農用植保無人機枸杞病蟲害防治效果分析

沙玉峰

（中衛市沙坡頭區興仁鎮人民政府，寧夏 中衛 755000）

0 引言

隨著農業供給側結構性改革的推進，農業資源資產不斷整合，農業產業不斷優化升級，以種植大戶、家庭農場、農民專業合作社等為代表的新型農業規模化經營主體逐漸形成，其對高效農業物質裝備的需求越來越迫切。筆者主要種植的是枸杞，而在枸杞園管理中最重要的一項內容基于是更好的枸杞病蟲害防治。枸杞產量的高低、質量的好壞，雖然與品種、肥料關系密切，要實現安全、優質、高產的目的，關鍵取決于病蟲害的防治水平。為了提高枸杞病蟲害的防治水平做出了很多的嘗試，目前來看借助農用植保無人機對枸杞的病蟲害進行防治的效果比較顯著，因此，本文對農用植保無人機的應用優勢以及精準施藥技術研究的進展進行深入的研究，并對農用植保無人機防治效果較好的幾種常見枸杞病蟲害進行說明，同時對農用植保無人機的發展趨勢進行分析。

1 闡述農用植保無人機

植保無人機作為一種新型農業器械，在使用和普及過程中不可避免地出現一些問題。一是植保無人機沒有成熟、可靠的機型，都存在設計缺陷，尤其發動機依賴國外，續航時間短，飛控系統不過關。二是售后服務不到位，機器配件更換成本高。三是植保無人機沒有統一用藥行業標準，配套的施藥技術和噴灑系統不過關，容易出現藥量過高過低和效果差等問題。四是準入門檻不高，技術培訓難度大，購買容易，操作難。五是植保無人機專用藥劑不配套，一些作物無法作業。

在枸杞種植過程中，一直都存在病蟲害的身影，這也導致枸杞的產量偏低，想要實現枸杞產量的提升，就需要做好病蟲害的防治工作，而現今的病蟲防治仍然有很多的缺陷亟待解決，為了將病蟲害的防治效果提升，現采用農業植保無人機。

2 農用植保無人機的應用優勢

2.1 工作效率高

傳統農藥噴施機械在作業形式、施藥量等方面都存在一定限制，這在一定程度上導致農作物病蟲害防治工作效率較低。農用植保無人機屬于防止農作物受災的高科技、高效率設備。在實際作業環節，技術人員只需要在設備上設定相關參數，就能夠實現對病蟲害有效防治，并且通常情況下不需要耗費過多的勞動力，可在一定程度上幫助農戶節省人力成本。此外，技術人員還可對無人機進行遠程控制，只需要對其發送相關指令即可有效調節和控制無人機實際飛行狀態，精準控制無人機的具體工作模式。

2.2 適應性好

無人機應用范圍較廣，適應性好，如在山地、沼澤等傳統農機具無法進入作業的地區，均可通過無人機開展作業。植保無人機正式投入使用前，技術人員先根據農田的實際情況對工作參數進行設置，無人機接收到相關指令后就能夠對農作物展開自主防治作業。

3 農用植保無人機精準施藥技術的研究進展

3.1 航空靜電噴霧技術

航空靜電噴霧技術主要是指通過感應式、電暈式及接觸式等充電形式促使霧滴攜電，基于高壓靜電影響下，帶電藥液可主動附著在農作物的正反面靶標，實現吸附目的。靜電噴霧可充分發揮施藥量降低、飄移減少等優勢，能夠高質量解決植保無人機在施藥方面的技術問題，確保施藥的精準性。

現階段，我國尚缺乏詳細的無人機靜電噴霧技術的規范使用說明，并且不同技術人員選擇的參數、旋翼數量及機型都有所不同，這在一定程度上導致研究成果缺乏可借鑒的意義。當前，研究人員應重點關注無人機的延續性和基礎性試驗研究，重點解決飛控協調性弱、播撒、靜電系統及載重等基礎性問題，將霧滴帶電的單一技術向系統整體研究方向轉變。

3.2 農藥變量噴霧技術

變量噴霧技術主要是先對農作物具體情況進行分析，然后有針對性地調整施藥方式和施藥量，以最少的噴施量獲得最佳的防治效果。該技術在實際應用中通常涉及執行指令感知、數據控制與處理、信息獲取等技術。目前，變量噴霧技術的應用有兩種類型，一種是基于處方圖，另一種是基于實時感知?；谔幏綀D的變量噴霧技術是按照農田信息的分析結果調整作業模式，而基于實時感知的變量噴霧技術則是在作業期間實時獲取農田信息，然后對信息進行快速判斷并實施變量噴霧。相關研究顯示，變量噴霧與以往傳統的噴藥方式相比可節約60%的藥量。

我國部分學者對航空變量噴霧技術進行了探索性的深入研究。2014年，我國研究人員就利用PWM技術對無人機的農藥載量進行控制，然而此次變量噴霧技術研究缺乏與作業參數的有效結合；2017年后，技術人員開始研究自動匹配施藥流量和飛行速度的動態施藥變量系統，然而缺乏對控制效果和算法的深入研究；2019年以來，有學者對植保無人機對施藥的均勻性與飛行速度之間的關系進行研究，設計了PID自適應變量噴霧技術系統；在最新研究中，技術人員還對基于處方圖的變量噴霧技術進行了實時解譯，進一步豐富了變量噴霧技術的理論依據?，F階段，我國在變量噴霧的精準施藥領域還處于起步探索期，提高植保無人機在農業領域的變量噴霧技術應用效果，進一步改善當前植保作業的困境，是廣大農業學者所面臨的挑戰。

3.3 霧滴飄移控制技術

霧滴飄移包括蒸發飄移和飛行飄移兩種，是施藥作業過程中農藥隨著空氣向非目標運動的一種現象。農藥飄移會導致嚴重的環境污染問題，甚至還會對蜜蜂養殖、人體健康帶來不同程度的影響。因此，研究人員需要對霧滴沉積和飄移的影響因素進行深入研究?，F階段，研究人員深入分析了助劑類型和噴霧參數對農藥沉積分布的影響。此外，研究人員還通過風洞環境模擬無人機的噴霧作業，分析噴霧助劑、霧化噴頭對噴霧飄移的最終影響。對各種因素下產生的農藥飄移、霧滴飄移的規律進行深入研究，有助于加大環境保護力度和提高農藥的整體利用率。一般情況下，農藥霧滴的沉降和滴落都會受到不同因素的制約和影響，所以其實際運動狀態有不穩定、不確定的特點。因此，要想實現對農藥霧滴實際運動狀態的深入了解，還需要利用數學模型完成相關計算。對于沉降和運輸的研究，主要是利用實驗室的相關軟件對噴霧過程進行有效模擬，然后利用計算機模擬無人機的航行路徑。在此過程中，研究人員能夠清晰識別氣流速度、霧滴的實際蒸發速度及沉降速度等。

4 ?常見枸杞病蟲害以及農用植保無人機的防治效果

利用互聯網搜集相關資料并與多位經驗豐富的種植人員進行交流和討論，同時結合筆者的種植經驗發現，現今枸杞種植中常見的病蟲害有蚜蟲、木虱、銹螨、4.4.1枸杞蚜蟲

屬于蚜科，也被稱為綠蜜，或是蜜蟲，相對來說枸杞蚜蟲的危害期較長，同時還具有繁殖快的特點，也因此成了枸杞生產中需要重點防治的害蟲。枸杞蚜蟲主要集中在嫩梢、花蕾以及幼果上，這些部位汁液豐富，枸杞蚜蟲大量吸取這些部位的汁液，導致枸杞的枝梢嚴重彎曲和收縮，甚至出現停滯生長的情況，以及花蕾脫落，這些情況的發生會阻礙枸杞幼果的成熟，及時幼果成熟了也會出現不能正常膨大的情況。除此之外，一旦不及時進行治療就會導致枸杞的葉片被蚜蟲的“糞便”大面積覆蓋，甚至是全覆蓋，使得枸杞葉片呈現起油以及發亮，會導致枸杞葉片的光合作用受到極大的影響，甚至無法進行光合作用，長此以往，枸杞的植株會出現大量落葉、落花、落果的現象，這也是植株早衰的特征，大面積地出現植株早衰就會極大地影響枸杞的產量。

4.2 枸杞木虱

屬同翅目，木虱科，又叫豬嘴蜜、黃疸，成蟲黑褐色，似小蟬體長2mm。木虱在長成成蟲后有獨特的口器，呈刺吸式，能夠很容易地刺入枸杞的嫩梢，進入葉片的表皮組織，將樹液吮吸出來，導致樹勢衰弱。一旦不及時進行防治，成蟲繁殖數量過多，木虱就會將老葉、新葉、枝等部位的樹液吸食殆盡，如果是樹齡在一到兩年的幼樹很容易造成死亡，同時還會在樹下留下灰白色的粉末，也就是它的糞便，從而進一步地造成整樹的樹勢出現嚴重的衰弱，從外表看有明顯的表象，比如葉色變褐、葉片枯死等，這些都會造成大幅度的減產，以及質量的嚴重降低。4.3枸杞銹螨

最早是在20世紀的80年代發現的，經過鑒定是銹螨型的癭螨新種，是對枸杞的產量和質量有著極大影響的害螨，它主要分布葉片背面基部主脈兩側，自帶口針，同樣靠吸食葉片的汁液生存，主要的方法是將口針刺入葉片，一旦不及時防治就會導致葉片中的營養成分嚴重缺失，導致葉片的光合作用受到嚴重的影響，從而造成葉片變硬、變厚、變脆等問題，同時葉片的彈力也會極大地減弱，另外，光合能力的極度下降還會導致樹葉提前脫離，脫落的葉子從外觀上看也會呈現鐵銹色，這也是被稱為銹螨的原因。另外，在出現葉片提前脫落的時候，同時還會伴有大量的落花、落果，造成嚴重減產。

4.4 枸杞負泥蟲

枸杞負泥蟲，又叫十點葉甲，受到負泥蟲侵害的葉片表面會出現孔洞，同時在邊緣還會形成缺刻，如果任其發展不進行治療，一旦負泥蟲泛濫就會把全葉的葉肉都吃光，只剩下葉脈，導致植株的生長受到嚴重的阻礙，同時也會對枸杞的產量造成嚴重的沖擊。經過資料查閱發現負泥蟲的發生存在差異性，在老產區的發生概率相對較小，有的會間歇性地發生，但是大概不會發生，與之相反的是枸杞的新發展地區，發生的頻率很高，可以說是常發性的，尤其是荒漠的新發展地區發生得更為頻繁。

目前使用較廣、效果較好的防治辦法還是農藥噴灑，傳統的農藥噴灑方式面積小、工作時間長、需要投入大量的人力和時間，因此為了提高農藥的噴灑效果，提升效率，將植保無人機運用到了農作物防治中，也因為植保無人機的優勢以及精準的施藥技術，實現了枸杞等植物的病蟲害防治效果的大幅度提升，為枸杞等植物的生長保駕護航，也為枸杞的產量和質量提供了保障。

5 農用植保無人機的發展趨勢分析

5.1 研發穩定安全的移動操作平臺

進入智能化時代，植保無人機的智能化操控成為主要的研究方向。工作人員可利用移動端App對無人機進行操控，能夠對其進行虛擬搖桿、導航定位、航線規劃及上升懸停等操作，還能夠有效解決無人機障礙物感知和躲避等問題。基于此，積極研發更成熟、安全并且穩定的移動端操作平臺，能夠進一步提高植保無人機的使用效率。

5.2 精準施藥技術

減少環境污染、降低農藥殘留并提高農藥利用效率是當前植保無人機的發展趨勢，通過精準施藥技術研究，可將無人機的優勢進行放大。而當前研究人員需要面臨的難題就是如何通過變量噴霧方式提高噴藥技術的精準性，并開發出高效、智能的遙感系統進行實時監測。將無人機與遙感技術相結合，能夠以空間圖像的形式分析病蟲害狀況、農作物營養和生長狀況。我國在遙感器領域的研究已經取得較大進展，未來在農用植保無人機施藥技術方面會有更大的應用和發展空間。

5.3 提高航行時間和加大載藥量

植保無人機在使用過程中普遍存在承載量小、航行時間短等問題。隨著土地流轉增加，市場對高航行時間、高運載量的無人機需求量會越來越多。因此，對無人機飛行時長和載藥量進行有效改善，可全面提高無人機在農作物災害防治方面的作業效率。

6 結語

農用植保無人機是一種高科技農業設備，就現階段而言，農用植保無人機具有明顯的應用優勢，以及良好的發展前景，處理在枸杞病蟲害防治效果上優于其他防治手段，還能夠適用于其他農作物的病蟲害防治中?；诖?，農用植保無人機應用于農業領域是發展的必然趨勢，不可忽視其使用價值。