無人機植保作業(yè)應(yīng)用與實例

楊華偉/河南省西華縣農(nóng)牧局，河南省 周口市 466600

導(dǎo)讀：無人機在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用市場空間。本文在闡述無人機在農(nóng)業(yè)植保應(yīng)用優(yōu)勢基礎(chǔ)上，分析了典型無人機的特點，并給出了實例。

農(nóng)用植保無人機，顧名思義是用于農(nóng)林植物保護(hù)作業(yè)的無人駕駛飛機。該型無人飛機有飛行平臺(固定翼、單旋翼、多旋翼) 、GPS飛控、噴灑機構(gòu)三部分組成，通過地面遙控或GPS飛控，來實現(xiàn)噴灑作業(yè)，可以噴灑藥劑、種子、粉劑等。由于農(nóng)用植保無人機體積小、重量輕、運輸方便、可垂直起降、飛行操控靈活，對于不同地域、不同地塊、不同作物等具有良好的適應(yīng)性。因此，不管在我國北方還是南方，丘陵還是平原，大地塊還是小地塊，農(nóng)用植保無人機都擁有廣闊的應(yīng)用前景。

植保無人機的應(yīng)用優(yōu)勢

無人機在植保領(lǐng)域的應(yīng)用主要是航空施藥。航空施藥技術(shù)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1) 高效及時。它能以人工防治幾十倍的速度迅速、有效地滅殺大面積爆發(fā)的有害生物，一次性完成大面積的農(nóng)田和森(果) 林的病蟲害的防治任務(wù)，可及時有效地控制大面積的病蟲毒害；

(2) 適應(yīng)性強。航空施藥裝備能在地面裝備不能進(jìn)入各種地形區(qū)域之內(nèi)及作物不同生長期作業(yè)，一般不受太多因素的影響，不損傷作物，避免了地面作業(yè)中因碾壓作物等問題造成的產(chǎn)量損失；

(3) 經(jīng)濟(jì)環(huán)保。與常規(guī)施藥方法相比，由于航空施藥多采用低量噴灑技術(shù)，單位面積施藥量少，每667m2噴灑200～400ml農(nóng)藥，甚至更少，能夠節(jié)省農(nóng)藥40%左右，降低環(huán)境污染，減少農(nóng)藥殘留量，自動化程度高、單架飛機防控面積大，單位防治面積的功率消耗低，同時，節(jié)省人力與工時。

植保無人機的主要特點

單旋翼植保無人機的特點

單旋翼植保無人機的特點主要有旋翼大，飛行穩(wěn)定，抗風(fēng)條件好，風(fēng)場穩(wěn)定，霧化效果好，下旋風(fēng)力大，穿透力強，農(nóng)藥可以打到農(nóng)作物的根莖部位，飛行駕駛簡便易學(xué)。

圖1 無人機田間作業(yè)現(xiàn)場

例如：某型單旋翼植保無人機

其技術(shù)指標(biāo)有：

藥箱容量：17L

續(xù)航時間：15～25min

作業(yè)噴幅：5～7m

作業(yè)效率：80～90畝/h

操作方式：全自主/智能AB點/手動

其性能優(yōu)勢：

(1) 全自主飛行，支持智能規(guī)劃航線，作業(yè)控制輕松便捷，并支持多種飛行模式，全自主、智能AB點、GPS增穩(wěn)、手動等飛行模式，自動與手動無縫切換，適應(yīng)不同作業(yè)環(huán)境；

(2) 智能自主噴灑，施藥精準(zhǔn)避免重噴漏噴，支持?jǐn)帱c續(xù)噴功能；

(3) 支持移動APP功能，可實時查看飛機飛行狀態(tài)，作業(yè)進(jìn)度，查詢已規(guī)劃田塊，噴灑畝數(shù)；

(4) 載荷大、飛行穩(wěn)定、易操控，干活能力強，每小時可作業(yè)80～120畝，作業(yè)效率是目前市場上主流多旋翼植保機的2倍；

(5) 作業(yè)效果好，霧化噴灑均勻，單旋翼風(fēng)場大，能有效的把藥液送到作物葉片正反面，中層，下層，低桿、高桿作物均能保證良好的施藥效果；

(6) 作業(yè)成本低，僅需一塊電池就能完成17kg農(nóng)藥的噴灑，每畝僅需0.65元，電池使用量是同樣載荷多選翼飛行器的四分之一。

多旋翼植保無人機的特點

多旋翼植保無人機的特點有技術(shù)門檻低、造價相對便宜、能垂直起降、空中懸停，飛行穩(wěn)定。

例如：某型多旋翼植保無人機系統(tǒng)

技術(shù)優(yōu)勢：

藥箱容量：16L

續(xù)航時間：10～18min

作業(yè)效率：210畝/h

操作方式：全自主/智能AB點/手動

性能優(yōu)勢：

(1) 全自主飛行，智能規(guī)劃航線、編輯航線，滿足不規(guī)則田塊需求，作業(yè)輕松簡單；

(2) 支持多種飛行模式，全自主、智能AB點、GPS增穩(wěn)、手動等飛行模式，自動與手動無縫切換，適應(yīng)不同作業(yè)環(huán)境；

(3) 離心霧化噴灑系統(tǒng)，施藥精準(zhǔn)，避免重噴、漏噴，支持?jǐn)帱c續(xù)噴功能；

(4) 智能電池和智能充電，電池壽命使用長，安全穩(wěn)定；

(5) 整體操作簡單，上手快；堅固耐用，整機IP67防護(hù)；

(6) 在減少30% 以上的農(nóng)藥使用的同時，節(jié)約90%的水資源，保證了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、綠色環(huán)保；

(7) 作業(yè)效率高，每小時作業(yè)面積可達(dá)210畝。

作業(yè)實例

經(jīng)過大量實踐作業(yè)以及調(diào)研，簡單好用、耐摔好修、性價比高、維修成本低，是植保無人機大規(guī)模應(yīng)用的前提。

(1) 在玉米中的應(yīng)用

1) 工作參數(shù)：

藥箱容積：10L。

標(biāo)準(zhǔn)噴藥量：200～500ml/667m2(畝) 。

作業(yè)飛行高度：2.5m。

作業(yè)飛行速度：3～5m/s。

噴霧覆蓋寬度：6～8m。

作業(yè)飛行時間：10min。

作業(yè)面積：2030畝。

氣象及環(huán)境條件：風(fēng)力小于3級；溫度-10℃～40℃；無雨、雪及可見沙塵。

2) 防治實例：

利用施藥防治玉米螟，測定不同飛行參數(shù)下霧滴的沉積分布規(guī)律以及對玉米螟的防效。

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在飛行高度2.5 m，使用10%毒死蜱超低容量液劑的防治效果最好，其穗部霧滴數(shù)達(dá)到15.6個/cm2，防效高達(dá)80.7%；當(dāng)使用42%毒死蜱乳油進(jìn)行處理時僅有69.1%的防效，添加蒸發(fā)抑制劑后防效提高到75.8%；與自走式高桿噴霧機相比，無人機具有省時、省工、省水的優(yōu)點，但從防效來看，各項參數(shù)還有待進(jìn)一步優(yōu)化。

圖3 多旋翼無人機田間作業(yè)

(2) 在小麥上的應(yīng)用

1) 工作參數(shù)：

流量：200～400ml/min。

霧滴直徑：50～100μm。

幅寬：3～5m。

作業(yè)飛行速度：2～4m/s。

作業(yè)飛行高度：2.5m(田間作業(yè))。

防治效率：1～2畝/min。

2) 防治實例

采用某型多旋翼無人機進(jìn)行防治小麥病蟲害，發(fā)現(xiàn)人工背負(fù)式機動噴霧器的噴施防效略高于無人機。但無人機在病蟲害防治效率上更有優(yōu)勢，具有施藥快、便于操作、節(jié)約防治成本等優(yōu)點。

在小麥蚜蟲點片發(fā)生階段，采用小型無人直升機噴灑1.5%吡蟲啉超低容量劑200ml/667m2(畝) ，防效可達(dá)到85%～90%。

應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

(1) 敏感農(nóng)藥：抗病毒類和殺菌類農(nóng)藥在高濃度施藥過程中容易造成藥害，比如：戊唑醇、咪菌脂等，殺蟲類的農(nóng)藥已知蟲螨腈也容易造成要害，這類農(nóng)藥絕對禁止按常規(guī)施藥用量使用，建議按常規(guī)用量減量 20%～30%施用。

(2) 敏感作物：瓜菜類作物苗期對高濃度藥物比較敏感， 天鷹兄弟小編建議提前小面積試用后再進(jìn)行大面積作業(yè)

(3) 對于繁殖迭代率較高的害蟲要根據(jù)作業(yè)周期適時調(diào)整用藥方案，不能一種配方打天下，例如小麥蚜蟲飛防作業(yè)一般在預(yù)防期作業(yè)三到五天調(diào)整用藥方案采用爆發(fā)期用藥方案。

(4) 可濕性粉劑的使用技巧：植保無人機飛防作業(yè)最怕可濕性粉劑，避免可濕性粉劑與乳油制劑混合使用，增加水泵工作壓力和堵噴頭現(xiàn)象

(5) 配制飛防用藥一定要做到二次稀釋，否則容易引起原藥之間的化學(xué)反應(yīng)造成藥效不佳或結(jié)晶，甚至產(chǎn)生藥害。先將每種農(nóng)藥以 5～10 倍稀釋，然后混配在一起加水至適量后攪拌均勻。 ■