農(nóng)用植保無人機(jī)的使用情況及作業(yè)特點分析

楊洪奎

摘要：植保作業(yè)通過植保機(jī)械代替了傳統(tǒng)的人工作業(yè)模式，顯著提升了植保過程的效率與安全性。在傳統(tǒng)普通輪式植保機(jī)械的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步提升植保作業(yè)的效率和質(zhì)量，無人機(jī)植保的應(yīng)用范圍得到擴(kuò)大，其具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，且在應(yīng)用過程中得到了廣大農(nóng)民的認(rèn)可。

關(guān)鍵詞：植保無人機(jī);技術(shù);優(yōu)勢;特點

病蟲害是制約農(nóng)業(yè)糧食產(chǎn)量和食品質(zhì)量的重要影響因素，隨著自然環(huán)境的變化和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的改變，我國的農(nóng)業(yè)病蟲害發(fā)生面積近年來呈現(xiàn)增長趨勢。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)合作經(jīng)營和承包經(jīng)營的逐漸增多，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營也向著連片化和大面積發(fā)展，大面積的生產(chǎn)植保作業(yè)很難單純依靠人力完成植保作業(yè)，且雇傭人作業(yè)的成本也逐年升高，這就導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對機(jī)械化植保設(shè)備的需求量逐漸升高。傳統(tǒng)的輪式植保設(shè)備具有作業(yè)方便，操作簡單的特點，但作業(yè)過程存在著土壤壓實，且對高稈作物的植保也存在著行駛困難、糧食浪費、噴施不均勻等問題。近年來植保無人機(jī)受到了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)注，成為了農(nóng)業(yè)植保的新手段，且噴施均勻、農(nóng)藥利用率高等優(yōu)勢也十分明顯。

1農(nóng)用植保無人機(jī)使用情況

影響農(nóng)業(yè)植保作業(yè)的主要因素包括了農(nóng)藥技術(shù)、噴藥技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)，而現(xiàn)階段我國的農(nóng)藥制造技術(shù)已位居世界前列，而噴藥技術(shù)和相關(guān)機(jī)械技術(shù)仍較為落后，農(nóng)用植保無人機(jī)的研究和使用有效彌補了我國植保作業(yè)的技術(shù)不足，有利于植保作業(yè)品質(zhì)的提升。

我國對植保無人機(jī)的研究起步較晚，現(xiàn)階段使用的植保無人機(jī)作業(yè)技術(shù)已經(jīng)由過去的固定翼機(jī)型和單旋翼機(jī)型逐漸發(fā)展為多旋翼機(jī)型，市場上的多旋翼植保無人機(jī)以4旋翼和6旋翼機(jī)型為主，具有飛行穩(wěn)定性好，噴施質(zhì)量高的優(yōu)點。近年來，植保無人機(jī)的作業(yè)逐漸由過去的人工觀測輔助作業(yè)模式向植保無人機(jī)自主作業(yè)模式進(jìn)步。利用RTK技術(shù)與飛控系統(tǒng)進(jìn)行高度融合，能夠精確的測量待作業(yè)田間情況，并能夠?qū)崿F(xiàn)航線的智能規(guī)劃，植保機(jī)作業(yè)時避免了繁瑣的遙控過程，真正實現(xiàn)了一鍵起降及返航、自動噴灑的作業(yè)方式，作業(yè)質(zhì)量已接近人工操作效果，且作業(yè)效率更高。截至2016年，我國無人機(jī)生產(chǎn)企業(yè)已超過400家，農(nóng)用植保無人機(jī)的保有量達(dá)到6000臺以上，實現(xiàn)年植保作業(yè)面積4 000萬畝，發(fā)展十分迅速，但受限于電池技術(shù)的制約，現(xiàn)階段植保無人機(jī)作業(yè)仍無法做到長時間不間斷作業(yè)，這對作業(yè)效率產(chǎn)生了一定影響。

2植保無人機(jī)的作業(yè)特點

農(nóng)用植保無人機(jī)的作業(yè)必須由專業(yè)的人員進(jìn)行操作，植保無人機(jī)的作業(yè)參數(shù)包括施藥量、飛行高度、飛行速度、霧滴粒徑等，這些參數(shù)在無人機(jī)使用的過程中直接影響到了植保作業(yè)的效率和效果。

2.1節(jié)省農(nóng)藥使用量

采用植保無人機(jī)進(jìn)行作業(yè)，無人機(jī)能夠根據(jù)作物的長勢和病蟲害情況進(jìn)行合理的變量噴藥作業(yè)，加之無人機(jī)槳葉產(chǎn)生的風(fēng)力會增加噴霧向作物中下部的滲透力，保證農(nóng)藥均勻噴施，有效避免出現(xiàn)農(nóng)作物頂部噴施過量，而莖稈和根部卻施藥不足的問題。植保無人機(jī)作業(yè)通過更科學(xué)的噴施方式實現(xiàn)了農(nóng)藥的最佳利用率，通常情況下植保無人機(jī)作業(yè)必須要考慮噴施農(nóng)藥的漂移、藥物沉降、風(fēng)力影響等問題，以決定單位面積的施藥量，在保證高噴施效率的同時，還顯著降低了農(nóng)藥浪費和環(huán)境污染問題。

2.2噴施質(zhì)量的穩(wěn)定性

植保無人機(jī)作業(yè)的過程中通過差分GPS技術(shù)的應(yīng)用，保證了無人機(jī)能在事先設(shè)定好的高度和速度下穩(wěn)定飛行，而盡量減少自然環(huán)境對飛行產(chǎn)生的影響，進(jìn)而保證了噴施質(zhì)量的穩(wěn)定性。通常情況下，無人機(jī)飛行的高度距農(nóng)作物越遠(yuǎn)，噴霧在下落的過程中就越容易受到自然因素的影響而產(chǎn)生漂移或蒸發(fā)問題;但若飛行高度過低，也會由于距離過近，噴霧在沒有完全分散時就降落到作物之上，容易產(chǎn)生藥害問題，因此無人機(jī)噴霧過程的穩(wěn)定性是植保作業(yè)的重要影響因素，這需要操作人員和GPS技術(shù)的共同配合完成。

2.3噴施過程的智能性

現(xiàn)階段的植保無人機(jī)技術(shù)在保證噴施質(zhì)量的同時，還能夠利用GPS技術(shù)和傳感器技術(shù)實現(xiàn)缺藥返航、低電返航、斷點續(xù)噴等多種先進(jìn)技術(shù)要求，且對于植保無人機(jī)的操作系統(tǒng)研究也開始向著依據(jù)作業(yè)方案在無人操控的情況下自主施藥，并同時對周邊的風(fēng)力、風(fēng)向等自然因素進(jìn)行感知發(fā)展。甚至利用視覺識別技術(shù)判斷農(nóng)作物長勢與病蟲害情況，進(jìn)而調(diào)整噴藥種類與噴藥量，從而從根本上實現(xiàn)植保機(jī)的自主智能噴藥作業(yè)。

2.4工作形式的創(chuàng)新性

植保無人機(jī)的作業(yè)突破了傳統(tǒng)的植保作業(yè)限制，更有別于其他的現(xiàn)代農(nóng)機(jī)作業(yè)形式，其更趨向于一臺智能設(shè)備而非傳統(tǒng)機(jī)具。智能無人機(jī)裝備能夠?qū)⒅脖C(jī)飛手、農(nóng)民、生產(chǎn)廠家通過植保作業(yè)聯(lián)系在一起，基本的作業(yè)模式采用農(nóng)民雇傭飛手進(jìn)行植保作業(yè)。這種專業(yè)化的作業(yè)模式突破了傳統(tǒng)由農(nóng)民駕駛農(nóng)機(jī)作業(yè)的方式，避免了農(nóng)機(jī)使用和操作不合理造成的噴藥質(zhì)量不佳、農(nóng)作物藥害、噴藥機(jī)損壞及人員傷亡等問題。由于采用了專業(yè)的植保團(tuán)隊作業(yè)，不僅植保作業(yè)的品質(zhì)得到了保證，植保作業(yè)的效率和安全性也大幅提升。