智能植保無人機防治煙蚜試驗分析

裴洲洋+李世金+劉國俠+冉法芬+張業輝+江春+陳由鴻+朱啟法

摘 要：該文通過大田試驗研究了植保無人機防治煙蚜的防治效果。結果表明，無人機農藥噴灑效率率是人工的31倍，相對于電動噴霧器作業防效提高7.03個百分點。無人機噴灑均勻，藥液覆蓋度趨勢為頂葉>上二棚葉>腰葉>下二棚葉。從藥液分布情況來看，無人機可滿足植保作業的噴灑質量，作業均勻性、穿透性優于人工作業。

關鍵詞：植保無人機；煙蚜；防效；效率

中圖分類號 S252.3；S435.11 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）22-0072-02

煙草病蟲害的統防統治不僅依賴于高效、低毒農藥的安全使用，更依賴于科學的施藥方式和高效植保機械的推廣。農藥、藥械、施藥技術是科學合理使用農藥的3個重要環節。無人機飛防技術是利用輕小型無人機為載體，在飛行器上搭載農藥噴霧設備，通過引入精準定位系統和地理信息系統，以“云服務、大數據”為技術背景，實現精準化作業。

無人機飛防技術作為一項適應現代農業和現代植保需求的一項新型技術，以其獨特的優勢，為植保技術的發展開辟了一片新的天地，將是傳統植保方式的替代和“革命性”升級。2017年，為推動現代煙草農業發展，提高煙區綠色防控技術水平，實現減量控害、節本增效、農藥零增長，安徽皖南煙葉有限責任公司開展了無人機在烤煙上防治煙蚜試驗，并對作業結果進行了分析。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試煙草品種為云煙97，3月18日移栽，株行距為0.45m×1.2m。供試藥劑為5%吡蟲啉乳油，德強生物股份有限公司生產。供試機型為極飛P20，廣州極飛科技公司生產，四旋翼植保無人機。尺寸為1.18m×1.18m×0.41m，作業高度1～10m。最大起飛重量27kg，作業速度1～8m/s。變量噴灑系統，噴霧霧化標準為80～130μm，噴頭直徑60mm，噴灑流量為3000～12000mL/hm2，噴幅寬度1.5～3m。電力系統使用鋰電池。背負式電動噴霧器為世達牌3WBD-16型，負式桶身外形尺0.38m×0.18m×0.53m，工作壓力4～5kg。人工手動噴霧器為衛士牌WS-16型，1.14m×0.44m×0.640m。山東衛士植保有限責任公司生產。水敏試紙為瑞士先正達公司生產。

1.2 試驗設計

1.2.1 防效試驗 共設3個處理。處理Ⅰ：無人植機保機飛防；處理Ⅱ：背負式電動噴霧器；處理Ⅲ：未噴藥，為空白對照（CK）。各處理其他田間管理措施一致。每個作業處理作業時間均為2h，作業后統計作業面積，7d后統計防效。

1.2.2 穿透性實驗 使用水敏試紙檢測無人機噴灑穿透性質量。將水敏試紙固定在葉片上，上部葉5片，中部葉5片，下部葉片5片。作業結束后，取下試紙，用DepositScan進行掃描分析。

1.3 試驗地概況 試驗地點為安徽省宣城市安徽皖南煙葉有限責任公司滬皖現代煙草農業高科技示范園。作業植物對象為烤煙，園區田塊平整開闊，集中連片53.33hm2左右。

1.4 調查方法 在施藥7d后開展防效調查，每個處理選取3塊以上有代表性的煙田，采用對角線5點取樣方法，每點不少于10株，調查整株煙蚜數量，計算有蚜株率及蚜量指數。0級：0頭/葉。1級：1～5頭/葉。3級：6～20頭/葉。5級：21～100頭/葉。7級：101～500頭/葉。9級：大于500頭/葉。

1.5 數據統計和分析 計算公式如下：

蚜量指數=[Σ（各級葉數×該級別值）/（調查總株數或葉數×最高級值）]×100；

防效（%）=（空白蚜指數-處理蚜指數）/空白蚜指數×100

2 結果與分析

2.1 作業效率 將作業區域劃分為無人機組區及人工組區，作業前均不進行其他操作。2個處理組均在規定的2h內進行配藥，施藥作業，作業結果見表1。由表1可知，無人機組3次重復的作業面積分別為4hm2、4.13hm2、4.06hm2，平均作業面積為4.06hm2，平均作業效率為2.03hm2/h。人工組3次作業面積分別為0.13hm2、0.12hm2、0.14hm2，平均作業效率為0.065hm2/h。無人機作業效率是傳統人工的31倍。

2.2 防治效果 各試驗處理對煙蚜的防治效果如表2所示。由表2的調查結果表明，植保無人機試驗處理的蚜量指數為6.85，平均防效為79.78%。而傳統電動噴霧器處理平均蚜量指數為9.19，防效為72.45%，無人機相對與電動噴霧器可提高防效7.03個百分點。

2.3 穿透性分析 1～4號采樣點布置于上部葉片，6～10號采樣點布置于中部葉片，10～15號采樣點布置于下部葉片。由表3可知，上部葉片點密度均值為46.82，回收率均值為26.82%；中部葉片點密度值為34.44，回收率均值為22.64%；下部葉片點密度均值為23.02，點，回收率均值為11.92%。全株葉片基本能覆蓋。第三輪次作業，葉片從頂葉到腳葉，藥液覆蓋度整體趨勢為頂葉>上二棚葉>腰葉>下二棚葉。從藥液分布情況來看，可滿足植保作業的噴灑質量，作業均勻性、穿透性優于人工作業。

3 小結與討論

無人機作業高度為1.5～1.7m，飛行勻速平穩，旋翼螺旋槳產生的下壓氣流使藥液均勻到達植株中下部葉片和莖稈，相比于背負式電動噴霧，更能確保作業質量，且作業效率可提高 30倍以上，節水95%以上。

目前，無人機已經實現了關鍵技術的自動化和智能化，其應用的北斗導航系統可將定位精度精確到厘米級水平，其操控平臺簡單方便，可實現一人同時操控3臺無人機，大大降低了飛防人工成本，提高了操控舒適性，具備了大面積作業、大規模作業的硬件基礎條件。

在無人機推廣中，受制于成本、市場等多種因素影響，無人機作業費用相對人工偏高10%左右，大面積推廣仍具有一定的難度，在下步推廣過程中，可采用合作社統一服務的模式進行，即由合作社組建飛防隊伍，將購機成本分攤在合作社中，采取合作社+煙農主體實施，煙草公司適當補貼的模式進行推廣。隨著用工成本的逐年增高以及無人機技術的發展，無人機的應用成本將越來越低，其技術優勢將越來越明顯，大規模應用將是大勢所趨。

參考文獻

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（責編：張宏民）endprint