農(nóng)作物病蟲(chóng)害防治中植保無(wú)人機(jī)的運(yùn)用

王志申 張大明

1、封丘縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局

2、新鄉(xiāng)市植保植檢站

前言

隨著全球農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求的增加，農(nóng)作物病蟲(chóng)害的防治問(wèn)題日益突顯。傳統(tǒng)的防治方法存在效率低下、安全風(fēng)險(xiǎn)高以及對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響等困擾。在這一背景下，病蟲(chóng)害飛防業(yè)務(wù)增長(zhǎng)迅猛，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，新鄉(xiāng)市近年來(lái)，植保無(wú)人機(jī)保有量年均增長(zhǎng)率超過(guò)25%，超過(guò)1000 架，植保無(wú)人機(jī)的應(yīng)用為農(nóng)作物病蟲(chóng)害防治帶來(lái)了革命性的改變。植保無(wú)人機(jī)以其高效、安全、精準(zhǔn)的特點(diǎn)，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供了全新的解決方案。它能夠在短時(shí)間內(nèi)覆蓋廣大農(nóng)田，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的農(nóng)藥噴灑，同時(shí)減少了人員直接接觸農(nóng)藥的風(fēng)險(xiǎn)。植保無(wú)人機(jī)還能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作物生長(zhǎng)情況和病蟲(chóng)害分布，為及時(shí)采取措施提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

1 植保無(wú)人機(jī)在病蟲(chóng)害防治中的優(yōu)勢(shì)

1.1 高效性

傳統(tǒng)的病蟲(chóng)害防治方法通常依賴于人工勞動(dòng)，需要大量農(nóng)業(yè)工人手工施藥或巡查，工作效率有限，且往往耗時(shí)耗力。相比之下，植保無(wú)人機(jī)以其出色的高效性，徹底改善了這一問(wèn)題。植保無(wú)人機(jī)在作業(yè)過(guò)程中可以快速而精確地完成病蟲(chóng)害防治任務(wù)。其飛行速度快，可在短時(shí)間內(nèi)覆蓋廣大的農(nóng)田區(qū)域，不受天氣和環(huán)境限制，迅速響應(yīng)農(nóng)作物病蟲(chóng)害的發(fā)生。這意味著無(wú)人機(jī)可以在病蟲(chóng)害問(wèn)題爆發(fā)之初就采取有效的控制措施，大大減少了損失[1]。無(wú)人機(jī)的農(nóng)藥噴灑過(guò)程也遠(yuǎn)比傳統(tǒng)人工方式高效。植保無(wú)人機(jī)配備先進(jìn)的噴灑系統(tǒng)，可以根據(jù)作物生長(zhǎng)情況和病蟲(chóng)害分布，精準(zhǔn)施藥，避免了農(nóng)藥的浪費(fèi)和過(guò)度施用。而且，由于無(wú)人機(jī)的操作不依賴人工勞動(dòng)力，可以在白天和夜晚、甚至惡劣天氣條件下工作，進(jìn)一步提高了防治效率。植保無(wú)人機(jī)的高效性還延伸到了數(shù)據(jù)收集與分析領(lǐng)域。在作業(yè)過(guò)程中，無(wú)人機(jī)可以收集大量有關(guān)作物生長(zhǎng)和病蟲(chóng)害分布的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可用于更加精確的決策制定和未來(lái)趨勢(shì)預(yù)測(cè)。這種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法有助于優(yōu)化防治策略，提高防治效果。

1.2 安全性

傳統(tǒng)的農(nóng)藥噴灑和病蟲(chóng)害巡查工作通常需要農(nóng)業(yè)工人長(zhǎng)時(shí)間暴露在農(nóng)藥和惡劣環(huán)境中，存在一系列安全風(fēng)險(xiǎn)，而植保無(wú)人機(jī)的應(yīng)用顯著減少了這些風(fēng)險(xiǎn)。植保無(wú)人機(jī)作業(yè)過(guò)程中，無(wú)需人員直接接觸農(nóng)藥。這是一個(gè)關(guān)鍵的安全優(yōu)勢(shì)，因?yàn)檗r(nóng)藥對(duì)人體健康的潛在危害是不可忽視的。傳統(tǒng)的農(nóng)藥噴灑需要操作人員攜帶噴槍或背負(fù)藥箱，容易造成皮膚接觸或吸入農(nóng)藥，增加了中毒風(fēng)險(xiǎn)。植保無(wú)人機(jī)通過(guò)自動(dòng)化的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)，將農(nóng)藥均勻噴灑在目標(biāo)區(qū)域，從而消除了直接接觸的可能性，確保了農(nóng)業(yè)工作者的健康與安全。無(wú)人機(jī)在作業(yè)中的飛行高度和速度可調(diào)，能夠適應(yīng)不同地形和作物的需要。這使得植保無(wú)人機(jī)能夠在復(fù)雜和多變的農(nóng)田環(huán)境中靈活操作，而不會(huì)受到地形起伏或植被密度的限制。傳統(tǒng)的人工方法可能需要冒險(xiǎn)爬高、蹚水或穿越危險(xiǎn)區(qū)域，增加了工作者的身體危險(xiǎn)。無(wú)人機(jī)通過(guò)遙控飛行，可以更加安全地覆蓋各種地形，保障作業(yè)的安全性。植保無(wú)人機(jī)的操作人員通常遠(yuǎn)離噴灑區(qū)域，可以在相對(duì)安全的位置操控飛行器。這降低了他們與農(nóng)藥的接觸風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也減少了工作壓力和疲勞，而傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)工作者通常需要長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，暴露于危險(xiǎn)環(huán)境中，容易造成疲勞和健康問(wèn)題。

1.3 精準(zhǔn)性

傳統(tǒng)的農(nóng)藥噴灑方法往往難以實(shí)現(xiàn)精確施藥，容易導(dǎo)致農(nóng)藥的浪費(fèi)和環(huán)境污染，而植保無(wú)人機(jī)的應(yīng)用有效地解決了這一問(wèn)題。植保無(wú)人機(jī)配備了先進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠精確掌握其位置和航線。這使得無(wú)人機(jī)在噴灑過(guò)程中能夠按照預(yù)定的路徑飛行，確保農(nóng)藥均勻分布在目標(biāo)區(qū)域上。與傳統(tǒng)的手工施藥相比，這種自動(dòng)化的操作方式可以大大提高施藥的均勻度，減少農(nóng)藥的浪費(fèi)。植保無(wú)人機(jī)的噴灑系統(tǒng)也非常先進(jìn)，可以根據(jù)作物的生長(zhǎng)情況和病蟲(chóng)害的分布實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施藥[2]。通過(guò)搭載各種傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備，無(wú)人機(jī)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作物的健康狀態(tài)和病蟲(chóng)害的密度，然后根據(jù)這些信息來(lái)調(diào)整農(nóng)藥的施用量和噴灑范圍。這種個(gè)性化的施藥方式不僅提高了防治效果，還大大減少了農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。植保無(wú)人機(jī)還可以適應(yīng)不同的農(nóng)田條件和作物類型。無(wú)人機(jī)的高度和速度可調(diào)，可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，確保施藥的精準(zhǔn)性。這意味著無(wú)人機(jī)可以在不同地形和植被密度的情況下工作，為各種農(nóng)作物的防治提供了定制化的解決方案。

2 植保無(wú)人機(jī)在病蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用場(chǎng)景

2.1 作物巡查

植保無(wú)人機(jī)通過(guò)搭載高清相機(jī)或光譜傳感器等設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和評(píng)估作物的生長(zhǎng)情況以及病蟲(chóng)害的分布，為及時(shí)采取防治措施提供了關(guān)鍵信息。植保無(wú)人機(jī)的巡查速度和精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人工巡查。傳統(tǒng)的巡查方式可能需要大量工作人員花費(fèi)大量時(shí)間，逐一檢查每一塊農(nóng)田。然而，植保無(wú)人機(jī)可以在短時(shí)間內(nèi)覆蓋大面積的農(nóng)田，高清相機(jī)和光譜傳感器可以捕捉到細(xì)微的變化和異常。這意味著即使是病蟲(chóng)害的早期跡象也不會(huì)被遺漏，有助于及時(shí)采取措施。無(wú)人機(jī)的視角和高度可調(diào)，可以輕松適應(yīng)不同類型的農(nóng)田和作物。無(wú)人機(jī)可以低空飛行，以獲取更為細(xì)致的圖像，也可以高空俯視，覆蓋更大的區(qū)域。這種靈活性使得無(wú)人機(jī)可以適用于各種不同的農(nóng)業(yè)環(huán)境，無(wú)論是小麥、水稻還是果樹(shù)，都可以得到全面的監(jiān)測(cè)。無(wú)人機(jī)還能夠在不同的時(shí)間段進(jìn)行巡查，包括白天和夜晚。這對(duì)于一些夜間活動(dòng)的害蟲(chóng)監(jiān)測(cè)尤其重要。例如，一些害蟲(chóng)在夜間活躍，植保無(wú)人機(jī)則可以在夜晚使用紅外傳感器等設(shè)備來(lái)監(jiān)測(cè)，提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

2.2 農(nóng)藥噴灑

農(nóng)藥噴灑是植保無(wú)人機(jī)在農(nóng)作物病蟲(chóng)害防治中的一個(gè)應(yīng)用方向，它發(fā)揮了無(wú)人機(jī)的高效性和精準(zhǔn)性，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了可持續(xù)的保障。植保無(wú)人機(jī)能夠在短時(shí)間內(nèi)完成大面積的農(nóng)藥噴灑任務(wù)。這一點(diǎn)是傳統(tǒng)農(nóng)藥噴灑方法難以匹敵的。傳統(tǒng)的人工農(nóng)藥噴灑通常需要大量勞動(dòng)力和時(shí)間，而且效率有限。植保無(wú)人機(jī)具有高效、快速的作業(yè)能力，可以覆蓋大片農(nóng)田，迅速響應(yīng)病蟲(chóng)害的爆發(fā)，確保及時(shí)進(jìn)行防治。無(wú)人機(jī)具備智能化的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)。通過(guò)搭載各種傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備，無(wú)人機(jī)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作物的生長(zhǎng)情況和病蟲(chóng)害的分布。這些數(shù)據(jù)為精確的農(nóng)藥選擇和施用提供了依據(jù)。根據(jù)作物種類和病蟲(chóng)害類型，無(wú)人機(jī)可以選擇合適的農(nóng)藥品種和濃度，以及最佳的噴灑方式。這不僅提高了防治效果，還減少了農(nóng)藥的使用量，有助于環(huán)境保護(hù)[3]。植保無(wú)人機(jī)還可以適應(yīng)不同的農(nóng)田環(huán)境和作物類型。無(wú)人機(jī)的飛行高度和速度可調(diào)，可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，確保施藥的精準(zhǔn)性。無(wú)論是平坦的農(nóng)田還是多層次的果樹(shù)，無(wú)人機(jī)都可以應(yīng)對(duì)自如，保證農(nóng)藥均勻噴灑在目標(biāo)區(qū)域上。這種適應(yīng)性和靈活性是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械無(wú)法比擬的。植保無(wú)人機(jī)的操作人員通?？梢赃b控飛行器，遠(yuǎn)離農(nóng)藥噴灑區(qū)域，降低了他們與農(nóng)藥的接觸風(fēng)險(xiǎn)。這對(duì)于農(nóng)業(yè)工作者的健康和安全至關(guān)重要，尤其是長(zhǎng)時(shí)間的農(nóng)藥噴灑工作。

2.3 數(shù)據(jù)收集與分析

植保無(wú)人機(jī)通過(guò)搭載各種傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備，在作業(yè)過(guò)程中實(shí)時(shí)收集大量的作物生長(zhǎng)數(shù)據(jù)和病蟲(chóng)害信息，不僅提供了寶貴的信息資源，還為科學(xué)決策和精準(zhǔn)防治提供了強(qiáng)大的支持。無(wú)人機(jī)通過(guò)高清相機(jī)和光譜傳感器等設(shè)備，能夠捕捉到作物的生長(zhǎng)情況，包括生長(zhǎng)速度、葉面積、植株高度等。這些數(shù)據(jù)對(duì)于監(jiān)測(cè)作物的健康狀況至關(guān)重要。通過(guò)不同時(shí)間段的比較，可以追蹤作物的生長(zhǎng)趨勢(shì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)異?；蚴艿讲∠x(chóng)害侵害的跡象。植保無(wú)人機(jī)還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)病蟲(chóng)害的分布和密度。傳感器可以識(shí)別病蟲(chóng)害的跡象，包括葉面斑點(diǎn)、病斑、蟲(chóng)害損害等。通過(guò)對(duì)這些信息的采集和分析，可以精確地確定病蟲(chóng)害的種類和程度，有助于制定有針對(duì)性的防治措施。除此之外，植保無(wú)人機(jī)還可以收集環(huán)境數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、風(fēng)速等，這些因素對(duì)作物生長(zhǎng)和病蟲(chóng)害的發(fā)生有重要影響。通過(guò)將這些環(huán)境數(shù)據(jù)與作物生長(zhǎng)數(shù)據(jù)和病蟲(chóng)害信息相結(jié)合，可以更準(zhǔn)確地分析病蟲(chóng)害的發(fā)生規(guī)律和趨勢(shì)。例如，溫度和濕度的變化可能導(dǎo)致某些病蟲(chóng)害季節(jié)性爆發(fā)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可以提前預(yù)測(cè)并采取相應(yīng)的措施。植保無(wú)人機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)收集和分析，為科學(xué)防治提供了有力的支持。

3 植保無(wú)人機(jī)在病蟲(chóng)害防治中的推廣與發(fā)展

3.1 政策支持

植保無(wú)人機(jī)作為一種創(chuàng)新的農(nóng)業(yè)技術(shù)，具有顯著的潛力，但需要有關(guān)部門的積極支持和引導(dǎo)，以促進(jìn)其廣泛應(yīng)用并解決相關(guān)問(wèn)題。相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)制定相關(guān)法規(guī)和政策來(lái)規(guī)范植保無(wú)人機(jī)的使用，包括飛行許可、飛行高度限制、農(nóng)藥噴灑量控制、環(huán)境保護(hù)要求等方面的規(guī)定。通過(guò)明確的法規(guī)和政策，可以確保植保無(wú)人機(jī)的安全運(yùn)行和合法使用，減少潛在的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)可以提供財(cái)政支持，鼓勵(lì)農(nóng)民和農(nóng)業(yè)企業(yè)購(gòu)置植保無(wú)人機(jī)設(shè)備，包括補(bǔ)貼政策、低息貸款、設(shè)備租賃等形式的金融支持，降低植保無(wú)人機(jī)的購(gòu)置成本。還可以鼓勵(lì)農(nóng)民合作社或農(nóng)業(yè)企業(yè)共享無(wú)人機(jī)資源，以進(jìn)一步降低使用門檻。通過(guò)設(shè)立植保無(wú)人機(jī)的培訓(xùn)和技術(shù)支持計(jì)劃。這些計(jì)劃可以包括培訓(xùn)課程、技術(shù)指導(dǎo)、維修保養(yǎng)支持等，幫助農(nóng)民和農(nóng)業(yè)從業(yè)者更好地掌握無(wú)人機(jī)技術(shù)，提高其操作技能。建立技術(shù)交流平臺(tái)，促進(jìn)無(wú)人機(jī)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的分享。鼓勵(lì)研發(fā)機(jī)構(gòu)和農(nóng)業(yè)企業(yè)合作，開(kāi)展植保無(wú)人機(jī)相關(guān)的研究和創(chuàng)新工作。這有助于推動(dòng)植保無(wú)人機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，提高其性能和適用性。提供科研資金和獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃，鼓勵(lì)創(chuàng)新，推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。積極推廣植保無(wú)人機(jī)的成功案例，并為農(nóng)業(yè)從業(yè)者提供信息和咨詢服務(wù)，以增強(qiáng)他們的意識(shí)和信心。宣傳工作可以促使更多農(nóng)民認(rèn)識(shí)到植保無(wú)人機(jī)的好處，從而積極采用。

3.2 技術(shù)研發(fā)

植保無(wú)人機(jī)就目前發(fā)展趨勢(shì)而言，還有極大的進(jìn)步空間，其不斷創(chuàng)新和進(jìn)步可以大幅提高無(wú)人機(jī)的性能、穩(wěn)定性和智能化水平，同時(shí)也有助于開(kāi)發(fā)更適用于不同作物和病蟲(chóng)害的專用農(nóng)藥和噴灑技術(shù)，提高防治效果。針對(duì)無(wú)人機(jī)自身的技術(shù)研發(fā)，有必要不斷提高其性能和穩(wěn)定性。這包括飛行時(shí)間、飛行高度、飛行速度等方面的技術(shù)創(chuàng)新。延長(zhǎng)飛行時(shí)間可以使無(wú)人機(jī)在單次任務(wù)中覆蓋更大的區(qū)域，提高工作效率。增加飛行高度和速度則可以適應(yīng)更多不同的農(nóng)田環(huán)境，提高適用性。智能化水平的提高也是技術(shù)研發(fā)的一個(gè)重要方向。無(wú)人機(jī)需要具備自主的飛行規(guī)劃、障礙物識(shí)別、自動(dòng)避障等能力，以確保飛行過(guò)程的安全和高效[4]。無(wú)人機(jī)還應(yīng)該具備數(shù)據(jù)處理和分析的智能化能力，能夠?qū)崟r(shí)處理監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，并提供決策支持。智能化技術(shù)的應(yīng)用可以提高無(wú)人機(jī)的自主性和操作性，減少人工干預(yù)，提高工作效率。針對(duì)不同的農(nóng)作物和病蟲(chóng)害，需要開(kāi)發(fā)專用的農(nóng)藥和噴灑技術(shù)。不同的農(nóng)作物在生長(zhǎng)特性和需求上存在差異，因此需要根據(jù)具體情況選擇農(nóng)藥品種和施用方式。專用農(nóng)藥和噴灑技術(shù)可以更好地滿足不同作物的防治需求，提高防治效果。同時(shí)，還可以研發(fā)環(huán)保型農(nóng)藥，減少對(duì)環(huán)境的影響。技術(shù)研發(fā)還包括無(wú)人機(jī)設(shè)備和傳感器的不斷創(chuàng)新。設(shè)備的性能提升可以提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和準(zhǔn)確性，為科學(xué)防治提供更可靠的支持。

3.3 培訓(xùn)與推廣

隨著植保無(wú)人機(jī)的發(fā)展，其功能逐漸趨于完善，但操作也越發(fā)困難，因此需要針對(duì)操作機(jī)械進(jìn)行培訓(xùn)，有效確保植保無(wú)人機(jī)的正確操作和充分應(yīng)用。通過(guò)推廣工作，可以提高農(nóng)民和農(nóng)業(yè)企業(yè)的植保無(wú)人機(jī)操作技能和應(yīng)用意識(shí)，從而更好地發(fā)揮植保無(wú)人機(jī)的潛力。培訓(xùn)計(jì)劃應(yīng)涵蓋無(wú)人機(jī)操作的各個(gè)方面。培訓(xùn)內(nèi)容可以包括無(wú)人機(jī)的基本原理、飛行操作、數(shù)據(jù)收集與分析、維護(hù)保養(yǎng)等方面的知識(shí)。培訓(xùn)課程應(yīng)根據(jù)不同的受眾群體進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，考慮到他們的基礎(chǔ)知識(shí)水平和需求。培訓(xùn)計(jì)劃還可以提供實(shí)際操作的機(jī)會(huì)，讓學(xué)員親自操作無(wú)人機(jī)，掌握操作技能。推廣工作可以通過(guò)舉辦現(xiàn)場(chǎng)演示和技術(shù)交流會(huì)等方式來(lái)進(jìn)行?，F(xiàn)場(chǎng)演示可以讓農(nóng)民親眼見(jiàn)到植保無(wú)人機(jī)的操作過(guò)程和效果，增強(qiáng)他們的信心和興趣。技術(shù)交流會(huì)可以為農(nóng)民提供與其他農(nóng)業(yè)從業(yè)者和專家的互動(dòng)機(jī)會(huì)，分享經(jīng)驗(yàn)和技巧。這些活動(dòng)可以促進(jìn)植保無(wú)人機(jī)技術(shù)的傳播和交流，推動(dòng)其廣泛應(yīng)用[5]。培訓(xùn)和推廣活動(dòng)還可以與農(nóng)業(yè)合作社、農(nóng)業(yè)企業(yè)等組織合作進(jìn)行。這些組織可以提供場(chǎng)地、設(shè)備和資源支持，幫助農(nóng)民更好地學(xué)習(xí)和應(yīng)用植保無(wú)人機(jī)技術(shù)。合作還可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的集約化和現(xiàn)代化，提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。

4 結(jié)語(yǔ)

植保無(wú)人機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)為農(nóng)作物病蟲(chóng)害防治帶來(lái)了顯著的改進(jìn)，其高效性、安全性和精準(zhǔn)性使其成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)不可或缺的工具。然而，植保無(wú)人機(jī)的潛力遠(yuǎn)未被充分發(fā)揮，未來(lái)仍然有廣闊的發(fā)展前景。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，植保無(wú)人機(jī)的性能將繼續(xù)提升，其智能化水平將進(jìn)一步提高。同時(shí)，針對(duì)不同作物和病蟲(chóng)害的專用農(nóng)藥和噴灑技術(shù)也將得到更多研發(fā)，以提高防治效果。政府、農(nóng)業(yè)企業(yè)和農(nóng)民應(yīng)繼續(xù)共同努力，推動(dòng)植保無(wú)人機(jī)的廣泛應(yīng)用和推廣，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效、可持續(xù)和環(huán)保發(fā)展提供更強(qiáng)有力的支持。