多旋翼無人機在農業生產病蟲害防治的作用及趨勢

馬銳

摘 要：近年來，我國加強了對多旋翼無人機技術的研究和應用，以多旋翼無人機完成農作物的植保作業在農業生產中得到了快速的應用。通過分析多旋翼無人機在農業生產植保中的作用，說明了影響無人機噴藥質量的主要因素，并總結了植保無人機技術的發展趨勢。

關鍵詞：多旋翼;無人機;農業;病蟲害防治;作用

中圖分類號：S252.3文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.10.080

農作物生長的各個階段都面臨著病蟲害的威脅，傳統的植保作業，農藥噴施多以作物中上部莖、葉、果穗為主，對作物下部和根部的防治效果不佳，在一定程度上影響了植保作業的效果。通過人工或普通植保機械作業，當水稻、小麥或玉米等作物生長到中后期時，田間行走則面臨著很大的難題，大面積的噴施作業常常伴隨著農藥的大量浪費，同時也不利于植保作業人員的身體健康。針對于農作物病蟲害防治這一問題，近年來植保無人機的使用量逐漸增加，無人機作業有效解決了傳統植保作業的弊端，其作業品質也得到了越來越多農民的認可，同時有效保證了農作物病蟲害的防治質量。

1 多旋翼無人機植保的作用

1.1 提供更好的噴灑效果

由于多旋翼植保無人機的飛行具有良好的穩定性，利用衛星定位技術能夠實現指定高度的勻速飛行，在低空或超低空飛行的情況下，通過高霧化噴頭能夠實現藥液噴霧的均勻性，有利于藥液均勻的附著于農作物的表面，并在無人機槳葉下旋風的作用下，噴霧能滲透至作物下部甚至根部，有效提升噴灑效果。

1.2 有效節約水和農藥

通過植保無人機的高霧化噴施和精準噴施能有效減少水資源和農藥的使用量，據統計植保無人機作業與人工作業相比平均可節省水資源達90%，同時能夠避免農藥浪費達35%以上。這就在良好的噴施效果上，減少了農藥對環境的危害，提高了生產的合理性。

1.3 提高了植保作業的安全性

植保無人機的噴藥作業通過操作者的遠程遙控進行，且具有良好的自動化程度，不需要操作人員的復雜操作，不僅有效降低了農藥噴施的生產成本，更避免了工作人員與農藥的直接接觸，降低了操作人員在工作過程中受到的傷害。

1.4 提高了植保機具的適應能力

多旋翼植保無人機能夠實現原地垂直起降，能夠有效解決地面植保機械部分地形難以作業的問題。植保無人機不受地面情況限制，對于山區、水田等耕地也能可靠的完成植保作業。多旋翼植保無人機能夠良好的完成水稻、小麥等作物生長中后期的植保要求，能夠彌補高稈作物機械化植保困難的問題。

2 影響噴藥質量的主要因素

2.1 霧滴直徑影響

根據植保噴頭技術的不同，能夠實現噴出霧滴的直徑也各不相同，直徑小的霧滴能夠保證更好的噴施均勻性，有利于實現對農作物更廣泛的覆蓋，但是小霧滴也因質量輕，在空氣中懸浮時間長，容易出現漂移等問題。直徑較大的霧滴噴出后下降速度更快，更能抵抗空氣流通的漂移影響，但是噴施均勻性相對不足。

2.2 空氣流動影響

自然界的空氣流動是不可避免的，風的形成會使霧滴發生一定的水平移動，導致霧滴偏離原有的植保位置，空氣流動的速度通常與霧滴的漂移程度成直接的關系，也就是風力越大，霧滴漂移越嚴重，導致植保作業的實際效果降低。

2.3 溫濕度條件影響

溫濕度條件也會對植保無人機噴施農藥后的作業質量產生直觀的影響，噴頭噴出的霧滴在沉降過程中，若處于低濕和高溫的自然環境就會加快霧滴的蒸發速度，高溫環境也會使農藥產生一定的揮發導致霧滴直徑迅速變小而懸浮在空氣中，容易產生漂移問題。

2.4 飛行參數影響

植保作業的飛行關鍵參數主要包括了飛行高度和飛行速度兩方面，實踐證明無人機噴出霧滴的漂移量會隨著高度的降低和作業速度的減小而減少，若無人機作業時的飛行高度過高、飛行速度過快，會造成下方的下旋氣流減弱，同時側風會造成更大影響，導致更多的霧滴發生漂移。

3 植保無人機技術的發展趨勢

3.1 建立完善的行業標準

要實現植保無人機合理規范的應用，必須以完善的行業標準為依托，明確植保無人機的應用范圍，合理作業高度和速度，以及維修保養相關要求等事項。同時，植保無人機作業過程中對于農藥的使用也缺乏相關規定，行業標準應明確適合植保無人機作業的藥劑種類、單位面積農藥使用量，以及適宜的作業條件等，以避免使用過程中出現意想不到的問題。

3.2 建立合理的推廣模式

盡管近年來農用無人機的生產企業對產品做了大量的升級，但對于無人機植保技術的推廣，單靠生產廠家是遠遠不夠的，要達到無人機植保技術的廣泛應用還必須依靠政府支持與市場配合。在無人機植保技術推向市場后，僅有河南省和湖南省將植保無人機納入了農機補貼范疇，因此從農機推廣的角度講，應積極爭取國家和地方政策支持，并適時開展無人機植保技術示范，為無人機植保技術的推廣使用打下更好的基礎。

3.3 加強關鍵技術的研究力度

現階段的植保無人機技術還處于起步和研究階段，很多植保無人機產品在技術和功能上還缺乏市場的考驗和改進優化過程，且在電池技術、噴頭技術、精確噴施等方面與國際先進水品還存在明顯差距，無人機的智能控制技術和作業系統也亟需提升和完善。因此，未來無人機植保的研究仍將以科研機構和先進企業為主體，重視攻堅克難，加快無人機技術的產業化發展。

（03）