農用植保無人機的使用情況及作業(yè)特點分析

楊洪奎

摘要：植保作業(yè)通過植保機械代替了傳統(tǒng)的人工作業(yè)模式，顯著提升了植保過程的效率與安全性。在傳統(tǒng)普通輪式植保機械的基礎上，為進一步提升植保作業(yè)的效率和質量，無人機植保的應用范圍得到擴大，其具有明顯的技術優(yōu)勢，且在應用過程中得到了廣大農民的認可。

關鍵詞：植保無人機;技術;優(yōu)勢;特點

病蟲害是制約農業(yè)糧食產(chǎn)量和食品質量的重要影響因素，隨著自然環(huán)境的變化和農業(yè)生產(chǎn)模式的改變，我國的農業(yè)病蟲害發(fā)生面積近年來呈現(xiàn)增長趨勢。隨著農業(yè)生產(chǎn)合作經(jīng)營和承包經(jīng)營的逐漸增多，農業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營也向著連片化和大面積發(fā)展，大面積的生產(chǎn)植保作業(yè)很難單純依靠人力完成植保作業(yè)，且雇傭人作業(yè)的成本也逐年升高，這就導致了農業(yè)生產(chǎn)對機械化植保設備的需求量逐漸升高。傳統(tǒng)的輪式植保設備具有作業(yè)方便，操作簡單的特點，但作業(yè)過程存在著土壤壓實，且對高稈作物的植保也存在著行駛困難、糧食浪費、噴施不均勻等問題。近年來植保無人機受到了農業(yè)生產(chǎn)的關注，成為了農業(yè)植保的新手段，且噴施均勻、農藥利用率高等優(yōu)勢也十分明顯。

1農用植保無人機使用情況

影響農業(yè)植保作業(yè)的主要因素包括了農藥技術、噴藥技術以及機械技術，而現(xiàn)階段我國的農藥制造技術已位居世界前列，而噴藥技術和相關機械技術仍較為落后，農用植保無人機的研究和使用有效彌補了我國植保作業(yè)的技術不足，有利于植保作業(yè)品質的提升。

我國對植保無人機的研究起步較晚，現(xiàn)階段使用的植保無人機作業(yè)技術已經(jīng)由過去的固定翼機型和單旋翼機型逐漸發(fā)展為多旋翼機型，市場上的多旋翼植保無人機以4旋翼和6旋翼機型為主，具有飛行穩(wěn)定性好，噴施質量高的優(yōu)點。近年來，植保無人機的作業(yè)逐漸由過去的人工觀測輔助作業(yè)模式向植保無人機自主作業(yè)模式進步。利用RTK技術與飛控系統(tǒng)進行高度融合，能夠精確的測量待作業(yè)田間情況，并能夠實現(xiàn)航線的智能規(guī)劃，植保機作業(yè)時避免了繁瑣的遙控過程，真正實現(xiàn)了一鍵起降及返航、自動噴灑的作業(yè)方式，作業(yè)質量已接近人工操作效果，且作業(yè)效率更高。截至2016年，我國無人機生產(chǎn)企業(yè)已超過400家，農用植保無人機的保有量達到6000臺以上，實現(xiàn)年植保作業(yè)面積4 000萬畝，發(fā)展十分迅速，但受限于電池技術的制約，現(xiàn)階段植保無人機作業(yè)仍無法做到長時間不間斷作業(yè)，這對作業(yè)效率產(chǎn)生了一定影響。

2植保無人機的作業(yè)特點

農用植保無人機的作業(yè)必須由專業(yè)的人員進行操作，植保無人機的作業(yè)參數(shù)包括施藥量、飛行高度、飛行速度、霧滴粒徑等，這些參數(shù)在無人機使用的過程中直接影響到了植保作業(yè)的效率和效果。

2.1節(jié)省農藥使用量

采用植保無人機進行作業(yè)，無人機能夠根據(jù)作物的長勢和病蟲害情況進行合理的變量噴藥作業(yè)，加之無人機槳葉產(chǎn)生的風力會增加噴霧向作物中下部的滲透力，保證農藥均勻噴施，有效避免出現(xiàn)農作物頂部噴施過量，而莖稈和根部卻施藥不足的問題。植保無人機作業(yè)通過更科學的噴施方式實現(xiàn)了農藥的最佳利用率，通常情況下植保無人機作業(yè)必須要考慮噴施農藥的漂移、藥物沉降、風力影響等問題，以決定單位面積的施藥量，在保證高噴施效率的同時，還顯著降低了農藥浪費和環(huán)境污染問題。

2.2噴施質量的穩(wěn)定性

植保無人機作業(yè)的過程中通過差分GPS技術的應用，保證了無人機能在事先設定好的高度和速度下穩(wěn)定飛行，而盡量減少自然環(huán)境對飛行產(chǎn)生的影響，進而保證了噴施質量的穩(wěn)定性。通常情況下，無人機飛行的高度距農作物越遠，噴霧在下落的過程中就越容易受到自然因素的影響而產(chǎn)生漂移或蒸發(fā)問題;但若飛行高度過低，也會由于距離過近，噴霧在沒有完全分散時就降落到作物之上，容易產(chǎn)生藥害問題，因此無人機噴霧過程的穩(wěn)定性是植保作業(yè)的重要影響因素，這需要操作人員和GPS技術的共同配合完成。

2.3噴施過程的智能性

現(xiàn)階段的植保無人機技術在保證噴施質量的同時，還能夠利用GPS技術和傳感器技術實現(xiàn)缺藥返航、低電返航、斷點續(xù)噴等多種先進技術要求，且對于植保無人機的操作系統(tǒng)研究也開始向著依據(jù)作業(yè)方案在無人操控的情況下自主施藥，并同時對周邊的風力、風向等自然因素進行感知發(fā)展。甚至利用視覺識別技術判斷農作物長勢與病蟲害情況，進而調整噴藥種類與噴藥量，從而從根本上實現(xiàn)植保機的自主智能噴藥作業(yè)。

2.4工作形式的創(chuàng)新性

植保無人機的作業(yè)突破了傳統(tǒng)的植保作業(yè)限制，更有別于其他的現(xiàn)代農機作業(yè)形式，其更趨向于一臺智能設備而非傳統(tǒng)機具。智能無人機裝備能夠將植保機飛手、農民、生產(chǎn)廠家通過植保作業(yè)聯(lián)系在一起，基本的作業(yè)模式采用農民雇傭飛手進行植保作業(yè)。這種專業(yè)化的作業(yè)模式突破了傳統(tǒng)由農民駕駛農機作業(yè)的方式，避免了農機使用和操作不合理造成的噴藥質量不佳、農作物藥害、噴藥機損壞及人員傷亡等問題。由于采用了專業(yè)的植保團隊作業(yè)，不僅植保作業(yè)的品質得到了保證，植保作業(yè)的效率和安全性也大幅提升。