關于小型無人機在農業植保應用中的思考

寧 峰

（吉林醫藥學院，吉林 吉林 132013）

隨著中國市場經濟的快速增長，農業的作用越來越突出。盡管第三產業的增長率很高，但其基礎仍然是農業。隨著科學技術的進步，農業植保已經成為一項重要的社會責任，得到了廣大農民、農業機構、企業的認可。為更好地推動農業的發展，必須加強對農業植保的研究，并且利用先進的無人機技術，實施更加精準的農業管理，提升農業的生產效率，確保農業的安全性、可持續性。而采用小型無人機技術進行農業植保，可以大大降低農民的勞動強度，極大提高工作效率，并且可以實現科學均衡的耕種，從而大幅度增加農作物的產量，這種技術在農業植保中的重要性日益凸顯。然而，在農業植物防護的實施過程中仍然存在一些挑戰，需要采取措施加以解決。

1 傳統農業植保的局限性

隨著社會經濟的飛速發展，小型無人機的研發進步顯著，使得它們在農業植物防護領域的應用更加迅猛。然而，由于它們的特殊性，使得它們在實際操作中仍然存在許多挑戰，從而對農業植物防護的進行造成了極大的影響，表現在兩個方面。盡管小型無人機的持續作業時間有限，但仍有必要加強其續航能力，更好地滿足日益增長的生產需求，因此，應該著重解決其中的技術難題，例如：充電時間過長、續航能力不足等。盡管小型無人機具有自動躲避障礙和防摔耐摔等功能，但因為它們的工作量巨大，而且相關工作人員數量也較少，從而使得工作效率無法達到預期的要求。在農業植保工作中，農藥的使用是十分危險的，因為它們可能會與個體發生接觸，從而造成嚴重的后果。如果不慎將農藥噴灑到眼睛或者嘴巴里，就有可能導致嚴重的健康問題，甚至死亡。隨著技術的不斷發展，使用小型無人機來完成農業作業已經成為當今農業發展的必然趨勢，因此，農業植保工作必須實施機械智能化改革。

2 小型無人機在農業植保中的發展情況

2.1 在國際上的發展狀況

目前，無人機可以被劃分為軍事和民用兩大類，而農業植保則更多地被歸入民用范疇，因此，世界各地都十分看重無人機在民用領域的應用，特別是農業航空技術，它已經成為農業發展的核心，在農業技術領域的份額也越來越大。自20 世紀末以來，許多農業國家都積極推進農業機械化，并將無人機技術普及至農業植物保護領域，取得了顯著的成效。1990 年，日本首次開發出全球第一款可以實現農業植保的無人機，它可以實現對病蟲害的快速、準確地控制，引起了全球的高度重視，為貧困地區的農業植保提供了強有力的支持，并且促進了無人機的普及，從而極大地提升了相關領域的科學技術水準。特別是針對美國這樣的農業大國，由于耕地面積龐大，但勞動力短缺，因此，將無人機技術運用到農業植物防治領域將會成為未來的一種重要發展方向。隨著科技的不斷發展，無人機已成為農業植保的重要手段，它不僅可以實現精準地噴灑藥物和監測農作物的生長情況，還可以實現對農田的實時反饋，這一技術的普及，使得農業的發展變得更加高效、智能，受到了當地居民的一致好評。

2.2 在國內的發展狀況

隨著21 世紀初政府的推動，我國開始使用無人機來改善農業生產。這種新型的技術不僅可以顯著提升農業生產的效率，還可以減少60%的人力成本，還可以為農業科學研究和生產領域的企業提供更多的支持。根據最新的統計數據，截至2020 年，中國擁有超過300 家專門從事農業植物防護技術的企業，而且，根據不同的地理環境、氣候條件和特定需求，可以使用的小型無人機種類也達到了170 種以上。隨著5 000 架以上的無人機被廣泛使用，它們的出現極大地推動了農業的發展，并且將會對當前的農業生產產生重要的影響，從而推動了當地的經濟增長，并且推動科學技術的不斷進步。2013 年，隨著科學技術的飛速發展，我國農業技術取得了長足的進步，特別是小型無人機的出現，使它們成為農業機械化的關鍵力量。盡管這種技術的使用率已經顯著提高，但與發達國家相比，我國的小型無人機在農業植物防治方面的應用水平依舊落后，需要加強研究和改造，以期望能夠取得更好的效果。

3 小型無人機在農業植保中的應用現狀

3.1 小型無人機技術研究

隨著科學技術的不斷發展，我國的小型無人機技術已經取得了長足的進步，不僅僅是在高校和相關技術公司的支持下，而且在全球范圍內也取得了顯著的成果，但是，為了更好地滿足消費者的需求，還需要各行業持續努力。自2004 年以來，我國的航空噴灑藥物作業受益于先進的技術，可以根據不同的農作物實施定時定量地噴灑，這樣可以大大縮短施藥的時間，提升施藥的效率，并且可以使施藥的均勻性達到最佳，避免因施藥濃度過高而損害農作物的風險。2007 年，第一臺應用于農業植保的無人機成功投入使用，使得小型無人機可以被普遍地運用于農業植保領域，取得了顯著的成果。

3.2 在矮稈農作物中無人機取得良好效果

矮稈農作物，如蕎麥、水稻和大豆，已經成為農產品的重要來源。然而，由于人均糧食水平較低，提升這些作物的生產量仍然是一項重要的任務。特別是在雜交水稻的推廣應用中，它能夠有效減輕人均糧食消耗，而植保無人機也在這一領域中獲得了巨大的成功。利用無人機技術，結合不同的農作物的特性，精準施用農藥和營養物，能夠有效防止農田中的病蟲害及雜草的滋生。通過使用小型無人機，可以對雜交水稻的生長過程進行實時監測，并記錄下來。這樣，就可以精確地找到需要的地方，并及時施加農藥和其他營養物質，從而提高工作效率。隨著雜交水稻的生長，傳統的人工勘察方式已經難以滿足當前的需求，甚至有可能導致糧食的浪費。為了解決這一問題，無人機技術應運而生，它們既可以用來巡查，也可以實時傳輸種植圖像，從而有效減少對人力的依賴，提高農業生產效率。在一些特殊的農業環境中，由于地形的復雜性，使得工作人員難以移動，因此，小型無人機就顯得尤為重要。它們具有輕巧、靈活的特點，能夠及時收集地形、地貌等信息，并能夠及時收集有價值的樣本，從而為農業植物的管理提供有效的參考。根據科學家的調查，在采用無人機技術之前，我國的農田防護覆蓋率僅為5.6%，而采用無人機技術后，該比例超過了20%，這充分證明了無人機技術在農田防護領域的顯著優勢和重要性。

4 我國小型無人機技術缺陷

盡管小型無人機在農業植物保護方面具有巨大潛力，可以有效提升農作物的覆蓋面積，但由于我國的技術研發落后，導致了一些技術方面的不足。

4.1 小型無人機技術應用尚待臻于至善

隨著農業植保活動的持續，由于耗時較長，使得無人機的維護成本也相對增加，特別是當噴頭堵塞、電壓失控等問題發生時，由于技術難以及時解決，工作人員只能依靠傳統的手動操作來完成任務。隨著科技的發展，我國小型無人機的應用已經超越了全球的平均水準，可以更有效地完成農業植保任務。然而，由于技術人才的短缺，從而導致無人機的使用受到影響，增加了農業植保的成本。隨著技術的進步，小型無人機的應用已經不再受到時間周期、成本投入和回收效率的限制，可以有效提高農業的發展效率。然而，由于技術問題仍然存在，因此，在實際應用中仍需要解決這些問題。

4.2 實際作業缺乏專業性

由于缺乏專業的技術指導，使用小型無人機進行農業植保作業時，雖然它們的造價相對較低，但其破壞率極高，而且它們常常被放置在室外，如果操作者缺乏必要的基本知識，就會大大降低它們的使用壽命，從而影響農藥的噴灑效果，甚至會影響農作物的生長發育。

4.3 維修網點建設缺乏完善性

隨著科技的發展，鄉村地區的網絡普及越來越廣泛，但由于信號質量的限制，無人機的使用仍受到一定的限制。為此，政府采取了一系列措施來改善這種情況，比如建立新的網點，以降低運營成本，減少維修人員的負擔，并且為大規模的作業場地配備專門的技術人員，以滿足無人機的使用要求。隨著技術的發展，人力、物力和財政的投入都變得越來越重要，但是由于缺乏大規模的網絡覆蓋，使得無人機的運行效率受限，從而導致網絡信號質量較差。

5 小型無人機在農業植保中的應用措施

5.1 開展小型無人機技術研制

隨著農業植保技術的發展，小型無人機可以滿足多種不同的應用需求，它們可以實時監測農田農作物的生長情況，捕捉特征部位，并且可以精確定點定量地噴灑藥劑，從而更好地滿足農業植保的需求。為了更好地應用于農業植保作業，必須加強無人機技術，增加其功能，并根據實際情況不斷改進和優化其部分功能。由于無人機在戶外環境中的復雜性，它們經常會遭遇極端的天氣條件，為了確保安全，必須提高其穩定性，并且增強其螺旋槳的結構。另一方面，由于無人機容易墜毀，甚至陷入稻田，為了避免發生意外，還應該配備定位系統，以便工作人員快速準確地發現它們，從而延長其使用壽命，節省成本。

5.2 建設專業化的服務隊伍

為了確保無人機的有效運用，應建立一支專業的服務團隊，其中包括經驗豐富的技術人員，他們不僅熟悉無人機的基本操作，還會結合當地的環境條件，給出有針對性的建議，以便更好地滿足客戶的需求。此外，還會定期給予工作人員專業的培訓，以便他們更好地掌握無人機的操作方法，從而更有效地完成農業植物的護理任務。為了能夠有效地完成農業植物防治任務，操縱無人機的工作者需要不斷學習和掌握專業的技術，并且要求自己按照嚴格的標準來操縱和管理這些設備。由于工作人員的操作質量和熟練掌握的技巧，無人機的使用壽命可以得到有效提升，而且，通過及時的反饋和專業的指導，可以有效地避免出現任何問題，從而充分利用無人機的優勢，有效解決農業植保的實際問題，提高農業植保的效率，推動無人機的普及和應用。

5.3 完善維修網點

由于小型無人機的成本昂貴，而且需要良好的網絡質量，所以維護和保養網點就顯得尤為重要。然而，在現實生活中，大規模的建立網點往往會帶來負擔，因此，需要采取措施，加強網絡的維護和保養，以確保無人機的正常運行。如果網絡質量良好，就可以大大縮短無人機數據傳輸的時間，并且降低實時監測圖像的延遲，可以更加迅捷地獲取到有關農田的信息，并且在遇到任何問題的時候，都能夠立即趕往現場處理。擁有優質的網絡環境，可以讓無人機在遇到緊急情況時，更加迅速、靈活地進行操控，從而提升整個農業植保系統的效率和精準性。此外，優質的網絡環境還能夠減少維修網點的數量，提升工作人員的操控能力。

5.4 建立健全行業標準

通過建立完善的無人機行業規范標準，將會顯著地推動無人機技術的普及，并且確保其制造、使用、維護等方面的質量，從而使得整個行業的生產水平得到有效控制，這將成為未來無人機發展的重要基礎，也是未來的發展方向。

6 結語

農業植保對我國經濟社會的可持續發展至關重要，其有效性和可靠性已成為當今農業科學研究的焦點。而小型無人機的運用，可以大大提升農業植保的效率，有助于縮短農業技術的落后，從而推動我國農業的可持續發展。