農用植保無人機在水稻主要病蟲害防治中的應用

倪紹山，周允龍

（宿遷市宿豫區新莊鎮農村工作局，江蘇 宿遷 223853）

我國人多地少，尤其在南方地區，水稻種植主要是小型農田，相對比較分散，因此水稻病蟲害防治主要依賴于人工噴灑農藥，效率低且不安全。植保無人機是專門用于農藥噴灑的遙控小飛機，在操作人員的遙控下，可以智能地完成農藥噴灑的任務，提高了水稻病蟲害防治的工作效率。

1 在水稻病蟲害防治中植保無人機的應用價值

1.1 藥物噴灑均勻

近年來，科學技術在農業生產領域的廣泛應用提升了我國農業生產的機械化水平。目前，我國大部分地區的水稻收割和插秧已經基本實現了全程機械化，但是面對普遍存在的水稻病蟲害問題，基本上還是依賴于人工噴灑農藥。人工操作噴灑農藥無法保障噴灑均勻，對病蟲害防治的效果欠佳。植保無人機噴灑可以通過設置相關參數控制噴灑區域及濃度，進而大大提升農藥噴灑的均勻度。

1.2 提高安全性

我國的大部分水稻田都呈現出雜亂不規則的分布特點，因此對于所使用的機械要求較高。無法應用大規模機械，傳統方式下只能通過人工手動噴灑農藥。但是人工噴灑需要行走在水田中間，不僅會刮傷水稻的葉片，而且深陷淤泥十分難行，還曾多次出現過噴灑人員中毒的情況，危險性高。

植保無人機體型小巧，操作人員只需要在旁邊遙控操作就可以了，不需要與農藥直接接觸，一定程度上保證了人員的身體不受傷害。常用的植保無人機如多旋翼無人機，只需要設置2～3m2的起降點，工作期間可以在水稻田間靈活穿行，不會對水稻造成傷害，也不受地形的制約。在這種遠程控制下進行水稻病蟲害藥劑噴灑，即使發生突發情況，也只是需要進行無人機的維修，而不會威脅到現場的操作人員，有效提升了操作的安全性。

1.3 提高防治效率

除了多旋翼植保無人機以外，常見的還有單旋翼植保無人機。相較于單旋翼植保無人機，多旋翼植保無人機在藥劑噴灑時，可以在飛機下方形成旋轉氣流，在風力搖晃水稻的同時噴灑農藥，可以讓藥液可以更加均勻地落在水稻的莖葉和根部。另外，多旋翼植保無人機采用的是超細霧狀噴灑，可以在水稻表面形成農藥薄膜，從而更好地實現水稻病蟲害的防治效果[1]。在水稻病蟲害防治工作中，時機很重要。在對水稻的整體狀況進行研究之后，一定要在最佳時機進行農藥的噴灑，才能達到最佳防治效果。整片種植區域進行農藥噴灑是一項強度較大的勞動，人工作業常常無法做到迅速，噴灑效率低下。將植保無人機廣泛應用于水稻的病蟲害防治工作，通過空中作業的機械化手段使農藥噴灑效率大大提升，進一步推動了水稻生產機械化。數據顯示，無人機的農藥噴灑效率是人工的30倍以上，可見在農業生產中大力推行無人機勢在必行。

2 在水稻病蟲害防治中推廣植保無人機的阻礙

2.1 缺乏專業技術人才

植保無人機是最近幾年才開始在水稻種植中推廣使用的，因為技術相對來說并沒有達到成熟，當前仍在不斷更新。在水稻病蟲害防治應用過程中，因操作不當導致最終噴灑效果不及預期的情況十分常見。主要是因為水稻種植人員大多數文化程度有限，盡管植保無人機的生產廠家會給購買人員進行講解和演示，但往往會忽略實際使用中出現的各種問題。農用植保無人機對操作人員的技術要求比較高，不僅要了解機器的操作流程，還要通過分析當地的自然環境，對無人機的飛行高度、速度和藥劑配置等進行相應調整。植保無人機價格較高，因此很多小型水稻田的農戶不會自行購買，而是通過租賃的方式。但是由于專業技術人員短缺，一般要提前1個月左右就要開始預約，而預約時間稍晚就可能導致藥物噴灑時間錯過最佳防治時間。這樣不僅沒有達到病蟲害防治的目的，還造成了藥劑的浪費。

2.2 植保無人機使用效率偏低

目前，導致植保無人機的使用效率偏低主要有兩方面原因：第一，植保無人機自身功能設置不規范。因為當前我國的植保無人機研發生產都還處于初級階段，對于產品的功能標準并沒有設立統一的管理機構，因此當下市面上的植保無人機產品功能參數五花八門。第二，操作人員的技術不規范。大面積農田的種植人員在購買植保無人機時，一般都會由生產廠家的技術工作人員進行專業的指導和演示。但是，由于植保無人機的功能設置都沒有形成統一的管理規范，因此在機器實際使用期間遇到各種突發情況，都需要與原廠家聯系。遠程指導雖然方便，但是效果并不理想。無人機的技術要求也比較高，農戶受文化水平的制約，對于一些較為復雜的問題，還是需要專家進行現場的指導。在聯系廠家和在等待廠家派遣的專業人員到達的過程中，可能會影響水稻病蟲害的防治。因此想要提升植保無人機的使用效率，操作技術問題必須盡快解決。

2.3 無人機專用藥劑配制問題

與傳統人工噴灑農藥不同，植保無人機需要配制專門的機用藥劑。因此缺乏精準的藥液配制技術，使植保無人機在水稻病蟲害防治中無法迅速推廣。目前市面上并沒有無人機專用藥劑的售賣，因此，無人機藥劑需要自行對原本的農藥進行濃度調整配制。無人機使用的藥劑濃度要稍高于人工噴灑，這對藥劑配比的精準度要求較高。廠家側重于無人機的研發生產，并沒有匹配適用藥劑，也沒有明確專用藥劑的統一標準是什么。如果藥劑配制出現問題，那么就有可能導致噴灑故障或者病蟲害無法盡數消滅的情況，影響水稻的產量和質量。因此，無法提升專用藥劑調配技術水平，就沒辦法充分發揮植保無人機的作用，使水稻病蟲害的防治效果大打折扣。

3 在水稻病蟲害防治中植保無人機的應用策略

3.1 加強專業技術人才的培養

相關部門應加大政策扶持力度。對于專業技術人才的培養，需要相關部門的鼓勵和扶持。目前我國的科技水平還達不到發達的程度，因此上升空間大，產品的更新速度快。大部分從事農業生產的工作人員很少有時間去研究科技產品，因此，在技術更新方面會比較落后。當地的有關部門應發揮其職能作用，通過出臺相關政策扶持將最新的技術產品推廣到農業生產中，做好基層種植人員與科學技術的紐帶工作。

開設植保無人機技術培訓課程。無人機的價格并不低，因此大部分的無人機購買者都是當地的種植大戶。而無人機的技術操作，這些農戶都必須要從零開始學起。目前，市場上沒有專業的技術培訓老師，無人機的技術指導一般是廠家派遣的工作人員，這些工作人員基本上沒有水稻種植和藥劑調配方面的知識。因此，當地農業農村部門應開設專業無人機培訓課程，加強無人機操作人員專業技術能力。課程主要分為三個部分：第一，理論學習。要開設植保無人機的技術知識課程和農作物生產和病蟲害藥劑的理論知識課程。第二，模擬加實踐。要通過模擬訓練讓參訓學員復習和鞏固理論知識，通過實踐來發現問題并解決問題。第三，故障維修。要學員充分認識無人機的基本機構，并對于常見的小問題，能夠自行維修，懂得簡單的日常保養方法。

讓農業應用科技走進校園。高校在農業教育課程中，應做好相關機械技術的同步更新。目前校園是我國人才培養的聚集地，很多高校開設了農業的專業課程，培養專業的農業種植人才。但是，很多課程缺乏創新，需要加強技術指導，讓學生了解到當前最前沿的科技手段。與此同時，加強思想教育，號召高校人才走出校園走進田園，將所學的知識技能可以在實踐中進行充分運用。做到人盡其才，物盡其用，發揮出專業院校在專業技術人才培養方面的特殊優勢。

3.2 注重無人機操作規范

當下，植保無人機管理制度和使用規則的缺失是導致無人機推廣困難的原因之一。但由于我國在農業領域實際運用農用植保無人機的時間不久，沒有形成相關法律法規體系，因此，相關部門應重視起對植保無人機的規范管理，盡快編寫相關制度規程。

在編寫植保無人機操作規程時要注意以下幾點：第一，購買植保無人機的產品檢查流程。通過對簡單的外觀和基本功能的檢查確保產品完整后，對產品進行試飛，確保產品的質量。第二，植保無人機的使用功能設置制定統一的要求。比如，市面上的植保無人機被廣泛用于水稻病蟲害的防治，在噴灑農藥時偶爾會出現突發情況導致噴灑中斷。但是由于部分廠家生產的植保無人機沒有斷點巡航功能，因此，重新噴灑時就找不到之前的中斷地點。無論是重復噴灑農藥還是漏噴對于水稻的病蟲害防治都十分不利。因此，無人機管理部門應通過相應條例要求合格的無人機必須具備這一功能。第三，植保無人機作業前后的檢查流程。作業前檢查為確保機器能夠正常運行，如果發現有小故障，直接進行維護就可以了。但如果發現不及時，導致無人機作業時掉落就可能造成較大的經濟損失。作業后檢查可同樣十分必要，如果在本次飛行中有造成任何機器的損壞，都可以第一時間察覺，有助于延長無人機的使用壽命。第四，制定對植保無人機操作人員要求。在對植保無人機購買人員做技術指導和演示之后，還應對其進行無人機操作的考核，檢驗確認其有能力自行操作才行。在植保無人機的使用過程中，因操縱失誤導致的經濟損失還是比較大的，因此這部分需要相關部門重視起來。第五，植保無人機飛行作業規范化。植保無人機在進行農藥噴灑的過程中，噴藥效果與當天的天氣情況和地勢地形有著密切的聯系。進行無人機作業時，要注意最好天氣晴朗，風力級別不能太高以免對無人機造成損壞。還需要注意的是安全的作業環境，在無人機飛行范圍內避免有居民、高壓線和防護林等[2]。

調查發現，目前市面上的無人機產品還有功能有待改進，主要有三點：一是要改善無人機的散熱性，二是控制無人機的穩定性，三是要優化無人機的功能。比如通過安裝高清攝像頭，對噴灑農藥時的圖像進行記錄，為產品迭代更新積累數據資料。用載波相位差分技術代替GPS定位，可以降低周邊環境對信號的干擾，減少因無法精準定位導致的噴灑范圍不準確的情況。精準定位可以促進水稻病蟲害防治達到預期效果，為水稻生產營造健康安全的環境。

3.3 加強無人機專用藥劑研發

近年來，市面上涌現出越來越多的無人機研發機構的生產廠家，一定程度上推動著無人機在水稻病蟲害防治方面的廣泛應用。若是只有技術研發升級，配套產品跟不上發展腳步也是不行的。因此，當下需要加大無人機專用藥劑的研發投入。我國很多地區已經成立了專門的研發中心，這對于農藥的減施增效和推動無人機技術的進一步升級都有著重要意義。

在藥劑研發時需要先進行現有藥劑實際藥效的綜合分析。先要對當地水稻種植常見的病蟲害進行監測，接下來分析不同病蟲害的威脅并研究如何預防。比如，稻象甲幼蟲多發于水稻根部導致水稻根部損壞，稻縱卷葉螟主要傷害的是水稻的葉片，二化螟則多發于水稻葉鞘和莖部等。再對相同環境中的水稻田進行不同藥劑的噴灑，并記錄效果，對比數據。一般情況下，水劑、懸浮劑和乳油等更加適用于無人機噴灑，具體還要結合當地的自然條件配制最適合當地水稻種植的藥劑。還需要注意的是藥劑一定要達到環保的要求，在保證達到防治水稻病蟲害的基礎上，不會影響到生態環境[3]。

基于無人機技術的不斷進步，無人機產品更新速度較快，市面上的專用藥劑嚴重缺乏，這就要求研發人員在調制藥劑時，一定要對不同類型無人機進行實際效果的試驗比對。努力研制出實用性強、毒性低且藥效持久的專用藥劑。藥劑研發中心可以聯合當地相關部門建立納米農藥技術示范區，通過研制并投入試驗的具體情況進行藥劑配制的優化升級。

3.4 加大植保無人機推廣力度

傳統的水稻生產方式中，主要依賴于人工操作來完成水稻生產管理各個階段的工作，不僅效率低下，而且勞動強度大。如今植保無人機的使用推動農業生產已經開始進入到全流程機械化和科技化的新階段，實現了在解放人力的同時還能提升生產效率。大力提升植保無人機在農業生產區域的知名度，可以從兩方面入手：

一方面，要增加對農戶進行植保無人機的宣傳演示，借助多媒體軟件拍攝并制作植保無人機的作業視頻，利用網絡平臺和微信群進行轉發。還可以邀請植保無人機的生產廠家到水稻種植區進行現場演示噴灑農藥，并與傳統方式下人工噴灑農藥的效果對比講解，讓農戶了解到植保無人機的優勢。

另一方面，植保無人機的購置成本較高，而且之后的維護保養也需要一定的成本投入，因此，政府應對機械購置給予補貼。對于大面積種植農戶來說，直接購買無人機比較方便，因此政府應直接補貼購置費用，并聯系廠商的技術人員給予充分的售后服務。對于小農田種植戶來講，購置昂貴的植保無人機意義不大。政府可以扶持成立植保無人機的租賃機構，為小型農田用戶提供租賃無人機和操作噴灑農藥一條龍服務。

4 結論

綜上所述，中國作為人口大國，糧食需求量大，保證大米的供應量對國家的糧食安全至關重要。水稻的病蟲害防治工作一直以來都是一個難點，對水稻的健康生長是極大的威脅。通過植保無人機來完成水稻病蟲害防治可以有效地解決傳統生產方式中的各種問題，對于提升水稻的產量和質量有著明顯成效。