成武縣無(wú)人機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用

陳秀蓮

無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用有以下幾個(gè)方面：有效預(yù)估作物產(chǎn)量，診斷農(nóng)作物營(yíng)養(yǎng)狀況，有效監(jiān)控病蟲(chóng)害，監(jiān)督作物長(zhǎng)勢(shì)。完成農(nóng)藥的噴灑，種子、化肥的撒播等作業(yè)。無(wú)人機(jī)傳感器檢測(cè)到農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)，傳感器通過(guò)RF將信息發(fā)射給無(wú)人機(jī)，無(wú)人機(jī)將信息傳遞給信息中心，決策者獲得信息后立即做出正確的部署，從而加強(qiáng)作物田間管理。

一、成武縣無(wú)人機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的現(xiàn)狀

成武縣地處黃淮平原，位于魯西南菏澤市的東南部。境內(nèi)屬溫帶季風(fēng)氣候，農(nóng)業(yè)人口55.4萬(wàn)，耕地面積106萬(wàn)畝。糧食作物主要以小麥、玉米輪作為主，經(jīng)濟(jì)作物主要以大蒜、棉花種植為主。近幾年小麥種植面積一直保持在74萬(wàn)畝，玉米65萬(wàn)畝,小麥、玉米輪作，每年需要噴灑除草劑2次，噴灑殺蟲(chóng)劑2至3次，殺菌劑的噴灑次數(shù)因病害情況而定。

目前，成武縣的小麥、玉米防治病蟲(chóng)草害的發(fā)生，仍然是以使用電動(dòng)噴霧器為主，農(nóng)民身背藥桶行走在農(nóng)田里，勞動(dòng)強(qiáng)度大，易發(fā)生中毒事件，農(nóng)民使用農(nóng)藥不規(guī)范，防治效果不好。由于施藥技術(shù)落后，效率低，成本高，農(nóng)民經(jīng)常遇到病蟲(chóng)害防治不及時(shí)或不到位的情況，而且農(nóng)藥亂用、用量過(guò)大現(xiàn)象普遍存在，這不僅造成農(nóng)產(chǎn)品食用安全隱患，還會(huì)污染生態(tài)環(huán)境。未來(lái)農(nóng)業(yè)要走綠色生態(tài)發(fā)展之路，高效的病蟲(chóng)害綠色防控技術(shù)必需在農(nóng)村推廣和應(yīng)用。

無(wú)人機(jī)植保技術(shù)的應(yīng)用，可以解放勞動(dòng)力，提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，保護(hù)農(nóng)民健康，采用無(wú)人機(jī)施肥噴灑農(nóng)藥，減少人與農(nóng)藥深度接觸的機(jī)會(huì)，大大降低中毒的概率，從而保護(hù)作業(yè)人員的身體健康。無(wú)人機(jī)作業(yè)更加均勻，作業(yè)360度無(wú)死角，效果更好，效益更高。

截至2020年5月，成武縣無(wú)人機(jī)的保有量達(dá)100余架，其中大疆品牌的T20、T16、MG-1P保有量達(dá)60余架，以方昊農(nóng)機(jī)合作社為例，該合作社擁有4架大疆T20無(wú)人機(jī)，每架年作業(yè)量達(dá)2萬(wàn)余畝。通過(guò)對(duì)農(nóng)機(jī)合作社走訪(fǎng)，了解到目前生產(chǎn)上存在以下問(wèn)題。一是農(nóng)藥的使用不規(guī)范造成作物的藥害；二是土地經(jīng)營(yíng)以農(nóng)戶(hù)為單位，地塊小，分布零星，不便于無(wú)人機(jī)飛防作業(yè)；三是無(wú)人機(jī)存在質(zhì)量問(wèn)題，或者飛手操作不熟練，造成損失。四是農(nóng)民急需飛防技術(shù)，飛手又找不到活，為了解決這兩者矛盾，需要政府統(tǒng)一對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行飛防作業(yè)。

二、無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

目前成武縣無(wú)人機(jī)技術(shù)主要是應(yīng)用在農(nóng)作物植保，以農(nóng)藥噴灑為主，為便于飛手正確掌握飛防技術(shù)，本文以大疆T20為例，介紹無(wú)人機(jī)植保技術(shù)應(yīng)用。

大疆T20最大載重為20kg，7米寬噴幅，單架次作業(yè)25畝，每小時(shí)作業(yè)180畝。通過(guò)簡(jiǎn)單設(shè)置作業(yè)參數(shù),T20即可在大田、梯田、果園等多種作業(yè)場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)全自主作業(yè)。

T20采用八噴頭設(shè)計(jì)，6Lmin大流量水泵,結(jié)合計(jì)算流體力學(xué)仿真技術(shù)，對(duì)風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)進(jìn)行深度優(yōu)化，讓霧滴均勻細(xì)密，輕松覆蓋作物葉片兩面。

四通道電磁流量計(jì)及電磁排氣閥的加入，T20可實(shí)現(xiàn)水泵免校準(zhǔn)與一鍵自動(dòng)排盡管道空氣，日常使用更加省心省力，整體噴灑也更均勻。

T20搭載全向數(shù)字雷達(dá),可對(duì)水平360度全向障礙物進(jìn)行識(shí)別，具備自動(dòng)繞障及仿地飛行功能，充分保障作業(yè)安全。雷達(dá)運(yùn)作不受環(huán)境光線(xiàn)及塵土影響，可全天候感知農(nóng)田環(huán)境，飛行安全更進(jìn)一步。T20還配備實(shí)時(shí)圖像監(jiān)控系統(tǒng)及夜間探照燈，能夠輕松監(jiān)控設(shè)備作業(yè)環(huán)境。

智能遙控器2.0系統(tǒng)運(yùn)行流暢,界面操作簡(jiǎn)單。標(biāo)配RTK高精度定位模塊,輕松實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)作業(yè)規(guī)劃。配備5.5英寸高亮屏，即使在烈日強(qiáng)光下也能看清屏幕，輕松操作。遙控器支持外置電池，整體續(xù)航時(shí)長(zhǎng)15分鐘，充分滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度作業(yè)需求。

播撒系統(tǒng)2.0具備20L大容量及15kg/min大流量,以水稻直播為例,播撤系統(tǒng)可提供約70倍于人工的作業(yè)效率。此外播撒系統(tǒng)支持諸多作業(yè)場(chǎng)景,草原補(bǔ)播、固體肥料播撒、蝦稻田飼料播撤作業(yè)皆可輕松完成,播撒效果均勻出色。播撤系統(tǒng)支持快速換裝,只需3分鐘即可裝配至T20上,從容面對(duì)多種作業(yè)需求。

大疆農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺(tái)專(zhuān)為管理飛防植保作業(yè)設(shè)計(jì),提供數(shù)據(jù)報(bào)表、作業(yè)記錄、售后服務(wù)、農(nóng)藥商城、行業(yè)資訊、線(xiàn)上教學(xué)等諸多實(shí)用APP功能,PC端平臺(tái)更支持統(tǒng)防統(tǒng)治管理功能,幫助你高效開(kāi)展植保作業(yè)。

針對(duì)大田、果樹(shù)、草原等各式作業(yè)場(chǎng)景,你可通過(guò)大疆農(nóng)業(yè)智能解決方案大幅簡(jiǎn)化作業(yè)操作，借助無(wú)人機(jī)與高效工具，提高整體作業(yè)效率，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

使用三維航線(xiàn)解決方案,可解決復(fù)雜地形作業(yè)難的問(wèn)題,使用精靈4RTK進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,大疆智圖將對(duì)作業(yè)區(qū)域進(jìn)行數(shù)字化建模,隨后區(qū)域內(nèi)的作物與非作物將被識(shí)別。以果園作業(yè)為例,軟件在識(shí)別物體屬性后,將根據(jù)每棵果樹(shù)生長(zhǎng)形態(tài)生成三維自動(dòng)航線(xiàn),任務(wù)經(jīng)大疆農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺(tái)分發(fā)到T20,即可執(zhí)行高效藥物噴灑工作。

精靈4RTK具有厘米級(jí)定位、高精度數(shù)據(jù)采集，25分鐘完成1500畝圖像采集。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)可針對(duì)作業(yè)區(qū)域內(nèi)作物長(zhǎng)勢(shì)差異,進(jìn)行差異化施用量作業(yè)。使用精靈4RTK多光譜版對(duì)農(nóng)田進(jìn)行多光圖像采集后,配合大疆智圖可對(duì)農(nóng)田生成多光諾圖像。農(nóng)田處方圖經(jīng)后處理生成后,由大疆農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺(tái)分發(fā),T20將根據(jù)處方圖指引性精準(zhǔn)的肥料播撒或藥液噴灑作業(yè)。

三、無(wú)人機(jī)技術(shù)的操作規(guī)范

（一）無(wú)人機(jī)的安裝使用前的準(zhǔn)備

當(dāng)我們拿到植保無(wú)人機(jī)，第一件事是要進(jìn)行植保無(wú)人機(jī)的激活，包括遙控器、植保無(wú)人機(jī)、充電器、網(wǎng)絡(luò)RTK激活。在官網(wǎng)上注冊(cè)賬號(hào)，對(duì)注冊(cè)賬號(hào)進(jìn)行實(shí)名認(rèn)證，根據(jù)國(guó)家法律法規(guī)，植保無(wú)人機(jī)需要進(jìn)行實(shí)名認(rèn)證登記，個(gè)人需登記身份信息以及聯(lián)系方式，公司購(gòu)買(mǎi)需登記公司信息以及操作手信息。在手機(jī)上下載大疆農(nóng)服APP，APP具有以下功能：（1）飛行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)作業(yè)面積、作業(yè)時(shí)間、飛行軌跡等；（2）地塊管理：地塊云端保存，重復(fù)調(diào)用；（3）操作學(xué)習(xí)：植保無(wú)人機(jī)操作技巧、用藥方案。

植保無(wú)人機(jī)遙控器、植保機(jī)電池按照說(shuō)明書(shū)正確充電。

T20植保無(wú)人機(jī)采用折疊設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)首先展開(kāi)2、6號(hào)機(jī)臂，并將套筒擰緊，機(jī)臂依次展開(kāi)。

（二）安全操作注意事項(xiàng)

操作人員以下情況禁止操作植保無(wú)人機(jī)：飲酒或服用國(guó)家管制精神藥劑；哺乳期婦女及孕婦。

1.保持安全距離。操作人員應(yīng)時(shí)刻與植保無(wú)人機(jī)保持6米以上距離，嚴(yán)禁接觸正在飛行當(dāng)中的植保無(wú)人機(jī)。

2.起降點(diǎn)選擇。起降點(diǎn)應(yīng)選擇方便起降的空曠區(qū)域，并處于整個(gè)田塊的上風(fēng)向。禁止在公路、廣場(chǎng)等人流、車(chē)輛眾多區(qū)域起降植保無(wú)人機(jī)。

3.保持對(duì)植保無(wú)人機(jī)的觀察。作業(yè)過(guò)程中應(yīng)注意觀察作業(yè)區(qū)域內(nèi)以及起降區(qū)域是否有圍觀、路過(guò)人員，注意安全。

4.應(yīng)急事件處理。當(dāng)植保無(wú)人機(jī)因各種情況而無(wú)法操控時(shí)，禁止接觸處于懸停狀態(tài)下的植保無(wú)人機(jī)，避免因接觸而產(chǎn)生的嚴(yán)重受傷。

（三）植保無(wú)人機(jī)使用及維護(hù)

植保無(wú)人機(jī)作業(yè)時(shí)應(yīng)先安裝電池再安裝藥箱，以避免藥液滴落腐蝕金屬插頭；作業(yè)結(jié)束時(shí)，應(yīng)先取下藥箱再取下電池。

1.搬抬植保無(wú)人機(jī)時(shí)，應(yīng)清空藥箱，禁止在藥箱裝滿(mǎn)藥的前提下搬抬無(wú)人機(jī)。

2.植保無(wú)人機(jī)日常維護(hù)：每日作業(yè)完畢后，應(yīng)往藥箱倒入清水開(kāi)啟噴灑沖洗整個(gè)管路并重復(fù)2～3次，以徹底清洗整個(gè)噴灑管路。采用濕抹布清潔電機(jī)、螺旋槳、腳架、機(jī)臂易產(chǎn)生農(nóng)藥附著部分。存儲(chǔ)在干燥、常溫區(qū)域。

（四）無(wú)人機(jī)植保技術(shù)規(guī)范

植保無(wú)人機(jī)作業(yè)效果受綜合影響因素，植保無(wú)人機(jī)的作業(yè)效果與藥劑、施藥器械、作業(yè)參數(shù)、氣象條件等息息相關(guān)，只有在各個(gè)方面做到規(guī)范操作后，才能保障其作業(yè)效果，避免產(chǎn)生藥害。

1.氣象條件影響。植保無(wú)人機(jī)應(yīng)在3級(jí)以?xún)?nèi)風(fēng)速作業(yè)，以減小霧滴飄移影響。除草劑作業(yè)為避免產(chǎn)生飄移藥害，應(yīng)盡量在2級(jí)以?xún)?nèi)風(fēng)速作業(yè)。因?yàn)殪F滴會(huì)隨風(fēng)飄移，所以植保無(wú)人機(jī)下風(fēng)向空氣當(dāng)中將會(huì)存在農(nóng)藥成分，并且噴灑實(shí)際區(qū)域也會(huì)因?yàn)轱L(fēng)速的大小而產(chǎn)生變化。植保無(wú)人機(jī)作業(yè)過(guò)程中應(yīng)緊密關(guān)注風(fēng)向變化并做到以下幾點(diǎn)：作業(yè)人員禁止處于植保無(wú)人機(jī)下風(fēng)向，避免農(nóng)藥中毒。注意作業(yè)區(qū)域下風(fēng)向是否存在對(duì)藥物敏感的動(dòng)植物，避免產(chǎn)生飄移藥害。如進(jìn)行除草或其他敏感作業(yè)，應(yīng)在田塊下風(fēng)向邊緣區(qū)域設(shè)置安全隔離區(qū)，避免藥液飄移到相鄰地塊產(chǎn)生藥害。應(yīng)使航線(xiàn)盡量平行于風(fēng)向，避免藥液受到側(cè)風(fēng)影響增加飄移。

2.溫度對(duì)于藥液的效果至為重要，低溫有可能導(dǎo)致藥效不佳，0℃以下的低溫甚至有可能產(chǎn)生藥害。而溫度較高，將造成藥液蒸發(fā)加快，霧滴的沉積量減少。因?yàn)椴煌巹┑臏囟忍匦韵嗖钶^大，所以農(nóng)藥適應(yīng)的溫度差異也較大，但總體應(yīng)在15～30℃之間進(jìn)行作業(yè)。應(yīng)禁止在0℃以下、35℃以上進(jìn)行作業(yè)。

3.濕度較低會(huì)導(dǎo)致霧滴的蒸發(fā)加劇，所以在濕度較低區(qū)域作業(yè)應(yīng)避免在高溫時(shí)段作業(yè)，以降低藥液蒸發(fā)。避免在溫度30℃以上、濕度40%以下區(qū)域作業(yè)。如在濕度較低區(qū)域作業(yè)應(yīng)稍提高畝用量、增大霧滴直徑，以降低霧滴蒸發(fā)。

4.藥劑選擇與配置，無(wú)人機(jī)飛防作業(yè)采取的是低容量噴霧方式作業(yè)，具有霧滴小、用藥少的特點(diǎn)。特殊的作業(yè)方式也使其在用藥、劑型、作用方式選擇方面與其他植保機(jī)械有一定不同。

農(nóng)藥劑型的選擇，飛防植保都是使用噴霧方式進(jìn)行作業(yè)，并且噴霧粒徑較小，所以不能選用粉劑類(lèi)劑型，應(yīng)選用水基化劑型，如水乳劑、微乳劑、乳油、懸浮劑、水劑等?？蓾裥苑蹌⒖扇苄苑蹌┯锌赡茉斐啥聡婎^、水泵壽命縮短等情況。

禁止使用高毒農(nóng)藥。飛防藥劑因?yàn)橄♂尡壤?，所以不能使用劇毒及高毒農(nóng)藥，否則將有可能導(dǎo)致人員中毒。以下高毒及劇毒農(nóng)藥切不可用作飛防植保藥劑，如甲拌磷、對(duì)硫磷、久效磷、殺蟲(chóng)脒、克百威、甲胺磷、滅多威等。

5.作業(yè)環(huán)境觀察。作業(yè)區(qū)域障礙物勘察，田塊規(guī)劃時(shí)應(yīng)仔細(xì)觀察田塊內(nèi)部及邊緣障礙物情況，將障礙物進(jìn)行障礙物測(cè)量，避免植保無(wú)人機(jī)與障礙物產(chǎn)生撞擊。

周邊種植情況，在作業(yè)前必須觀察周邊作物種植情況，是否存在桑樹(shù)等敏感植物，避免產(chǎn)生飄移性作業(yè)事故。

周邊養(yǎng)殖情況，如作業(yè)區(qū)域周邊存在養(yǎng)殖情況，則有可能產(chǎn)生養(yǎng)殖牲畜中毒、死亡的可能。

6.作業(yè)參數(shù)選擇。（1）作業(yè)高度的要求。根據(jù)液力霧化扇形噴嘴中間多兩側(cè)少的特性，相鄰噴嘴應(yīng)保持噴幅30%以上重疊才能保障噴灑均勻，植保無(wú)人機(jī)應(yīng)保持相對(duì)作業(yè)高度在1.8～2.5米范圍內(nèi)。高度過(guò)高將造成藥液飄移與蒸發(fā)加劇，過(guò)低則造成漏噴。（2）作業(yè)速度的要求。作業(yè)速度會(huì)影響霧滴穿透性、飄移性，與作業(yè)效果密切相關(guān)。隨著作業(yè)速度的提高，植保無(wú)人機(jī)穿透性將會(huì)降低，霧滴在作物中下部的沉積減少，而霧滴的飄移將會(huì)增加。而飛行速度過(guò)低則霧滴分布不均勻，且噴幅較小?？紤]到作業(yè)效率以及作業(yè)效果，對(duì)于大部分的植保作業(yè)，建議將飛行速度控制在3～6米/秒范圍內(nèi)。（3）作業(yè)行距的要求。行距應(yīng)與有效噴幅等同，才不會(huì)出現(xiàn)重噴與漏噴問(wèn)題。行距大于噴幅會(huì)出現(xiàn)漏噴，反之則會(huì)出現(xiàn)重噴。所以作業(yè)行距的設(shè)置應(yīng)根據(jù)作業(yè)高度、飛行速度的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。（4）畝用藥量的要求。畝用藥量是指每畝地塊的用藥量，它與水泵噴灑速率、行距、作業(yè)速度密切相關(guān)，畝用藥量根據(jù)這幾個(gè)因素而確定。