植保無人機(jī)在臨沭縣小麥病蟲害防治中的應(yīng)用

摘 要 小麥作為我國(guó)第一大糧食作物，同時(shí)是山東省臨沭縣最主要的經(jīng)濟(jì)作物之一。在當(dāng)前大力倡導(dǎo)鄉(xiāng)村振興及糧食安全戰(zhàn)略的政策背景下，小麥高產(chǎn)栽培的重要性愈發(fā)凸顯。將植保無人機(jī)應(yīng)用于小麥病蟲害化控中，可大大提升病蟲害防控的效率與質(zhì)量。為給小麥的高產(chǎn)栽培保駕護(hù)航，以臨沭縣為例，對(duì)小麥病蟲害化控中植保無人機(jī)的應(yīng)用展開研究，包括藥劑選擇與配置要點(diǎn)、作業(yè)環(huán)境的管理要點(diǎn)、氣象條件的把控要點(diǎn)、作業(yè)安全的維護(hù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 小麥；病蟲害；化控；植保無人機(jī)；山東省臨沭縣

中圖分類號(hào)：S252+.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.04.036

臨沭縣位于山東省東南部，地理坐標(biāo)北緯34°40′～

35°06′、東經(jīng)118°26′～118°51′。其地勢(shì)北高南低，東高西洼，縣境東部和北部為低山丘陵，西部沭河沿岸為沖積小平原。臨沭縣屬于暖溫帶季風(fēng)區(qū)半濕潤(rùn)大陸氣候，寒暑交替，四季分明，春季溫暖，光照充足；夏季濕熱，雨量充沛；秋季清爽，氣候宜人；冬季較冷，雨雪稀少，其優(yōu)越的地理位置適合小麥的栽培。近年來，各式各樣的前沿農(nóng)機(jī)、先進(jìn)農(nóng)技給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了顯而易見的便利。在此背景下，植保無人機(jī)在臨沭縣小麥病蟲害防控方面的應(yīng)用也愈發(fā)普遍。

1 臨沭縣小麥病蟲害現(xiàn)狀

2022年，臨沭縣3 847.76 hm2小麥進(jìn)入抽穗揚(yáng)花期，同時(shí)是預(yù)防小麥條銹病的關(guān)鍵時(shí)期。臨沭縣青云鎮(zhèn)積極搶抓防控節(jié)點(diǎn)，嚴(yán)格落實(shí)“帶藥偵查、打點(diǎn)保面”防控策略，全力將小麥條銹病等危害降至最低，確保夏糧豐產(chǎn)豐收。同時(shí)，青云鎮(zhèn)高度重視，積極組織開展小麥病蟲害防控工作，確保全鎮(zhèn)0.53萬hm2夏糧豐產(chǎn)豐收。鎮(zhèn)里組織召開專題會(huì)議，廣泛宣傳小麥條銹病、赤霉病、蚜蟲的危害及防控要點(diǎn)。分管領(lǐng)導(dǎo)、農(nóng)技人員深入田間地頭，切實(shí)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)警，及時(shí)準(zhǔn)確掌握病蟲害發(fā)生動(dòng)態(tài)，詳細(xì)講解防控技術(shù)。各村居通過廣播、微信群通知、發(fā)放明白紙等多種形式，提高農(nóng)民主動(dòng)防治意識(shí)，發(fā)動(dòng)農(nóng)民群防群治。種糧大戶、科技示范戶率先行動(dòng)，采取人工噴藥與飛防相結(jié)合的方式，全力加快防控進(jìn)度。該鎮(zhèn)4架植保機(jī)同時(shí)飛防作業(yè)，目前飛防面積已超過0.13萬hm2。

小麥條銹病屬于典型氣流傳播的流行性病害，具有突發(fā)性強(qiáng)、蔓延速度快、成災(zāi)威脅大的特點(diǎn)。青云鎮(zhèn)面對(duì)臨沭縣嚴(yán)峻的小麥生產(chǎn)形勢(shì)，采取“發(fā)現(xiàn)一點(diǎn)、防治一片”的預(yù)防措施，出動(dòng)農(nóng)技人員14人次，深入田間地頭，給予農(nóng)民科學(xué)解答和藥物指導(dǎo)；派出農(nóng)業(yè)宣傳車3輛，普及防治技術(shù)；出動(dòng)無人機(jī)20架，實(shí)施小麥“一噴三防”，8個(gè)工作區(qū)同時(shí)飛防，節(jié)省勞動(dòng)力和作業(yè)時(shí)間。

2 植保無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)

2.1 藥劑選擇與配置要點(diǎn)

1）噴霧型藥液的選用?？紤]植保無人機(jī)通常通過噴霧的方式作業(yè)，水基藥劑的選用很是關(guān)鍵?？蛇x用水乳劑、水劑、乳油等類型的藥劑，以確保噴灑作業(yè)的有序推進(jìn)，避免對(duì)無人機(jī)噴頭造成損傷[1]。2）毒性藥劑的選擇。植保無人機(jī)在高空作業(yè)過程中難免會(huì)出現(xiàn)一定程度的藥液飄散，因此不能使用毒性強(qiáng)的藥劑，以保障地面工作人員的安全，劇毒藥劑諸如百草枯、克百威等必須避免使用。3）做好配藥安全措施。在稀釋和配液過程中，必須嚴(yán)格地依循配藥安全標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)范操作來進(jìn)行，并確保操作人員已經(jīng)充分做好個(gè)人防護(hù)。配藥場(chǎng)所應(yīng)選在相對(duì)開闊的位置，盡可能地規(guī)避意外的出現(xiàn)。以臨沭縣春小麥栽培為例，若是小麥在拔節(jié)期出現(xiàn)紋枯病，通?？梢赃x用15%三唑酮溶液、5%井岡霉素等，每7 d以植保無人機(jī)在田間進(jìn)行1～2次噴灑操作，持續(xù)噴灑3次即可[2]。在平時(shí)的管理中，臨沭縣植保部門應(yīng)當(dāng)立足當(dāng)?shù)匦←湶∠x害的常見類型、流行趨勢(shì)、暴發(fā)特征，有側(cè)重性地?cái)M定與之相應(yīng)的植保無人機(jī)作業(yè)方案，做到因地制宜，并使用綠色、環(huán)保、高效的藥劑。

2.2 作業(yè)環(huán)境的管理要點(diǎn)

1）做好土地規(guī)劃與部署。在正式作業(yè)前，工作人員需要對(duì)作業(yè)區(qū)域內(nèi)的土地規(guī)劃與部署狀況有一個(gè)細(xì)致的了解，確保無人機(jī)作業(yè)路徑可以順利避開障礙物，避免碰撞問題的出現(xiàn)。2）注意飛行高度的控制。一般而言，無人機(jī)的實(shí)際飛行高度保持在1.9～2.5 m即可，以確保無人機(jī)作業(yè)的有序性，同時(shí)確保藥液噴灑的均勻性與全面性。3）觀察植物的耐受性，在決定使用無人機(jī)之后，要擬定完善的作業(yè)方案，仔細(xì)調(diào)研周邊環(huán)境，觀察作業(yè)區(qū)域周邊有沒有種植對(duì)噴灑藥液無法耐受的植物，以防藥液偏移給這些植物帶來不良影響。4）注意調(diào)研周邊生態(tài)，了解四周有沒有豬場(chǎng)、水庫、魚塘等設(shè)施，以防威脅到人類、動(dòng)物的生命健康。若無法避開，則需要事先了解所使用的藥液會(huì)不會(huì)危及人類與動(dòng)物的健康，若存在風(fēng)險(xiǎn)，即刻停止施用或采取必要措施以保護(hù)周邊生態(tài)。5）控制好飛行速度?？紤]植保無人機(jī)需要高空作業(yè)的基本特征，最好將其飛行速度保持在2～7 m·s-1，若是速度太慢，會(huì)影響噴灑的均勻性；速度太快，則會(huì)加大藥液的飄逸量，影響實(shí)際防控效果。

2.3 氣象條件的把控要點(diǎn)

植保無人機(jī)需要維持一定的高度開展藥液噴灑作業(yè)，氣象條件是影響最終作業(yè)質(zhì)量與效率的重要因素。在臨沭縣通過無人機(jī)進(jìn)行防治的農(nóng)業(yè)實(shí)踐中，氣象條件方面主要把握以下要點(diǎn)。1）風(fēng)力因素。風(fēng)力是決定無人機(jī)作業(yè)效果的直接條件，風(fēng)力一旦高于3級(jí)（包括3級(jí)），在噴灑藥液時(shí)無人機(jī)會(huì)出現(xiàn)位移，影響噴灑效果，因此最好在2級(jí)及以下的風(fēng)力狀態(tài)下作業(yè)。2）風(fēng)向因素。除了風(fēng)力大小外，風(fēng)向同樣不能忽視，噴灑的藥液往往會(huì)被風(fēng)帶至下風(fēng)口處，因此要提前調(diào)查下風(fēng)口附近有沒有不能耐受所選藥液的植物，有的話要即刻停止噴灑，以防對(duì)其造成侵害。除此之外，在噴灑除草劑時(shí)，需要提前在作業(yè)區(qū)域設(shè)置好安全圍欄，盡量避免藥液隨風(fēng)偏移；在進(jìn)行作業(yè)時(shí)要及時(shí)調(diào)整無人機(jī)的飛行角度和航向，最好同風(fēng)向平行，以更好地避免藥液偏移的問題。3）溫度與濕度因素。溫度與濕度這2個(gè)因素如果把控不好，會(huì)直接妨礙正常的藥液噴灑操作。以溫度為例，過低或過高都不利于藥效的常規(guī)發(fā)揮，保持溫度在15～30 ℃的范圍內(nèi)是比較理想的狀態(tài)。濕度方面，一般而言，植保無人機(jī)作業(yè)的適宜濕度為30%～80%，即便下壓風(fēng)場(chǎng)能夠?qū)⑿←溨仓瓯砻娴乃未德洌跐穸冗^大的狀態(tài)下依舊不適合作業(yè)，否則將引發(fā)藥害問題或致使藥效無法發(fā)揮[3]。

2.4 作業(yè)安全的維護(hù)要點(diǎn)

除了上述技術(shù)要點(diǎn)外，為確保植保無人機(jī)作業(yè)的安全性，還需要從多視角切入，做足相應(yīng)的準(zhǔn)備措施，相關(guān)要點(diǎn)如下。1）檢查設(shè)備。在正式開始作業(yè)前，務(wù)必要對(duì)無人機(jī)及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行細(xì)致到位的檢查，確定機(jī)械電源處在足量狀態(tài)，且其他各部件也可以正常運(yùn)作。2）檢測(cè)信號(hào)。在無人機(jī)起飛前，需要進(jìn)行必要的信號(hào)檢測(cè)，確保無人機(jī)與遙控器之間的信號(hào)可以順利連接，減少信號(hào)丟失和出現(xiàn)干擾的風(fēng)險(xiǎn)，以免作業(yè)期間發(fā)生意外。3）觀察天氣。在作業(yè)前還要留意天氣狀況，特別是雷雨天氣，切忌強(qiáng)行作業(yè)，確保作業(yè)環(huán)境的安全性，以免雨水滲入無人機(jī)內(nèi)部，導(dǎo)致機(jī)械失靈。4）規(guī)范作業(yè)區(qū)域。在操作過程中，必須確保無人機(jī)在規(guī)定的作業(yè)范圍內(nèi)，且這一范圍內(nèi)沒有其他正在開展的同類型的田間作業(yè)，以避免意外發(fā)生。5）控制飛行高度和距離?？刂坪冒踩w行高度并保持一定距離，通常為5～10 m，確保植保無人機(jī)不會(huì)接觸到田間障礙物，減少意外碰撞和損壞的風(fēng)險(xiǎn)。6）觀察和檢測(cè)。在整個(gè)操作過程中，工作人員應(yīng)時(shí)時(shí)留意無人機(jī)的狀態(tài)，包括噴灑狀態(tài)和噴頭堵塞情況，一旦察覺有問題，即刻停止作業(yè)，并進(jìn)行必要的清理或維修。7）恢復(fù)設(shè)置。在作業(yè)順利結(jié)束后，要將無人機(jī)及相關(guān)設(shè)備及時(shí)恢復(fù)至原始狀態(tài)，如關(guān)閉好電源、清理好噴頭等，以減少再次使用時(shí)出現(xiàn)意外的可能性[4]。

3 病蟲害防治具體實(shí)踐

3.1 基本步驟

1）數(shù)據(jù)收集。植保無人機(jī)可以通過攝像頭、傳感器等，收集多個(gè)方面的田間數(shù)據(jù)，包括病蟲害數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、小麥生長(zhǎng)數(shù)據(jù)等，以及病蟲害的發(fā)生情況、嚴(yán)重程度及氣象條件、土壤濕度等信息。

2）數(shù)據(jù)分析。收集到的數(shù)據(jù)可以利用數(shù)據(jù)分析方法加以處理和解讀，借助數(shù)據(jù)分析技術(shù)，如機(jī)器學(xué)習(xí)算法、統(tǒng)計(jì)模型等，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和建模，探尋數(shù)據(jù)中的模式和規(guī)律，并從中提取有用信息。

3）模型建立?；跀?shù)據(jù)分析結(jié)果可以著手建立數(shù)據(jù)模型，用于預(yù)測(cè)病蟲害發(fā)生趨勢(shì)、小麥生長(zhǎng)狀態(tài)及環(huán)境因素對(duì)小麥產(chǎn)量的影響等。數(shù)據(jù)模型可以為農(nóng)戶提供決策支持，幫助他們制訂更有效的病蟲害防控策略和麥田管理方案。

4）決策支持。經(jīng)過上述步驟的分析，農(nóng)戶可以由此獲取到更為精準(zhǔn)、客觀的麥田信息，并以此為依據(jù)調(diào)整并優(yōu)化病蟲害防治、施肥、灌溉等麥田管理決策。

3.2 病蟲害的監(jiān)測(cè)與預(yù)警

植保無人機(jī)在小麥病蟲害的監(jiān)測(cè)與預(yù)警中有著廣泛且有效的應(yīng)用，其可以提供高分辨率的圖像數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)性的監(jiān)測(cè)信息，幫助農(nóng)戶及時(shí)把握病蟲害情況，做出更為精準(zhǔn)、科學(xué)的決策，以保護(hù)小麥的健康。植保無人機(jī)可以搭載高分辨率的攝像設(shè)備，通過航拍技術(shù)對(duì)小麥田進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，它可以捕捉到病蟲害的早期跡象，如病斑、蟲口、蟲糞等的圖像，處理后的圖像可以被用來進(jìn)行病蟲害的識(shí)別和分析。通過圖像上的病斑、蟲口、蟲糞等特征，可以識(shí)別出潛在的病蟲害問題，將這些數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)或相關(guān)病蟲害數(shù)據(jù)庫加以對(duì)比，以幫助確定病蟲害的具體類型和嚴(yán)重程度。此外，結(jié)合植保無人機(jī)航拍得到的圖像數(shù)據(jù)，可以繪制麥田病蟲害分布圖，這些圖像可以反映病蟲害的分布密度和程度，為農(nóng)戶提供更精確的信息支持，幫助他們擬定防治決策，實(shí)施防治措施。

3.3 病蟲害防治

1）監(jiān)測(cè)病蟲害的分布情況。通過無人機(jī)的病蟲害監(jiān)測(cè)功能，收集麥田當(dāng)中的病蟲害分布數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以指導(dǎo)無人機(jī)的噴灑位置與數(shù)量。2）智能噴灑設(shè)備調(diào)整。無人機(jī)攜帶智能噴灑設(shè)備，可以根據(jù)監(jiān)測(cè)得到的麥田病蟲害分布情況改變噴灑位置，以確保藥液準(zhǔn)確噴灑到發(fā)生病蟲害的區(qū)域。3）藥物的精準(zhǔn)施用，通過調(diào)整噴灑設(shè)備，無人機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)施藥，參照病蟲害分布密度與嚴(yán)重程度，調(diào)整藥液噴灑的濃度與速度，最大限度地減少農(nóng)藥的使用量，避免浪費(fèi)，提高防治效果。4）實(shí)時(shí)性的監(jiān)控與調(diào)整。在噴灑過程中，無人機(jī)可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)控和圖像分析，調(diào)整噴灑策略，如果察覺到病蟲害的分布出現(xiàn)變化或者出現(xiàn)新的病蟲害，無人機(jī)可以及時(shí)響應(yīng)并調(diào)整噴灑目標(biāo)和具體路線[5-6]。

2022年8月26日，在臨沭縣的麥田使用無人機(jī)高空噴灑農(nóng)藥，開展為期15 d的小麥病蟲害防治工作，實(shí)現(xiàn)防蟲、防病、調(diào)節(jié)生長(zhǎng)周期。此次作業(yè)共調(diào)動(dòng)

14架無人機(jī)，分別到15個(gè)村進(jìn)行噴灑作業(yè)，噴灑范圍達(dá)1 333.33 hm2，由專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)蟲害特點(diǎn)，挑選農(nóng)藥并使用無人機(jī)搭載機(jī)動(dòng)噴霧器進(jìn)行噴灑作業(yè)。作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，無人機(jī)在技術(shù)員的熟練操作下，靈活自如地在農(nóng)田上空飛行。隨著螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)，無人機(jī)升空作業(yè)，噴出的藥水均勻地灑落在農(nóng)作物上，旋翼產(chǎn)生的向下氣流有助于增加霧流對(duì)作物的穿透性，每株作物都能噴灑到藥水，農(nóng)藥的流失性小，防治效果更好。據(jù)縣農(nóng)機(jī)站工作人員介紹，現(xiàn)場(chǎng)噴灑作業(yè)的植保無人機(jī)可實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)噴，一架飛機(jī)每天可打藥20余hm2，不僅節(jié)省勞動(dòng)力，節(jié)約勞動(dòng)成本，還減輕了農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染，提升了農(nóng)業(yè)病蟲害防治效果。

4 結(jié)語

植保無人機(jī)在臨沭縣小麥病蟲害化控中的應(yīng)用，本身便是一項(xiàng)涉及諸多細(xì)節(jié)與技術(shù)要點(diǎn)的繁復(fù)性工作，要求相關(guān)人員從藥劑選擇與配置、作業(yè)環(huán)境的管理、氣象條件的把控、作業(yè)安全的維護(hù)等方面著手，踐行好相應(yīng)技術(shù)要點(diǎn)。把握好植保無人機(jī)應(yīng)用的相關(guān)實(shí)踐，可實(shí)現(xiàn)小麥病蟲害化控質(zhì)量與效率的協(xié)同提升，為小麥的高產(chǎn)栽培保駕護(hù)航。

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（責(zé)任編輯：劉寧寧）

收稿日期：2024-01-10

作者簡(jiǎn)介：王澤鋒（1971—），高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事主要糧食作物及蔬菜綠色防控技術(shù)推廣。E-mail：wang672603@qq.com。