植保無人機在農(nóng)作物植保工作中的應(yīng)用

覃慶福

廣西來賓市象州縣中平鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合服務(wù)中心，廣西象州 545807

農(nóng)作物的生長過程中容易發(fā)生病蟲害問題，通常農(nóng)戶會通過人工作業(yè)的方式噴灑農(nóng)藥進行防治，雖然可以一定程度上解決病蟲害問題，但對環(huán)境和人類健康危害較大，且防治效果無法得到保證。植保無人機的應(yīng)用過程中涉及較多新興現(xiàn)代技術(shù)，包括遠程操控技術(shù)、大數(shù)據(jù)傳感分析技術(shù)、移動互聯(lián)技術(shù)等，將其與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)有機結(jié)合，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵措施。將植保無人機應(yīng)用于農(nóng)作物植保工作中，可在減輕農(nóng)戶作業(yè)強度的同時，提升作業(yè)效率，促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。

1 農(nóng)作物植保中植保無人機的應(yīng)用優(yōu)勢

(1)提升藥物噴灑質(zhì)量。植保無人機實際作業(yè)環(huán)節(jié)應(yīng)用的是高霧化噴頭聯(lián)合地噴施量的方式，能夠結(jié)合植保需求提前設(shè)置噴施高度、噴施速度，嚴格控制農(nóng)藥噴施量，從而降低農(nóng)藥殘留對人類健康產(chǎn)生的影響。植保無人機槳葉轉(zhuǎn)動時會產(chǎn)生旋風(fēng)效果，從而向農(nóng)作物根部噴灑農(nóng)藥，以獲得更高的農(nóng)藥噴灑質(zhì)量。

(2)提升農(nóng)藥噴灑效率。利用植保無人機開展實際作業(yè)時，不易受到地形限制，且無人機體積較小，便于攜帶，可通過汽車、農(nóng)用車等將其運送到農(nóng)田中[1]。相較于人工作業(yè)以及輪式機，植保無人機在農(nóng)藥噴灑速度上具有較為明顯的優(yōu)勢，可有效提升作業(yè)效率，減少工作量。

(3)保證操控人員安全。傳統(tǒng)農(nóng)藥噴施作業(yè)模式下，作業(yè)人員的身體健康會遭受危害。而應(yīng)用植保無人機進行農(nóng)藥噴施時，操控人員只需根據(jù)實際需求進入起止位置及工作范圍的位置即可。植保無人機的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)自動作業(yè)，工作人員可在安全區(qū)域內(nèi)查看、調(diào)整植保無人機工作狀態(tài)，避免作業(yè)人員與農(nóng)藥接觸受到危害。

(4)具有良好的適應(yīng)性。由于植保無人機體積小，在進行農(nóng)藥噴施時可適用于不同面積的農(nóng)田地塊，同時其作業(yè)環(huán)節(jié)可按照設(shè)定的路線開展實際作業(yè)，避免出現(xiàn)噴灑不全或重復(fù)噴灑等情況，提高噴灑效率。

2 農(nóng)作物植保中植保無人機的應(yīng)用

2.1 玉米中植保無人機的應(yīng)用

玉米種植過程中，較為常見的病蟲害包括銹病、葉斑病、蚜蟲、玉米螟等。在玉米苗期與灌漿期應(yīng)用植保無人機，能夠獲得良好的病蟲害防治效果。其中，在苗期應(yīng)用植保無人機可確保85%的病蟲防治效率，灌漿期可確保65%的病蟲防治效率，同時能夠使玉米提升9.04%的產(chǎn)量。玉米生長至中后期，植株較大，地面機械作業(yè)難度大。特別是下雨后，田間泥濘，無法滿足大型植保機械作業(yè)要求。應(yīng)用植保無人機可及時開展病蟲害防治作業(yè)，滿足各種植保機械作業(yè)要求。植保無人機系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

圖1 植保無人機系統(tǒng)構(gòu)成

玉米螟為玉米生長過程中較為常見的害蟲，在玉米喇叭口期危害較為嚴重。而這一時期，玉米長勢強，不適合在地面行走施藥。此時，應(yīng)用植保無人機噴霧，可獲得85.8%～93.3%的防治效果，獲得77.8%～89.5%的蟲口減退率。無人機飛行高度與冠層頂部相距1.0 m時，與人工噴霧方式相比，植保無人機的防治效果、噴霧穿透性以及蟲口減退率效果更好。同時，植保無人機操作更加便捷，能夠精準施藥，主要是由于其飛行環(huán)節(jié)會產(chǎn)生氣流，能夠在葉片正反面均勻噴灑藥物，提升藥物穿透性，獲得良好的防治效果。

此外，在玉米田間化學(xué)除草中應(yīng)用植保無人機，也可獲得良好的效果。通過無人機形成的氣流，可以提升藥物穿透力、附著力，同時還能加大附著面積，促進玉米對藥劑的吸收，提升15%～25%的防治效果。

2.2 水稻中植保無人機的應(yīng)用

水稻是我國農(nóng)業(yè)中較為重要的糧食作物，水稻種植的土地較為分散?，F(xiàn)階段，水稻播種、插秧、收獲時，已廣泛實施機械化，有效提高了工作效率。然而，在水稻的化學(xué)防治方面，仍存在設(shè)備落后等情況，且采取人工防治的方式浪費了較多勞動力。當(dāng)前，較多地區(qū)在水稻種植環(huán)節(jié)逐漸向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，注重藥械開發(fā)，也更加重視水稻的病蟲害防治[2]。

在水稻生長過程中，部分機械設(shè)備無法下田操作，而傳統(tǒng)人工噴施農(nóng)藥的方式勞動量較大，且水稻農(nóng)藥防治效果不佳，無法獲得較高的作業(yè)效率，噴灑環(huán)節(jié)也會對水稻產(chǎn)生傷害。因此，將植保無人機應(yīng)用其中，通過精準的操作能夠獲得更好的病蟲害防治效果，且勞動強度低，藥物用量小，能夠有效滿足水稻病蟲害防治需要。

無人機施藥環(huán)節(jié)，需要將示蹤染料作為基礎(chǔ)，分析噴藥環(huán)節(jié)霧滴的沉積情況，從而明確水稻冠層無人機施藥霧滴的沉積分布規(guī)律。此環(huán)節(jié)能夠發(fā)現(xiàn)，無人機飛行高度、飛行速度與霧滴沉降量存在較為密切的聯(lián)系[3]。當(dāng)飛行高度、速度提升時，霧滴沉降量會下降。噴灑環(huán)節(jié)會受較多的外界因素影響，此時需要重點分析作業(yè)參數(shù)對航空霧滴沉積分布情況的影響，并以此為基礎(chǔ)，提升噴施效率，保證藥液分配的合理性。航空噴霧環(huán)節(jié)，應(yīng)重點設(shè)置水稻各個生長期的參數(shù)。水稻縱卷葉螟及水稻飛虱防治環(huán)節(jié)，將高度設(shè)置為3 m，能夠獲得更好的施藥效果。

相較于傳統(tǒng)擔(dān)架式噴霧機，植保無人機能夠獲得更好的試藥效果。同時，無人機具有較高的靈活性，在各種地形中均能良好適應(yīng)，即便在丘陵地帶也可獲得良好的應(yīng)用效果。進行水稻生長及病蟲害情況監(jiān)控時，無人機能夠借助機載遙感設(shè)備，測定水稻葉片全氮含量，從而為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支持。

3 植保無人機技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題

3.1 植保無人機技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

植保無人機是一種專用于農(nóng)作物保護的無人駕駛飛機，主要的工作原理為通過地面遙控操作，噴灑藥物。相較于傳病蟲害防治方法，植保無人機存在較為明顯的優(yōu)勢?，F(xiàn)階段，我國應(yīng)用的最常見的農(nóng)業(yè)植保無人機為無人直升機，可有效應(yīng)對我國地形復(fù)雜多變、存在多樣的農(nóng)業(yè)形式等問題。

當(dāng)前我國在植保無人機研究方面仍處于發(fā)展階段，噴施部件以及施藥技術(shù)等方面仍有較大的完善空間。隨著農(nóng)村勞動力逐漸減少、土地流失速度逐漸加快，實施農(nóng)作物保護機械化勢在必行。此外，我國對于植保無人機的研究力度不斷增大，其在未來會得到不斷推廣、普及。

3.2 植保無人機技術(shù)存在的問題

植保人機在農(nóng)作物植保工作中有較大的應(yīng)用優(yōu)勢，可以顯著提高農(nóng)作物植保工作效率，降低人工成本，但其應(yīng)用過程中仍然面臨一些問題。

第一，政策扶持力度不足。新時期環(huán)境下，同傳統(tǒng)農(nóng)機相比，無人機成本較高，通常植保無人機售價在5～20萬元之間，不具備較強價格優(yōu)勢。當(dāng)前，植保無人機扶持政策并不完善，政策扶持力度不足，導(dǎo)致無人機推廣應(yīng)用受到阻礙。

第二，植保方案缺乏科學(xué)性。部分地區(qū)雖然在農(nóng)作物植保工作中引入了植保無人機，但是由于并未結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H科學(xué)制定農(nóng)作物植保方案，使得植保無人機的實際作用無法得到充分發(fā)揮，植保無人機工作效率不高。

第三，技術(shù)性能存在短板。由于植保無人機在我國發(fā)展時間相對較短，同發(fā)達國家相比，在植保無人機關(guān)鍵性能上仍存在較大的提升空間，在電池、控制系統(tǒng)等方面仍較為不足，影響植保無人機綜合效能的發(fā)揮。

第四，專業(yè)人員不足。我國植保無人機應(yīng)用體系并不完善，存在嚴重的專業(yè)人員不足問題。當(dāng)前的工作人員并未掌握足夠的植保無人機應(yīng)用知識，存在失誤操作等不良情況，影響了植保無人機的推廣和應(yīng)用。

第五，維修網(wǎng)點有待完善。近年來，我國農(nóng)作物植保工作中，植保無人機應(yīng)用技術(shù)水平不斷提升，對植保無人機有了更高的需求量。然而，現(xiàn)階段，全國能夠進行售后維護服務(wù)的配套網(wǎng)點有待完善，數(shù)量較少，存在建設(shè)速度滯后的情況，同時服務(wù)網(wǎng)點存在維修人員數(shù)量少、基礎(chǔ)設(shè)施不完善等情況，未能很好地滿足植保無人機維修需求。植保無人機應(yīng)用環(huán)節(jié)，還存在由于設(shè)備故障或操作不當(dāng)導(dǎo)致的炸機情況。因此，相關(guān)部門應(yīng)重點建設(shè)維修網(wǎng)點，不斷增加維修網(wǎng)點數(shù)量，從而為植保無人機購買人員提供維修保養(yǎng)服務(wù)，使植保無人機更加安全、可靠。

4 農(nóng)作物植保中植保無人機應(yīng)用的優(yōu)化策略

4.1 加大政策扶持力度

第一，政府部門需要在農(nóng)用機械補貼名錄中，引入植保無人機，對于購置植保無人機的農(nóng)戶，給予其相應(yīng)補貼，提升用戶購買積極性。

第二，對通過植保無人機開展植保服務(wù)的公司，應(yīng)為其提供相應(yīng)補貼，以促進植保無人機市場化發(fā)展。

第三，加大財政資金利用效率，統(tǒng)籌整合現(xiàn)有財政資金資源，積極推進農(nóng)作物病蟲害綜合防控示范區(qū)建設(shè)。

第四，針對農(nóng)作物種植，重點探索統(tǒng)防統(tǒng)治示范推廣機制，并構(gòu)建完善的補貼機制，在農(nóng)村合作社、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)企業(yè)的帶動下，使小農(nóng)戶參與到農(nóng)作物統(tǒng)防統(tǒng)治中，逐步實現(xiàn)病蟲害全程統(tǒng)防統(tǒng)治與綠色防控的規(guī)模化實施、規(guī)范化作業(yè)[4]。

第五，政府部門根據(jù)現(xiàn)階段社會具體情況，制定出針對植保無人機、與實際相符的行業(yè)標準與技術(shù)規(guī)范，以此對植保無人機生產(chǎn)標準加以規(guī)范，有效促進植保無人機的應(yīng)用與推廣。

第六，由于植保無人機為航空作業(yè)，涉及相應(yīng)航空法律，為促進植保無人機的應(yīng)用發(fā)展，需要出臺完善的農(nóng)用植保無人機法律法規(guī)，進一步規(guī)范植保無人機操作。

4.2 科學(xué)制訂植保方案

植保無人機屬于新興產(chǎn)品。在植保無人機研發(fā)環(huán)節(jié)，研發(fā)人員需要充分考慮對其應(yīng)用的場所、要求，從而為廣大農(nóng)民農(nóng)作物耕種提供質(zhì)量保證，確保所應(yīng)用的方案有理可循，提升農(nóng)作物種植質(zhì)量的同時，有效擴大種植范圍。

由于植保無人機應(yīng)用的成本較高，且對操作人員的專業(yè)技術(shù)要求較高，應(yīng)科學(xué)制訂植保方案。應(yīng)嚴格根據(jù)使用地區(qū)實際情況及植保要求制定方案，并根據(jù)實際方案，科學(xué)應(yīng)用植保無人機開展農(nóng)作物植保工作。一方面，規(guī)范植保無人機使用；另一方面，提升農(nóng)作物植保工作效率，充分發(fā)揮植保無人機的作用與價值。

4.3 加強植保無人機的性能研制

第一，重點應(yīng)用大容量續(xù)航電池。植保無人機主要通過蓄電池滿足續(xù)航需求，因此植保無人機的工作效率直接受蓄電池最大工作時間的影響。因此，可借助蓄電池融合與性能提升的方式增強植保無人機應(yīng)用性能及效果。

第二，優(yōu)化與完善植保無人機設(shè)計方案[5]。進一步優(yōu)化植保無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，使植保無人機在使用環(huán)節(jié)具有較強的障礙物躲閃能力、自我保護能力，并且具有良好的自主飛行性能。注重?zé)o人機人工智能化研究，不斷提升植保無人機的使用性能。

第三，重點做好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門指導(dǎo)管理工作?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展環(huán)節(jié)逐漸向規(guī)范化、集約化方向邁進，對植保無人機的應(yīng)用管理也逐漸向規(guī)范化方向邁進。因此，必須強化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理部門管理，使其能夠在政府功能的利用下，強化與無人機研制企業(yè)的合作與溝通，促進資金與技術(shù)資源良性互動，實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展，從而有效提升藥液噴灑精準度。

4.4 加強專業(yè)人員培訓(xùn)

操控人員是植保無人機的主要使用者，其專業(yè)能力水平會直接影響植保無人機使用效果、保養(yǎng)、維修質(zhì)量等。農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展下，植保無人機應(yīng)用已成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵手段，對專業(yè)人才的需求量也逐漸提升。

因此，相關(guān)企業(yè)應(yīng)做好專業(yè)人員培訓(xùn)工作，提高操控人員植保無人機理論知識水平，并加強其實踐技能水平，使技術(shù)人員具有較強的操控能力，能夠在日常工作中進行植保無人機的保養(yǎng)維護與故障處理，從而高效應(yīng)用植保無人機[6]。做好專業(yè)型人才隊伍建設(shè)工作，注重創(chuàng)新人才發(fā)展。

4.5 構(gòu)建專業(yè)服務(wù)網(wǎng)點

若想進一步提升植保無人機應(yīng)用效果，相關(guān)企業(yè)應(yīng)將植保無人機維修服務(wù)網(wǎng)點建設(shè)工作放在重要位置，不斷擴大整體規(guī)模，增加植保無人機維修服務(wù)網(wǎng)點數(shù)量，并配置足夠的專業(yè)維修人員。同時，還應(yīng)使維修網(wǎng)點工作人員具有較強的專業(yè)水平及職業(yè)素養(yǎng)，在工作中能夠?qū)χ脖o人機進行科學(xué)維修。此外，應(yīng)通過引入先進的配置，使植保無人機在農(nóng)作物植保工作中更加穩(wěn)定、安全，為植保無人機應(yīng)用提供支持。

4.6 注重工作安全

由于植保無人機承裝的藥液濃度較高，藥液噴灑的固有軌跡會受到風(fēng)向、濕度及天氣等不確定自然因素的影響，無論是人體還是機械設(shè)備均會面臨藥液灼傷的危險。因此，植保無人機操作人員需要加以注意，操控植保無人機時，需要佩戴安全帽、防護服等基本裝備，將植保作業(yè)可能造成的損失降至最低，保障植保無人機操控人員安全[7]。

4.6 加大數(shù)量投入

農(nóng)業(yè)經(jīng)營者應(yīng)進一步加大投入數(shù)量，從而使植保無人機實現(xiàn)對農(nóng)作物病蟲害的有效防護。植保無人機制造方，若想加大植保無人機的數(shù)量投入，應(yīng)將關(guān)注點放在無人機生產(chǎn)成本降低上，通過積極引入先進的技術(shù)，優(yōu)先使用本土無人機技術(shù)，并在無線定位等技術(shù)應(yīng)用下，最大程度上降低植保無人機制造成本，并保證無人機質(zhì)量，從而降低農(nóng)業(yè)經(jīng)營者的經(jīng)濟壓力[8]。政府部門應(yīng)注重植保無人機技術(shù)，強化財政補貼，保證農(nóng)業(yè)經(jīng)營者可以加大植保無人機投入數(shù)量，并通過補貼方式，使政府與農(nóng)作物經(jīng)營者形成良好的關(guān)系，促進植保無人機發(fā)展的同時，增多農(nóng)作物植保工作中植保無人機的應(yīng)用數(shù)量。

5 結(jié)束語

植保無人機在農(nóng)作物植保工作中發(fā)揮著重要作用，有助于促進我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、智能化發(fā)展，因此，應(yīng)在農(nóng)作物植保工作中強化植保無人機技術(shù)的應(yīng)用。當(dāng)前植保無人機發(fā)展中仍面臨一些問題，需要通過加大政策扶持力度，科學(xué)制定植保方案，加強性能研制和對專業(yè)人員的培訓(xùn)等方式，提升植保無人機使用效果，促進農(nóng)作物植保工作高質(zhì)量開展。