無人機防治小麥病蟲害的探索

段瑞華，陶小祥

（1.連云港市植物保護植物檢疫站，江蘇 連云港 222000；2.連云港市農機推廣試驗站，江蘇 連云港 222000）

我國是小麥種植大國，其作為主要糧食作物的生產一直是政府、農業主管部門及種植業者的所關注的。近年來，隨著氣候變化和小麥產量的提升，小麥病蟲害問題也頻繁出現，造成嚴重的經濟損失。及時有效防治可以提高小麥質量和產量。

查詢連云港市農業農村部門的相關數據得知，連云港市常年小麥種植面積為24.67余萬hm2，種植品種主要為煙農19、濟麥22和淮麥、連麥系列為主。市農業部門積極推廣高效便捷小麥病蟲害防治措施，使用有效的殺蟲劑、殺菌劑等，目前，無人機作為一種新型的精準施藥的先進設備，通過對比傳統的藥械噴霧防治病蟲害的結果表明，使用無人機提高了農藥的使用效率，克服了人工防治病蟲害效率不佳的情況。

1 小麥種植中病蟲害防治存在的問題

1.1 小麥病害頻發，病多、面大

目前，我國小麥種植過程中，經常發生小麥病蟲害。統計表明，2022年全國小麥病蟲害總體病蟲害情況為中等，部分地區病蟲害偏重，病蟲害主要有小麥條銹病、赤霉病、白粉病、紋枯病等，所以，對于小麥病蟲害的防治十分重要[2]。

1.2 人工防治效率低，農民壓力大

在沒有普及無人機的小麥種植區域，通常通過人工操作機械的方式進行小麥病蟲害防治，如果小麥種植面積十分龐大，人工防治的效率不足，而且不夠精準及時，無法在最佳的防治時間內完成藥物噴灑等防治手段，對于一些傳播速度快的病蟲害，農民就沒有辦法將小麥損失降到最低，而且人工防治還會導致有些小麥病蟲發展得不到有效控制，直接導致植物死亡造成經濟損失，這是我國大部分地區農業種植的普遍問題，所以，需要采取更科學更專業的手段進行病蟲害防治工作。在小麥生長過程中，需要針對不同情況進行灌溉，但不同地區由于小麥種植時間不同，需要灌溉的水量與周期也都各不相同，這就需要不同地區農民對小麥的實際情況進行分析，合理灌溉小麥，提高小麥的產量與品質。我國各地小麥整個生育期中病蟲害的種類不盡相同，近幾年，連云港市小麥病害主要有小麥紋枯病、白粉病、赤霉病。赤霉病作為麥類作物上的一種分布很廣的流行性病害，也是由玉蜀赤霉病菌侵染的典型氣候性病害，近年來，已成為連云港市小麥上主要病害。由于氣候性病害本身具有“可防不可治”的特性，因此，在小麥種植過程中給農民帶來了很大的困擾。

1.3 存在食品安全隱患

赤霉病菌侵染的小麥，人和牲畜食用后會引發食物急性中毒，嚴重影響食品安全。在小麥出現病蟲害癥狀時需要及時對癥下藥，劃分治療區域，但是，在實際防控時，往往因為小麥染病范圍較大，在藥劑實際噴灑時出現諸多問題，導致治療效率低下，造成更多的損失[3]。及時有效控制小麥病蟲害的發生發展，無人機在多樣化防治機械中脫穎而出。

2 無人機在小麥病蟲害防治中的應用前景

目前，小麥的種植面積擴大，由于各種栽培技術的應用病蟲害問題也變得復雜多樣，由于小麥對各種病蟲害的抗性遠不及其他作物，一旦沾染會很快影響小麥質量和產量，需要農民及時、全面地控制，所以，在小麥種植前，就要針對不同時期病蟲害的生態特性合理選擇小麥種子數量和種植深度，在實際播種時，還可以根據小麥的不同種植品種，科學選擇農藥，運用無人機進行噴灑。

據連云港市農業部門數據統計，連云港市在2022年春耕期間完成了1066.67 hm2·次小麥的重大病蟲害飛防植保服務，灌云縣社依托港麗農產品種植專業合作聯社飛防服務隊，整合36架無人機，積極開展小麥病蟲害統防統治，完成1866.67 hm2·次小麥病蟲害防控服務。2022年，連云港市農作物病蟲害防治中，市各縣區均充分發揮了植保無人機的病蟲害防治優勢。其中，東海縣無人機省內作業使用總量高達275架，無人機總防治面積省內作業達到112.53萬 hm2·次，其中，在防治小麥病蟲害上可達57萬 hm2·次，效率是人工的40~60倍，平均作業成本也僅只有2~3元/667 m2，大大降低了成本；贛榆區2022年植保無人機用于防治病蟲害158臺，撒肥4萬多hm2次，用于噴防日作業可達26.67 hm2左右，用于撒肥日作業達13.33hm2左右。

無人機還能及時采集小麥生育期中的各種數據，分析具體情況從而降低小麥病蟲害的發病嚴重度，控制病蟲害的擴展，建立特定小麥的種植系統，進一步細化防治技術的控制效果，從整體上提高小麥病蟲害的防治水平。無人機技術作為現代農業發展的前沿，無人機的科技水平在不斷提高，各種新的功能也在不斷完善，在小麥病蟲害防治中，無人機的地位越來越重要，所以，無人機在農業領域的應用前景十分廣闊，對我國小麥種植具有重要作用[1]。

3 無人機防治小麥病蟲害的技術路線

3.1 優化無人機的飛防服務路線

在小麥病蟲害防治中，想要無人機使用正常，就必須確保無人機的飛防技術路線，要了解小麥種植區域的具體情況并與該區域農民進行溝通聯系，還要確定病蟲害的實際發生區域與情況選擇合適的無人機進行工作，無人機的操作需要多名人員進行協助，例如在多旋翼無人機的操作中就需要至少一名飛行員、一名觀察者、一位農業專家在旁指導。

針對該片小麥田出現病蟲害的區域，技術人員應使用無人機迅速分析當前耕地環境，提出針對性防治建議，還可采用兩飛一備的原則，確保防治效果，而且，無人機對于突發情況的處理能力要比傳統人工防護具有極大優勢。針對部分電動多旋翼無人機需要準備好配套的電池與充電器，確保工作的穩定性與持續性，現場工作人員需要做好工作防護，在實際防治工作中，工作人員應提前到達作業現場，熟悉田地地形，檢查周圍會阻礙無人機飛行的障礙物，能清理的盡量清理掉，選擇寬闊的場地作為無人機的起飛點，在試飛前進行技術檢查，確保無人機結構完整，檢查無人機的負載是否正常，對無人機的各種功能進行測試，技術人員還要根據現場情況控制好無人機的安全距離，在作業期間疏散現場除技術團隊以外的所有人，避免出現安全事故，試飛階段可以對小麥田地進行初步勘測，確定具體病蟲害種類與范圍，提前做好農藥的選擇與配置，然后正式開展無人機作業，在作業完畢后，需要工作人員記錄田地的作業范圍與農藥噴灑情況，并對作業無人機進行清潔維護，確保完成下次作業任務，對各種材料的消耗量做一個匯總，并與作業計劃的材料消耗做一個對比，并準備好第2天的作業資源，整體作業路線需要工作人員認真負責完成，根據小麥田地的具體情況優化無人機飛防路線，實現對小麥病蟲害的防治。

3.2 在不同氣象環境中優化無人機作業

無人機對小麥病蟲害的防治效果還與氣象環境息息相關，不同的氣象環境會影響化學農藥的使用效果，還會影響無人機的噴灑情況，需要工作人員在不同氣象環境中優化無人機的操作與作業方式，實現有效噴灑。本身無人機的操作難度就很大，還要進行農藥噴灑等作業更是難上加難，不僅要求操作人員的無人機操控水平高，還要確保作業的有效性，無人機為了作業效率，噴灑高度一般都很高。

藥物液體受各種條件影響很容易發生噴灑漂移和揮發現象。作業現場的風力情況是影響噴灑效果的主要因素，適當的風速在無人機噴灑作業時可以顯著提高農藥的使用效率，能避免農藥過分沉降導致藥物噴灑過度，影響小麥生長，研究發現當風速大于三級時，會降低農藥液滴沉降，提高液滴功率，同樣也會導致過度噴灑，所以在三級風速下工作是最佳選擇，特殊農藥使用除外，例如除草劑必須以風速2 min的速度進行噴灑，確保農藥用量，提高除草效果。除了風力，風向也會影響無人機的噴灑，農藥液滴會隨風揮發到空氣中，實際噴灑田地面積會隨風向的改變而改變，所以在作業期間，工作人員應觀察具體風向，順風作業，而且要保證無人機作業路線與風向平行，避免農藥噴灑發生漂移，技術人員也要根據風向改變位置，避免發生農藥中毒等安全事故，在下風區進行噴灑作業時，要小心作業，避免對其他植物、動物、人員受農藥影響。在連云港市2022年度小麥農藥使用采集中，對常用的九種農藥成分進行了檢測，由于有效控制了農藥的用量和噴灑，小麥的農藥殘留含量極低，農藥殘留量檢測結果十分不錯。無人機對小麥病蟲害的防治還與當地溫度、濕度有關系，主要是溫度會對液體農藥造成影響，溫度越低，農藥的效果越不明顯，甚至會使農藥失去效果，溫度越高，農藥蒸發越快，越不能對病蟲害產生效果，所以要在農藥適宜溫度進行噴灑，目前大多數農藥噴灑作業的環境溫度大多在15~35℃，同樣在低濕度的田地進行噴灑時，也會加快液體農藥的蒸發，操作人員可以增加田地面積的農藥劑量，減少因藥液蒸發帶來的影響。

3.3 藥劑和作業環境的選擇

在無人機對小麥病蟲害的防治中，不同災害情況選擇的藥物也是不同的，技術人員要根據農藥的特點實時改變操作方式來迎合農藥的使用，一般情況都選擇體積大、液滴小、藥物少的噴霧型噴灑。噴霧型噴灑的液體粒子較小，所以在藥劑的選擇上不能選用粉劑，粉劑不僅會堵塞噴頭，還會降低水泵的使用壽命，增加維護成本，不方便工作人員日后檢測工作的進行，但是個別水基配方是可以使用的，不會影響噴頭。在連云港市小麥病蟲害防控中，對藥種進行了合理選擇，加大氰烯菌酯、丙硫菌唑等高效防病害降毒素藥劑及其復配制劑的推廣應用力度，并注意輪換使用不同作用機制的藥劑品種，停用了多菌靈等抗藥性較高的藥種。白粉病、銹病選用戊唑醇、環丙唑醇等藥劑；蚜蟲選用吡蟲啉、吡蚜酮等藥劑。用足藥量和水量，為確保防治效果，高效植保無人機畝用水量不低于1.5 kg，在藥劑的選擇上提高了防治水平。

無人機作業區域應根據麥田實際情況來選擇，對整個麥田的內部外部障礙物進行觀察判斷，規劃好無人機噴灑路線，避免無人機與障礙物發生碰撞，造成無人機損壞，所以需要技術人員對麥田有合理的空間規劃，而且針對作業區域植物也要進行勘查，有些小麥因環境不同生長情況也不一樣，個別生長時期不適合噴灑農藥，而且麥田周邊也會出現一些敏感植物，在農藥使用前應確定好其特性，避免造成不必要的損失，對于周圍有農場的作業麥田，首先要確定農藥是否會對農場動植物造成中毒，要根據周邊養殖情況合理操作無人機噴灑。

3.4 實時監測小麥病蟲害發生情況并建立數據庫

在農業發展初期，小麥的病蟲害防治工作都是依靠人工經驗和傳統手段進行防治，缺少對病蟲害防治的時效性和科學性，不能根據氣候變化和小麥生長情況來進行針對性防治，目前，無人機在小麥病蟲害的防治中逐漸占據主要地位，使目前農業生產管理符合新時代要求。

小麥病蟲害會出現突發情況，而且小范圍內的病蟲害無法通過肉眼進行辨認分析，而無人機可以實時監控小麥的生長情況，并進行數據分析，建立屬于小麥病蟲害管理的數據庫，隨著監測時間的加長，數據庫的信息也會不斷為防治人員提供相應的幫助。例如，2022年連云港市植保系統對以小麥赤霉病為主的重大病蟲發生趨勢進行了分析，預計連云港市小麥穗期病蟲發生總體趨勢，就可以實現提前預警與防治準備。大數據信息庫可以為農民提供麥田的長勢情況，并結合無人機的實時信息，第一時間獲取病蟲害信息，在防治最佳時間完成對小麥的病蟲害治理，而且能做到針對性防治，相比人工操作會更加精細，使病蟲害的有效防治率得到提高，而且大數據技術整合和利用信息資源能力十分出眾，結合無人機的硬件功能，實現麥田的科學管理。這種技術優勢是傳統人工觀測所不具有的，為農業的可持續發展奠定了基礎。

3.5 合理運用無人機加強小麥防控

不同區域的小麥生長情況各不相同，氣候條件的不同會影響小麥的成熟時間，有無水源則決定了小麥的長勢情況是否良好，所以不同地區的小麥在生長周期、產量、質量上都有明顯的區別，在小麥的灌溉中，灌溉過少或過多都會影響小麥病蟲害的發生概率，而無人機的運用能很大程度上幫助灌溉人員進行合理灌溉，首先無人機可以結合實地勘測，分析麥田的實際用水情況，然后經過技術人員的灌溉作業，實現對小麥的精準灌溉。目前無人機的遙感技術科技水平完全可以滿足農民及防治人員的觀測要求，能讓作業人員在最短的時間內對麥田的實際情況了解掌握，在第一時間根據小麥病蟲害的實際情況對癥下藥，藥劑噴灑方面更不多說，傳統噴灑作業需要人工手動進行噴灑質量和效率完全取決于人員的操作熟練度，而且會影響作業人員的身體健康，而用無人機進行藥劑噴灑，不僅省時省力，還能精準鎖定病蟲害區域，定點定量進行藥劑噴灑，減少人工操作的失誤，還能收集各種數據進行分析，實現了小麥病蟲害防治工作效率最大化。

4 結語

無人機在小麥病蟲害的防治工作中作用重大，但是由于各種問題，普及率還不夠高，還存在著很大的優化空間，在農業發展迅速的新時代，無人機技術勢必成為小麥病蟲害防治的主流，所以本文通過分析小麥病蟲害現狀，針對無人機防控路線、氣象環境、藥劑選擇、作業環境、實時檢測并建立數據庫等路徑，優化了無人機在小麥病蟲害防治效果，使農業生產更具有科學性，實現可持續發展。