無人機技術與傳統小麥病蟲害防治的融合應用

宋以星

（延津縣農業農村局，河南 新鄉 453200）

小麥是我國重要的糧食作物之一，然而，小麥病蟲害一直是影響小麥產量和質量的主要因素之一。傳統的病蟲害防治方法主要依賴于人工巡查和噴灑農藥，存在工作量大、效率低、成本高以及對環境和人體健康有影響等問題。近年來，隨著無人機技術飛速發展，將無人機技術與傳統小麥病蟲害防治相結合正逐漸引起人們的關注。

1 小麥病蟲害防治中的問題

1.1 難以把控病蟲害防治時間

在小麥病蟲害防治中，種植者面臨著許多問題，其中之一是難以把控病蟲害防治的時間。病蟲害的發生和發展與氣候、環境條件以及害蟲、病原體的生物學特性密切相關。然而，這些因素往往是不穩定的，導致種植者很難準確預測和掌握病蟲害發生的時間。

1)氣候變化對病蟲害的影響是不可忽視的。隨著全球氣候變暖，降水、溫度、濕度等氣候要素變化可能導致害蟲和病原體的種群數量和分布發生變化。這意味著病蟲害發生的時間可能提前或延遲，使種植者很難準確選擇最佳的防治時機。

2)環境條件對病蟲害傳播和暴發也有影響。小麥種植區域地土壤、水源、周圍植被等因素都會對病蟲害的發展產生影響。例如，土壤濕度過高可能導致某些病原體滋生，而過度灌溉或不合理施用農藥可能造成環境污染，進一步加劇病蟲害的發生。因此，種植者需要密切監測和了解種植環境的變化，以便及時采取相應的防治措施。

3)害蟲和病原體的生物學特性增加了病蟲害防治時間的不確定性。不同病蟲害在不同的季節、階段活動，并且病蟲害的生命周期、繁殖方式也各不相同。種植者需要根據不同的病蟲害特點制訂相應的防治策略，但這需要對害蟲、病原體的生物學知識有深入了解和準確的判斷能力。

1.2 小麥種植灌溉中存在的問題

在小麥種植中，灌溉是一個重要的環節，小麥種植灌溉中常見的問題如下。

1)灌溉量不合理。灌溉水量分配不合理是一個普遍存在的問題。有的種植者傾向于過度灌溉，導致土壤過濕，增加了病蟲害發生風險，也可能導致土壤中養分流失和鹽漬化問題。相反，如果灌溉不足，會導致小麥植株水分應激，影響生長和產量。

2)灌溉頻率不合理。有的種植者過于頻繁地灌溉，導致土壤過濕，容易滋生真菌病和其他病害。灌溉頻率過低則會使土壤過于干旱，導致植株的水分吸收不足和生長受限。

3)缺乏灌溉管理技術。在一些小麥種植地區，種植者缺乏灌溉管理的技術和知識，沒有科學的灌溉計劃，缺乏灌溉系統調節和監控能力，不能準確判斷植株的水分需求，無法優化灌溉量和灌溉頻率。

4)資源限制。一些小麥種植地區可能存在水資源不足的問題。水源短缺可能導致灌溉困難，種植者要面對如何合理分配有限水資源以滿足小麥生長的難題。

1.3 藥劑使用問題

在小麥病蟲害防治中，藥劑使用是一個重要的環節，其中的常見問題如下。

1)濫用農藥。濫用農藥是一個嚴重的問題，特別是過度依賴某種農藥防治病蟲害。這種行為可能導致害蟲和病原體對農藥產生抗藥性，從而降低農藥施用效果。此外，濫用農藥還會對生態環境造成負面影響，如土壤和水體污染，以及對非目標生物的傷害。

2)缺乏有效的藥劑。由于病蟲害的多樣性和復雜性，選擇合適藥劑進行防治是一個挑戰。一些小麥病蟲害可能對某些藥劑具有抗藥性，或者某些藥劑在特定環境條件下效果不佳。因此，種植者需要了解不同病蟲害的藥劑抗性情況，選擇適當的藥劑進行防治。

3)藥劑殘留問題。藥劑殘留對食品安全和環境保護構成潛在威脅。如果種植者在小麥收割前不合理使用藥劑，可能導致農產品中藥物殘留量過高，影響消費者的健康。因此，種植者需要嚴格按照藥劑使用說明和安全間隔期施藥，避免藥劑殘留問題。

4)缺乏科學的藥劑施用技術。施藥方式不正確可能導致藥劑浪費、施藥不均勻。因此，種植者需要了解正確的施藥方法，如藥劑稀釋比例、噴霧器使用方式和施藥時機等。

2 小麥病蟲害防治中應用無人機

2.1 對小麥進行檢測和管理

無人機在小麥病蟲害防治中的應用為小麥管理提供了新的可能性，具體應用如下。

1)病蟲害監測。無人機配備高分辨率的攝像設備和多光譜傳感器，可以對小麥田地進行全面監測。通過無人機航拍，可以及時捕捉到小麥田地中的病蟲害情況，包括病害的類型、程度和分布等，使種植者和農業技術人員能夠快速發現病蟲害的跡象，從而及時采取防治措施，減少病蟲害造成的損失[1]。

2)草地變色檢測。無人機可以利用多光譜傳感器檢測小麥田情況。通過分析不同波段的圖像數據，可以判斷小麥植株的健康狀況。如果出現異常變色，可能意味著存在病蟲害或其他生長問題。應用無人機可以快速準確地發現這些問題，并進行定位，幫助種植者采取相應的措施，如調整施肥和采取防治措施，以促進小麥健康生長。

3)精準施藥。無人機搭載噴霧設備，根據事先設定的路徑和指令，將藥劑以噴霧的方式噴灑到目標區域。這種精準施藥的方法可以有效減少農藥浪費和環境污染，提高防治效果。

4)地形檢測和土壤分析。無人機配備激光雷達和紅外傳感器等設備，可以快速檢測和分析小麥田的地形、土壤。通過分析獲取的地形數據和土壤信息，種植者可以更好地了解小麥種植區域的水分分布、排水狀況和養分含量等，有針對性地制訂灌溉和施肥計劃，提高小麥產量。

2.2 應用無人機噴灑農藥

在小麥病蟲害防治中的應用無人機，可以實現藥物精確噴灑，為小麥病蟲害防治提供便利，提高效率。

1)精準定位噴灑。無人機搭載的噴灑系統可以根據事先設定的路徑和指令，實現對小麥田地精準噴灑。通過全球定位系統（GPS）和導航技術，無人機可以準確飛行到目標區域，并在預定高度和速度下噴灑藥物。精準定位噴灑的方法可以確保藥物被均勻地噴灑在目標植株上，提高防治效果。

2)覆蓋面積大。無人機飛行速度相對較快，可以在較短時間內完成大面積噴灑任務。與傳統人工噴灑相比，無人機能夠大幅提高噴灑效率，節省時間和人力成本。特別是在病蟲害大面積暴發時，可以快速響應并噴灑藥物，防止病蟲害擴散。

3)節約藥物和環境友好。由于無人機可以實現精確噴灑，藥物可以被有效地控制在目標區域，減少藥物浪費和過量使用。這不僅可以節約藥物成本，還有助于減少對環境的影響和農藥殘留。此外，無人機可以避免藥物噴灑時產生的地面壓實和損傷，減少對農田的破壞[2]。

4)數據記錄和分析。無人機配備的傳感器可以實時記錄噴灑過程中的數據，如噴灑速度、噴霧量和藥物質量濃度等。通過分析數據，種植者和農業技術人員可以評估噴灑效果，并根據需要調整噴灑策略，提高病蟲害防治效果。

2.3 小麥病蟲害防治中應用無人機遙感技術

在小麥病蟲害防治中應用無人機遙感技術，為種植者和農業技術人員提供了一種快速、準確的監測和評估手段。

1)病蟲害監測與預警。無人機搭載的遙感設備，如多光譜傳感器和紅外熱像儀，可以獲取小麥田地的高分辨率圖像和熱量分布數據。通過對這些數據進行分析，可以實現對小麥病蟲害的監測與預警。例如，多光譜傳感器可以捕捉到小麥植株受損的光譜特征，幫助種植者快速識別病蟲害的類型和為害程度。紅外熱像儀可以檢測到植株的溫度分布，提供病蟲害熱點的定位。監測和預警系統可以幫助種植者及時采取防治措施，減少病蟲害造成的損失。

2)病蟲害分布與定位。無人機遙感技術可以幫助精確定位小麥田地中的病蟲害分布。通過無人機航拍，可以獲取大范圍圖像數據。利用這些數據，可以生成小麥田地的高分辨率圖像和三維模型，并進行病蟲害的定位和分布分析。這種定位和分布信息可以幫助種植者有針對性地制訂防治策略，優化藥物噴灑和其他防治措施的效果。

3)生長狀態監測。無人機遙感技術可以監測小麥植株的生長狀態和健康狀況。通過分析遙感圖像，可以獲取小麥田地的植被指數、葉面積指數等參數，評估小麥的生長和健康狀況。監測系統可以幫助種植者及早發現小麥植株營養不良、疾病或蟲害受損等問題，及時調整管理措施，促進小麥健康生長[3]。

3 無人機應用于小麥病蟲害防治中的關鍵

3.1 立足小麥生長特點

在小麥病蟲害防治中，無人機技術具有很多優勢。可以迅速偵測和監測病蟲害的存在和蔓延情況。通過搭載高分辨率的攝像頭和傳感器，獲取詳細的圖像和數據，幫助種植者及時了解小麥生長狀態和病蟲害為害程度。

1)病蟲害巡查。利用無人機的高空俯瞰能力，種植者可以快速檢查小麥田地的整體情況，識別病蟲害的跡象和侵染區域，有助于及早發現病蟲害并采取相應的防治措施，避免病蟲害擴散。

2)精準噴灑農藥。無人機搭載的噴灑設備可以精確噴灑農藥或生物控制劑。通過無人機的定位和導航系統，種植者可以將藥劑噴灑在受到病蟲害侵染的特定區域，減少藥物的浪費和對環境的影響。此外，無人機能夠在短時間內完成大面積噴灑作業，提高工作效率。

3)數據分析與預警。通過攝像頭和傳感器獲取的圖像和數據可以用于病蟲害監測和分析。無人機可以收集大量數據，如植被指數、溫度和濕度等，利用機器學習和人工智能算法進行數據處理、分析，提供病蟲害的預警信息。種植者可以根據預警結果及時采取防治措施，避免小麥發生病蟲害。

4)智能灌溉管理。無人機可以搭載土壤濕度傳感器，監測小麥田的土壤濕度情況。通過無人機定期巡查，種植者可以了解不同區域的土壤濕度情況，實施智能灌溉管理，為小麥提供適宜的水分，降低病蟲害的發生概率[4]。

3.2 完善相關信息數據庫

在小麥病蟲害防治中應用無人機，完善相關信息數據是關鍵任務。通過收集、整理和管理大量小麥病蟲害相關數據，可以提供準確、實時的信息支持，為種植者和農業管理部門制定科學的防治策略提供參考。

1)無人機配備高分辨率攝像頭和傳感器能夠捕捉到豐富的圖像和數據。這些數據包括小麥田地的植被狀況、病蟲害分布情況、為害程度等，并與其他農田數據整合，形成全面的小麥病蟲害信息數據庫。

2)處理和分析無人機采集的圖像、數據。利用圖像識別技術和機器學習算法，可以對圖像進行病蟲害自動識別和分類，快速準確地確定病蟲害的類型和程度，并將結果存儲到數據庫中。同時，小麥病蟲害信息數據庫還應包括其他相關數據，如天氣信息、土壤質量、農藥使用記錄等。這些數據與病蟲害數據關聯分析，可以探索病蟲害與環境因素之間的關系，幫助預測病蟲害發生的潛在風險和影響因素。此外，完善數據庫還需要考慮數據的實時性和共享性。通過無人機技術，數據可以實時傳輸到云端服務器，種植者和農業管理部門能夠及時獲取最新的病蟲害信息。同時，建立一個統一的平臺或系統，使不同農田的數據集成和共享，促進農業領域的合作和信息交流。

3.3 加強專業人才培養

在無人機應用于小麥病蟲害防治過程中，加強專業人才培養至關重要。培養具備無人機操作和病蟲害防治知識的專業人才，能夠有效推動無人機技術在小麥病蟲害防治領域的應用，提高防治效果。

1)建立相關培訓體系。開設無人機操作和病蟲害防治培訓課程，包括無人機操作技術、圖像處理和分析、病蟲害識別與防治策略等內容。培訓課程可以由專業教育機構、農業科研機構或農業技術推廣部門提供，針對種植者、技術人員和農業管理者等不同人群的需求進行培訓。

2)注重實踐教學。無人機操作和病蟲害防治的實踐性較強，培訓課程應包含實地操作和實際案例分析。通過實踐教學，學員可以親自操作無人機，學習如何收集病蟲害數據、分析圖像和制訂防治方案。實踐環節可以結合農田示范或合作社的實際需求進行安排，提供真實的場景和問題。

3)加強與相關領域的交流與合作。與無人機技術領域的專業人才、農業專家和病蟲害防治研究人員合作，共同開展培訓和研究項目。通過合作與交流，可以匯集不同領域的專業知識和經驗，促進技術創新與應用。此外，還可以鼓勵學生和從業人員參與相關比賽和項目，提供實踐鍛煉和交流的平臺，激發人才的創新潛力和學習熱情；提供專業指導和資源支持，幫助培養專業人才并推動技術發展[5]。

4 結束語

無人機技術與傳統小麥病蟲害防治融合應用有巨大的潛力，可以提高防治效率、降低成本、減少環境污染風險，對小麥產業可持續發展具有重要意義。然而，該領域仍面臨技術、政策和人才等方面的挑戰，需要各方共同努力推動其發展。相信通過不斷的創新和合作，無人機技術與傳統小麥病蟲害防治的融合應用將為農業生產帶來更大的改變和發展。