天津開發區無人機飛防打藥效果研究

邳學杰

摘要：

無人機在農業植保方面的飛防作業技術已經日漸成熟，在園林植保方面也多有應用，為檢驗無人機在天津開發區進行打藥作業時的穿透效果，在開發區選取了一片長勢相近的國槐白蠟混交林樣地，通過模擬樹干裝置放置水敏紙的方法比較無人機打藥和傳統機動式打藥機的打藥效果。結果表明：無人機霧滴密度、覆蓋率、沉積量呈上層>下層>中層的趨勢，傳統機動式打藥機霧滴密度、覆蓋率、沉積量呈下層>中層>上層的趨勢;無人機更適合對樹冠等高處位置作業，機動式打藥機更適合樹冠下部作業，兩者可以根據現場情況配合使用，無人機在防護林帶作業相比傳統打藥方式優勢會更加明顯。

關鍵詞：

天津開發區;無人機;飛防效果

中圖分類號：S6-3

文獻標識碼：A

DOI：1019754/jnyyjs20200630052

前言

近年來，無人機在生產生活中的應用越來越廣泛，其中飛防作業，尤其是在農業植保方面的飛防作業技術已經日漸成熟[1-3]，在園林植保方面也多有應用[4，5]。濱海新區建成區綠化覆蓋率達3805%，綠地率達到3699%，人均公園綠地面積達到1260m2[6]。開發區作為濱海新區的核心區，自20世紀80、90年代以來陸續大規模建設了各種類型綠地，一些城市防護林帶隨著近30a的生長，林層變得非常茂密且樹體樹冠愈發高大，傳統打藥方式難以將藥液送達林層上層和樹冠內部。因此，本實驗利用無人機打藥與傳統機動打藥機打藥效果進行相互比較，以期能夠利用這一新技術彌補傳統打藥方式的不足之處，從而進一步提高病蟲害防治效果，提高養護水平。

1材料與方法

11樣地概況

在泰達大街南側青年林選擇一片長勢相同的國槐白蠟人工混交林作為樣地200m×10m，樣地面積約2000m2，在樣地內選擇3株樹高、樹冠、長勢基本相近的樹木作為取樣點位（詳見表1）。

12布置水敏紙和模擬樹干裝置

以水敏紙（水敏紙遇水可變色）評價打藥效果[7]。為使水敏紙安裝拆卸方便，并使水敏紙保持水平，用木方制作3個簡易樹干模擬裝置（圖1），將水敏紙張貼后豎直立于樹冠之中（圖2），飛防作業后更換水敏紙，傳統打藥機作業后，將水敏紙一并帶回分析。

13植保作業

使用大疆T20植保無人機（由天津廠務通服工程科技有限公司提供）進行作業，藥箱帶20kg水對樣地進行模擬打藥，飛行高度15m，速度34m/s，作業時天氣晴，氣溫13℃，微風;打水作業后取下水敏紙，做好標記，帶回分析。

更換水敏紙后將裝置放回原點位，用打藥機正常打藥（水），打藥后取下水敏紙，做好標記，帶回分析。

2結果與分析

將水敏紙帶回辦公室，掃描后用軟件（六六山下霧滴分析軟件V20）分析每平方厘米的霧滴數，即霧滴覆蓋密度（個/cm2）、覆蓋率（%）和沉積量（μL/cm2）。

21無人機飛防作業效果

無人機的飛防效果見圖3～5。由圖可知，霧滴密度、覆蓋率、沉積量均呈上層>下層>中層的趨勢，點位1數值明顯高于點位2和點位3，點位2數值大于點位3。

22傳統打藥機效果

傳統機動式打藥機的作業效果見圖6～8。由圖可知，霧滴密度中層>下層>上層的趨勢，而覆蓋率和沉積量則呈現出下層>中層>上層的現象，點位1數值明顯高于點位2和點位3，點位2數值大于點位3。

3討論與結論

無人機作業各項數據呈現出較明顯的上層>下層>中層現象，可能是因為從上向下噴霧的過程中上層霧滴被葉片阻擋較多，而螺旋槳產生的氣流將較重的水霧帶到下層，所以中層反而較少。

傳統打藥機作業時噴出水霧為從下至上能夠到達上層的藥劑較少，受重力影響，大部分藥液會沉積到下層;打藥人員看不到上層，往往在打藥時瞄準中層作業，中層的霧滴密度較高可能是受到這種操作習慣的影響。

綜合看來，無人機較傳統打藥方式更適合對樹冠上層等高處作業，機動式打藥機更適合樹冠下層作業，兩者有很強的互補性。對于防護林來說，隨著林中樹木生長的越來越高大茂密，樹冠上層郁閉，中下層少見陽光，葉片會逐漸變得稀疏，無人機從上至下的打藥方式能夠充分利用重力和螺旋槳產生的氣流更加均勻地噴布藥劑，未來無人機飛防打藥的優勢將會變得越發明顯。

參考文獻

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田志偉，薛新宇，李林，等植保無人機施藥技術研究現狀與展望[J].中國農機化學報，2019，40（01）：43-51.

[2]宋雷潔，李建平，楊欣，王鵬飛，劉洪杰.植保無人機施藥技術研究進展[J].現代農業科技，2019（11）：125-128.

[3]蒙艷華，周國強，吳春波，等.我國農用植保無人機的應用與推廣探討[J].中國植保導刊，2014（S1）：41-47.

[4]譚志堅，肖裕，王勝.植保無人機防控邊坡園林綠地菟絲子初報[J].綠色科技，2019（19）：153-155，157.

[5]楊雪棟，金榮，云美清，等.無人機在我國林業上應用概述[J].內蒙古林業調查設計，2019（04）：61-63.

[6]白璐.濱海新區建成區綠化覆蓋率達3805%[EB/OL].津濱網，http：//news.tjbh.com/bhnews/system/2019/03/28/030548182.shtml.2019-03-28.

[7]周莉萍.無人機機載噴霧系統噴霧特性及影響因素的研究[D].杭州：浙江大學，2017.

（責任編輯常陽陽）