無(wú)人機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

彭召東，張士超

（1.泗洪縣金鎖鎮(zhèn)人民政府，江蘇 泗洪 223900；2.泗洪縣界集鎮(zhèn)人民政府，江蘇 泗洪 223900）

從無(wú)人機(jī)技術(shù)剛剛興起時(shí)，江蘇省宿遷地區(qū)的水稻種植戶便陸續(xù)有人嘗試使用植保無(wú)人機(jī)（簡(jiǎn)稱無(wú)人機(jī)）噴灑農(nóng)藥并進(jìn)行播種。到2017年，在少數(shù)大戶和專業(yè)合作組織的帶動(dòng)下，能夠熟練使用無(wú)人機(jī)在大田噴灑農(nóng)藥，自主設(shè)計(jì)作業(yè)方案。從2018年以來(lái)，無(wú)人機(jī)技術(shù)在糧食、水果和蔬菜上都得到廣泛應(yīng)用。目前，無(wú)人機(jī)的使用對(duì)本地種植戶來(lái)講已越來(lái)越熟練，其中洪澤農(nóng)場(chǎng)無(wú)人機(jī)在農(nóng)藥噴灑方面的應(yīng)用覆蓋率為100%，一般大戶也達(dá)到了75%，無(wú)人機(jī)以高效快捷、省水省藥、對(duì)人體安全的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被很多種植大戶接受。

1 無(wú)人機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)

1.1 省工省水

無(wú)人機(jī)打藥用水量非常少，與無(wú)人機(jī)載重量有關(guān)，是傳統(tǒng)噴霧器的1/40，傳統(tǒng)噴霧器打藥每畝地用水約30～40 kg，無(wú)人機(jī)每畝用水量在1 kg左右，從而大大節(jié)省了農(nóng)業(yè)用水的使用量。無(wú)人機(jī)每天噴灑300～400畝，人工只能10～20畝，打藥速度提高了20倍，顯著節(jié)省人工。為了更好地了解無(wú)人機(jī)的使用情況，對(duì)種植大戶進(jìn)行了調(diào)查，同時(shí)對(duì)無(wú)人機(jī)的使用情況進(jìn)行深入了解，整理結(jié)果可以看出：（1）農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)使用頻繁，2020年1～9月，共使用49次，每5天就使用一次；使用范圍越來(lái)越廣泛，以前無(wú)人機(jī)主要在噴灑農(nóng)藥時(shí)使用，現(xiàn)在從噴灑農(nóng)藥擴(kuò)展到撒種施肥，其他方面目前還在探索中。（2）與人工打藥施肥相比，顯著節(jié)省成本，還可以替其他大戶打藥施肥，賺取一點(diǎn)租金，幾乎可以做到一年回本。（3）操作簡(jiǎn)便、使用速度快，一個(gè)人就能使用，作業(yè)速度快，是人工的20倍以上，克服了農(nóng)忙季節(jié)雇工難的難題。

1.2 省藥省種

在種植戶實(shí)際使用過(guò)程中，無(wú)人機(jī)噴灑農(nóng)藥均勻無(wú)重復(fù)，沒(méi)有農(nóng)藥浪費(fèi)現(xiàn)象，同時(shí)在保證防治效果的前提下，對(duì)一般病蟲害的農(nóng)藥使用量節(jié)省30%左右，降低農(nóng)藥使用成本，減少了農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染。泗洪縣剛剛試驗(yàn)無(wú)人機(jī)撒種，傳統(tǒng)耕作中，直播水稻田用種量為每畝10～15 kg，而揚(yáng)州大學(xué)水稻產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究院在泗洪縣石集鄉(xiāng)采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行水稻催芽水直播，每畝僅僅使用稻種5 kg，節(jié)省用種量50%以上，用種成本下降一半以上，每畝節(jié)省種子成本費(fèi)用50元以上。同時(shí)經(jīng)過(guò)無(wú)人機(jī)撒種的大田，水稻秧苗發(fā)苗整齊，速度快，秧苗強(qiáng)壯，為水稻高產(chǎn)打下良好的基礎(chǔ)。2021年9月15日，經(jīng)專家預(yù)測(cè)，大田試驗(yàn)平均產(chǎn)量每畝達(dá)到750 kg，每畝比一般當(dāng)?shù)胤N植增產(chǎn)120 kg稻谷，水稻產(chǎn)量增加了16%，增產(chǎn)效果十分顯著。

1.3 省錢節(jié)本

首先是無(wú)人機(jī)對(duì)外出租的費(fèi)用，承租植保無(wú)人機(jī)的平均費(fèi)用按大田6元/畝計(jì)算，每天打藥300畝，雇無(wú)人機(jī)所需費(fèi)用1 800元，而傳統(tǒng)人工打藥，雇工費(fèi)用10元/畝，300畝需要3 000元費(fèi)用，與人工相比，節(jié)省近一半費(fèi)用，自己購(gòu)買無(wú)人機(jī)替大戶進(jìn)行植保服務(wù)，也是不錯(cuò)的選擇。泗洪縣出現(xiàn)一批專門服務(wù)于種植大戶的植保專業(yè)合作社，特別是在洪澤農(nóng)場(chǎng)，病蟲害防治專業(yè)化程度高，所有水稻病蟲害防治全面對(duì)外承包，由專業(yè)植保合作社承擔(dān)，進(jìn)行統(tǒng)防統(tǒng)治，防治效果高于普通農(nóng)戶自行防治。同時(shí)通過(guò)在實(shí)踐中不斷摸索，使用技術(shù)越來(lái)越成熟，目前洪澤農(nóng)場(chǎng)無(wú)人機(jī)防治實(shí)現(xiàn)全覆蓋。普通種植大戶也有不少購(gòu)買無(wú)人機(jī)，在用于自己農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的同時(shí)，也適當(dāng)?shù)爻鲎飧惴?wù)，也是一項(xiàng)不少的收入。其次通過(guò)無(wú)人機(jī)噴灑農(nóng)藥，可以更好地控制飛行高度，以便更好地適應(yīng)地形，降低農(nóng)作物生產(chǎn)勞動(dòng)成本。同時(shí)，無(wú)人機(jī)折舊率低，容易使用和方便維修，用電量低、電池使用壽命長(zhǎng)，降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。

1.4 無(wú)人機(jī)噴灑農(nóng)藥高效快捷、易操作

無(wú)人機(jī)適合于各種地形，根據(jù)地形可以靈活調(diào)整飛行路線、飛行速度和噴灑高度，尤其是在地形復(fù)雜的地方，只要把地圖航線規(guī)劃好，輸入到地面站的內(nèi)部控制系統(tǒng)中，飛機(jī)就可以載著噴灑裝置自主地完成噴灑作業(yè)，同時(shí)使用無(wú)人機(jī)噴灑農(nóng)藥，還可以更好地提高農(nóng)藥噴灑均勻度，避免噴灑農(nóng)藥不均勻。在飛機(jī)進(jìn)行噴灑作業(yè)的同時(shí)，還可通過(guò)手持地面站的顯示界面做到實(shí)時(shí)觀察噴灑作業(yè)的進(jìn)展情況，便于整體掌控。水稻直播撒種，在本地一般還是靠播種機(jī)和人工撒播，人工速度慢，每日每人只能播撒20畝，勞動(dòng)強(qiáng)度大，不容易撒均勻；播種機(jī)每天可以播撒50畝左右，雖然比人工快，但播種質(zhì)量難以保證，會(huì)出現(xiàn)斷壟斷行和重復(fù)播種現(xiàn)象；而通過(guò)無(wú)人機(jī)撒種，不但撒種速度快，每天可以撒種200畝以上，同時(shí)可以完全避免撒種不均勻現(xiàn)象，秧苗生長(zhǎng)強(qiáng)壯易獲高產(chǎn)，與人工和播種機(jī)相比存在較大的優(yōu)勢(shì)。

2 使用無(wú)人機(jī)時(shí)的缺陷和注意事項(xiàng)

（1）由于用水量小，一般情況下使用無(wú)人機(jī)對(duì)蟲害和病害進(jìn)行防治的效果還是可以的，但是在病蟲害嚴(yán)重發(fā)生后再去防治時(shí)，防治效果不盡如人意。特別是在蟲害的防治中，像稻飛虱類的小型害蟲，主要集中在農(nóng)作物根部，需要用大量的足夠的水才能有很好的防治效果，同時(shí)像常見(jiàn)的水稻稻瘟病、水稻紋枯病等病害的防治時(shí)用水量也要加大。

（2）無(wú)人機(jī)用水量低藥液濃度過(guò)大，高溫高濕環(huán)境下容易造成藥害風(fēng)險(xiǎn):由于使用無(wú)人機(jī)噴藥時(shí)，每畝用水1 kg，而農(nóng)藥按1畝地使用量加入，濃度過(guò)高，在高溫高濕條件下極有可能會(huì)造成藥害，造成葉片萎縮、卷曲、發(fā)蔫，嚴(yán)重影響農(nóng)作物產(chǎn)量。所以，無(wú)人機(jī)打藥對(duì)藥劑的選擇要求非常高，通過(guò)不斷摸索，提高用藥安全性。尤其在打除草劑的時(shí)候，噴灑霧體容易飄移，霧體細(xì)小，飄移距離遠(yuǎn)，不同類的農(nóng)作物，很容易引起藥害。2021年，泗洪縣金鎖鎮(zhèn)沈莊村農(nóng)民就因?yàn)樗咎餆o(wú)人機(jī)噴灑除草劑引起豆類作物藥害，涉及20多戶農(nóng)民。所以，無(wú)人機(jī)在噴灑除草劑作業(yè)中要慎重，200 m范圍內(nèi)不能有對(duì)除草劑敏感的作物。

（3）無(wú)人機(jī)難以小面積防治病蟲害，由于霧體細(xì)小，無(wú)風(fēng)情況下飄移距離遠(yuǎn)達(dá)200 m，很難針對(duì)性地對(duì)個(gè)別、小面積地塊進(jìn)行針對(duì)性的藥劑使用，在種植的過(guò)程中，有些病蟲害如果短時(shí)間內(nèi)沒(méi)有得到有效清除，容易爆發(fā)，勢(shì)必會(huì)對(duì)農(nóng)作物帶來(lái)較大的影響。同時(shí)地形復(fù)雜的田塊也難以防治，如田塊不規(guī)則、大田內(nèi)有樹木、電線桿等障礙物，容易造成機(jī)械損傷。2020年，泗洪縣金鎖鎮(zhèn)農(nóng)民王運(yùn)武在進(jìn)行植保防治作業(yè)時(shí)，操控?zé)o人機(jī)躲避電線桿不及導(dǎo)致撞機(jī)，使無(wú)人機(jī)損壞。

（4）藥劑漂移的后果。在大田作物上出現(xiàn)過(guò)藥劑漂移到隔壁鄰居的田地，給鄰居帶來(lái)重大損失的情況，特別是除草劑損失更大。同時(shí)藥劑漂移可能導(dǎo)致部分區(qū)域不能打到，穿透力有限，容易被吹散，對(duì)農(nóng)作物基部病蟲害防效效果不佳。2021年夏季，泗洪縣金鎖鎮(zhèn)沈莊村農(nóng)戶在水稻田噴灑除草劑時(shí)，由于飄移，造成水稻大田外面200 m范圍內(nèi)大豆、花生等農(nóng)作物受到藥害，影響了產(chǎn)量，嚴(yán)重的甚至引起農(nóng)作物死亡，這些方面要特別注意。一般情況下，無(wú)人機(jī)噴灑除草劑時(shí)，若周邊有怕受除草劑影響的農(nóng)作物，就不建議使用除草劑，以免造成不必要的糾紛。

（5）使用無(wú)人機(jī)施肥時(shí)，對(duì)于肥料有一定的要求。由于無(wú)人機(jī)載重有一定限額，在選擇肥料方面：首先肥料營(yíng)養(yǎng)含量不能過(guò)低，養(yǎng)分過(guò)低肥料要增加使用量，耗時(shí)費(fèi)能，一般選擇養(yǎng)分含量高的肥料，增加其工作效率；其次肥料不能有結(jié)塊現(xiàn)象，肥料結(jié)塊會(huì)影響無(wú)人機(jī)的使用速度、使用效果，同時(shí)增加了工時(shí)，相應(yīng)增加了使用成本。

3 無(wú)人機(jī)防治病蟲害的影響因素

3.1 藥液和助劑的添加

無(wú)人機(jī)噴灑藥劑需要一定的知識(shí)，要經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)和長(zhǎng)期實(shí)踐。不能影響藥劑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時(shí)不要造成結(jié)晶、沉底絮狀等現(xiàn)象。助劑能夠解決的是：增加附著能力，同時(shí)可以防漂移、促沉降、抗揮發(fā)和增藥效等。無(wú)人機(jī)作業(yè)特點(diǎn)：噴頭細(xì)小，噴灑均勻、霧化效果好，可滲透到作物下部，噴灑出來(lái)的霧滴直徑細(xì)小，易飄移，霧體直徑約為100 μm。在農(nóng)作物上方，無(wú)人機(jī)正常飛行高度為1.5～2 m，可根據(jù)風(fēng)力適當(dāng)調(diào)整，風(fēng)力越大，飛行高度越低，在霧滴從噴頭到葉片的這段距離，要克服外界的不利因素。

3.2 人員的操作

無(wú)人機(jī)噴灑農(nóng)藥，防治效果受技術(shù)人員作業(yè)水平的影響較大，要求作業(yè)人員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，持證上崗。無(wú)人機(jī)噴灑農(nóng)藥時(shí)，不同的作物需要設(shè)定不同的參數(shù)，尤其在飛行速度、飛行高度等方面，還有就是常用的打點(diǎn)以及繪制飛行地圖等，若采用估計(jì)的方式，往往出現(xiàn)較大的偏差。所以要求操作人員要仔細(xì)，有一定責(zé)任心，按照一定的操作規(guī)程作業(yè)。另外，無(wú)人機(jī)在防治農(nóng)作物病蟲害時(shí)，夏季環(huán)境多是高溫、多雨、高濕、悶熱的情況，一些操作人員以賺錢為目的，其在作業(yè)時(shí)，省事圖快、不按照規(guī)定操作程序執(zhí)行，從而造成多種問(wèn)題，致使無(wú)人機(jī)防治病蟲害效果不好。

3.3 氣候條件和地形的影響

無(wú)人機(jī)噴灑一般在無(wú)風(fēng)或者微風(fēng)的情況下進(jìn)行，風(fēng)力大霧滴飄移遠(yuǎn)，防治不均勻，造成防治效果不好。風(fēng)力高于2級(jí)，一般不建議采用無(wú)人機(jī)噴灑農(nóng)藥的方式。在地形上，平原的防治效果好，其次為丘陵，山體較高的，由于偏風(fēng)影響，防治效果不理想。

在使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)作物病蟲害防治時(shí)，有著明顯的優(yōu)點(diǎn)：省水、省藥、省工省錢和防治速度快，已經(jīng)被廣大種植戶接受。同時(shí)也有著明顯的不足:常用的飛行路線準(zhǔn)確性低、高濃度農(nóng)藥的藥害風(fēng)險(xiǎn)大、飄移距離過(guò)遠(yuǎn)、高濃度的藥劑穩(wěn)定性差等。操作人員根據(jù)需要和自身的實(shí)際情況，來(lái)選擇是否使用植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行病蟲害防治。如果使用，應(yīng)當(dāng)盡量避免因飛行路線、藥劑和風(fēng)力等不利因素對(duì)防治效果造成不良影響。

4 農(nóng)用無(wú)人機(jī)的應(yīng)用展望

無(wú)人機(jī)除了在病蟲害防治方面的應(yīng)用，同時(shí)還應(yīng)用在農(nóng)業(yè)上的其他方面，如監(jiān)督作物長(zhǎng)勢(shì)，根據(jù)實(shí)際進(jìn)行田間管理；精量播種，揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院在泗洪縣石集鄉(xiāng)直播水稻試驗(yàn)田內(nèi)，采用無(wú)人機(jī)撒種技術(shù)，水稻苗勻、個(gè)體壯、長(zhǎng)勢(shì)好，預(yù)測(cè)水稻平均產(chǎn)量每畝750 kg，比普通直播水稻畝增產(chǎn)100 kg，增產(chǎn)效果十分顯著。泗洪縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局已組織多次觀摩，供技術(shù)人員和種植大戶學(xué)習(xí)。在無(wú)人機(jī)施肥方面，種植大戶已經(jīng)廣泛運(yùn)用，在不久的將來(lái)技術(shù)會(huì)越來(lái)越成熟，同時(shí)無(wú)人機(jī)在產(chǎn)量預(yù)測(cè)、病蟲害監(jiān)測(cè)等方面都得到了應(yīng)用。

5 結(jié)束語(yǔ)

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)的使用，可以發(fā)現(xiàn)無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在病蟲害防治、撒種、施肥和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等方面都得到應(yīng)用，但也存在制約因素，如使用技術(shù)、氣候影響等。同時(shí)，其在農(nóng)業(yè)其他領(lǐng)域應(yīng)用比較少，特別是農(nóng)業(yè)科研、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全等方面有待進(jìn)一步研究。相信在不久的將來(lái)，無(wú)人機(jī)農(nóng)業(yè)應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛，勢(shì)必會(huì)向農(nóng)業(yè)深層次應(yīng)用方向延伸，為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供了更為有力的技術(shù)支撐。所以，要根據(jù)發(fā)展需要，加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)的管理和研究、普及和推廣，是無(wú)人機(jī)使用過(guò)程中需要迫切解決的問(wèn)題。要積極探索無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域各方面應(yīng)用，不斷推進(jìn)農(nóng)業(yè)裝備更新，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展。