無(wú)人機(jī)聯(lián)手“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺(tái)助推專(zhuān)業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治發(fā)展新前景

丁斌杰，王 星，陳 鋒，張偉金

(1.新昌縣糧油總站，浙江 新昌 312500； 2.婺城區(qū)植保測(cè)報(bào)土肥站，浙江 金華 321001； 3.新昌縣特經(jīng)總站，浙江 新昌 312500)

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無(wú)人機(jī)聯(lián)手“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺(tái)助推專(zhuān)業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治發(fā)展新前景

丁斌杰1，王 星2，陳 鋒1，張偉金3

(1.新昌縣糧油總站，浙江 新昌 312500； 2.婺城區(qū)植保測(cè)報(bào)土肥站，浙江 金華 321001； 3.新昌縣特經(jīng)總站，浙江 新昌 312500)

針對(duì)現(xiàn)階段專(zhuān)業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治開(kāi)展和施行困難的現(xiàn)狀，測(cè)試植保無(wú)人機(jī)在試驗(yàn)中對(duì)水稻“三蟲(chóng)”的防效。結(jié)果顯示，無(wú)人機(jī)防效顯著，同時(shí)展望植保無(wú)人機(jī)和“互聯(lián)網(wǎng)+”植保服務(wù)平臺(tái)的聯(lián)合新模式，這對(duì)于推動(dòng)我國(guó)專(zhuān)業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治發(fā)展有著巨大的促進(jìn)作用。

無(wú)人機(jī)； 統(tǒng)防統(tǒng)治； 植保服務(wù)平臺(tái)

植物保護(hù)在農(nóng)作物生長(zhǎng)的整個(gè)周期中都扮演著重要角色，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的重要組成部分。近年來(lái)，受溫室效應(yīng)影響，全球氣溫逐漸變暖，導(dǎo)致農(nóng)作物病蟲(chóng)害發(fā)生更加頻繁，而我國(guó)遼闊的地域環(huán)境，導(dǎo)致病蟲(chóng)害具有較大的遷飛性和流動(dòng)性，加上農(nóng)藥使用管理的不完善，在防治時(shí)間和防治效果上難統(tǒng)一，使得病蟲(chóng)害容易出現(xiàn)大面積的爆發(fā)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大的損失[1-2]。當(dāng)下，擺在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面前最大的問(wèn)題，就是如何根據(jù)當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)和需要，及時(shí)、有效、統(tǒng)一的開(kāi)展植保工作，配合響應(yīng)農(nóng)業(yè)部提出的專(zhuān)業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治規(guī)劃，探索出新的統(tǒng)防統(tǒng)治模式。在這樣的大環(huán)境下，新型高效植保機(jī)械——植保無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)可謂是應(yīng)運(yùn)而生。

目前國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售市場(chǎng)的植保無(wú)人機(jī)種類(lèi)多樣，按照機(jī)型結(jié)構(gòu)劃分，分為單旋翼和多旋翼植保無(wú)人機(jī)；按照動(dòng)力劃分，又可分為油動(dòng)和電動(dòng)植保無(wú)人機(jī)。相比較而言，單旋翼植保無(wú)人機(jī)比多旋翼植保無(wú)人機(jī)擁有更好的穩(wěn)定性，抗風(fēng)條件和作業(yè)效果好，但是購(gòu)置成本高，操作相較于多旋翼復(fù)雜；油動(dòng)植保無(wú)人機(jī)擁有15～120 L的載荷，飛行時(shí)間長(zhǎng)且作業(yè)面積廣，但其售價(jià)和維修保養(yǎng)成本巨大，且對(duì)農(nóng)作物有廢油污染。植保無(wú)人機(jī)具有高效的農(nóng)藥噴灑速度，大大提高了防治效率，并且減少了農(nóng)作人員直接接觸農(nóng)藥的危險(xiǎn)隱患，高濃度超低量噴霧可減少50%農(nóng)藥和90%水，旋翼產(chǎn)生的氣流增加了農(nóng)藥的穿透性，加強(qiáng)防效，操作簡(jiǎn)單容易上手，在植物保護(hù)領(lǐng)域必將發(fā)揮至關(guān)重要的作用[3-5]。

世界上最早使用植保無(wú)人機(jī)的國(guó)家是日本，自1987年起已經(jīng)有著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)無(wú)人機(jī)的發(fā)展歷史，美國(guó)則是農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用技術(shù)最成熟的國(guó)家，農(nóng)業(yè)航空對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的貢獻(xiàn)率在15%以上。而我國(guó)航空施藥技術(shù)的起步較晚，2004年才開(kāi)始對(duì)植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行研究和推廣，2007年第一架工程型植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化探索，直到近年才開(kāi)始慢慢普及，全國(guó)各地逐漸對(duì)植保無(wú)人機(jī)的實(shí)際防效展開(kāi)了各項(xiàng)試驗(yàn)[6]。劉慧強(qiáng)等[7]研究了植保無(wú)人機(jī)防治稻飛虱的田間效果，得出其防效和人工噴霧相比無(wú)明顯差異。高圓圓等[8]研究了無(wú)人機(jī)對(duì)玉米螟防治效果，Af-811在噴霧高度2.5 m時(shí)對(duì)玉米螟防效達(dá)到80.7%。肖曉華等[9]研究了無(wú)人機(jī)對(duì)油菜菌核病的防效，結(jié)果表明，使用無(wú)人機(jī)噴藥后的平均防效為54.7%，比機(jī)動(dòng)噴霧防治增加7.2百分點(diǎn)，效果顯著。朱德慧[10]研究證明了在冬小麥田使用植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行化學(xué)除草，不但可以保證除草效果和小麥生長(zhǎng)安全，而且有明顯的增產(chǎn)效果。

各地區(qū)雖已開(kāi)展了各項(xiàng)試驗(yàn)研究植保無(wú)人機(jī)的實(shí)際應(yīng)用，但是專(zhuān)門(mén)針對(duì)水稻生育期中三種主要蟲(chóng)害的防效試驗(yàn)卻鮮有報(bào)道，為此在浙江省紹興市新昌縣新中村進(jìn)行天途M8A多旋翼電動(dòng)植保無(wú)人機(jī)對(duì)水稻“三蟲(chóng)”的藥劑防治試驗(yàn)，以期為植保無(wú)人機(jī)田間施藥作業(yè)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)與器械

第1次施藥為25%吡蚜酮可濕性粉劑、43%戊唑醇懸浮劑、25%噻蟲(chóng)嗪水分散粒劑，防治對(duì)象為二化螟、三化螟，兼治稻縱卷葉螟。第2次施藥為10%烯啶蟲(chóng)胺水劑、25%吡蚜酮可濕性粉劑、43%戊唑醇懸浮劑，防治對(duì)象為稻飛虱，兼治稻縱卷葉螟。

噴灑機(jī)械為T(mén)TA天途M8A農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)，M8旋翼8點(diǎn)定位，6噴頭聯(lián)合噴灑，流量0.2～0.4 L·min-1。

1.2 噴藥方法

噴藥于浙江省紹興市新昌縣新中村13.33 hm2水稻田中進(jìn)行，TTA天途M8A型農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)沿著田塊長(zhǎng)軸飛行噴灑農(nóng)藥。飛行高度為距離水稻頂部60～100 cm，飛行速度為4.8 m·s-1，噴幅5 m，藥箱容量10 kg，噴藥速度為1.07～1.33 kg·min-1，一架次飛行9 min，防治稻田0.53 hm2左右，用藥量不減的前提下，667 m2用水量約為1 L，使用高濃度超低量噴霧方式噴灑農(nóng)藥。

1.3 藥效調(diào)查時(shí)間和方法

第1次噴藥后5 d進(jìn)行田間螟蟲(chóng)為害率和活蟲(chóng)死亡率調(diào)查；第2次噴藥前進(jìn)行田間稻飛虱蟲(chóng)口基數(shù)調(diào)查，同時(shí)在第2次噴藥后5 d進(jìn)行田間稻飛虱和稻縱卷葉螟蟲(chóng)量調(diào)查。對(duì)3種蟲(chóng)害分別進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查。

二化螟、三化螟。隨機(jī)調(diào)查3個(gè)小區(qū)田塊，每個(gè)小區(qū)667 m2，調(diào)查其中百叢水稻，數(shù)出總的株數(shù)和其中的為害株，計(jì)算為害率；剝開(kāi)每株為害株，調(diào)查其中活蟲(chóng)和死蟲(chóng)的數(shù)量，計(jì)算死亡率。

稻飛虱。隨機(jī)調(diào)查4個(gè)小區(qū)田塊，調(diào)查時(shí)用28 cm×38 cm白瓷盤(pán)每小區(qū)隨機(jī)拍5盤(pán)，每盤(pán)拍2叢稻，每小區(qū)共調(diào)查10叢。統(tǒng)計(jì)稻飛虱田間若蟲(chóng)和成蟲(chóng)數(shù)量，計(jì)算施藥后的蟲(chóng)口減退率。

稻縱卷葉螟。隨機(jī)調(diào)查4個(gè)小區(qū)田塊，每個(gè)小區(qū)調(diào)查50叢稻，摘下蟲(chóng)苞，統(tǒng)計(jì)其中1～5齡的若蟲(chóng)數(shù)量，計(jì)算百叢蟲(chóng)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 二化螟、三化螟防效

如表1所示，天途M8A植保無(wú)人機(jī)噴灑農(nóng)藥5 d后，二化螟、三化螟的為害率減少到0.7%～3.2%，平均活蟲(chóng)死亡率達(dá)92.5%，防治二化螟、三化螟效果明顯。

表1 第1次施藥后5 d對(duì)二化螟、三化螟的防效

2.2 稻飛虱防效

表2所示，第2次噴藥后5 d，白背飛虱若蟲(chóng)蟲(chóng)口減退率、灰飛虱若蟲(chóng)蟲(chóng)口減退率、2種稻飛虱總蟲(chóng)量蟲(chóng)口減退率在70.0%～100.0%，因田間成蟲(chóng)蟲(chóng)口基數(shù)不大，因此對(duì)成蟲(chóng)蟲(chóng)口減退率防效稍低，為50.0%～100.0%。總體來(lái)看，無(wú)人機(jī)防治稻飛虱效果較為明顯。

表2 第2次施藥后5 d對(duì)稻飛虱的防效

2.3 稻縱卷葉螟防效

如表3所示，在植保無(wú)人機(jī)前后2次噴藥后，田間蟲(chóng)苞內(nèi)活蟲(chóng)數(shù)量明顯減少，平均50叢稻內(nèi)，1～5齡的活蟲(chóng)蟲(chóng)量不到10頭，百叢蟲(chóng)量為15.5頭，對(duì)稻田為害影響較小，防治效果顯著。

表3 第2次施藥后5 d對(duì)稻縱卷葉螟的防效

3 小結(jié)與討論

本次試驗(yàn)通過(guò)使用天途M8A植保無(wú)人機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工背包打藥方式，對(duì)13.33 hm2水稻田進(jìn)行低空低量高濃度噴藥，主要對(duì)水稻生育期內(nèi)螟蟲(chóng)、稻飛虱和稻縱卷葉螟3種主要蟲(chóng)害進(jìn)行藥劑防治，結(jié)果顯示，無(wú)人機(jī)噴藥對(duì)3種蟲(chóng)害防治效果明顯，基本上解決了水稻3種主要蟲(chóng)害的防治問(wèn)題，對(duì)統(tǒng)防統(tǒng)治實(shí)施中病蟲(chóng)害防治困難或者防治時(shí)間延誤等問(wèn)題提供了針對(duì)性的解決方法，有效提高了新型航空植保的作業(yè)質(zhì)量，對(duì)植保無(wú)人機(jī)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)可期。

4 存在問(wèn)題分析

盡管從防治結(jié)果上看，植保無(wú)人機(jī)的使用取得了一定的成效，不過(guò)，在試驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)了不少存在的問(wèn)題，總結(jié)為以下幾個(gè)方面。

4.1 電池續(xù)航能力不足

現(xiàn)階段植保無(wú)人機(jī)市場(chǎng)上，電動(dòng)植保無(wú)人機(jī)最大的短板就是續(xù)航問(wèn)題，此次試驗(yàn)的多旋翼電動(dòng)植保無(wú)人機(jī)天途M8A，一組電池的平均續(xù)航能力僅為8～10 min，作業(yè)面積約為0.53 hm2，但是一組電池的充電時(shí)間需要30 min，因此試驗(yàn)過(guò)程中需要準(zhǔn)備多組電池來(lái)回更換，不但浪費(fèi)了時(shí)間，降低了作業(yè)效率，而且單組電池的價(jià)格為上千元，充放電次數(shù)達(dá)到1 000次就到了報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，可謂成本高昂。

4.2 技術(shù)精準(zhǔn)度不夠

在噴藥過(guò)程中，因技術(shù)操作和無(wú)人機(jī)規(guī)格等原因，導(dǎo)致精準(zhǔn)度有所欠缺，在施藥時(shí)機(jī)、飛行參數(shù)、濕度、溫度、飛行高度、噴藥速度、風(fēng)速等方面，還需要進(jìn)一步完善和改進(jìn)。在此次試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，因無(wú)人機(jī)飛行員手動(dòng)操作存在一定的局限性，經(jīng)常出現(xiàn)個(gè)別田塊區(qū)域重噴或者漏噴的情況，而且在懸停時(shí)間稍長(zhǎng)，飛行高度較低的區(qū)域，還出現(xiàn)稻稈被旋翼的風(fēng)力吹斷的情況。

4.3 航空專(zhuān)用藥劑發(fā)展不成熟

航空植保無(wú)人機(jī)采用的是高濃度超低量噴霧，因此首選劑型以油劑最好，但是現(xiàn)在市場(chǎng)上銷(xiāo)售的農(nóng)藥劑型多為可濕性粉劑、懸浮劑等，只適合傳統(tǒng)人工噴霧設(shè)備，卻不符合植保無(wú)人機(jī)所用藥劑需必備的抗漂移、抗蒸發(fā)、高沉積、潤(rùn)濕、滲透性強(qiáng)、耐雨水沖刷等特點(diǎn)，作為航空專(zhuān)用藥劑，超低容量劑型還需要具備用量少，成分活性高，內(nèi)吸傳導(dǎo)性強(qiáng)和對(duì)作物安全的特性，此類(lèi)專(zhuān)用藥劑和相配套的高效施藥操作規(guī)范，目前還處于研發(fā)試驗(yàn)階段。

5 “互聯(lián)網(wǎng)+”植保服務(wù)平臺(tái)

為進(jìn)一步配合植保無(wú)人機(jī)噴藥相關(guān)配套服務(wù)，提升服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)效率，杭州瓦屋科技有限公司的負(fù)責(zé)人介紹了目前他們公司正在研發(fā)的一種全新的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)，能夠結(jié)合公司正在試驗(yàn)的全自動(dòng)智能化植保無(wú)人機(jī)機(jī)型，讓用戶(hù)實(shí)現(xiàn)自主定位田塊、自主選擇時(shí)間、網(wǎng)上監(jiān)測(cè)施藥進(jìn)度、網(wǎng)上驗(yàn)收付款的一體化互聯(lián)網(wǎng)交易流程，省去了大量的現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)時(shí)間，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)就可以讓用戶(hù)對(duì)田塊的噴藥情況一目了然(圖1)。

圖1 互聯(lián)網(wǎng)植保服務(wù)平臺(tái)的實(shí)施流程

在無(wú)人機(jī)的領(lǐng)域，互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的輔助還處于起步和摸索的階段，但是隨著其不斷完善，在不久的將來(lái)必將能夠?qū)崿F(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”一體化服務(wù)，真正做到機(jī)器換人，以農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)聯(lián)合“互聯(lián)網(wǎng)+”植保服務(wù)平臺(tái)，加上全自動(dòng)GPS定位機(jī)型的逐步完備，讓農(nóng)戶(hù)可以足不出戶(hù)就實(shí)現(xiàn)稻田的農(nóng)藥防治，對(duì)全國(guó)專(zhuān)業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治的推進(jìn)也有著巨大的助力。

6 發(fā)展前景展望

我國(guó)擁有1.2億hm2基本農(nóng)田，但是每年農(nóng)藥中毒有10萬(wàn)人，致死率達(dá)20%，且農(nóng)藥利用率僅為30%左右，與植保機(jī)械水平落后有很大的關(guān)系，而病蟲(chóng)害防治惡劣的工作環(huán)境，較低的工作效率，導(dǎo)致用工成本不斷上升，且面臨難找人工的尷尬處境，因此無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用對(duì)我國(guó)而言有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[11]。總的來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)植保無(wú)人機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，主要可以體現(xiàn)在技術(shù)、承重、價(jià)格、服務(wù)和補(bǔ)貼五個(gè)方面。從操作技術(shù)和無(wú)人機(jī)本身硬件設(shè)備的不斷發(fā)展來(lái)進(jìn)行完善，加大1次噴藥的機(jī)體承重量，節(jié)省來(lái)回加藥的時(shí)間，并且在價(jià)格上還存在著巨大的下降空間，應(yīng)當(dāng)通過(guò)提升技術(shù)來(lái)節(jié)約成本，同時(shí)相關(guān)的配套服務(wù)也可以進(jìn)一步的提升，比如航空專(zhuān)用藥劑和維修，保險(xiǎn)等，另外，各政府和相關(guān)部門(mén)也可以出臺(tái)相關(guān)政策來(lái)鼓勵(lì)和發(fā)展植保無(wú)人機(jī)的噴藥服務(wù)。隨著在植保無(wú)人機(jī)領(lǐng)域推出自動(dòng)化、智能化新機(jī)型，加上農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)加快，農(nóng)業(yè)合作社、家庭農(nóng)場(chǎng)的普遍成立，植保無(wú)人機(jī)將逐漸向全民化、平民化方向發(fā)展，無(wú)人機(jī)飛入農(nóng)田已經(jīng)是不可阻擋之勢(shì)，結(jié)合不斷發(fā)展的“互聯(lián)網(wǎng)+”網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)，植保無(wú)人機(jī)將作為專(zhuān)業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治最有力的助手，向更多農(nóng)作物，甚至是樹(shù)林，果園方向推進(jìn)，在全方位的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用的前景十分廣闊。

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(責(zé)任編輯：張瑞麟)

2017-02-16

丁斌杰(1991—)，男，浙江紹興人，助理農(nóng)藝師，本科，從事植保技術(shù)推廣工作，E-mail：972855907@qq.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170740

S435.112

A

0528-9017(2017)07-1217-03

文獻(xiàn)著錄格式：丁斌杰，王星，陳鋒，等. 無(wú)人機(jī)聯(lián)手“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺(tái)助推專(zhuān)業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治發(fā)展新前景[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58(7)：1217-1219，1222.