探究無人機在農業(yè)噴藥領域的應用

任神河，梁家瑋，劉英

（咸陽師范學院，陜西 咸陽 712000）

根據黨的十九大中對“現代化建設”的闡述可知，在現代化建設中，要想實現人與自然的協調可持續(xù)發(fā)展，就要做到，在創(chuàng)造豐富的物質和精神財富的同時，也要生產出更多優(yōu)質的生態(tài)產品來建設優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境。因此，農業(yè)的發(fā)展必須滿足協調可持續(xù)的要求，通過提高農業(yè)資源利用效率、發(fā)展綠色環(huán)保農業(yè)等手段來提升農業(yè)效率。在農作物的生產過程中，各個環(huán)節(jié)之間彼此密切聯系、環(huán)環(huán)相扣。其中，“病蟲害防治”這一步起著很重要的作用，對農產品的產量和質量、農民的收益等會產生直接影響。無人機技術具有高效、精密、尖端、環(huán)保的特點，有較強的環(huán)境適應力、開闊的視野、靈敏的傳感設備，是一項集飛行、巡航、拍攝等功能于一體的高新技術。其為我國農業(yè)中農藥噴灑自動化做出了巨大的貢獻。

1 傳統機械化在植保噴藥領域的發(fā)展情況

1.1 效率低、成本高、防治效果差

在傳統農業(yè)中，噴藥設備在展開作業(yè)時存在很多弊端，例如，對手動、電動、拖拉機懸掛式等噴霧設備來說，其勞動強度大，勞動效率低，人力資源需求量大，在工作過程中中毒現象頻發(fā)。傳統的噴霧設備由于受到高度的限制，噴灑范圍和效率有限，而且非常容易受到地形、天氣等因素的影響。

1.2 無法實現用藥量精準噴灑

在我國，夏季高溫多雨的氣候非常容易引發(fā)病蟲災害。調查顯示，針對病蟲害，我國每年都要進行大面積的防治和大藥量的治理。然而，對傳統的噴灑設備來說，其技術水平有限，相關人員專業(yè)素質較低，專業(yè)技能水平較差，農藥的利用率較低，而且存在較多的農藥浪費現象。此外，傳統的噴藥技術還容易引發(fā)生態(tài)污染和資源浪費。因此，在現代植保領域中，需要不斷提高藥械的利用效率。

2 無人機在農業(yè)植保方面的優(yōu)勢

我國擁有復雜多變的地形特點和廣袤遼闊的疆域，特別是在山地、丘陵、高原，以及內澇嚴重的地區(qū)，傳統的地面噴藥設備很難開展作業(yè)，從而大大降低了噴灑設備的機械化、專業(yè)化、高效化。而將無人機技術應用到農業(yè)生產中，這可以很大程度上彌補傳統的噴灑設備的不足，它還可以減少地勢地形等因素對噴灑工作的干擾，可以大大提高噴灑作業(yè)的效率和安全性。

2.1 高效、安全、自動化程度高

無人機的技術門檻不高，容易掌握和操作，人工成本也比較低。大部分無人機的起飛和降落過程已經實現了自動化，在遇到特殊情況，例如，出現操作失誤和電量不足時，還可以自動返航。此外，相關電腦程序還可以對無人機進行實時操控，從而保障了設備的安全。在傳統的噴藥工作中，工作人員要長期與化學藥品進行接觸，這很容易對工作人員的身體造成傷害，而無人機的運用則可以減少這種化學藥劑的潛在危害。無人機實現了農藥噴灑的技術突破，它具有飛行速度快、噴灑作業(yè)量大、地形束縛小、操作靈活等特點。相較于傳統的地面噴灑設備，無人機避免了和農作物的直接接觸，不會損害農作物，還保障了工作人員的健康，提升了作業(yè)效率。

2.2 節(jié)約資源環(huán)保性好

和傳統噴灑設備不同，無人機設備精密，種類多樣，飛行性能優(yōu)良，操作靈活，環(huán)保高效。因此，無人機在進行噴灑作業(yè)時，可以突破地形和氣候的限制，實現了傳統地面機械的質的飛躍。無人機在進行低空作業(yè)時，可以利用旋轉的機翼將藥液快速霧化，這就使藥液可以充分覆蓋莖葉的表面，提高了機械設備噴灑藥物的效率。此外，遙感技術的應用，還可以減少噴灑的遺漏，使農藥噴灑更均勻、更精準，還可以減低農產品表面的農藥殘留，減少農藥引起的污染，具有較好的環(huán)保功能。目前，無人機在農業(yè)領域的應用十分廣泛，例如，在甘蔗、玉米、小麥、大豆等農作物中已經得到了充分的應用。

2.3 防治的效果好

無人機應用于農業(yè)生產可以大大提高生產效率，有利于發(fā)展環(huán)保型、科學型的新農業(yè)。無人機的機翼是螺旋的結構，在進行噴藥作業(yè)時，它可以產生向下的氣流使農作物發(fā)生晃動，從而使噴灑的藥液充分接觸到農作物的莖葉，以便于更好地預防和治理病蟲災害。因此，無人機的使用可以使農藥充分覆蓋到農作物的表面，減少農藥的流失和浪費，精準防控病蟲災害。

2.4 有效節(jié)約成本

在傳統路面設備中，存在著很多弊端。這些設備在進行農藥噴灑作業(yè)時，往往更容易受到地勢、地形、作物種類、作物長勢、土壤條件、氣候條件、天氣、風向等因素的影響。而無人機的出現則在很大程度上彌補了傳統農業(yè)設備的不足。相較于傳統路面設備，無人機有很多優(yōu)勢，例如，價格適宜，操作簡便易上手，堅固耐用，人工成本低等。根據相關研究結果可知，將無人機技術應用到農業(yè)生產中，可以大大節(jié)約用水量和用藥量，有利于解決水資源短缺的問題，充分提高資源的利用率。

3 無人機發(fā)展的趨勢

3.1 進一步提升智能化水平

信息技術的出現使農業(yè)操作越來越精準化、專業(yè)化、高效化。在植物保護領域，應該區(qū)別對待不同的農作物，針對農作物的生長情況來制定合適的防控措施。此外，在操作中還可以運用遙感技術，這一技術可以詳細精準地分析出農作物的生長情況和土質情況，可以預估災害，防患于未然。還可以利用GPS技術，對田地進行精準的定位分析，從而因地制宜地制定合理的施藥方案，力求提高農藥的利用率，使農藥噴灑更快捷、更精準、更專業(yè)。

3.2 提升農用無人機的操控性能

隨著無人機技術的不斷發(fā)展與完善，越來越多的新型應用應運而生，它們在各個領域中發(fā)揮著巨大的作用。然而，用于農業(yè)生產的無人機設備仍然不是很多，這些設備仍然不能充分滿足現代農業(yè)的發(fā)展需求。因此，要不斷對無人機技術進行更新換代，不斷提升無人機的實操作業(yè)能力。與此同時，還要進一步簡化無人機的操作流程，從而降低人工成本，提升工作效率。

4 無人機技術發(fā)展展望

在實現農業(yè)現代化、發(fā)展環(huán)保型農業(yè)、促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的過程中，無人機噴藥的實現是極其重要的一步。無人機的應用，在很大程度上減小了農作物病蟲害的發(fā)生率。不同于傳統地面設備，無人機技術突破了地形和人手的限制，促進了農藥噴灑的智能化、專業(yè)化，充分地提高了水資源的利用率，減少了化學藥品的污染。

5 結語

隨著信息化技術的不斷發(fā)展，無人機也在不斷地更新系統設備，無人機的材料和能源將會更清潔、更環(huán)保、更精密、更輕便、強度更高、性能更好。與此同時，無人機還需要不斷提升噴灑技術，配備更高效、更智能、更耐用的傳感器，使藥物的噴灑更精準、高效。此外，還要不斷完善無人機的圖像系統，從而更加直觀地了解藥液霧滴的沉降規(guī)律和藥物的運動軌跡，進一步提升藥物噴灑的效率。還要不斷促進無人機的智能化和自動化，使無人機可以自動掌握作業(yè)區(qū)的具體情況，使無人機可以自主決策，真正地實現對靶噴藥，從而促進作業(yè)的精準化、專業(yè)化。