關(guān)于無人機在柑橘植保作業(yè)中存在問題及對策探析

張承發(fā) 李 鵑

(1.桂林市臨桂區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合服務(wù)中心，廣西 桂林 541199；2.桂林市臨桂區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣西 桂林 541199)

引言

無人機植保作業(yè)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位不斷提升，尤其是在病蟲害防治層面，其效用與價值更是得到從業(yè)工作者的認(rèn)可。柑橘是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要經(jīng)濟作物之一，其生產(chǎn)水平將直接影響農(nóng)戶經(jīng)濟收益以及水果市場的穩(wěn)定，因此，相關(guān)部門應(yīng)從技術(shù)應(yīng)用角度入手，立足柑橘產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，改進柑橘種植產(chǎn)業(yè)質(zhì)量以及對生態(tài)環(huán)境的正面促進效用?，F(xiàn)階段，無人機在柑橘植保作業(yè)中依舊存在一定的問題，產(chǎn)業(yè)工作者應(yīng)從柑橘植保工作具體需求入手，加強技術(shù)應(yīng)用分析，注重體系規(guī)范化建設(shè)，消除潛在隱患與漏洞。

1.無人機在柑橘植保作業(yè)環(huán)節(jié)存在的實際問題

1.1 操作人員技術(shù)水平不足

現(xiàn)階段，我國無人機在柑橘產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用尚未形成體系化與規(guī)?；?，但無人機憑借其經(jīng)濟、安全、高效、節(jié)水的運行特點，已得到眾多基層工作者的認(rèn)可。無人機應(yīng)用對于操作人員的技能水平與文化素養(yǎng)要求很高，飛行姿態(tài)控制、航線規(guī)劃等工作都要進行認(rèn)真設(shè)計與計算，但是，柑橘種植戶的文化素養(yǎng)相對偏低，對無人機復(fù)雜的操作模式難以有效把控。此外，柑橘植保工作也存在較高的技術(shù)要求，操作人員應(yīng)可有效應(yīng)對不同的作業(yè)場景，而這就會對無人機的推廣與使用過程帶來巨大限制。

1.2 植保藥劑使用未形成規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化

現(xiàn)階段，我國柑橘植保工作在藥劑使用方面尚未形成統(tǒng)一的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，尤其是各類突發(fā)性病蟲害的防治，其藥物的使用應(yīng)根據(jù)病蟲害的種類以及實際影響進行調(diào)整。此外，無人機植保作業(yè)的用藥量與常規(guī)人工植保模式用藥量也存在差異，所使用的藥物類別以及助劑類別也會有所不同，若種植戶單純憑借經(jīng)驗或人工作業(yè)模式下的具體操作機制進行無人機植保作業(yè)，其不僅會大幅降低柑橘植保工作質(zhì)量，也會造成藥物浪費，對生態(tài)環(huán)境影響巨大，柑橘生產(chǎn)質(zhì)量也受到干擾。

1.3 缺少必要的規(guī)范與制度體系

現(xiàn)如今，我國無人機使用領(lǐng)域尚未形成系統(tǒng)化的法律法規(guī)，多數(shù)地區(qū)對無人機的監(jiān)管力度很低，與其使用相關(guān)的安全操作規(guī)范、農(nóng)業(yè)噴灑章程以及各類藥劑配比標(biāo)準(zhǔn)等作業(yè)細節(jié)內(nèi)容也沒有進行具體明確，這就讓實際工作的發(fā)展存在巨大制約，體系發(fā)展嚴(yán)重滯后。

1.4 無人機配套服務(wù)之后

無人機在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域有著極高的應(yīng)用價值，但無人機價格很高，很多農(nóng)戶無法承受，這也是限制無人機普及的關(guān)鍵因素之一?，F(xiàn)階段，我國農(nóng)業(yè)植保無人機的價格少則三四萬，多則數(shù)十萬，加之行業(yè)內(nèi)部缺少有效的監(jiān)管手段，配套服務(wù)嚴(yán)重不足，無人機產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度受到很大影響。很多農(nóng)戶知道無人機在柑橘植保領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢，但無人機高昂的購入成本，讓很多農(nóng)戶只能繼續(xù)使用人工或傳統(tǒng)的機械作業(yè)模式。

2.無人機在柑橘植保工作階段的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 作業(yè)效率高

植保無人機田間作業(yè)階段，只需要2至3人配合即可完成，信號手可為遙控操作人員提供各項地域地標(biāo)信息，而其他人員只需要將藥物與無人機電池送至指定作業(yè)區(qū)域即可。此外，隨著無人機作業(yè)智能化水平不斷提高，植保無人機已逐漸舍棄信號手這一崗位。根據(jù)實際應(yīng)用測算，一架植保無人機每天至少可完成20公頃種植區(qū)域的藥物噴灑工作，與之相比，傳統(tǒng)人力作業(yè)模式每天只能噴灑0.7公頃左右，其效率優(yōu)勢極為明顯。

2.2 環(huán)保安全系數(shù)高

植保無人機采用更為科學(xué)的藥物噴灑手段，可最大限度減少藥液浪費現(xiàn)象，并可解決農(nóng)藥包裝廢棄物污染問題，對于區(qū)域環(huán)境保護工作意義重大。此外，柑橘多種植于山地，陡峭的山坡與復(fù)雜的地質(zhì)地貌條件讓地面機械化作業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)，而傳統(tǒng)人工方式更是效率低下，其實施過程對操作人員身體健康也會帶來很大影響。無人機柑橘植保作業(yè)方式可全面克服地域限制，可實現(xiàn)藥物遠距離噴灑，避免操作人員與藥物進行接觸，并可控制藥物使用量，避免用錯、用混，同步提升人、農(nóng)產(chǎn)品以及生態(tài)環(huán)境的安全保障系數(shù)。

2.3 全面削減農(nóng)藥使用風(fēng)險

農(nóng)藥是病蟲害防治工作的關(guān)鍵，而傳統(tǒng)人工或地面噴灑模式對操作人員的身體健康影響巨大。近些年，我國對農(nóng)藥的生產(chǎn)與使用做出嚴(yán)格限制，高度農(nóng)藥已逐漸淡出市場，農(nóng)藥中毒事件爆發(fā)頻率得到控制。但我國城鎮(zhèn)化水平連年提升，農(nóng)村青壯勞動力大量涌入城市，農(nóng)村勞動力缺失，很多老年種植戶對于各類藥物的使用不夠了解，在長時間接觸后依舊存在中毒的可能性。在此條件下，采用無人機植保模式可最大限度減少作業(yè)人員與農(nóng)藥接觸的可能性，避免作業(yè)人員的健康受到負面影響。此外，無人機作業(yè)過程不需要其他機械設(shè)備進入種植區(qū)，這樣可以避免傳統(tǒng)機械模式下對種植物的破壞。

3.無人機在柑橘植保作業(yè)中的應(yīng)用對策

3.1 不斷加強無人機飛行技術(shù)管控

現(xiàn)階段，無人機柑橘植保已成為市場發(fā)展的必然趨勢，植保無人機在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用價值正快速凸顯?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植更為看重品質(zhì)以及對生態(tài)環(huán)境的保護效用，因此，無人機作為一款安全且高效的柑橘植保作業(yè)工具開始得到全社會的認(rèn)可與關(guān)注。為消除無人機應(yīng)用環(huán)節(jié)存在的隱患與漏洞，相關(guān)部門應(yīng)不斷加大技術(shù)投入與管理，加大作業(yè)人員培養(yǎng)，注重對各項作業(yè)技術(shù)規(guī)程的統(tǒng)一化與制度化，盡可能提高無人機操作人員的技術(shù)水平，優(yōu)化無人機植保環(huán)節(jié)的作業(yè)效能與安全性，以此保證無人機產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

3.2 注重施藥技術(shù)的科學(xué)管控

施藥技術(shù)管理是提高無人機植保作業(yè)效果的關(guān)鍵要點，綜合當(dāng)前無人機植保作業(yè)應(yīng)用案例，藥劑使用不當(dāng)是造成植保作業(yè)效果不佳的核心因素。因此，基層農(nóng)業(yè)部門應(yīng)不斷加強技術(shù)宣傳工作，確保農(nóng)戶可充分了解各類藥劑的具體使用方式，科研機構(gòu)也要積極開展新型農(nóng)藥制劑的研發(fā)工作，并對無人機噴施系統(tǒng)進行改造，從而不斷提高植保作業(yè)的效果與質(zhì)量。地區(qū)基層農(nóng)業(yè)部門可建立專業(yè)技術(shù)團隊，依照區(qū)域柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀以及病蟲害防治工作的重點，以面向無人機植保作業(yè)為目標(biāo)，研發(fā)更具應(yīng)用潛力的藥劑類型，并保證噴施過程的均勻性，控制藥劑用量，避免病蟲害防治工作對周邊生態(tài)環(huán)境造成破壞。此外，水分散粒劑、水劑、微乳劑等也有著一定的殺蟲效果，工作人員可視實際情況使用。藥劑使用量需根據(jù)柑橘的生長情況以及病蟲害的具體情況進行判斷，并注重?zé)o人機植保作業(yè)的特點分析，對相關(guān)藥劑噴灑過程進行調(diào)整與管控。實踐應(yīng)用表明，天氣因素對無人機植保作業(yè)質(zhì)量影響很大，如降水、風(fēng)向、風(fēng)速、濕度等，這些天氣因素也要納入無人機植保作業(yè)環(huán)節(jié)的方案制定與分析過程之中，只有這樣才能不斷提高作業(yè)施工水平。

3.3 全面推進無人機植保服務(wù)平臺建設(shè)

無人機飛行速度較快，植保作業(yè)效率很高，但柑橘種植過程中，其實際情況十分復(fù)雜，種植區(qū)域的地形與區(qū)域面積大小也會存在巨大差異，若采取傳統(tǒng)人工地形勘測方式，其不僅會影響到無人機植保作業(yè)效率，也會在準(zhǔn)確性以及作業(yè)質(zhì)量方面埋下隱患。因此，相關(guān)部門應(yīng)從柑橘植保安全保障角度入手，明確無人機植保作業(yè)實施規(guī)范，明確農(nóng)藥噴灑標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)藥劑的配比等內(nèi)容。地區(qū)農(nóng)業(yè)部門應(yīng)在科研機構(gòu)的配合下，建立完整且科學(xué)的服務(wù)平臺，全面推動無人機植保作業(yè)的自動化與智能化，并為各項監(jiān)管措施的落實奠定有利條件。無人機植保服務(wù)平臺建設(shè)環(huán)節(jié)，政府部門也要加大航空植保法規(guī)建設(shè)工作，明確安全監(jiān)管機構(gòu)的責(zé)任與義務(wù)，切實有效的強化無人機作業(yè)監(jiān)管力度。此外，服務(wù)平臺的建立亦可推動各項安全監(jiān)管工作的有效落實，政府相關(guān)部門也要加大無人機市場監(jiān)管，針對所有無人機植保企業(yè)進行嚴(yán)格檢查與審核，確定其設(shè)備不存在問題后方可接入平臺。

3.4 強化統(tǒng)御防組織建設(shè)工作

除以上幾點措施之外，地區(qū)農(nóng)業(yè)部門也要不斷推動統(tǒng)防組織建設(shè)工作，減少無人機造價成本過高帶來的負面影響，讓無人機植保作業(yè)可在柑橘產(chǎn)業(yè)中得到進一步的優(yōu)化與推廣。統(tǒng)防組織建設(shè)是從整體角度入手，立足高質(zhì)量農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，統(tǒng)一資源配置，全面提高資源利用水平，減少農(nóng)戶的經(jīng)濟成本投入，盡可能保證農(nóng)戶經(jīng)濟收益，并提高無人機在柑橘植保領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。如果種植戶的實際種植規(guī)模很小，使用無人機開展植保工作的成本很高，政府相關(guān)部門可設(shè)立專項補貼政策，并推動基層農(nóng)業(yè)技術(shù)團隊的建立，組織建設(shè)專業(yè)化的工作團隊，以低廉的服務(wù)價格為農(nóng)戶提供植保作業(yè)服務(wù)。例如，我國南方某地農(nóng)機化推廣站將植保專家、植保無人機、農(nóng)資與無人機飛手組織到一起，并在領(lǐng)導(dǎo)部門的監(jiān)管下，與無人機企業(yè)合作，建立一體化無人機植保服務(wù)，柑橘生產(chǎn)綜合效益得到明顯改善，種植戶的經(jīng)濟收益得到進一步增長。

3.5 無人機飛行技術(shù)管理

無人機電機轉(zhuǎn)速較高，其飛行過程受天氣因素與地形因素影響，加之柑橘植保場景十分復(fù)雜，無人機產(chǎn)業(yè)自身尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化制度，業(yè)內(nèi)準(zhǔn)則不夠完整專業(yè)，這些問題都是導(dǎo)致無人機使用不穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，電驅(qū)動無人機故障率較低，但是，其載荷存在較大限制，混合油動力無人機載荷水平較高，作業(yè)穩(wěn)定，但其故障率居高不下。無人機并非一種全新技術(shù)，但無人機的網(wǎng)絡(luò)化使用卻是產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的最大困局，后期維護網(wǎng)點建設(shè)層面更是未能有效跟進，維護過程十分復(fù)雜，這些都讓無人機的使用受到影響。因此，相關(guān)部門應(yīng)不斷加大對產(chǎn)業(yè)體系的監(jiān)管力度，加大技術(shù)人員培養(yǎng)以及工作人員實際能力的考核，并同時對各類無人機生產(chǎn)企業(yè)的售后服務(wù)與維修服務(wù)機制進行測評，建立無人機企業(yè)信用檔案，讓廣大消費者可放心購買無人機產(chǎn)品。無人機飛行速度較快，若現(xiàn)場管理不當(dāng)，很容易對周邊人民群眾的安全帶來威脅，因此，監(jiān)管工作也要加強對各類不良操作以及無人機潛在隱患的排查力度，不斷增強植保無人機的應(yīng)用管理。

3.6 加強行政監(jiān)督管理

植保無人機在作業(yè)模式以及功能層面存在特殊性，因此，相關(guān)部門應(yīng)對其使用過程進行嚴(yán)格監(jiān)管，地方行政機關(guān)需對當(dāng)?shù)刂脖o人機的具體使用情況進行具體調(diào)研，并加大執(zhí)法監(jiān)督，嚴(yán)禁任何人員使用植保無人機進行非法拍攝、運輸或干擾其他飛行器正常運行等行為。行政機關(guān)應(yīng)對無人機的生產(chǎn)、銷售過程進行監(jiān)督，并建立嚴(yán)格的無人機登記制度，對出售的植保無人機應(yīng)進行必要的登記備案。此外，地方行政部門也要推動無人機操作技術(shù)培訓(xùn)工作，并對那些考核通過的人員頒發(fā)資格證書，使其可處于行政管理之下，避免出現(xiàn)植保無人機無序使用現(xiàn)象。

4.無人機在柑橘植保作業(yè)環(huán)節(jié)的實際注意事項

4.1 注重柑橘病蟲害特性分析

以柑橘木虱為例，其爆發(fā)次數(shù)與氣溫直接相關(guān)。在我國南方地區(qū)，柑橘木虱一年可發(fā)生8代左右，其在冬季會寄生在柑橘葉片的背面，而在春季三月份的上旬就會在新葉片位置快速產(chǎn)卵繁殖，直接危害植株的生長。每年五月份是柑橘木虱的第一個發(fā)病高峰，七月份與九月份又會再次出現(xiàn)，并會造成時代重疊，對于柑橘種植工作影響巨大。對此，種植戶在實施無人機植保作業(yè)期間，應(yīng)盡量在其產(chǎn)卵期間進行防治，并在高峰時期進行必要的監(jiān)管，一旦發(fā)現(xiàn)蟲害跡象，及時采取必要的防治手段對其進行管控。

4.2 注重藥劑使用的頻次與間隔控制

不同病蟲害在其防治環(huán)節(jié)也要注重用藥頻次與間隔的控制，既要保證對病蟲害的抑制效果，也要避免藥劑大量使用對自然生態(tài)環(huán)境的破壞。以柑橘木虱為例，種植戶應(yīng)注重柑橘新梢期與越冬期的防控，每期噴灑藥物兩次左右，每次間隔控制在14天左右，而每年的噴藥次數(shù)應(yīng)控制在10次左右。此外，每次噴灑工作應(yīng)做好無人機后勤保障，確定每次無人機使用量、電池容量以及藥劑噴灑能力等，結(jié)合技術(shù)工作者的指導(dǎo)建議進行具體規(guī)劃。

4.3 針對植保無人機的噴灑系統(tǒng)進行改進

現(xiàn)階段，植保無人機的噴灑系統(tǒng)多為垂直向下的噴射方式，而這種模式比較適合較為低矮的作物或蔬菜，其可保證植株葉片受藥均勻，避免藥劑浪費。但是，對于植株個頭較大且葉片層次較多的作物，如柑橘，這種垂直向下噴灑的方式就很難照顧到葉片的背面與樹冠中下部位置。因此，科研人員應(yīng)對噴灑系統(tǒng)進行改造，可使用渦噴煙霧系統(tǒng)，提高藥劑的穿透性，確保藥劑可噴射到指定區(qū)域，并依靠反彈氣流，讓藥劑附著在葉片背面，這樣可對柑橘木虱起到良好的防治效果。

4.4 植保無人機的續(xù)航能力

現(xiàn)階段，植保無人機的續(xù)航能力多在20分鐘以內(nèi)，在載荷也多處于5至20公斤范圍，而這種參數(shù)條件，柑橘種植戶想要開展無人機植保作業(yè)，需頻繁更換電池與藥液，嚴(yán)重影響作業(yè)效率。因此，相關(guān)企業(yè)與科研機構(gòu)應(yīng)加大植保無人機續(xù)航與載荷能力的研究工作，結(jié)合無人機材料的使用、自重優(yōu)化等方向進行改進，從而提高其續(xù)航能力與實際載荷，盡可能拓展單次飛行的總時間與總作業(yè)面積。

4.5 病蟲害防治藥劑進行篩選

植保無人機因其作業(yè)模式的特殊性，在藥劑使用層面與傳統(tǒng)人工作業(yè)方式存在很大不同，因此，種植戶應(yīng)聽取技術(shù)工作者的建議，選擇適合無人機植保模式下的防治藥劑，并在實際應(yīng)用中對藥劑的使用進行管理，對具體效果進行分析。相關(guān)企業(yè)與科研機構(gòu)也要加大新型藥劑的開發(fā)，注重其藥劑利用率以及環(huán)保能力，減少柑橘植保作業(yè)對生態(tài)環(huán)境的破壞，最大限度拓展植保無人機的應(yīng)用空間與潛力。

結(jié)束語

綜上所述，植保無人機在柑橘種植環(huán)節(jié)有著極為明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，其不僅可以優(yōu)化病蟲害防治體系，亦可避免藥劑使用對種植戶身體健康帶來的危害，優(yōu)化藥劑使用模式，提高病蟲害防治水平。針對當(dāng)前植保無人機使用存在不足與缺陷，相關(guān)部門與企業(yè)應(yīng)不斷加大技術(shù)工作的培養(yǎng)，強化一線作業(yè)人員的培訓(xùn)，注重植保無人機專用藥劑開發(fā)，優(yōu)化噴施系統(tǒng)，最大限度發(fā)揮植保無人機在柑橘種植體系中的價值，保證種植戶經(jīng)濟收益，降低其種植風(fēng)險。