植保無人飛機應用于丘陵山區適用性分析

蘭朝美

（云南省文山壯族苗族自治州農業機械技術推廣站，云南 文山 663099）

引言

植保無人飛機，是應用于農林植物保護作業的無人駕駛飛機，通過地面遙控或導航飛控，來實現噴灑作業等工作。近年來，在我國的飛速發展，已為我國農林業生產帶來了許多便捷，有效減少了人工勞動力投入，尤其在丘陵山區地區，交通不便，人煙稀少，普通地面機械難以進入作業，導致土地利用率低，產值也較少，植保無人機航空作業可以很好有效地解決這個問題。因此研究植保無人飛機植保作業裝備和技術以及服務體系具有十分重要的意義。

1.植保無人機的發展

1.1 國內發展現狀

近年來，隨著中國航空業以及農業的飛速發展，以有人駕駛固定翼飛機和直升機為主，在地勢平坦、農業發展規模化的地區得到普遍應用，而在地理條件受限制丘陵地區，農、林植保作業能以用大型飛機作業，而小型植保無人飛機能有效彌補這一缺點。隨著遙感技術、衛星定位技術的發展，植保無人飛機雖然起步晚，仍處于初級階段，但有良好的發展空間好發展優勢。目前，植保無人機也如雨后春筍般發展起來，已經形成了研發、生產、銷售、服務的完整的生產鏈，而各大高校，研究科研機構也互相合作，逐步形成穩定的科研、生產、應用及服務體系一系列的產業。

1.2 國外發展現狀

從世界范圍來看，農業航空較發達的國家主要有：美國、俄羅斯、加拿大、澳大利亞、日本、韓國、巴西等國家。美國是農業航空技術最成熟的國家之一，已經形成了比較完整的體系，美國的農業航空業對農業的貢獻率也很高。而日本由于地形地貌的原因，不適合人駕駛飛機作業，所以大力發展無人機，同時日本也是最早將微型機應用于農藥噴灑的國家之一。農業航空技術逐漸成為了各個國家農業生產的重要組成部分，甚至在一些國家占據了主要地位，植保無人機技術在農業生產中的應用比重不斷加大。

2.丘陵山區的特點

由于丘陵山區地貌復雜，農業機械設備的應用受到了很大的限制，機械裝備可供選擇方案少，當地農民并沒有遵守因地制宜的規律，因此農業和機械技術失衡。同時，丘陵山區地區種植面積零散，地域極具當地特點，農作物生長程度，作業方式，以及前茬作物秸稈的長短，都對植保無人機的適用性都產生極大的影響。

3 丘陵山區植保無人機發展優勢

3.1 高效率低成本

植保無人機每分鐘可以完成1-2 畝的農藥噴灑作業，是人工30-60 倍。由于植保無人機采用超低量噴霧噴灑方式，在植保飛防作業中使用了專用飛防助劑，飛防作業高度低、飄移少，噴灑農藥時旋翼產生的向下氣流有助于增加物流對農作物的穿透性。用藥用水方面；人工作業畝用藥液約30L 以上，植保飛防畝用藥液1L 左右，可以減少30%左右的農藥使用量，節藥環保效果明顯。

3.2 仿地形飛行作業優勢突顯

丘陵山區，地形復雜，無人機可借助雷達系統，在高低起伏的地形和高矮不一的農作物、果樹等進行作業時，讓噴藥點到作物的距離保持一致，避免了多噴或漏噴。對高稈、藤類、樹木等作物，人工和其他機械設備在地面施藥困難或無法施藥的高度，植保無人機的高空作業就不受高度影響。

仿地形作業示意圖

3.3 可以夜間作業

植保藥物通過液體附著在植物表面，白天溫度高太陽直射液體易蒸發，其作業效果遠不如夜間低溫作業，人工夜間作業困難，而植保無人機飛防不受限制。

3.4 可以實現精準作業

植保無人機利用衛星及其他模式有自主導航、智能導航和仿地形飛行功能，有強大的后臺網絡管理系統支持，可對植保無人機的作業進行智能管控。

3.5 可以實現群防群控

對于區域爆發性病蟲害，采取預警級別響應，植保無人機飛防可實現群防群控集中防治，迅速消滅區域性病蟲害。對大規模性爆發的病蟲害統仿統治中發揮重要作用。例如蝗蟲、草地貪夜蛾、稻飛虱、粘蟲等。

3.6 農林業用途廣泛

植保無人飛機目前廣泛用于農作物和森林的病蟲害防治，隨著發展需求和科研不斷深入，無人飛機應用領域迅速擴大， 農業方面的外來植物入侵、農業監測、農業大數據、農作物施肥、農業播種等方面都有應用突破；在林業方面還可用于森林防護、監測等。

4.安全性可靠性分析

智能飛控；植保無人飛機作業前，可通過測繪系統將要作業的地形、面積、邊界以及地塊中的障礙物等數據導入作業主機，無人飛機便可根據作業參數設定安全合理的作業路線，并按設定路線進行植保作業；其自動避讓障礙物、邊界識別、斷電記憶、自動返航等功能，有效降低了墜機等安全事故發生率。其次，植保飛防實現了人和藥的分離，通過地面遙控或GPS 飛控操作，噴灑作業人員遠距離操作，避免暴露于農藥下的危險，保證了農業工作人員的人身安全。最后，隨著植保無人飛機的發展壯大，服務體系中保險投保服務，也對植保無人飛機的發展起到規避風險的作業。

5.政策支持

由于植保無人飛機在農業生產方面的廣泛應用，發揮著重要作用，2019 年，納入國家農機購置補貼目錄，對從事農業生產或植保作業的經營組織、專業合作社購置植保無人飛機實施購置補貼，補貼金額為1.6 萬元/臺。在購置補貼政策的帶動下，刺激了生產和消費，植保無人飛機的數量迅速上升。同時一些地區根據農業發展特點，還實施植保無人飛機作業補貼。對植保無人飛機的人才隊伍建設也有不同方式的政策支持。這將有效推動了植保無人飛機的生產、科研、應用、人才隊伍建設和服務體系建設。

6.結語

目前國家正在大力發展信息農業，科技農業，并對土地集約化，而植保無人機就順應了這個潮流，在實際應用中獲得了良好的效果，我國也出臺了一些法律法規為植保無人機更大面積的飛防作業提供了更廣闊的空間。推進農業機械向自動化、智能化，現代化方向發展。