天津開發(fā)區(qū)無人機(jī)飛防打藥效果研究

邳學(xué)杰

摘要：

無人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保方面的飛防作業(yè)技術(shù)已經(jīng)日漸成熟，在園林植保方面也多有應(yīng)用，為檢驗(yàn)無人機(jī)在天津開發(fā)區(qū)進(jìn)行打藥作業(yè)時的穿透效果，在開發(fā)區(qū)選取了一片長勢相近的國槐白蠟混交林樣地，通過模擬樹干裝置放置水敏紙的方法比較無人機(jī)打藥和傳統(tǒng)機(jī)動式打藥機(jī)的打藥效果。結(jié)果表明：無人機(jī)霧滴密度、覆蓋率、沉積量呈上層>下層>中層的趨勢，傳統(tǒng)機(jī)動式打藥機(jī)霧滴密度、覆蓋率、沉積量呈下層>中層>上層的趨勢;無人機(jī)更適合對樹冠等高處位置作業(yè)，機(jī)動式打藥機(jī)更適合樹冠下部作業(yè)，兩者可以根據(jù)現(xiàn)場情況配合使用，無人機(jī)在防護(hù)林帶作業(yè)相比傳統(tǒng)打藥方式優(yōu)勢會更加明顯。

關(guān)鍵詞：

天津開發(fā)區(qū);無人機(jī);飛防效果

中圖分類號：S6-3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：1019754/jnyyjs20200630052

前言

近年來，無人機(jī)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用越來越廣泛，其中飛防作業(yè)，尤其是在農(nóng)業(yè)植保方面的飛防作業(yè)技術(shù)已經(jīng)日漸成熟[1-3]，在園林植保方面也多有應(yīng)用[4，5]。濱海新區(qū)建成區(qū)綠化覆蓋率達(dá)3805%，綠地率達(dá)到3699%，人均公園綠地面積達(dá)到1260m2[6]。開發(fā)區(qū)作為濱海新區(qū)的核心區(qū)，自20世紀(jì)80、90年代以來陸續(xù)大規(guī)模建設(shè)了各種類型綠地，一些城市防護(hù)林帶隨著近30a的生長，林層變得非常茂密且樹體樹冠愈發(fā)高大，傳統(tǒng)打藥方式難以將藥液送達(dá)林層上層和樹冠內(nèi)部。因此，本實(shí)驗(yàn)利用無人機(jī)打藥與傳統(tǒng)機(jī)動打藥機(jī)打藥效果進(jìn)行相互比較，以期能夠利用這一新技術(shù)彌補(bǔ)傳統(tǒng)打藥方式的不足之處，從而進(jìn)一步提高病蟲害防治效果，提高養(yǎng)護(hù)水平。

1材料與方法

11樣地概況

在泰達(dá)大街南側(cè)青年林選擇一片長勢相同的國槐白蠟人工混交林作為樣地200m×10m，樣地面積約2000m2，在樣地內(nèi)選擇3株樹高、樹冠、長勢基本相近的樹木作為取樣點(diǎn)位（詳見表1）。

12布置水敏紙和模擬樹干裝置

以水敏紙（水敏紙遇水可變色）評價打藥效果[7]。為使水敏紙安裝拆卸方便，并使水敏紙保持水平，用木方制作3個簡易樹干模擬裝置（圖1），將水敏紙張貼后豎直立于樹冠之中（圖2），飛防作業(yè)后更換水敏紙，傳統(tǒng)打藥機(jī)作業(yè)后，將水敏紙一并帶回分析。

13植保作業(yè)

使用大疆T20植保無人機(jī)（由天津廠務(wù)通服工程科技有限公司提供）進(jìn)行作業(yè)，藥箱帶20kg水對樣地進(jìn)行模擬打藥，飛行高度15m，速度34m/s，作業(yè)時天氣晴，氣溫13℃，微風(fēng);打水作業(yè)后取下水敏紙，做好標(biāo)記，帶回分析。

更換水敏紙后將裝置放回原點(diǎn)位，用打藥機(jī)正常打藥（水），打藥后取下水敏紙，做好標(biāo)記，帶回分析。

2結(jié)果與分析

將水敏紙帶回辦公室，掃描后用軟件（六六山下霧滴分析軟件V20）分析每平方厘米的霧滴數(shù)，即霧滴覆蓋密度（個/cm2）、覆蓋率（%）和沉積量（μL/cm2）。

21無人機(jī)飛防作業(yè)效果

無人機(jī)的飛防效果見圖3～5。由圖可知，霧滴密度、覆蓋率、沉積量均呈上層>下層>中層的趨勢，點(diǎn)位1數(shù)值明顯高于點(diǎn)位2和點(diǎn)位3，點(diǎn)位2數(shù)值大于點(diǎn)位3。

22傳統(tǒng)打藥機(jī)效果

傳統(tǒng)機(jī)動式打藥機(jī)的作業(yè)效果見圖6～8。由圖可知，霧滴密度中層>下層>上層的趨勢，而覆蓋率和沉積量則呈現(xiàn)出下層>中層>上層的現(xiàn)象，點(diǎn)位1數(shù)值明顯高于點(diǎn)位2和點(diǎn)位3，點(diǎn)位2數(shù)值大于點(diǎn)位3。

3討論與結(jié)論

無人機(jī)作業(yè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出較明顯的上層>下層>中層現(xiàn)象，可能是因?yàn)閺纳舷蛳聡婌F的過程中上層霧滴被葉片阻擋較多，而螺旋槳產(chǎn)生的氣流將較重的水霧帶到下層，所以中層反而較少。

傳統(tǒng)打藥機(jī)作業(yè)時噴出水霧為從下至上能夠到達(dá)上層的藥劑較少，受重力影響，大部分藥液會沉積到下層;打藥人員看不到上層，往往在打藥時瞄準(zhǔn)中層作業(yè)，中層的霧滴密度較高可能是受到這種操作習(xí)慣的影響。

綜合看來，無人機(jī)較傳統(tǒng)打藥方式更適合對樹冠上層等高處作業(yè)，機(jī)動式打藥機(jī)更適合樹冠下層作業(yè)，兩者有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。對于防護(hù)林來說，隨著林中樹木生長的越來越高大茂密，樹冠上層郁閉，中下層少見陽光，葉片會逐漸變得稀疏，無人機(jī)從上至下的打藥方式能夠充分利用重力和螺旋槳產(chǎn)生的氣流更加均勻地噴布藥劑，未來無人機(jī)飛防打藥的優(yōu)勢將會變得越發(fā)明顯。

參考文獻(xiàn)

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[7]周莉萍.無人機(jī)機(jī)載噴霧系統(tǒng)噴霧特性及影響因素的研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2017.

（責(zé)任編輯常陽陽）