新時期植保機械無人機應用討論

郭俊偉

（福建省三明市三元區農業農村局，福建 三明 365001）

在農業生產中，農業病蟲害的防治工作是農作物生長過程重要的工作環節。有效防治農業病蟲害可使農業生產實現高產高質，促進農業經濟健康持續發展。植保機械無人機的問世，讓農民在進行植保作業時發現新的發展良機。在農業生產作業中，對植保機械無人機進行深入的研究，有助于農民將其使用價值充分發揮。無人機體積小，可在不同作物間靈活運用，農民在使用過程中可充分利用此優勢，進行高精準的作業，將無人機在植保領域中關鍵地位予以展現。

1 新時期植保機械無人機應用現狀

隨著新時期的到來，農業現代化腳步不斷加快，植保機械無人機從問世到被人們廣泛使用，只經歷了約百來年的時間，發展速度很快。在實際應用時，根據實踐操作，我們可以充分掌握植保機械無人機在植保方面優勢與劣勢，發揚優勢，將新時期植保機械無人機應用進一步推廣。

1.1 農業植保現狀

隨著現代化農業觀念的提出，農業的機械化進程日益加快。在實際的農業生產中，農民大多利用新型技術進行機插、機耕、機收等操作，但是在植保環節，現代化的發展屬于較為滯后階段。

1.1.1 傳統植保機械化水平低

現代化農業傳統意義上來講是將農業生產賦予機械化手段，除了人們傳統意義上講的機械化之外，現代農業也可稱為農業的社會化。近年來，國家高度重視“三農”政策，對于現代化農業的發展，不斷加大對于農業實際生產的扶持力度。基于此，各類型的農業合作組織日益涌現。隨著“三農”政策的不斷深入落實，農業規模化種植、現代化農業生產模式相繼出現，這些模式的出現，有效地解決了農業在種植與收獲的現代機械化問題。但我國植保機械化仍舊落后，現今存在的噴灑機械化作業，在實際使用中噴灑的服務效率并不高。

1.1.2 植保專業化組織生存發展困難

近年，隨著農業現代化的不斷深入，各地出現諸多專門為農民群眾提供專業噴灑服務的植保合作專業化組織，但是運用的噴灑手段技術并無過多的技術含量，使用的機械多為高成本低效率的施藥機械。農作物種植周期實際地噴灑用藥適用期有限，過少的機械無法在既定的時間內完成噴灑工作，短時間內噴藥服務難以達到目標值；過多的機械，維修儲藏費用遠遠超支，服務的實際收益遠遠小于整個統防部門基礎運作的維護費。即便近年人們大力支持植保專業化組織服務，但實際的人工防治功效有限，在具體操作上，難以實現大面積統防工作，加上病蟲害的不斷蔓延，導致當前植保專業化組織的防治效果并不理想。諸多農民為確保收入，逐漸加大對于農藥的使用，導致農產品自身的殘毒量增大，產品品質降低，環境也遭到破壞。

據不完全統計，近年我國每年有高達近10萬人深受農藥危害，農藥中毒致死率約為20%。這一個個驚人的數字警醒著我們，現今我國存在的植保專業化組織結構仍面臨著諸多難題，我國植保的專業化步伐依舊受到限制。

1.2 植保機械無人機在植保方面應用優勢

1.2.1 范圍廣

植保無人機是用于農林植物保護作業的無人駕駛飛行器，由飛行平臺、控制系統、動力系統、噴灑系統或播撒系統組成，通過地面人員遙控或飛控自主作業來實現農藥噴灑、種子與肥料播撒作業等。現階段，植保無人機主要包括單旋翼無人機、多旋翼無人機等，在實際的操作中，無人機的體積較小巧輕便，運輸十分便利，在各個不同區域的操作中較為靈活，發展前景可觀。無人機在實際的使用中，因自身體型小巧，機動性能優良，在進行實際作業時可靈活輕便地調整飛行的實時速度以及噴灑高度。低空施藥作業操作時，受山區、大片梯田等特殊地形條件影響小，在實際應用過程中范圍極廣；相比于傳統的打藥機，植保機械無人機不受密度大小的限制，在進行田間作業時，可更好地將工作效率完美發揮[1]。此外，無人機在實際的噴灑過程中，通常是遠距離操作，較遠距離的操作對防止農藥對人體產生不良影響也有積極意義。

1.2.2 效率高

植保機械無人機在植保方面工作效率高，優勢較為突出，傳統的植保機械無法與之比肩。筆者從利用效率高以及作業效率高兩方面進行概述。利用效率高：無人機在進行操作時，配備高速離心噴頭，藥液經過離心噴頭處理，可將自身霧化變成約0.1mm的顆粒。因無人機的防霧滴較小，低空施藥時噴施的藥液可很好地進行霧化，而高程度霧化能讓藥液能夠均勻地附在作物各個部位表面上，使作物的吸收效率提高，利用效率也大幅度提升，能將防控病蟲草害的優勢最大程度發揮，對于整片區域的病蟲害有很好的防治效果；作業效率高：科學的無人機作業可有效減少人工成本，提高作業效率，進而促進使用者總體收益有效提升。使用成本方面，電動的無人機噴施技術主要依托噴霧的方式進行運作，該種運作方式可以有效減少農藥的實際使用量，對減少投入成本方面有積極意義；而且電動無人機身形較小，重量較低，折舊率低，油耗少，單位實際作業人工成本低，易于維修。另外，植保機械無人機的適用范圍相當廣泛，既適用于大面積的作業運作，也適用于小面積的防治工作，在操作過程中，靈活性較強。據調查，無人機因具有較快的飛行速度，每架植保機械無人機1d的噴灑面積約26.67hm2，與傳統的作業方式相比，作業效率約高100倍。

1.2.3 自動化程度高

現階段，植保機械無人機實際超低量施藥對于作業地形等方面要求較低，只要飛行的實際高度，在可控制的信號領域范圍內，無人機就會順利獲得控制信號發出的各項命令。因此，即便無人機處在田間地頭位置，都可在接受指令后順利起飛。

1.2.4 覆蓋密度高

在實際的噴霧藥液作業中，若噴霧藥液在單位作業面積中的覆蓋密度越高，其單位防治效果就越明顯。植保無人機進行噴灑工作時，優勢極其突出。專家在進行藥液噴霧的實際飄移實驗中，發現在無風作業或者風速較小情況，無人機噴灑能一定程度防止農藥飄失。無人機自身的機翼屬于螺旋機翼，作業高度較低，可貼近農作物0.5～2m噴藥，當藥液霧滴從無人機噴灑器中噴出時，會被旋翼向下的氣流沖擊，而形成的氣霧流將藥液壓迫作用于作物葉片的正反面及莖基部，氣霧流上下穿透力強，霧滴細勻，從而大程度地減少了農藥的飄失度，使得防治效果極其明顯。

1.3 植保機械無人機在植保方面應用劣勢

1.3.1 受氣候影響大

因無人機體型較小，在實際操作時，容易受到較大風速影響。植保無人機本身重量較輕，據統計，若操作環境的風速達到三級以上，容易造成飛行偏移。此外，因植保機械無人機在進行噴灑藥液時，霧滴略小，若在實際操作時遇到較大風力阻礙，噴灑的藥液就極易出現飄移，噴灑量出現不均勻的現象，從而影響靶標作物實際用藥量，最終呈現效果達不到預期。植保機械無人機受氣溫影響也十分明顯。無人機通常使用鋰聚電池作為續航電池，該電池的最佳工作溫度在25℃左右，過高的溫度會對鋰聚電池的容量，以及使用壽命產生影響，甚至還會使電池損毀。

1.3.2 存在藥液飄移風險

植保機械無人機在進行病蟲草害防治過程中，存在實際藥液飄移風險的天然缺陷。據調查，無人機的飛行高度通常比人工背負式噴霧器高大概2m以上，噴出的藥液霧滴普遍較小，若有較大風速藥液飄移現象就會發生。此外，在實際的無人機操作時，因無人機施藥方式與傳統的施藥方式不同，植保機械無人機對于使用的農藥也有著極高的操作要求。生產操作中，有些有害農藥品種就存在飄移風險，因此，相關工作人員應重點注意，不斷提高自身的植保專業技術，注意風向，將藥液飄移風險危害降到最低。現今，市場上大部分的無人機作業團隊核心人員，對于植保的專業知識了解甚少。對于病蟲草害以及用藥品種、藥害規避等技術也缺乏了解，一心只關注無人機飛行操作，該觀點是錯誤的。只有專業人員在進行植保機械無人機操作時，對植保專業知識充分了解，才能將無人機的使用價值充分利用，避免藥液飄移風險出現[2]。

2 新時期植保機械無人機加快推廣應用策略

隨著我國農業種植規模的不斷擴大，對大面積的農作物進行病蟲害機械化治理，是未來我國植保的主要發展趨勢。農業現代化的不斷發展，農民合作社、農業各企業跟隨發展潮流，都對植保機械無人機提出更高的要求。為有效提升植保機械無人機良好的市場發展潛力，在實際操作時，相關人員要積極結合植保機械化的實際發展需求，大力落實植保機械無人機的推廣與應用工作。

2.1 完善服務標準

植保機械無人機屬于人們對新型能源充分利用的成果，可稱其為新型能源的智能科技化裝備，發展前景十分可觀。相關工作人員應積極制定完善的產品使用標準、作業運用技術標準以及作業質量檢測標準等，通過多項標準的精準確立，確保植保機械無人機在使用過程中的穩定性。此外，定期的檢查與保養也是必不可少的，為有效對植保機械無人機進行定期養護，專業人員可創建一體化服務模式，將植保無人機的銷售、維修、保養等工作一體化承包，確保無人機穩定運行[3]。

2.2 施藥技術研發

根據植保實際情況，專家討論的出現階段應加大對于農用植保機械無人機的配套施藥技術研發力度。在現實農業作業中，確保提升農藥使用率的同時，也應將環境污染問題進行有計劃地規避。農用的植保機械無人機在接下來的施藥技術研究中，應致力于提升在田間及室內作業水平，提高配套施藥技術的同時，將作業效率同步提高。與此同時，相關工作人員在進行無人機施藥操作時，應嚴格按照施藥技術準則進行操作，確保在植保機械無人機應用期間，將專業藥劑以及配套的施藥技術完美融合，盡可能降低用藥數量，提高工作效率。

2.3 政府大力支持

政府支持力度的提升有助于植保無人機快速發揮作用。隨著植保環節自動化的不斷發展，植保機械無人機的廣泛使用成為大勢所趨。農業植保的好壞與糧食安全與豐收有著直接的關系，政府部門應加強重視，加大政策的扶持力度，為植保機械無人機產業健康發展助力。目前，我國國內的實際植保作業大多是以人工加手動操作機械為主，而近年來農村勞動力流失嚴重，勞動力的缺失使得實際在植保工作的運作中成本不斷增加，部分地區還存在高薪招聘無人上崗的情況。各地政府要根據自身實際情況，結合當前正在施行的鄉村振興戰略，不斷引進人才留在農村，積極運作，揚長避短，有效解決當前農村勞動力不足的困境。

2.4 探尋應用新模式

在實際應用中，只有不斷探索新型的應用模式，不斷運用新穎模式解決無人機與機手之間的各種問題，植保機械無人機操作才能持續健康發展。植保機械無人機的價值發揮是通過機手操作控制來服務用戶的，而現實中無人機的應用發展十分有限，其較高的價格、短缺的機手資源都是限制無人機發展的重要因素。因此，要充分發揮植保機械無人機的使用價值，相關工作人員需充分利用互聯網先進技術思維，不斷優化無人機的性能，降低制造成本，為其使用營造良好的發展氛圍。另外，相關人員也應積極運用互聯網交流技術，合理利用閑置資源，打造一個無人機持有者交流平臺，持有者可通過在平臺的實時交流，不斷提升自身操作水平，助力新時期植保機械無人機可持續發展[4]。

2.5 完善相關法律法規

現今，我國的植保機械無人機在產品標準以及操作流程規范上依舊存在諸多空白，各區域相關聯的通用航空開放領域依舊未開放。為促進植保機械無人機產業健康綠色發展，相關部門應盡快制定完善相關法律法規，將行業規范標準精準確立，以此促進植保機械無人機快速進入應用期。此外，除了完善相關法律法規，政策的補貼也不能缺少。國家發放的實際補貼政策對于促進國內農業機械的推廣有著關鍵作用，對于植保機械無人機產業也不例外，政府的實際補貼有助于推動整個行業的全面發展。

2.6 開展植保無人機研發工作

積極開展植保無人機研發工作，不斷提高無人機使用性能，是當前重點研究課題，不僅需要包含嚴密精確的操作技術，還需要在其滿足市場需求的前提下，將植保方面價值充分開發利用。少部分公司的介入無法將整個大的系統工程完美完成，因此相關的科研院校以及大部分的無人機技術公司都應積極發揮自身優勢，大力開展植保無人機研發工作。研發工作的重點要放在提升無人機的使用性能上，具體操作時，要科學利用智能化手段，將系統作業進行智能化合理控制[5]。與此同時，要充分利用大數據技術，將植保無人機在操作時的實際飛行參數以及噴灑參數進行科學記錄，根據記錄實時掌握無人機具體情況，保證工作的正常運行。此外，相關人員也要加強對于無人機蓄電池的研究力度，不斷提高蓄電池的容量，將無人機的續航能力有控制地提高。

3 結論

綜上所述，雖然在各農業作業區域應用植保機械無人機進程有所加快，但在實際操作中依舊存在各種主客觀困難。因此植保機械無人機在新時期的發展必須迎難而上，抓住機遇，優化自身在植保方面的實際應用，利用已有優勢，充分探索新型應用策略，真正將自身的價值發揮出來。