農業植保無人機發展現狀及趨勢分析

徐海剛

摘 要 無人機屬于高科技設備，合理應用在農業植保領域能夠顯著防治病蟲害，保障農作物的健康生長。積極研究農業植保無人機的實際發展情況，可以為現代農業發展提供良好支持。基于此，分析農業植保無人機的內涵，介紹了植保無人機的優勢特點，并根據農業植保無人機發展現狀，展望了無人機未來發展趨勢，為農業植保無人機的長遠發展和推廣應用提供一定借鑒。

關鍵詞 農業植保;無人機;發展趨勢

中圖分類號：S252.3 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.29.082

農業是我國經濟建設的重要基礎，糧食安全是保障經濟安全、國家安定的前提。農作物生長過程中，不可避免會受到病蟲害的影響，想要保證農作物正常發育和生長，促進糧食增產增收，需要注重采用科學合理的植保手段。農業植保領域加快提高施藥技術手段，推廣施藥裝備的機械化，可以在很大程度上增強病蟲害防治能力，更好保障糧食安全，促進農業穩定增產。農業植保無人機已經逐漸成為當前病蟲害防治的主要手段，擁有廣闊的發展前景。

1 農業植保無人機的基本情況

植保無人機還被稱為無人飛行器，是用于農林植物保護作業的無人駕駛飛機，包含噴灑機構、導航飛控以及飛行平臺，在導航飛控、地面遙控的支持下，達到噴灑作業的目的，可以面向農作物噴灑藥劑、粉劑等。農業植保無人機主要是為開展農作物病蟲害防治工作而使用的高科技設備，實際應用中可以顯著增加農作物產量，保護農作物生長環節不受到病蟲害的影響，還可以針對農藥噴射量加以精準控制，促使不同農作物都擁有合適的用藥量，避免農藥殘留[1]。

農業植保無人機實際應用過程中，顯現出較多的優勢，具體表現在以下3點。1）節約大量資源。農業植保無人機屬于高科技設備，操作人員只需要設定好相關數據，不需要加以直接操作，就可以大幅度節約人力資源，安全系數較高，避免操作人員受到農藥的傷害。2）精準施藥，避免農藥殘留。農業植保無人機可以采用自動噴灑的模式，從農作物具體種類出發，噴灑不同濃度的農藥，精準化控制好農作物需要的藥量，有效提升了農藥噴灑效率。這一手段可以有效控制好各類農作物需要的農藥量，適應農作物的生長需求，避免農藥殘留，減少損害農作物的現象，且避免浪費水資源、污染土壤的情況發生。3）擁有良好適應性。農業植保無人機可以快速適應不同的工作環境，發揮自主模式的作用，減少人力資源在崎嶇環境受到的限制。

2 農業植保無人機發展現狀

2.1 常用類型

我國對農業植保無人機的研究起始于20世紀50年代，60年代逐步研制相關設備的生產與應用，發展進程較為緩慢，隨著科研能力和研制技術的發展，農業植保無人機也取得良好的推廣效果。然而相較于國外對于農業植保無人機的應用，國內現階段應用范圍還不夠廣泛。當前國內用于農業植保的無人機，主要集中在單旋翼、多旋翼無人機方面。單旋翼無人機能夠承載大約15 kg的藥量，最高可以3.6 m·s-1的速度連續作業26～40 h，還能夠保持著自動懸停的狀態，并對農作物的具體種類、噴灑軌跡加以觀察。多旋翼無人機的載藥量可以達到5.0～8.0 L，作業速度最高能夠達到6.0 m·s-1，在載藥狀態下能夠連續飛行25 min。這類無人機運行中，能夠按照自身電量、載藥量，規劃好飛行航線，準確判斷氣象信息，實現植保作業的節能化、精準化、智能化和高效化[2]。

2.2 研究成果

國內相關專家學者深入持續研究農業植保無人機的研制和生產、應用技術，取得顯著成果，包含對口設計低空飛行、高效與均勻噴灑、低量等方面要求，調整噴嘴部分，試驗電動離心噴頭性能。在農業植保無人機實踐運用過程中，逐步改善和優化農業植保無人機的噴霧高度、霧化盤轉速以及噴嘴流量等，合理縮短作業時間，控制農藥使用量，提升病蟲害防治效果。

2.3 應用挑戰

農業植保無人機應用環節中面臨一些挑戰。1）無人機造價較高。農業植保無人機還處于開發階段，造價較高，農民使用農業植保無人機技術需要承擔高額的費用，國家在推行和實施農機補貼政策方面不夠先進和完善。2）農業植保無人機對于操作技術能力提出較高要求。高效操作農業植保無人機需要工作人員具備一定的電子科技知識和高級技術操作能力，然而現實工作中較為缺乏專業性的操作人員，操作人員不熟悉操作環節，容易導致無人機產生故障。3）操作人員培訓效果不佳。很多地區投入農業植保無人機，沒有面向操作人員開展全面系統的培訓活動，操作人員多是依靠自身理解自行操作。從事農業植保無人機工作的操作人員數量較少，且分散分布，無法接受統一的培訓，影響到無人機使用的安全性。

3 農業植保無人機的發展趨勢

農業對于國家經濟建設和社會發展都具有重要影響，合理開展農作物病蟲害防治工作，是保障農業生產建設活動順利開展的有效前提，這其中積極引進農業植保無人機，能夠起到顯著效果。在未來農業發展中，農業植保無人機擁有廣闊的發展前景。

3.1 確保無人機的穩定成熟操作

未來開發拓展、廣泛應用農業植保無人機的過程中，要能夠切實掌握這一技術的發展趨勢，發揮智能化設備的優勢和價值。保證農業植保無人機在具體應用中具有較高的操作效果，主要是保證其操作具有安全性、穩定性和成熟性。1）合理設置好農業植保無人機的移動終端平臺，使其整體功能都處在成熟、安全的狀態中，科學規劃好農業植保無人機的實際工作環節，保障無人機的正常運行，提升自主飛行效果。2）有效強化無人機的功能設置和運用。在無人機自主飛行過程中，促進無人機能夠結合自身狀況和地形情況，自行規劃好航線，發揮上升、懸停、虛擬搖桿操作等功能，提升無人機的整體應用安全性和可靠性[3]。

3.2 精準把控無人機施藥技術

提升農業植保無人機的智能化優勢，還要精準控制無人機的施藥過程。全面分析各個區域內部的農作物、氣候以及地勢情況，精準控制好農作物的施藥過程，隨時動態分析施藥環節。同時還要實時監控好噴藥的漂移、分布狀況以及霧滴沉積，借助于傳感器系統、圖像處理系統，觀察和總結農作物的生長情況，從而不斷優化農業植保無人機的開發和應用，提高農藥的利用效率，避免農藥殘留，減少污染環境的情況發生。

3.3 優化蓄電池

強化蓄電池的應用效果，更好地發揮動力作用，保證無人機的續航時間。無人機生產企業要高度重視蓄電池的性能和容量，全面結合農業植保無人機的具體應用方向和設計方案，合理優化蓄電池，控制好飛行速度，避免障礙物給無人機造成不良影響。

3.4 合理應對發展挑戰

3.4.1 發揮政府的扶持作用

政府要加大關于農業植保無人機的扶持力度。1）要給予相關生產企業科研支持，加強技術、資金以及政策方面的支持，促進生產企業持續深入開展研發活動，不斷降低無人機的成本造價。2）政府要強化政策扶持的作用，合理推廣農機補貼政策的實施，帶動農民參與到農業植保無人機的推廣和使用中。

3.4.2 加強操作人員團隊建設

保障農業植保無人機的正常運用，需要有大批高水平操作人員作為支撐。積極開展操作人員培訓工作，能夠良好提升操作人員的專業能力和實踐操作水平。1）地方政府重視無人機操作人員培訓工作，定期選派技術人員加以定向培訓，或者集中開設培訓班活動，給鄉鎮操作人員創設統一的學習機會。2）發揮無人機制造企業的指導作用。生產企業可以配備好專業性的指導技術視頻，全面細致講解無人機的具體操作流程，給操作人員提供充分的視頻指導，強化操作人員的知識應用能力。3）生產企業還可以選派專門人員進行上門講解，規范操作人員的具體行為和流程，盡可能降低無人機的故障率，延長其使用壽命。

4 結語

農業植保無人機在現代農業生產建設中具有積極影響，能夠有效提高農作物的生產效率和質量，避免農作物受到病蟲害的為害，具有良好適應性，可以節約大量資源，精準施藥，減少農藥殘留。現階段，關于農業植保無人機的研究已經取得顯著進展，也不可避免地面臨一些應用挑戰，在未來推廣應用中，要能夠全面順應農業生產發展需求，持續研發無人機，提升其整體應用水平。

參考文獻：

[1] 袁玉敏.農業植保無人機高精度定位系統研究與設計——基于GPS和GPRS[J].農機化研究，2016，38（12）：227-231.

[2] 王軍，吳修文，吳乃剛，等.農業植保無人機的發展現狀與問題思考[J].農業開發與裝備，2019（2）：84-85.

[3] 高云飛.植保無人機，或將成為推動農業植保升級的“蒸汽機”[J].中國農村科技，2016（4）：52-55.

（責任編輯：趙中正）