植保無人機在農(nóng)田病蟲害防治中的實踐探析

王河河，王陶玲

（1.山西省沁縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，山西 沁縣 046400；2.山西省長治市植物保護植物檢疫站，山西 長治 046000）

傳統(tǒng)病蟲害防治工作的開展主要是種植人員手持各種植保機械進行農(nóng)藥噴灑，效率低下，即使借助機器噴灑，但是藥物難以噴灑到整株農(nóng)作物，農(nóng)作物質(zhì)量與產(chǎn)量將受到影響；何況噴灑農(nóng)藥人員工作量大，極易產(chǎn)生農(nóng)藥浪費現(xiàn)象，防治病蟲害效果不夠理想等諸多弊端。植保無人機的出現(xiàn)很好的解決了這些弊端，相比于傳統(tǒng)噴灑農(nóng)藥的方式，植保無人機噴灑農(nóng)藥會更加省時省力，經(jīng)濟效率、噴灑質(zhì)量都會大大提高。

1 植保無人機簡介

植保無人機是一類農(nóng)業(yè)用無人駕駛飛行器，顧名思義，這就是一架用于農(nóng)作物保護的無人駕駛飛機。植保無人機由飛行平臺（多軸飛行器、直升機、固定翼）、噴灑機構(gòu)、導航飛控所構(gòu)成，通過地面遙控與導航進行相關(guān)操作。其主要作用有提高農(nóng)作物產(chǎn)量、監(jiān)測農(nóng)作物生長，對農(nóng)作物進行病蟲草害進行防治，可以有效提高農(nóng)場效率及農(nóng)作物產(chǎn)量[1]。傳感器與數(shù)字成像能力使得農(nóng)民可以從空中看到他們自己的田地，這類鳥瞰式觀察可以很直觀的反映出一些東西，例如農(nóng)田土壤變化、灌溉區(qū)域、相關(guān)病蟲害及真菌感染區(qū)域等；同時，植保無人機利用在空中拍攝到的多光譜圖像能夠展示有關(guān)農(nóng)田的可見光視圖與近紅外視圖，從而科學有效的幫助農(nóng)民辨別植物是否健康，并借助這些視圖預估農(nóng)作物年產(chǎn)量。

2 國內(nèi)外植保無人機發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)：據(jù)研究分析表明，中國農(nóng)業(yè)航空目前依舊是一個非常巨大的市場，農(nóng)業(yè)航空需求會大量增長，相關(guān)制度及配套核心技術(shù)還在不斷完善。植保無人機的應(yīng)用有利于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)病蟲害統(tǒng)防統(tǒng)治，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)防病治蟲除草精準作業(yè)，積極推進中國農(nóng)業(yè)發(fā)展。國內(nèi)目前使用的的植保器械還是以手動和小型機(電)動噴霧機為主，植保作業(yè)投入人力物力較多、勞動強度大，施藥人員中毒事件時有發(fā)生，國內(nèi)農(nóng)藥資源浪費嚴重，利用率低，也因此對農(nóng)作物產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量有所影響，還嚴重損害到了當?shù)厮临Y源，不符合新時代農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求。中國每年因防治不及時病蟲害造成的糧食作物產(chǎn)量損失達10%以上[2]。植保無人機作業(yè)效率高、防控效果好，無人機飛行產(chǎn)生的下降氣流吹動葉片，可以使葉片正反面均能著藥，防治效果相比人工與機械提高15%～35%，可以及時有效防控突發(fā)、爆發(fā)性病蟲害危機。

國外：縱觀全球，使用植保無人機的國家主要有美國、俄羅斯、澳大利亞、巴西、日本、韓國、加拿大等國家。其中，美國已形成較完善的農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)體系，植保無人機技術(shù)應(yīng)用成熟。在早期的美國曾經(jīng)由于農(nóng)業(yè)人工作業(yè)成本過高，放棄了部分國內(nèi)種植市場，大米等作物全部依賴進口。直到20世紀70年代末期左右，美國廣泛使用無人機技術(shù)，一躍而成為世界上主要的稻米出口國之一。

3 植保無人機優(yōu)缺點

3.1 植保無人機優(yōu)點

一是無人駕駛，省去了噴灑農(nóng)藥的人工費，節(jié)約人工成本，安全性較高，工作人員受農(nóng)藥影響較小。二是適用性好。植保無人機并不受農(nóng)田地形的限制，也不局限于農(nóng)作物長勢的限制，有非常良好的適用性，可以開闊作業(yè)。三是降低污染，節(jié)省資源。由于植保無人機的特性能夠提高農(nóng)藥的利用率，有效合理的減少農(nóng)藥殘留的問題，相比于傳統(tǒng)的噴灑農(nóng)藥的方式，水土污染將大大降低。四是農(nóng)作物受影響較小。植保無人機體型較小，攜帶方便，傳統(tǒng)大型地面農(nóng)藥器械不可避免的會碾壓農(nóng)作物以及破壞土壤物理結(jié)構(gòu)，但是植保無人機降低了這種影響，只要操作得當就不會影響作物后期生長發(fā)育。五是有利于提高生產(chǎn)集約化水平。實現(xiàn)農(nóng)作物規(guī)模化生產(chǎn)與經(jīng)營，植保無人機的作用必不可少，一旦農(nóng)作物進行規(guī)模化生產(chǎn)，植保無人機噴灑農(nóng)藥防病蟲害可以達到理想的經(jīng)濟效益及社會效益。積極開展病蟲害防治工作，能夠有效保證產(chǎn)品質(zhì)量，減少勞力物力的浪費，確保施工人員人身安全，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化，

3.2 植保無人機缺點

一是隱私安全問題有待提高。由于植保無人機的特殊性質(zhì)，它可以由人員操作進行探查，他人農(nóng)田質(zhì)量與產(chǎn)量等相關(guān)信息的安全問題得不到保證。由于在空中領(lǐng)域鳥瞰地面之時農(nóng)田幾乎沒有任何遮擋物可進行掩蓋，因此面對競爭對手等特殊性探查，植保無人機反而成為了一種侵犯他人隱私的特殊途徑。二是植保無人機載重較小。無人機負重較小，一般負重在5至25千克之間，而且電量維持時間短暫，一般為8至20分鐘，如果需要使用植保無人機來噴灑農(nóng)藥進行防治，則需要頻繁的升降來加換相關(guān)藥物和充電。三是價格昂貴，操作復雜。植保無人機售價并不低廉，大部分家庭負擔有困難，而且還需要專業(yè)的人員來操縱調(diào)控，非專業(yè)人員操縱容易使得植保無人機失去控制。

4 植保無人機在農(nóng)田作業(yè)的應(yīng)用分析

直至近年來，中國才針對植保無人機進行專門的研究與應(yīng)用，植保無人機發(fā)展歷史較為短暫。自2005年開始，中國開展植保無人機研發(fā)工作。2006年，首次嘗試無人機農(nóng)田作業(yè)試驗，標志著中國植保無人機研究工作邁上新臺階。2008年，第一架無人機誕生。2010年，第一架植保無人機正式投入運用到農(nóng)業(yè)植物保護工作中去，開展病蟲害防治的相關(guān)工作[3]。

5 植保無人機發(fā)展建議

5.1 加強研發(fā)植保無人機專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治藥劑

鑒于植保無人機容量小、藥劑專業(yè)化的限制，植保無人機并沒有在農(nóng)田防治害蟲的方面起到重大的作用。因為市場上一般常見的常規(guī)農(nóng)藥制劑大多為可濕性粉劑、懸浮劑、分散粒劑等比較適合傳統(tǒng)常規(guī)常量噴霧，并不太適合無人機航空作業(yè)，油劑、水劑，乳油劑型更適用于植保無人機攜帶要求。因此，農(nóng)業(yè)部門需要加強研制植保無人機專業(yè)統(tǒng)防統(tǒng)治藥劑，加快適合的相關(guān)藥劑的研發(fā)。

5.2 加強植保無人機技術(shù)培訓

現(xiàn)代社會對專業(yè)人員的需求越來越高，即使是植物保護無人機也需要一些優(yōu)秀的專業(yè)飛行員前來操控導航，由于其操作難度大，還需要具備一定的專業(yè)知識，植物保護無人機方面的人才技術(shù)要求較高，相關(guān)部門應(yīng)該積極開展無人機操作訓練，進一步提高植保無人機工作效率。

6 植保無人機面對病蟲害防治的相關(guān)應(yīng)用實例

農(nóng)用植保無人機是一項新型的高科技產(chǎn)品。而現(xiàn)有階段，擁有植保無人機的一般都是非常專業(yè)的植保公司，專業(yè)化植保公司會幫助農(nóng)民根據(jù)實際情況來設(shè)計病蟲害防治方案，并派專業(yè)人員前去現(xiàn)場進行調(diào)研，在種植人員認可方案之后，再與植保公司簽訂合同，植保公司專業(yè)機械化的作業(yè)可以為病蟲害防治提供一定的專業(yè)性好，便利性。

7 植保無人機應(yīng)用前景

植保無人機有非常大的發(fā)展空間.伴隨著科技的發(fā)展和社會的進步，進一步形成農(nóng)田規(guī)模化集成化呼聲越來越高，對植保無人機的需求也會越來越大。植保無人機對農(nóng)作物的成像技術(shù)也在不斷的改進。使用植保無人機記錄相關(guān)農(nóng)作物數(shù)據(jù)，幫助種植人員合理分析數(shù)據(jù)，并可以依據(jù)準確的農(nóng)作物信息對如何進行下一步做出相關(guān)的決定；種植人員可以利用植保無人駕駛飛機飛越他們的農(nóng)田，準確識別特定區(qū)域的問題，并采取專業(yè)的行動及時處理問題。使得農(nóng)民有多余的精力重點集中在作物本身，而不是浪費大量時間做相關(guān)問題調(diào)研。此外，植保無人機還會有其他應(yīng)用，包括測量柵欄、監(jiān)測植物病原體、跟蹤牲畜等。

8 結(jié)語

病蟲害防治工作是一項非常浩大的工程，如果農(nóng)田采用規(guī)模化作業(yè)，那么在病蟲害防治工作過程中，種植人員所需要付出的勞力、物力、財力花費巨大，所得成效不一定理想。植保無人機的出現(xiàn)很好地解決了這一難題，其便利性、資源節(jié)約性防蟲害治理成效顯著。但是植保無人機人也有一定的缺陷性，需要不斷加強植保無人機在規(guī)模化農(nóng)田作業(yè)過程中的應(yīng)用能力，幫助農(nóng)民及相關(guān)種植人員做好病蟲草害治理工作，為國民提供健康安全的糧食。