淺析植保無人機在農作物病蟲害防治中的應用

馬開梅，唐朝富.淺析植保無人機在農作物病蟲害防治中的應用[J].南方農業，2023，17（23）：68-70.

摘 要 無人機具有成本較低、結構簡單、便于操控的優點，可將其用于航空植保、噴灑肥料、播撒種子等農業生產，對防治病蟲害、維護農業生產安全意義重大。為促進植保無人機在農業生產中的推廣應用，以農作物病蟲害防治中植保無人機的作用為切入點，簡要分析了植保無人機施藥高效安全、防治效果良好、用水用藥節約的優點，并以此為基礎，提出植保無人機的應用要點及優化建議。

關鍵詞 植保無人機；農作物；病蟲害防治

中圖分類號：S252.3 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.23.014

收稿日期：2023-10-09

作者簡介：馬開梅（1984—），女，貴州興義人，本科，農藝師，主要從事農作物病蟲害防治、農作物種植技術指導、農作物田間管理、耕地利用等。E-mail：420613896@qq.com。

農業興則國興，農業強則國強。糧食安全為強國興國的基礎，必須堅守耕地紅線，合理應用農業裝備與技術，做到藏糧于技、科技興農，建立糧食保障機制，推進現代化農業的發展。病蟲害防治是農業種植關鍵，通過植保無人機施藥，能夠實現精準防治，施藥過程不受農作物高度和地域地形限制，成本低、效率高，還可節省人工，解放勞動力，相較傳統技術優勢顯著；其應用在農藥增效減量、糧食安全生產方面意義重大。

1" 植保無人機作用簡述

植保無人機也稱打藥無人機、農業無人機，是用于農林植物防護的航空飛行器，是一種數字化、現代化的生產機械，由導航系統、飛行平臺、噴灑系統構成，依靠飛行器動力裝置帶動整體飛離地面；借助導航系統定位農作物區域噴灑農藥。具體優點如下。

1）施藥高效安全。該裝置可實現人機分離，人員操作無人機施藥，能夠避免接觸農藥，確保了施藥人員的安全，降低農藥對施藥人員身體健康的危害[1]。并且，植保無人機噴藥效率較高，根據農業種植網相關數據，不同無人機的噴藥效率在2.00～3.33 hm2·h-1不等，最低噴藥效率是拖拉機的2.5倍，是手動施藥的30倍，效率更高。

2）防治效果良好。在農作物植保中，植保無人機采取超低量噴霧噴灑模式，飛防作業中，使用專用飛防助劑，通過旋翼產生向下氣流，增加農藥的穿透性。無人機有漂移少、作業高度低、可空中懸停的優點，農藥噴灑時，可借助旋翼氣流將農藥噴灑至作物根部，提高病蟲害防治效果。

3）用水用藥節約。植保無人機采取噴霧噴灑方式進行施藥，能夠節約90%用水量、50%農藥使用量，降低了資源成本。以往人工噴灑農藥速度較慢，趕不上病蟲害的傳染速度，導致病蟲害反復，需要多次噴灑；而植保無人機短時間內即可將農藥全部噴灑完成，殺蟲速度快，對土壤、大氣的危害較小，配合被動導航技術，還能確保施藥均勻、精準作業，環保效果顯著。

2" 應用要點

2.1" 選擇合適類型

植保無人機以飛行平臺為劃分依據，可分為多旋翼無人機與直升機無人機。其中，多旋翼無人機根據旋翼數量分類，八旋翼、六旋翼、四旋翼等類型已在農業生產中得到廣泛應用，且價格相對低廉、結構簡單、操作便利，實際農業操作中，無須準備專門的起降飛機場地。現階段，市場上的多旋翼無人機引入規劃路線系統，在噴灑農藥的作業中能夠避免漏噴、重噴的情況，提高了作業效率。但該類型的無人機飛行平臺較小，續航時間與載重量較低，且多個旋翼飛行容易形成互相干擾的風場，降低了植保效果。直升機無人機通過調整飛機主槳，可調整無人機動作，產生穩定、統一的下壓風場，空中穿透力更強；但由于結構復雜，對人員技術能力要求較高，且產生故障時的維修周期較長。因此，在防治病蟲害的過程中，需要根據實際作物類型、經濟能力、種植規模等情況，選擇合適的植保無人機，提高植保效果。

2.2" 加強地形勘查

防治作業前需要對作業地貌地形進行全面勘查，根據勘查結果，制訂可行的病蟲害防治方案，為后續作業的順利開展奠定基礎。例如，UV20固定翼無人機系統在勘查過程中，配置傘降系統與自動彈射起飛系統，加裝高精度云臺與數碼相機，像素元6.25 mm，影像尺寸5 760×3 840，焦距34.39 mm，快門速度1/8 000～1/60，搭載雙拼GPS接收機，能夠迅速測量地形情況。作業人員應準確記錄植保無人機勘查面積、勘查范圍、作物生長情況等數據，標記影響物及障礙物，上傳數據至無人機軟件。通過此種方法，合理規劃無人機操作的地點、作業對象、作業時間，降低無人機發生故障的概率。

2.3" 選擇適當藥劑

病蟲害防治過程中，植保無人機作業為低容量噴灑，能夠精準控制藥液劑量，提高藥液的噴灑與使用效果。作業人員需要根據農作物病蟲害種類及情況，選擇適當的藥液。考慮無人機噴霧量小，為避免噴頭堵塞，不推薦使用粉劑型藥物，應選擇乳劑、水乳劑、懸浮劑或乳油，以提高防治效果[2]。飛防藥劑稀釋比例較低，高殘留農藥會污染周圍環境，以小麥病蟲害防治為例，禁止使用甲胺磷、甲拌磷、滅多威等農藥，推薦使用內吸性強的農藥，減少用藥量，實現精準用藥，保證小麥植株每個部位均可附著藥物，進而在保護環境的同時增強防治效果。作業人員需要根據無人機規范及植保要求準確配制藥液，采用二次稀釋法稀釋藥液，拓寬配藥空間，保證作業安全。

2.4" 控制作業參數

1）病蟲害防治過程中，為保證無人機的飛防效果，需要控制其行進速度與作業高度，均勻噴灑藥液，使其沉積至植株表面。飛行高度過高會導致藥液漂移，增加蒸發量；過低則會導致漏噴。2）無人機的速度會影響藥液的飄移性、穿透性，如速度過快，則霧滴的漂移性有所增加，其穿透性呈下降趨勢，導致作物中下部藥物沉積較少[3]。因此，飛防作業需要根據不同病蟲害種類，控制作業速度約在5.0 m·s-1。3）噴藥幅度需要與作物行距相同，噴灑幅度超過行距會導致漏噴，相反行距重疊則會導致重復用藥，因此要做好調整工作，確保不漏噴或重噴。

以小麥病蟲害防治為例。小麥病蟲害防治初期，控制無人機飛行高度1.8～2.0 m，速度約為5 m·s-1，幅寬4.8 m。防治后期飛防作業時，飛行高度＜1.8 m，速度約為4.2 m·s-1，幅寬4.3 m。用藥量和噴嘴是否全部開啟密切相關，全部開啟噴嘴、幅寬4.5 m時，協同開展殺菌殺蟲作業，每667 m2耕地用藥量約為

0.8 L；防治病蟲害時，每667 m2用藥量為1.0 L；如果病蟲害較為嚴重，每667 m2用藥量為1.2 L。

2.5" 注意事項

1）無人機飛防作業時，由于霧滴直徑較小，遇到大風天氣容易導致藥液蒸發或漂移，因此需要掌握氣象情況。確保使用時風力在3級以下；如果噴灑除草藥劑，則需要確保風速在2級以下；雨天也不宜作業，否則水汽會沿著天線遙桿縫隙流入發射器，導致線路短路，無法正常發送信號；禁止雷電天氣作業。

2）無人機飛防作業前，需要對其開展全面檢查，特別是電池電量，保證遙控器電量充足，運轉正常。還要測試對講機的語音清晰度與信號強弱，并確保飛行環境的安全。

3）操控無人機時，操作人員禁止喝酒，保證無人機在視線范圍內。注意遠離高壓線路，以免干擾信號或碰撞線路造成短路；避免靠近金屬物體，以免影響遙控效果。

4）飛防作業中，遙控器如果放在地面，注意放平，不能豎放。噴灑藥物時遠離人群，禁止噴灑藥液范圍內有人。

5）操作人員需要及時觀察噴頭噴霧狀態，如果噴頭噴灑斷續，或是噴灑不均勻，可能是噴頭堵塞導致，需要停止作業，操控無人機飛回起降點，及時排除堵塞情況，或是更換噴頭，保證藥液噴灑質量[4]。

3" 優化建議

3.1" 強化教育培訓

在植保無人機的應用過程中，需要加強對操作人員的培訓，實現數字化賦能。1）創建專項教育培訓基金，提供技術指導，通過社會贊助或政府提供等方式，為人員培訓提供資金支持。2）加強農業技術與農業信息數字化服務，以鎮或鄉村為單位，配置農業技術和知識指導專家，聘請農業高校擁有豐富實踐經驗與技術理論的教師，為操作人員定期傳授農業信息化、數字化知識，提高農業人員無人機操作能力及技術認知[5]。3）創新教育模式，根據實際情況，分階段、分批對種植人員開展技術知識培訓，增強培訓的針對性。采取實踐與理論結合的方式，通過農戶分享、田間地頭授課傳授知識技能，幫助種植人員全面學習和深入了解無人機施藥技術。通過此種方法，讓種植人員認識到無人機施藥技術對農業發展、糧田增效減藥、糧食生產安全的重要性，提高技術認知與使用水平，推進農業智慧化、現代化發展。

3.2" 完善相關服務

1）大力發展第三方無人機施藥組織服務，便于在種植人員購買無人機后，提供相應的售后服務。

2）簡化無人機施藥操作程序，配備詳細的說明書，提高種植人員對該項技術的接受度。3）加大無人機購買、使用補貼力度，鼓勵有條件的種植戶使用無人機施藥。4）組織無人機公司安排技術員上門提供技術指導，使種植人員多渠道獲得無人機施藥技術，提高技術應用水平。

3.3" 推進技術宣傳

要推廣無人機施藥技術，應當加大宣傳力度，從而增加種植人員對相關情況的了解。

1）開展針對性宣傳。豐富宣傳渠道，分群體開展無人機施藥技術宣傳工作。針對缺乏無人機技術認知的種植人員，宣傳無人機噴藥的技術價值，提高其使用傾向；對非農就業、技術認知較高的種植人員，宣傳無人機技術的服務，使其明確怎樣購買、使用該技術。在此過程中，地方政府可利用報紙、電視廣告等傳統媒介，以及微信、短視頻平臺等新媒體，宣傳無人機施藥技術，擴大技術傳播范圍。通過政府牽頭、對接高校，以鄉村為單位，定期舉辦技術講座，宣傳無人機施藥技術相關知識，改變種植人員對技術應用的抵觸態度。

2）提高無人機施藥普及率，為農村合作社配置植保無人機，要求每個合作社均配置至少1臺植保無人機與1名操作員，提高技術使用率與普及率。

3）建立技術示范基地。選擇普及無人機施藥技術應用情況較好的縣或市，建設技術示范基地，加大技術服務與跟蹤力度，發揮示范基地帶動作用，推廣植保無人機。

3.4" 提高技術價值

3.4.1" 加強技術研發

在技術層面實現植保無人機效用最大化，需要加強技術研發，對其現有不足之處及時進行改進。例如，改善無人機噴嘴的設計，使其不會輕易堵塞，提高無人機施藥的效率與防治效果；使用北斗信息系統與5G信息技術，增強無人機施藥的靈活性，使其穩定化、智能化發展，提高作業效率；研發無人機多功能施藥技術，使其既能噴灑農藥防治病蟲害，又能噴灑水分與肥料灌溉施肥，做到一機多用，降低種植成本，提高植保無人機的功能性，促進糧食增產。

3.4.2" 完善補貼政策

政府應針對植保無人機推廣的進度，制定合理的補貼政策，確定合適的補貼價格，降低無人機使用成本。推進政府與服務組織的合作，定期提供統防統飛服務，使得種植人員在應用中體會無人機施藥的益處，感受無人機施藥的價值，提高技術吸引力。

3.4.3" 鼓勵農技分享

鼓勵無人機技術使用人員及時分享自身經驗，發揮帶動作用，提高技術的吸引力，促進技術的推廣應用。

4" 結語

隨著農業種植結構調整、氣候多變復雜，病蟲害存在重發、頻發趨勢，嚴重影響我國農業生產安全，以往高污染、高用量的人工施藥模式難以適應新時期的農業要求，需要合理應用植保無人機，推進農業高質量發展。因此，在農業病蟲害防治中，應當結合實際，從選擇合適無人機、加強地形勘查、選擇適當藥劑、控制作業參數等方面出發，科學應用和推廣植保無人機，為農作物健康生長保駕護航。

參考文獻：

[1] 陳建光，桑茜，張元臣，等.豫北地區植保無人機防治玉米病蟲害研究進展[J].智慧農業導刊，2023，3（19）：1-5.

[2] 楊光德，張紹倫，張天明，等.鳳岡縣植保無人機推廣現狀及茶園應用展望[J].貴茶，2023（3）：14-19.

[3] 張智泓，曾榮壕，賴慶輝，等.小型植保無人機下洗氣流場影響霧滴運動特性規律研究[J].農業機械學報，2023，54（9）：208-216.

[4] 陳軍，邵昌余，趙贊偉.植保無人機在遵義市農作物病蟲害防治中的應用實踐與建議[J].中國植保導刊，2023，43（9）：110-114.

[5] 李玲斌，趙燕芳，杜婷.植保無人機在玉米病蟲害防治中的價值與推廣實踐[J].農業工程技術，2021，41（30）：31-32.

（責任編輯：張春雨" 丁志祥）