植保無人機(jī)在農(nóng)田病蟲害防治中的實(shí)踐探析

王河河，王陶玲

（1.山西省沁縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，山西 沁縣 046400；2.山西省長治市植物保護(hù)植物檢疫站，山西 長治 046000）

傳統(tǒng)病蟲害防治工作的開展主要是種植人員手持各種植保機(jī)械進(jìn)行農(nóng)藥噴灑，效率低下，即使借助機(jī)器噴灑，但是藥物難以噴灑到整株農(nóng)作物，農(nóng)作物質(zhì)量與產(chǎn)量將受到影響；何況噴灑農(nóng)藥人員工作量大，極易產(chǎn)生農(nóng)藥浪費(fèi)現(xiàn)象，防治病蟲害效果不夠理想等諸多弊端。植保無人機(jī)的出現(xiàn)很好的解決了這些弊端，相比于傳統(tǒng)噴灑農(nóng)藥的方式，植保無人機(jī)噴灑農(nóng)藥會(huì)更加省時(shí)省力，經(jīng)濟(jì)效率、噴灑質(zhì)量都會(huì)大大提高。

1 植保無人機(jī)簡介

植保無人機(jī)是一類農(nóng)業(yè)用無人駕駛飛行器，顧名思義，這就是一架用于農(nóng)作物保護(hù)的無人駕駛飛機(jī)。植保無人機(jī)由飛行平臺(tái)（多軸飛行器、直升機(jī)、固定翼）、噴灑機(jī)構(gòu)、導(dǎo)航飛控所構(gòu)成，通過地面遙控與導(dǎo)航進(jìn)行相關(guān)操作。其主要作用有提高農(nóng)作物產(chǎn)量、監(jiān)測(cè)農(nóng)作物生長，對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行病蟲草害進(jìn)行防治，可以有效提高農(nóng)場(chǎng)效率及農(nóng)作物產(chǎn)量[1]。傳感器與數(shù)字成像能力使得農(nóng)民可以從空中看到他們自己的田地，這類鳥瞰式觀察可以很直觀的反映出一些東西，例如農(nóng)田土壤變化、灌溉區(qū)域、相關(guān)病蟲害及真菌感染區(qū)域等；同時(shí)，植保無人機(jī)利用在空中拍攝到的多光譜圖像能夠展示有關(guān)農(nóng)田的可見光視圖與近紅外視圖，從而科學(xué)有效的幫助農(nóng)民辨別植物是否健康，并借助這些視圖預(yù)估農(nóng)作物年產(chǎn)量。

2 國內(nèi)外植保無人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)：據(jù)研究分析表明，中國農(nóng)業(yè)航空目前依舊是一個(gè)非常巨大的市場(chǎng)，農(nóng)業(yè)航空需求會(huì)大量增長，相關(guān)制度及配套核心技術(shù)還在不斷完善。植保無人機(jī)的應(yīng)用有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)病蟲害統(tǒng)防統(tǒng)治，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)防病治蟲除草精準(zhǔn)作業(yè)，積極推進(jìn)中國農(nóng)業(yè)發(fā)展。國內(nèi)目前使用的的植保器械還是以手動(dòng)和小型機(jī)(電)動(dòng)噴霧機(jī)為主，植保作業(yè)投入人力物力較多、勞動(dòng)強(qiáng)度大，施藥人員中毒事件時(shí)有發(fā)生，國內(nèi)農(nóng)藥資源浪費(fèi)嚴(yán)重，利用率低，也因此對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量有所影響，還嚴(yán)重?fù)p害到了當(dāng)?shù)厮临Y源，不符合新時(shí)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求。中國每年因防治不及時(shí)病蟲害造成的糧食作物產(chǎn)量損失達(dá)10%以上[2]。植保無人機(jī)作業(yè)效率高、防控效果好，無人機(jī)飛行產(chǎn)生的下降氣流吹動(dòng)葉片，可以使葉片正反面均能著藥，防治效果相比人工與機(jī)械提高15%～35%，可以及時(shí)有效防控突發(fā)、爆發(fā)性病蟲害危機(jī)。

國外：縱觀全球，使用植保無人機(jī)的國家主要有美國、俄羅斯、澳大利亞、巴西、日本、韓國、加拿大等國家。其中，美國已形成較完善的農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)體系，植保無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用成熟。在早期的美國曾經(jīng)由于農(nóng)業(yè)人工作業(yè)成本過高，放棄了部分國內(nèi)種植市場(chǎng)，大米等作物全部依賴進(jìn)口。直到20世紀(jì)70年代末期左右，美國廣泛使用無人機(jī)技術(shù)，一躍而成為世界上主要的稻米出口國之一。

3 植保無人機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 植保無人機(jī)優(yōu)點(diǎn)

一是無人駕駛，省去了噴灑農(nóng)藥的人工費(fèi)，節(jié)約人工成本，安全性較高，工作人員受農(nóng)藥影響較小。二是適用性好。植保無人機(jī)并不受農(nóng)田地形的限制，也不局限于農(nóng)作物長勢(shì)的限制，有非常良好的適用性，可以開闊作業(yè)。三是降低污染，節(jié)省資源。由于植保無人機(jī)的特性能夠提高農(nóng)藥的利用率，有效合理的減少農(nóng)藥殘留的問題，相比于傳統(tǒng)的噴灑農(nóng)藥的方式，水土污染將大大降低。四是農(nóng)作物受影響較小。植保無人機(jī)體型較小，攜帶方便，傳統(tǒng)大型地面農(nóng)藥器械不可避免的會(huì)碾壓農(nóng)作物以及破壞土壤物理結(jié)構(gòu)，但是植保無人機(jī)降低了這種影響，只要操作得當(dāng)就不會(huì)影響作物后期生長發(fā)育。五是有利于提高生產(chǎn)集約化水平。實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物規(guī)?；a(chǎn)與經(jīng)營，植保無人機(jī)的作用必不可少，一旦農(nóng)作物進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，植保無人機(jī)噴灑農(nóng)藥防病蟲害可以達(dá)到理想的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。積極開展病蟲害防治工作，能夠有效保證產(chǎn)品質(zhì)量，減少勞力物力的浪費(fèi)，確保施工人員人身安全，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化，

3.2 植保無人機(jī)缺點(diǎn)

一是隱私安全問題有待提高。由于植保無人機(jī)的特殊性質(zhì)，它可以由人員操作進(jìn)行探查，他人農(nóng)田質(zhì)量與產(chǎn)量等相關(guān)信息的安全問題得不到保證。由于在空中領(lǐng)域鳥瞰地面之時(shí)農(nóng)田幾乎沒有任何遮擋物可進(jìn)行掩蓋，因此面對(duì)競爭對(duì)手等特殊性探查，植保無人機(jī)反而成為了一種侵犯他人隱私的特殊途徑。二是植保無人機(jī)載重較小。無人機(jī)負(fù)重較小，一般負(fù)重在5至25千克之間，而且電量維持時(shí)間短暫，一般為8至20分鐘，如果需要使用植保無人機(jī)來噴灑農(nóng)藥進(jìn)行防治，則需要頻繁的升降來加換相關(guān)藥物和充電。三是價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜。植保無人機(jī)售價(jià)并不低廉，大部分家庭負(fù)擔(dān)有困難，而且還需要專業(yè)的人員來操縱調(diào)控，非專業(yè)人員操縱容易使得植保無人機(jī)失去控制。

4 植保無人機(jī)在農(nóng)田作業(yè)的應(yīng)用分析

直至近年來，中國才針對(duì)植保無人機(jī)進(jìn)行專門的研究與應(yīng)用，植保無人機(jī)發(fā)展歷史較為短暫。自2005年開始，中國開展植保無人機(jī)研發(fā)工作。2006年，首次嘗試無人機(jī)農(nóng)田作業(yè)試驗(yàn)，標(biāo)志著中國植保無人機(jī)研究工作邁上新臺(tái)階。2008年，第一架無人機(jī)誕生。2010年，第一架植保無人機(jī)正式投入運(yùn)用到農(nóng)業(yè)植物保護(hù)工作中去，開展病蟲害防治的相關(guān)工作[3]。

5 植保無人機(jī)發(fā)展建議

5.1 加強(qiáng)研發(fā)植保無人機(jī)專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治藥劑

鑒于植保無人機(jī)容量小、藥劑專業(yè)化的限制，植保無人機(jī)并沒有在農(nóng)田防治害蟲的方面起到重大的作用。因?yàn)槭袌?chǎng)上一般常見的常規(guī)農(nóng)藥制劑大多為可濕性粉劑、懸浮劑、分散粒劑等比較適合傳統(tǒng)常規(guī)常量噴霧，并不太適合無人機(jī)航空作業(yè)，油劑、水劑，乳油劑型更適用于植保無人機(jī)攜帶要求。因此，農(nóng)業(yè)部門需要加強(qiáng)研制植保無人機(jī)專業(yè)統(tǒng)防統(tǒng)治藥劑，加快適合的相關(guān)藥劑的研發(fā)。

5.2 加強(qiáng)植保無人機(jī)技術(shù)培訓(xùn)

現(xiàn)代社會(huì)對(duì)專業(yè)人員的需求越來越高，即使是植物保護(hù)無人機(jī)也需要一些優(yōu)秀的專業(yè)飛行員前來操控導(dǎo)航，由于其操作難度大，還需要具備一定的專業(yè)知識(shí)，植物保護(hù)無人機(jī)方面的人才技術(shù)要求較高，相關(guān)部門應(yīng)該積極開展無人機(jī)操作訓(xùn)練，進(jìn)一步提高植保無人機(jī)工作效率。

6 植保無人機(jī)面對(duì)病蟲害防治的相關(guān)應(yīng)用實(shí)例

農(nóng)用植保無人機(jī)是一項(xiàng)新型的高科技產(chǎn)品。而現(xiàn)有階段，擁有植保無人機(jī)的一般都是非常專業(yè)的植保公司，專業(yè)化植保公司會(huì)幫助農(nóng)民根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)計(jì)病蟲害防治方案，并派專業(yè)人員前去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研，在種植人員認(rèn)可方案之后，再與植保公司簽訂合同，植保公司專業(yè)機(jī)械化的作業(yè)可以為病蟲害防治提供一定的專業(yè)性好，便利性。

7 植保無人機(jī)應(yīng)用前景

植保無人機(jī)有非常大的發(fā)展空間.伴隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，進(jìn)一步形成農(nóng)田規(guī)?；苫袈曉絹碓礁撸瑢?duì)植保無人機(jī)的需求也會(huì)越來越大。植保無人機(jī)對(duì)農(nóng)作物的成像技術(shù)也在不斷的改進(jìn)。使用植保無人機(jī)記錄相關(guān)農(nóng)作物數(shù)據(jù)，幫助種植人員合理分析數(shù)據(jù)，并可以依據(jù)準(zhǔn)確的農(nóng)作物信息對(duì)如何進(jìn)行下一步做出相關(guān)的決定；種植人員可以利用植保無人駕駛飛機(jī)飛越他們的農(nóng)田，準(zhǔn)確識(shí)別特定區(qū)域的問題，并采取專業(yè)的行動(dòng)及時(shí)處理問題。使得農(nóng)民有多余的精力重點(diǎn)集中在作物本身，而不是浪費(fèi)大量時(shí)間做相關(guān)問題調(diào)研。此外，植保無人機(jī)還會(huì)有其他應(yīng)用，包括測(cè)量柵欄、監(jiān)測(cè)植物病原體、跟蹤牲畜等。

8 結(jié)語

病蟲害防治工作是一項(xiàng)非常浩大的工程，如果農(nóng)田采用規(guī)?；鳂I(yè)，那么在病蟲害防治工作過程中，種植人員所需要付出的勞力、物力、財(cái)力花費(fèi)巨大，所得成效不一定理想。植保無人機(jī)的出現(xiàn)很好地解決了這一難題，其便利性、資源節(jié)約性防蟲害治理成效顯著。但是植保無人機(jī)人也有一定的缺陷性，需要不斷加強(qiáng)植保無人機(jī)在規(guī)?；r(nóng)田作業(yè)過程中的應(yīng)用能力，幫助農(nóng)民及相關(guān)種植人員做好病蟲草害治理工作，為國民提供健康安全的糧食。