農業無人機在柑橘植保作業中的問題及對策探討

孫 奇 黃海生 李楊秀

（廣西農業職業技術大學，廣西 南寧 530007）

前言

隨著科技的發展，農業的生產方式也在不斷發生改變，農業機械化、化學化、溫室技術、水肥一體化技術等都促進了農業的長足發展。在當前智能化時代，農業物聯網、智能農機、無人機植保等逐漸發揮重要作用，其中無人機技術作為一門新興技術受到了人們的關注，農業無人機已經充分在遙感監測、精準植保、種子撒播和授粉等多個方面進行了廣泛的應用，將無人機與現代農業進行有效結合可以有效提高農業的生產效率，無人機目前在農業中最廣泛的應用就是植保作業。筆者結合農業無人機在柑橘生產上應用的情況，對植保作業中的問題及策略進行探討。

1.農業無人機應用的意義

農業無人機作為一種新的農業生產技術方式，不僅可以有效提高生產效率，更重要的是借助無人機作業的方式進行農田管理可以減少用藥用水量，還可以提高生產環節中對農藥以及化肥的利用率，減少農藥化肥對環境造成的不良影響。另外，隨著我國農村人口老齡化的問題越來越嚴重，借助農業無人機在農村的推廣能夠有效保障農村農田的種植率，對于保障我國的糧食安全有重要意義。

2.農業無人機在柑橘生產上的應用情況

2.1 無人機在柑橘病蟲害防治上的應用

柑橘是廣西水果產業的第一大水果，至2021年廣西柑橘種植面積已達到53萬hm2，產量也達到1100萬噸，產業規模位居全國第一。

隨著產業的快速發展，柑橘生產管理和病蟲害防治體量增大，勞動強度增大，應用無人機進行柑橘病蟲害防治成為柑橘生產上最常用的手段之一，并且具有良好的效果。紅蜘蛛是柑橘上重要的害蟲之一，具有發生量大、危害期長、抗藥性強等特點，用無人機防治紅蜘蛛是最常見的，試驗結果表明應用在紅蜘蛛防治上，防效達到89.13%;在柑橘園實施柑橘木虱與潛葉蛾的UAV防控試驗中，無人機防控與人工噴霧作業相比，防治效果等同，但效率、總成本、施藥量分別是人工噴霧的45倍、63.3%和10%；湖北省宜昌市夷陵區也使用無人機噴藥進行柑桔大實蠅綠色防控。

2.2 無人機在柑橘病蟲害預防上的應用

無人機結合遙感傳感器技術、遙測遙控技術，一方面通過檢測柑橘園動態捕捉到害蟲的數量和遷移路徑，形成監測數據反饋給操作人員，另一方面還可以使用無人機高光譜遙感監測排查柑橘黃龍病植株，結果表明這些方法可大大減少病害排查工作量和勞動力。無人機的這項應用可大大提高果園管理效率和政府防控病情力度，便于及時采用應對策略做好植保工作。

2.3 無人機在柑橘生長狀況監測上的應用

無人機技術還能對柑橘的果實、根部、莖葉等進行顏色性狀的觀察監控，對種植區域雜草，土壤的濕潤程度等進行智能計算分析，為農業生產活動提供依據。用無人機遙感技術進行柑橘高空場景分類、低空柑橘植株檢測和近距離柑橘果實計數，智能識別柑橘果實，通過回歸分析獲得的糾正預測值方程和產量估算方程，能夠對柑橘果實總量進行估算，克服了產量統計工作的局限性，可以實時獲得種植地的預產值，幫助管理人員合理制定銷售方案。

2.4 無人機在柑橘生產上的其他應用

柑橘的夏梢生長量過大會影響坐果與果實的發育，應用無人機噴灑適量控梢劑，做到梢不枯不焦，降低人工抹梢的成本，提高效率。柑橘大多數品種都具有多花多果的特點，通過疏花疏果可以保證果實穩產，提高質量。在盛花期應用無人機低空飛行，通過風力減少花量，解決疏花疏果工作量大的問題。同時，對于進行生態栽培或者有機栽培的柑橘園區，可以憑借無人機精準的導航和飛行控制系統，低空離地投放赤眼蜂作業進行蟲害的防治，達到安全生產的要求。

3.農業無人機柑橘產業上應用的優勢

3.1 柑橘病蟲害防治作業效率越來越高

柑橘類果樹由于枝葉繁多，易滋生病蟲害，因此生產上病蟲害預防種類多，防治的次數多，相對其他果樹用藥次數較多，同時多數柑橘種植在地形崎嶇不平的山坡、丘陵地，這些都增加了病蟲害防治的難度和工作量。農業無人機最突出的優勢就是可以克服以上困難，同時較人工作業方式效率更高。農業無人機廠家針對南方等山地果園地區通過研發減少載重來增加無人機的續航，設置自動避障來增加無人機的機動性，農業無人機施藥的效果和效益大大提高。

3.2 柑橘應用作業場景越來越豐富

我國農業無人機最早是在平地進行推廣，無人機沒有辦法隨著地勢的高低改變自身的高度。隨著農業無人機有了仿地功能，無人機開始能夠適應坡地作業，極大地拓寬了無人機的應用場景，現在農業無人機又發展出了避障功能，這些改進極大地提高了無人機的作業效率，減少了無人機故障。如今在柑橘種植管理上，無人機不僅僅應用于病蟲害的防治，也還應用在種植面積統計、產量預測、病害預測、自然災害統計，目前科研人員又將無人機應用到花期授粉、疏花，坐果期疏果，蟲期投放綠色生防昆蟲等方面。

3.3 作業越來越生態環保

與崩塌災害比較，防治滑坡災害更復雜一些，需要在探明項目地質條件的前提下，對其穩固性與危害性深層研究，找出滑坡影響相互之間的關系以及相關原因，在綜合思考中全面規劃，才能對滑坡災害實現針對性防治。做好滑坡問題的方式工作，必須堅持預防為主、防治結合的基本準則。首先全面細致地掌握好導致滑坡問題出現的因素，然后結合具體的問題所在針對性地制定有效的防治策略。主要通過下述兩點舉措強化防治。首先做好地表水以及地下水的控制工作，采取這樣的策略使得水對土質坡體所帶來的威脅有效減輕甚至消除。真正實現防止滑坡問題產生的目的，就一定要把水對于邊坡土體帶來的侵害作用完全消除掉，主要做法是有效控制滑坡區外圍的地表水，防止地表水直接流入到滑坡區域內部，在邊界修筑截水溝，達到對地表水有效截流的目的。此外，還可以在滑坡區內部做好排水溝的修筑工作，從而達到有效排除區域內的地表水，盡可能地減少對邊坡所帶來的威脅的目的。通過進一步增強土質環境的抗滑能力的舉措來達到行之有效的防止滑坡的目的，其中邊坡加固、削坡減載等等是當前比較常用且收效顯著的技術策略。邊坡加固方法在具體工程中應用廣泛，基本方式為預應力錨固結、鋼混抗滑樁擋土墻、邊坡柔性防護技術、灌漿電化學加固法等等，當然實際應用過程中，具體哪種方法最為合適，還需要結合工程建設實際靈活選擇，考慮土體情況做出綜合判斷。

3.4 地表變形的防治

地表變形的防治方法包括填堵法、灌漿法以及強夯法，具體方法同樣結合工程實際來靈活選擇，從而達到對巖土加固的目的，實現地表變形防治的目標。

4.農業無人機在柑橘作業中存在的問題

4.1 地勢較為復雜作業難度較高

無人機作業的過程中為了保障作業效果，需要柑橘樹的作業高度相對一致，廣西、湖南、湖北、四川等南方省份是我國重要的柑橘種植區，但這些地方的柑橘種植區大都以山地為主，柑橘依山而種，高度隨地勢變化，極大地增高了無人機的作業難度。另外，部分地區由于柑橘種植年限不同，柑橘的長勢也不同，這也給無人機進行作業時增加了難度。

4.2 病害較為復雜作業效果無法保障

柑橘類果樹枝葉較為茂盛，而且常見的紅蜘蛛、蚜蟲等蟲害大都在葉子背面，無人機作業時是通過上方給藥，這種模式導致葉子背面的病蟲沒有辦法得到有效地處置。再加上種植戶對農藥認識不充分，存在過量用藥的情況，使得部分地區的病蟲害出現了較強的抗藥性，給防治工作帶來了極大的困難。同時近幾年才興起的無人機植保行業缺乏全面的用藥指導，部分農藥在生產過程中只考慮到了傳統的人工噴灑的情況缺乏對無人機施藥的考量，使得無人機用藥難以精準控制。根據傳統的人工噴灑的配比進行作業，不僅無法發揮出無人機作業的優勢，還影響到作業效果。

4.3 無人機飛手水平層次不齊

隨著我國農業無人機的廣泛應用，越來越多的人開始加入到農業無人機行業當中，尤其是很多傳統的農業從業人員開始加入了無人機飛手的行列，這個過程出現了部分無人機飛手培訓不到位的情況。部分無人機飛手培訓時間不長，缺乏飛控設備安裝、調試、保養和維修經驗，也缺乏足夠的安全意識，而農業無人機載重大動力強，一旦發生事故就有可能危害到飛手以及作業區域內人員的安全。

4.4 部分無人機售后體系不完善

農業無人機工作環境較為復雜，而且無人機中有很多精密儀器，這使得其在作業過程中極易出現故障。在柑橘作業過程中，無人機距離地面較高，一旦出現故障就有可能導致無人機多部位損壞，而大部分從事農業無人機的人員都缺乏相應的維修能力，這使得農業無人機的售后成為了影響其發展的一個重要因素。柑橘種植管理季節性較強，如果在使用無人機過程中需要耗費大量的時間用于設備的維修，一旦錯過季節就會直接影響到柑橘的產量。

5.農業無人機應用于柑橘作業的有效策略

5.1 提高無人機對柑橘作業場景的適應性能

柑橘種植區大都地形復雜，而且部分種植區由于柑橘種植時間不同，出現柑橘成長參差不齊的情況，有的柑橘種植區有大量的電線桿、斜拉線等干擾因素，給無人機在柑橘種植區的作業帶來了極大的困難。針對柑橘種植區地勢復雜的情況，可以通過提高無人機的仿地能力來更好地適應柑橘種植區的地勢變化；針對柑橘長勢參差不齊的問題，可以調節無人機到每一株柑橘的高度定點作業，提高作業效果；針對柑橘病蟲害存在葉子背面的情況，可以通過控制無人機作業過程中的下壓風場，來實現作業過程中對柑橘葉子的翻轉，以有效提高作業效果。近年來避障雷達技術也開始在無人機上進行應用，通過試驗表明其對電線桿等較大障礙物有很好的識別效果，能有效提高無人機在復雜區域的作業能力。

5.2 制定更加完善的飛手培訓規范

針對飛手水平參差不齊的問題，要加強對無人機飛手培訓相關內容的規定，通過行業規范來引導各大公司對無人機飛手的培訓工作。還可以提高無人機性能，對飛控以及控制系統的優化，降低無人機的操作難度，這種方式不僅可以有效提高無人機飛行的安全性還可以有效提高對無人機的推廣工作。目前在農業無人機公司提出的智能飛行的方案下，用戶可以通過手機App直接規劃無人機作業路徑，實現對無人機的有效控制，不僅提高了無人機工作效率，還降低了無人機的使用門檻。當下我國農業無人機行業處于發展過程中，很多規范都有待完善，很多方案也值得一試，研發完善的自主飛行方案能夠幫助飛手更好地開展柑橘的作業。

5.3 結合柑橘的特點制定有針對性的治理方案

對柑橘無人機作業過程中，農藥的選擇在很大程度上會影響到作業效果，因此為了提高無人機的作業效果，需要結合柑橘的特點推出專業性的飛防藥劑。在這個過程中農藥企業要積極與無人機企業以及柑橘種植大戶進行溝通，通過全面的試驗來推出自己的飛防產品。無人機作業過程中，單純地提高農藥的濃度以增加農藥在作物表面附著性有一定的安全風險，新的研究方向是在減少用藥量的前提下提高用藥效果，解決飛防添加劑成本較高的問題，也是目前解決成本和防治效果相對優秀的解決方案。

5.4 加強對農業無人機行業的監管

當下國內較大的農業無人機廠家都推出了自己的售后解決方案，其售后方案為兩種模式，一種是由企業自身承擔售后工作，這種模式成本較高，但可以有效保障售后質量，而且通過售后可以有效收集用戶需求，幫助企業更好地改善產品；另一種是由企業委托給第三方進行售后，這種模式可以極大地減少企業在售后的投入，但售后的質量無法得到保障。目前我國的農業無人機還處于發展階段，督促各無人機企業完善自主的售后模式體系，能夠更好地幫助企業提高產品的性能，縮短產品的售后時間，提高農業無人機的生產效率。

6.結束語

綜上所述，當下農業無人機在柑橘植保作業中仍存在作業環境復雜、專業人員技術待加強以及產品售后不健全等問題，但無人機技術在柑橘植保中的應用優勢眾多，可拓展應用的范圍廣闊，想要使植保無人機在柑橘植保作業中應用更為安全、有效，必須對現存的問題依據解決措施進行完善與改正，推動植保無人機產業化的發展。