煙草病蟲害無人機防控實施模式探析
——以常寧市煙區(qū)無人機植保服務為例

何永秋鄧平詹良張少搏安然

（1湖南省煙草公司衡陽市公司常寧市分公司，湖南常寧 421500；2湖南省煙草公司衡陽市公司衡南縣分公司，湖南衡南 421131）

煙葉種植過程中遇到的病蟲害較多，包括蚜蟲、煙青蟲、根莖類病害、葉斑類病害等。農藥防治技術是當前農業(yè)生產中應用最廣、最快捷有效且易于推廣應用的病蟲害防治技術。特別是在控制危險性及暴發(fā)性病蟲害時，農藥更顯示出不可替代的作用。但是，頻繁過量施用農藥不僅威脅農產品質量安全，而且會導致面源污染加重、資源浪費、生產成本增加等問題，不符合農業(yè)綠色化、高質化的發(fā)展方向[1]。合理做好農藥噴施，對于降低病蟲害損失、解決煙葉農藥殘留問題具有重要意義[2-3]。無人機飛防技術作為一項適應現(xiàn)代農業(yè)和現(xiàn)代植保需求的新型技術，以輕小型無人機為載體，在飛行器上搭載農藥噴霧設備，可以實現(xiàn)高效精準施藥，實現(xiàn)了植保方式的升級與變革[4-6]。20世紀90年代，我國開發(fā)了專門配置于輕型飛機（如“海燕”等）的農藥噴灑設備，應用于大田作物如小麥、棉花等的病蟲害防治[7]。近10年來，植保無人機迎來了高速發(fā)展期。2018年6月1日，我國第一個農業(yè)無人機行業(yè)標準《植保無人飛機質量評價技術規(guī)范》（NY/T 3213—2018）開始實施[8]。目前，無人機在煙草上的應用主要集中在煙田監(jiān)測方面，即利用遙感方式監(jiān)測煙葉種植、病蟲害發(fā)生發(fā)展等情況[9-10]。在噴施藥劑防治病蟲害方面，裴洲洋等[6]利用無人機防治煙蚜，有效提高了農藥噴灑效率，其作業(yè)均勻性、穿透性均優(yōu)于人工作業(yè)。這說明無人機在烤煙植保上有廣闊的應用前景。當前關于煙草無人機飛防植保的研究還較少，且不夠系統(tǒng)[11-12]，對于煙草無人機植保技術應用中的關鍵問題如無人機選購、飛防隊伍組建、服務流程、飛防技術要點及注意事項等尚沒有相關標準或者經驗可以借鑒。為此，湖南省常寧市煙區(qū)對植保無人機在烤煙上的應用進行了探索。

1 無人機植保飛防的優(yōu)勢

1.1 統(tǒng)防統(tǒng)治，降低農殘

傳統(tǒng)人工背負式噴霧器植保模式作業(yè)效率低下，難以實施統(tǒng)防統(tǒng)治；且植保過程中亂用藥、多用藥的現(xiàn)象普遍存在，極易導致煙葉農藥殘留超標，影響煙葉質量安全。無人機植保飛防可以實現(xiàn)統(tǒng)防統(tǒng)治，統(tǒng)一使用高效、低毒農藥防治煙草病蟲害，更安全高效。

1.2 遠程操控，減少隱患

傳統(tǒng)人工背負式噴霧器防治病蟲害時，人工長時間接觸農藥，作業(yè)人員安全得不到有效保障，易發(fā)生農藥中毒、高溫中暑等安全事故。無人機植保飛防采用遠程操控，減少了人工長時間接觸農藥而中毒以及高溫天氣田間中暑的可能。

1.3 統(tǒng)一作業(yè)，減少污染

傳統(tǒng)人工背負式噴霧器防治病蟲害一般防治不統(tǒng)一，不利于農藥瓶（袋）集中收集處理，易造成環(huán)境污染。無人機植保飛防統(tǒng)一作業(yè)，可以實現(xiàn)對農藥瓶（袋）統(tǒng)一回收與管理；而且用藥品種可控，都是使用安全低毒農藥；同時，由于霧化效果更好而減少了用藥量，更利于保護環(huán)境，減少污染。

1.4 節(jié)約時間，減工降本

無人機植保飛防能夠實現(xiàn)對病蟲害統(tǒng)防統(tǒng)治，作業(yè)效率高，可達到6.67 hm2/h左右，大大節(jié)約了施藥用工成本，并且可在短時間內實施群防群控，有利于搶抓晴好天氣防控病蟲害。在勞動力結構性短缺、農業(yè)勞動力成本持續(xù)提高的情況下，推廣無人機植保對解決農村勞動力不足、穩(wěn)定煙葉生產具有重要作用。而且，由于無人機植保飛防減少了農藥使用量，也降低了煙農農藥成本支出。

1.5 精準施藥，高效防治

采用無人機進行噴藥，當藥液霧滴從噴灑器噴出時會被旋翼的向下氣流加速形成氣霧流，直接增加藥液霧滴在農作物間的穿透性，減少農藥飄失，提高靶標作物上的藥液沉積量和覆蓋率，讓“藥”“水”降下來、防效提上去。

2 無人機植保實施要點

2.1 實施主體

煙農合作社是無人機專業(yè)化飛防植保服務的實施主體。

2.2 服務流程

無人機植保服務流程包含4個階段，分別是服務準備、服務實施、質量驗收、費用結算。每個階段包含若干流程，具體如表1所示。

表1 無人機專業(yè)化植保服務流程

2.3 實施要點

2.3.1 無人機選購。目前，國內市場上有眾多植保無人機生產企業(yè)，如大疆、極飛等。要采購到合適的無人機需要考慮的因素很多，要結合植保需求、當?shù)卣摺o人機價格、機型優(yōu)點（易操控性、安全性）、電池耐用性、采購數(shù)量、售后服務等進行綜合考慮。可歸納總結為3個方面，即效果、效率、成本，其中最重要的就是效果。具體可從以下5個方面來把握：一是能否精準噴灑，把農藥噴到位；二是能否均勻噴灑，讓目標區(qū)域均勻著藥；三是是否會有重噴漏噴現(xiàn)象；四是能否適應不同作業(yè)時間和多種地形；五是作業(yè)進度是否可監(jiān)控。

2.3.2 隊伍組建與培訓。1臺無人機配備1名主飛手和1名助手。主飛手要求年輕化、知識化，盡可能選擇熟悉當?shù)厍闆r的人員。主飛手以復合型人才優(yōu)先，要求不僅能操作無人機飛防植保，還會駕駛插秧機、翻耕起壟機等多種機器，以確保收入，留住人才。選拔的人員要進行安全操作培訓，由廠家負責，經培訓合格后憑證上崗，并簽訂安全責任協(xié)議，明確雙方權利和義務。

2.3.3 服務價格制定。由地方政府、煙草部門指導合作社測算飛防植保的服務價格，經成員代表大會表決通過并公示。服務價格由成本和利潤構成，一般為150元/hm2，其中成本主要包括人工、機械維修、管理等費用，具體如表2所示。

表2 無人機專業(yè)化服務費用收取依據(jù) 單位：（元·hm-2）

2.3.4 簽訂服務協(xié)議。按照自愿的原則，與需要進行專業(yè)化服務的煙農完成委托服務協(xié)議的簽訂，確保專業(yè)化服務工作按時開展。委托服務協(xié)議包含專業(yè)化植保服務內容、質量標準、作業(yè)面積、作業(yè)地點、服務價格、結算方式等，還要明確雙方其他方面的權利和義務。

2.3.5 檢修設備。合作社在專業(yè)化服務開展之前統(tǒng)一組織植保隊員開展無人機檢修，若檢修中發(fā)現(xiàn)問題及時聯(lián)系廠商維修。

2.3.6 準備物資。做好無人機植保飛防的物資準備工作，仔細查看藥品有效期，嚴禁使用過期產品和違禁農藥。因為無人機飛防噴霧粒徑較小，所以應選擇水基化劑型，如水乳劑、微乳劑、乳油、懸浮劑、水劑等。不宜選用粉劑類劑型，以防出現(xiàn)堵塞噴頭、縮短水泵壽命等情況。無人機飛防飛行速度較快、用藥量少，藥劑不能完全覆蓋作物表面，應優(yōu)先選擇內吸性藥劑。

2.3.7 作業(yè)調度。合作社根據(jù)與煙農簽訂的服務協(xié)議，安排專業(yè)化植保隊員的作業(yè)區(qū)域，根據(jù)分片作業(yè)的原則合理制定作業(yè)安排表。

2.3.8 植保作業(yè)。在煙農監(jiān)督下，按照病蟲害預測預報消息和技術要求，利用適宜天氣適時開展無人機專業(yè)化植保作業(yè)。宜在晴天的早上或傍晚開展作業(yè)，下雨天氣和中午溫度較高時不宜開展作業(yè)。風速越高霧滴穿透能力越弱，漂移性也越強，2～3級以內的微風有利于藥劑霧滴沉積，且漂移距離較小。因此，應在3級以內風力下作業(yè)。而且，作業(yè)過程中應緊密關注風向，確保下風向附近無人畜，避免發(fā)生農藥中毒事故。15～25℃是開展無人機飛防作業(yè)的最適宜溫度，10～30℃為可開展無人機飛防作業(yè)的溫度，0℃以下或35℃以上不宜開展飛防作業(yè)。開展無人機飛防較為適宜的濕度范圍是40%～90%，濕度較低會導致霧滴蒸發(fā)加劇。在濕度較低的條件下作業(yè)時，應注意適當提高藥液用量、增大霧滴直徑、減少霧滴蒸發(fā)。根據(jù)無人機壓力式扇形噴嘴中間多、兩側少的特性，相鄰噴嘴應保持幅度30%以上重疊。無人機飛防作業(yè)高度一般在2.6～4.0 m之間，過高會導致藥液漂移和蒸發(fā)加劇，過低則造成漏噴。作業(yè)速度會影響霧滴穿透性、漂移性，應保持在3～5 m/s之間。作業(yè)時，行距設為7～8 m，可根據(jù)作業(yè)高度和飛行速度等進行調整。要嚴格按照植保安全作業(yè)要求和農藥使用說明書配藥、噴藥，作業(yè)過程中均勻噴灑藥液，保證所有煙株無重噴漏噴，病蟲害（此處指可用無人機飛防的病蟲害）損失率在5%以下，并對廢棄包裝物集中回收處理。

2.3.9 質量驗收。質量驗收包括組建質量驗收組、實地抽查驗收、滿意度調查分析、驗收結果匯總分析。煙草部門與地方政府、煙農代表聯(lián)合對植保質量和數(shù)量進行驗收，6.67 hm2以下的片區(qū)，隨機抽查3丘田（每丘約667 m2），每增加6.67 hm2則增加3丘田，計算病蟲危害損失率。病蟲危害損失率在5%及以下的為合格。驗收不合格的，合作社植保隊必須返工。造成煙農重大損失的，由合作社按服務協(xié)議賠償煙農損失。

2.3.10 費用結算。根據(jù)服務協(xié)議與驗收結果結算費用。費用結算包括計算到戶費用、收取農戶費用。向煙農收費計算公式為：服務收費=服務實施量×質量合格率×單價。

3 取得的成效

3.1 經濟效益

相比傳統(tǒng)噴霧器人工植保作業(yè)，采用無人機專業(yè)化飛防可使煙農節(jié)約植保成本1 305元/hm2（用工成本節(jié)約1 200元/hm2+用藥成本節(jié)約105元/hm2）。通過植保無人機飛防服務的開展，合作社獲得了一定的經濟收入，也增強了專業(yè)化服務能力。以2020年為例，合作社通過飛防獲得收入30.63萬元（煙葉飛防收入1.18萬元+大農業(yè)飛防收入29.45萬）。

3.2 社會效益

通過無人機植保統(tǒng)防統(tǒng)治，實現(xiàn)了病蟲害的高效精準防治，解放了勞動力，緩解了農村勞動力不足的矛盾，降低了病蟲害的發(fā)生，減少了煙農的開支。該技術廣受煙農好評。

3.3 生態(tài)效益

無人機專業(yè)化飛防精準施藥提高了煙葉生產的安全性，降低了病蟲害防治對環(huán)境的破壞程度。

4 建議

4.1 加強無人機飛手選聘與培訓

在實施無人機飛防過程中，重噴、漏噴或噴施濃度過大造成藥害等現(xiàn)象時有發(fā)生，應加強無人機飛手選聘與培訓，盡量減少失誤的發(fā)生。

4.2 拓寬無人機飛防范圍

雖然無人機飛防大幅提高了煙葉植保效率，但其對于病蟲害的防治仍然存在局限性，比如青枯病、黑脛病等需要灌根防治的病害就不適宜采用無人機飛防。如何拓寬無人機飛防的范圍是未來研究的重點。

4.3 將無人機納入農機補貼

無人機的購買價格較高，合作社需要貸款經營。而且無人機使用壽命不長，一般為3～5年。此外，電池消耗較大，使用壽命一般為200～300次。無人機飛防成本高、盈利微薄，建議將無人機納入農機補貼范圍，降低合作社經營風險。