無(wú)人機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)小麥病蟲(chóng)害防治的融合應(yīng)用

宋以星

（延津縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，河南 新鄉(xiāng) 453200）

小麥?zhǔn)俏覈?guó)重要的糧食作物之一，然而，小麥病蟲(chóng)害一直是影響小麥產(chǎn)量和質(zhì)量的主要因素之一。傳統(tǒng)的病蟲(chóng)害防治方法主要依賴于人工巡查和噴灑農(nóng)藥，存在工作量大、效率低、成本高以及對(duì)環(huán)境和人體健康有影響等問(wèn)題。近年來(lái)，隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，將無(wú)人機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)小麥病蟲(chóng)害防治相結(jié)合正逐漸引起人們的關(guān)注。

1 小麥病蟲(chóng)害防治中的問(wèn)題

1.1 難以把控病蟲(chóng)害防治時(shí)間

在小麥病蟲(chóng)害防治中，種植者面臨著許多問(wèn)題，其中之一是難以把控病蟲(chóng)害防治的時(shí)間。病蟲(chóng)害的發(fā)生和發(fā)展與氣候、環(huán)境條件以及害蟲(chóng)、病原體的生物學(xué)特性密切相關(guān)。然而，這些因素往往是不穩(wěn)定的，導(dǎo)致種植者很難準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和掌握病蟲(chóng)害發(fā)生的時(shí)間。

1)氣候變化對(duì)病蟲(chóng)害的影響是不可忽視的。隨著全球氣候變暖，降水、溫度、濕度等氣候要素變化可能導(dǎo)致害蟲(chóng)和病原體的種群數(shù)量和分布發(fā)生變化。這意味著病蟲(chóng)害發(fā)生的時(shí)間可能提前或延遲，使種植者很難準(zhǔn)確選擇最佳的防治時(shí)機(jī)。

2)環(huán)境條件對(duì)病蟲(chóng)害傳播和暴發(fā)也有影響。小麥種植區(qū)域地土壤、水源、周圍植被等因素都會(huì)對(duì)病蟲(chóng)害的發(fā)展產(chǎn)生影響。例如，土壤濕度過(guò)高可能導(dǎo)致某些病原體滋生，而過(guò)度灌溉或不合理施用農(nóng)藥可能造成環(huán)境污染，進(jìn)一步加劇病蟲(chóng)害的發(fā)生。因此，種植者需要密切監(jiān)測(cè)和了解種植環(huán)境的變化，以便及時(shí)采取相應(yīng)的防治措施。

3)害蟲(chóng)和病原體的生物學(xué)特性增加了病蟲(chóng)害防治時(shí)間的不確定性。不同病蟲(chóng)害在不同的季節(jié)、階段活動(dòng)，并且病蟲(chóng)害的生命周期、繁殖方式也各不相同。種植者需要根據(jù)不同的病蟲(chóng)害特點(diǎn)制訂相應(yīng)的防治策略，但這需要對(duì)害蟲(chóng)、病原體的生物學(xué)知識(shí)有深入了解和準(zhǔn)確的判斷能力。

1.2 小麥種植灌溉中存在的問(wèn)題

在小麥種植中，灌溉是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，小麥種植灌溉中常見(jiàn)的問(wèn)題如下。

1)灌溉量不合理。灌溉水量分配不合理是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題。有的種植者傾向于過(guò)度灌溉，導(dǎo)致土壤過(guò)濕，增加了病蟲(chóng)害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，也可能導(dǎo)致土壤中養(yǎng)分流失和鹽漬化問(wèn)題。相反，如果灌溉不足，會(huì)導(dǎo)致小麥植株水分應(yīng)激，影響生長(zhǎng)和產(chǎn)量。

2)灌溉頻率不合理。有的種植者過(guò)于頻繁地灌溉，導(dǎo)致土壤過(guò)濕，容易滋生真菌病和其他病害。灌溉頻率過(guò)低則會(huì)使土壤過(guò)于干旱，導(dǎo)致植株的水分吸收不足和生長(zhǎng)受限。

3)缺乏灌溉管理技術(shù)。在一些小麥種植地區(qū)，種植者缺乏灌溉管理的技術(shù)和知識(shí)，沒(méi)有科學(xué)的灌溉計(jì)劃，缺乏灌溉系統(tǒng)調(diào)節(jié)和監(jiān)控能力，不能準(zhǔn)確判斷植株的水分需求，無(wú)法優(yōu)化灌溉量和灌溉頻率。

4)資源限制。一些小麥種植地區(qū)可能存在水資源不足的問(wèn)題。水源短缺可能導(dǎo)致灌溉困難，種植者要面對(duì)如何合理分配有限水資源以滿足小麥生長(zhǎng)的難題。

1.3 藥劑使用問(wèn)題

在小麥病蟲(chóng)害防治中，藥劑使用是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，其中的常見(jiàn)問(wèn)題如下。

1)濫用農(nóng)藥。濫用農(nóng)藥是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，特別是過(guò)度依賴某種農(nóng)藥防治病蟲(chóng)害。這種行為可能導(dǎo)致害蟲(chóng)和病原體對(duì)農(nóng)藥產(chǎn)生抗藥性，從而降低農(nóng)藥施用效果。此外，濫用農(nóng)藥還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響，如土壤和水體污染，以及對(duì)非目標(biāo)生物的傷害。

2)缺乏有效的藥劑。由于病蟲(chóng)害的多樣性和復(fù)雜性，選擇合適藥劑進(jìn)行防治是一個(gè)挑戰(zhàn)。一些小麥病蟲(chóng)害可能對(duì)某些藥劑具有抗藥性，或者某些藥劑在特定環(huán)境條件下效果不佳。因此，種植者需要了解不同病蟲(chóng)害的藥劑抗性情況，選擇適當(dāng)?shù)乃巹┻M(jìn)行防治。

3)藥劑殘留問(wèn)題。藥劑殘留對(duì)食品安全和環(huán)境保護(hù)構(gòu)成潛在威脅。如果種植者在小麥?zhǔn)崭钋安缓侠硎褂盟巹赡軐?dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中藥物殘留量過(guò)高，影響消費(fèi)者的健康。因此，種植者需要嚴(yán)格按照藥劑使用說(shuō)明和安全間隔期施藥，避免藥劑殘留問(wèn)題。

4)缺乏科學(xué)的藥劑施用技術(shù)。施藥方式不正確可能導(dǎo)致藥劑浪費(fèi)、施藥不均勻。因此，種植者需要了解正確的施藥方法，如藥劑稀釋比例、噴霧器使用方式和施藥時(shí)機(jī)等。

2 小麥病蟲(chóng)害防治中應(yīng)用無(wú)人機(jī)

2.1 對(duì)小麥進(jìn)行檢測(cè)和管理

無(wú)人機(jī)在小麥病蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用為小麥管理提供了新的可能性，具體應(yīng)用如下。

1)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)。無(wú)人機(jī)配備高分辨率的攝像設(shè)備和多光譜傳感器，可以對(duì)小麥田地進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)。通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍，可以及時(shí)捕捉到小麥田地中的病蟲(chóng)害情況，包括病害的類型、程度和分布等，使種植者和農(nóng)業(yè)技術(shù)人員能夠快速發(fā)現(xiàn)病蟲(chóng)害的跡象，從而及時(shí)采取防治措施，減少病蟲(chóng)害造成的損失[1]。

2)草地變色檢測(cè)。無(wú)人機(jī)可以利用多光譜傳感器檢測(cè)小麥田情況。通過(guò)分析不同波段的圖像數(shù)據(jù)，可以判斷小麥植株的健康狀況。如果出現(xiàn)異常變色，可能意味著存在病蟲(chóng)害或其他生長(zhǎng)問(wèn)題。應(yīng)用無(wú)人機(jī)可以快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題，并進(jìn)行定位，幫助種植者采取相應(yīng)的措施，如調(diào)整施肥和采取防治措施，以促進(jìn)小麥健康生長(zhǎng)。

3)精準(zhǔn)施藥。無(wú)人機(jī)搭載噴霧設(shè)備，根據(jù)事先設(shè)定的路徑和指令，將藥劑以噴霧的方式噴灑到目標(biāo)區(qū)域。這種精準(zhǔn)施藥的方法可以有效減少農(nóng)藥浪費(fèi)和環(huán)境污染，提高防治效果。

4)地形檢測(cè)和土壤分析。無(wú)人機(jī)配備激光雷達(dá)和紅外傳感器等設(shè)備，可以快速檢測(cè)和分析小麥田的地形、土壤。通過(guò)分析獲取的地形數(shù)據(jù)和土壤信息，種植者可以更好地了解小麥種植區(qū)域的水分分布、排水狀況和養(yǎng)分含量等，有針對(duì)性地制訂灌溉和施肥計(jì)劃，提高小麥產(chǎn)量。

2.2 應(yīng)用無(wú)人機(jī)噴灑農(nóng)藥

在小麥病蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用無(wú)人機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)藥物精確噴灑，為小麥病蟲(chóng)害防治提供便利，提高效率。

1)精準(zhǔn)定位噴灑。無(wú)人機(jī)搭載的噴灑系統(tǒng)可以根據(jù)事先設(shè)定的路徑和指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)小麥田地精準(zhǔn)噴灑。通過(guò)全球定位系統(tǒng)（GPS）和導(dǎo)航技術(shù)，無(wú)人機(jī)可以準(zhǔn)確飛行到目標(biāo)區(qū)域，并在預(yù)定高度和速度下噴灑藥物。精準(zhǔn)定位噴灑的方法可以確保藥物被均勻地噴灑在目標(biāo)植株上，提高防治效果。

2)覆蓋面積大。無(wú)人機(jī)飛行速度相對(duì)較快，可以在較短時(shí)間內(nèi)完成大面積噴灑任務(wù)。與傳統(tǒng)人工噴灑相比，無(wú)人機(jī)能夠大幅提高噴灑效率，節(jié)省時(shí)間和人力成本。特別是在病蟲(chóng)害大面積暴發(fā)時(shí)，可以快速響應(yīng)并噴灑藥物，防止病蟲(chóng)害擴(kuò)散。

3)節(jié)約藥物和環(huán)境友好。由于無(wú)人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)精確噴灑，藥物可以被有效地控制在目標(biāo)區(qū)域，減少藥物浪費(fèi)和過(guò)量使用。這不僅可以節(jié)約藥物成本，還有助于減少對(duì)環(huán)境的影響和農(nóng)藥殘留。此外，無(wú)人機(jī)可以避免藥物噴灑時(shí)產(chǎn)生的地面壓實(shí)和損傷，減少對(duì)農(nóng)田的破壞[2]。

4)數(shù)據(jù)記錄和分析。無(wú)人機(jī)配備的傳感器可以實(shí)時(shí)記錄噴灑過(guò)程中的數(shù)據(jù)，如噴灑速度、噴霧量和藥物質(zhì)量濃度等。通過(guò)分析數(shù)據(jù)，種植者和農(nóng)業(yè)技術(shù)人員可以評(píng)估噴灑效果，并根據(jù)需要調(diào)整噴灑策略，提高病蟲(chóng)害防治效果。

2.3 小麥病蟲(chóng)害防治中應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)

在小麥病蟲(chóng)害防治中應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，為種植者和農(nóng)業(yè)技術(shù)人員提供了一種快速、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)和評(píng)估手段。

1)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警。無(wú)人機(jī)搭載的遙感設(shè)備，如多光譜傳感器和紅外熱像儀，可以獲取小麥田地的高分辨率圖像和熱量分布數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)小麥病蟲(chóng)害的監(jiān)測(cè)與預(yù)警。例如，多光譜傳感器可以捕捉到小麥植株受損的光譜特征，幫助種植者快速識(shí)別病蟲(chóng)害的類型和為害程度。紅外熱像儀可以檢測(cè)到植株的溫度分布，提供病蟲(chóng)害熱點(diǎn)的定位。監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)可以幫助種植者及時(shí)采取防治措施，減少病蟲(chóng)害造成的損失。

2)病蟲(chóng)害分布與定位。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以幫助精確定位小麥田地中的病蟲(chóng)害分布。通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍，可以獲取大范圍圖像數(shù)據(jù)。利用這些數(shù)據(jù)，可以生成小麥田地的高分辨率圖像和三維模型，并進(jìn)行病蟲(chóng)害的定位和分布分析。這種定位和分布信息可以幫助種植者有針對(duì)性地制訂防治策略，優(yōu)化藥物噴灑和其他防治措施的效果。

3)生長(zhǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以監(jiān)測(cè)小麥植株的生長(zhǎng)狀態(tài)和健康狀況。通過(guò)分析遙感圖像，可以獲取小麥田地的植被指數(shù)、葉面積指數(shù)等參數(shù)，評(píng)估小麥的生長(zhǎng)和健康狀況。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以幫助種植者及早發(fā)現(xiàn)小麥植株?duì)I養(yǎng)不良、疾病或蟲(chóng)害受損等問(wèn)題，及時(shí)調(diào)整管理措施，促進(jìn)小麥健康生長(zhǎng)[3]。

3 無(wú)人機(jī)應(yīng)用于小麥病蟲(chóng)害防治中的關(guān)鍵

3.1 立足小麥生長(zhǎng)特點(diǎn)

在小麥病蟲(chóng)害防治中，無(wú)人機(jī)技術(shù)具有很多優(yōu)勢(shì)。可以迅速偵測(cè)和監(jiān)測(cè)病蟲(chóng)害的存在和蔓延情況。通過(guò)搭載高分辨率的攝像頭和傳感器，獲取詳細(xì)的圖像和數(shù)據(jù)，幫助種植者及時(shí)了解小麥生長(zhǎng)狀態(tài)和病蟲(chóng)害為害程度。

1)病蟲(chóng)害巡查。利用無(wú)人機(jī)的高空俯瞰能力，種植者可以快速檢查小麥田地的整體情況，識(shí)別病蟲(chóng)害的跡象和侵染區(qū)域，有助于及早發(fā)現(xiàn)病蟲(chóng)害并采取相應(yīng)的防治措施，避免病蟲(chóng)害擴(kuò)散。

2)精準(zhǔn)噴灑農(nóng)藥。無(wú)人機(jī)搭載的噴灑設(shè)備可以精確噴灑農(nóng)藥或生物控制劑。通過(guò)無(wú)人機(jī)的定位和導(dǎo)航系統(tǒng)，種植者可以將藥劑噴灑在受到病蟲(chóng)害侵染的特定區(qū)域，減少藥物的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的影響。此外，無(wú)人機(jī)能夠在短時(shí)間內(nèi)完成大面積噴灑作業(yè)，提高工作效率。

3)數(shù)據(jù)分析與預(yù)警。通過(guò)攝像頭和傳感器獲取的圖像和數(shù)據(jù)可以用于病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)和分析。無(wú)人機(jī)可以收集大量數(shù)據(jù)，如植被指數(shù)、溫度和濕度等，利用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析，提供病蟲(chóng)害的預(yù)警信息。種植者可以根據(jù)預(yù)警結(jié)果及時(shí)采取防治措施，避免小麥發(fā)生病蟲(chóng)害。

4)智能灌溉管理。無(wú)人機(jī)可以搭載土壤濕度傳感器，監(jiān)測(cè)小麥田的土壤濕度情況。通過(guò)無(wú)人機(jī)定期巡查，種植者可以了解不同區(qū)域的土壤濕度情況，實(shí)施智能灌溉管理，為小麥提供適宜的水分，降低病蟲(chóng)害的發(fā)生概率[4]。

3.2 完善相關(guān)信息數(shù)據(jù)庫(kù)

在小麥病蟲(chóng)害防治中應(yīng)用無(wú)人機(jī)，完善相關(guān)信息數(shù)據(jù)是關(guān)鍵任務(wù)。通過(guò)收集、整理和管理大量小麥病蟲(chóng)害相關(guān)數(shù)據(jù)，可以提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的信息支持，為種植者和農(nóng)業(yè)管理部門制定科學(xué)的防治策略提供參考。

1)無(wú)人機(jī)配備高分辨率攝像頭和傳感器能夠捕捉到豐富的圖像和數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括小麥田地的植被狀況、病蟲(chóng)害分布情況、為害程度等，并與其他農(nóng)田數(shù)據(jù)整合，形成全面的小麥病蟲(chóng)害信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

2)處理和分析無(wú)人機(jī)采集的圖像、數(shù)據(jù)。利用圖像識(shí)別技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，可以對(duì)圖像進(jìn)行病蟲(chóng)害自動(dòng)識(shí)別和分類，快速準(zhǔn)確地確定病蟲(chóng)害的類型和程度，并將結(jié)果存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。同時(shí)，小麥病蟲(chóng)害信息數(shù)據(jù)庫(kù)還應(yīng)包括其他相關(guān)數(shù)據(jù)，如天氣信息、土壤質(zhì)量、農(nóng)藥使用記錄等。這些數(shù)據(jù)與病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，可以探索病蟲(chóng)害與環(huán)境因素之間的關(guān)系，幫助預(yù)測(cè)病蟲(chóng)害發(fā)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)和影響因素。此外，完善數(shù)據(jù)庫(kù)還需要考慮數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和共享性。通過(guò)無(wú)人機(jī)技術(shù)，數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆贫朔?wù)器，種植者和農(nóng)業(yè)管理部門能夠及時(shí)獲取最新的病蟲(chóng)害信息。同時(shí)，建立一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)或系統(tǒng)，使不同農(nóng)田的數(shù)據(jù)集成和共享，促進(jìn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的合作和信息交流。

3.3 加強(qiáng)專業(yè)人才培養(yǎng)

在無(wú)人機(jī)應(yīng)用于小麥病蟲(chóng)害防治過(guò)程中，加強(qiáng)專業(yè)人才培養(yǎng)至關(guān)重要。培養(yǎng)具備無(wú)人機(jī)操作和病蟲(chóng)害防治知識(shí)的專業(yè)人才，能夠有效推動(dòng)無(wú)人機(jī)技術(shù)在小麥病蟲(chóng)害防治領(lǐng)域的應(yīng)用，提高防治效果。

1)建立相關(guān)培訓(xùn)體系。開(kāi)設(shè)無(wú)人機(jī)操作和病蟲(chóng)害防治培訓(xùn)課程，包括無(wú)人機(jī)操作技術(shù)、圖像處理和分析、病蟲(chóng)害識(shí)別與防治策略等內(nèi)容。培訓(xùn)課程可以由專業(yè)教育機(jī)構(gòu)、農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)或農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門提供，針對(duì)種植者、技術(shù)人員和農(nóng)業(yè)管理者等不同人群的需求進(jìn)行培訓(xùn)。

2)注重實(shí)踐教學(xué)。無(wú)人機(jī)操作和病蟲(chóng)害防治的實(shí)踐性較強(qiáng)，培訓(xùn)課程應(yīng)包含實(shí)地操作和實(shí)際案例分析。通過(guò)實(shí)踐教學(xué)，學(xué)員可以親自操作無(wú)人機(jī)，學(xué)習(xí)如何收集病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)、分析圖像和制訂防治方案。實(shí)踐環(huán)節(jié)可以結(jié)合農(nóng)田示范或合作社的實(shí)際需求進(jìn)行安排，提供真實(shí)的場(chǎng)景和問(wèn)題。

3)加強(qiáng)與相關(guān)領(lǐng)域的交流與合作。與無(wú)人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人才、農(nóng)業(yè)專家和病蟲(chóng)害防治研究人員合作，共同開(kāi)展培訓(xùn)和研究項(xiàng)目。通過(guò)合作與交流，可以匯集不同領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用。此外，還可以鼓勵(lì)學(xué)生和從業(yè)人員參與相關(guān)比賽和項(xiàng)目，提供實(shí)踐鍛煉和交流的平臺(tái)，激發(fā)人才的創(chuàng)新潛力和學(xué)習(xí)熱情；提供專業(yè)指導(dǎo)和資源支持，幫助培養(yǎng)專業(yè)人才并推動(dòng)技術(shù)發(fā)展[5]。

4 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)人機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)小麥病蟲(chóng)害防治融合應(yīng)用有巨大的潛力，可以提高防治效率、降低成本、減少環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)小麥產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。然而，該領(lǐng)域仍面臨技術(shù)、政策和人才等方面的挑戰(zhàn)，需要各方共同努力推動(dòng)其發(fā)展。相信通過(guò)不斷的創(chuàng)新和合作，無(wú)人機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)小麥病蟲(chóng)害防治的融合應(yīng)用將為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)更大的改變和發(fā)展。