。
為了加強(qiáng)植保無(wú)人機(jī)的規(guī)范性管理,相關(guān)部門應(yīng)編寫規(guī)范性的使用制度及操作規(guī)程。操作規(guī)程包括以下內(nèi)容:1.對(duì)植保無(wú)人機(jī)接貨的檢查。2.對(duì)植保無(wú)人機(jī)使用要求。3.對(duì)植保無(wú)人機(jī)啟動(dòng)前和飛行結(jié)束后的檢查。4.對(duì)植保無(wú)人機(jī)操作人員的要求。5.對(duì)植保無(wú)人機(jī)飛行作業(yè)要求。在無(wú)人機(jī)的操作過(guò)程中,天氣因素和地理因素都會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)的噴藥效果造成影響,特別需要注意的是陰雨天不能強(qiáng)行使用無(wú)人機(jī),在風(fēng)力級(jí)別較大的天氣也不能進(jìn)行作業(yè)。在地理上主要體現(xiàn)在:作業(yè)區(qū)域范圍內(nèi)的十米之內(nèi)不能有人員居住且這一范圍內(nèi)沒(méi)有防護(hù)林和高壓線等障礙物,且田間有能夠讓操作人員行走的空間。
現(xiàn)在市面上使用較為廣泛的植保無(wú)人機(jī)在技術(shù)領(lǐng)域上已逐漸成熟,且具有良好的植保防治效果,尤其是在水稻病蟲(chóng)害的防治上效果更好。植保無(wú)人機(jī)如今還有部分的機(jī)器沒(méi)有斷點(diǎn)巡航功能,一旦機(jī)械出現(xiàn)故障就從而無(wú)法記錄上次的噴灑地點(diǎn),不能準(zhǔn)確的對(duì)水稻繼續(xù)進(jìn)行定點(diǎn)噴灑,這樣就會(huì)出現(xiàn)重復(fù)噴灑和遺漏噴灑的問(wèn)題。為了避免這樣的情況發(fā)生,建議無(wú)人機(jī)管理部門應(yīng)規(guī)范所有無(wú)人機(jī)必須具備斷點(diǎn)巡航功能,以減少由于電力和故障而出現(xiàn)重復(fù)噴灑的現(xiàn)象,影響水稻病蟲(chóng)害的防治效果。其次,為了提高無(wú)人機(jī)的安全系數(shù),應(yīng)該采用載波相位差分技術(shù)保障無(wú)人機(jī)能夠達(dá)到厘米級(jí)的精準(zhǔn)度,保障定位的絕對(duì)準(zhǔn)確性,根據(jù)開(kāi)始設(shè)計(jì)的航線達(dá)到厘米級(jí)的自主形式。以往的無(wú)人機(jī)大多數(shù)都是采用GPS定位,有時(shí)候會(huì)受到周邊環(huán)境的影響將信號(hào)誤差的概率增大,不能精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)當(dāng)前地點(diǎn)定位。例如,在一些地區(qū)的無(wú)人機(jī)噴灑過(guò)程中,無(wú)人機(jī)距離水稻的高度為3m,3m的高度能夠有效的保障飛機(jī)的安全系數(shù),但是在藥效上卻不能完善保障。若采用載波相位差分技術(shù)對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)定位,那么水稻的病蟲(chóng)害統(tǒng)防統(tǒng)治效果將進(jìn)一步提升。為了加強(qiáng)無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)水稻病蟲(chóng)害防治的效果,應(yīng)大力推廣智能化機(jī)械設(shè)備,保障無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的有序發(fā)展,進(jìn)一步加強(qiáng)無(wú)人機(jī)使用的規(guī)范性。
近年來(lái)采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑已經(jīng)受到越來(lái)越多人的認(rèn)同,但市場(chǎng)上無(wú)人機(jī)專用農(nóng)藥十分缺乏,極大地制約了無(wú)人機(jī)行業(yè)的發(fā)展。這兩年來(lái),全國(guó)多省也相繼成立了植保無(wú)人機(jī)專用農(nóng)藥藥劑研發(fā)中心,旨在為植保無(wú)人機(jī)研發(fā)專用藥劑,這對(duì)于農(nóng)藥減施增效、促進(jìn)農(nóng)藥使用零增長(zhǎng)具有重大意義。如廣西,目前正與善思公司在全國(guó)首批達(dá)成納米農(nóng)藥試驗(yàn)示范合作。納米農(nóng)藥技術(shù)是與無(wú)人機(jī)低容量噴霧相匹配的航空植保專用藥劑,對(duì)提升全區(qū)專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治水平,探討并制定無(wú)人機(jī)在水稻、甘蔗等作物上的作業(yè)技術(shù)規(guī)程有很大的推進(jìn)作用。
在規(guī)范藥劑上,建議將不同類別的無(wú)人機(jī)分別采用不同的專用藥劑進(jìn)行效果對(duì)比,通過(guò)對(duì)比效果,在不同地區(qū),選擇對(duì)水稻防治效果最好的無(wú)人機(jī)專用農(nóng)藥。藥劑的使用也要結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣候選擇。目前專門應(yīng)用于無(wú)人機(jī)的藥劑較少,傳統(tǒng)的農(nóng)藥平均667m2地需要用水幾十公斤以上,而無(wú)人機(jī)需要的水和藥劑量并不多,但是濃度卻相較于傳統(tǒng)農(nóng)藥高出很多。因此支持研制毒性較低且藥效持久無(wú)人機(jī)專用藥是迫不急待的。
綜上所述,植保無(wú)人機(jī)不但具有效率高且安全性能高等特點(diǎn),而且還能降低勞動(dòng)力的成本和藥劑使用量,減少農(nóng)業(yè)成本的支出,很大程度上提高了農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)也進(jìn)一步保護(hù)了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。由此可見(jiàn),無(wú)人機(jī)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的推廣應(yīng)用,勢(shì)必會(huì)突破局限,為把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)推向全機(jī)械化、綠色發(fā)展方向發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。