农业植保无人机发展现状及趋势分析

徐海刚

摘 要 无人机属于高科技设备，合理应用在农业植保领域能够显著防治病虫害，保障农作物的健康生长。积极研究农业植保无人机的实际发展情况，可以为现代农业发展提供良好支持。基于此，分析农业植保无人机的内涵，介绍了植保无人机的优势特点，并根据农业植保无人机发展现状，展望了无人机未来发展趋势，为农业植保无人机的长远发展和推广应用提供一定借鉴。

关键词 农业植保;无人机;发展趋势

中图分类号：S252.3 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.29.082

农业是我国经济建设的重要基础，粮食安全是保障经济安全、国家安定的前提。农作物生长过程中，不可避免会受到病虫害的影响，想要保证农作物正常发育和生长，促进粮食增产增收，需要注重采用科学合理的植保手段。农业植保领域加快提高施药技术手段，推广施药装备的机械化，可以在很大程度上增强病虫害防治能力，更好保障粮食安全，促进农业稳定增产。农业植保无人机已经逐渐成为当前病虫害防治的主要手段，拥有广阔的发展前景。

1 农业植保无人机的基本情况

植保无人机还被称为无人飞行器，是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，包含喷洒机构、导航飞控以及飞行平台，在导航飞控、地面遥控的支持下，达到喷洒作业的目的，可以面向农作物喷洒药剂、粉剂等。农业植保无人机主要是为开展农作物病虫害防治工作而使用的高科技设备，实际应用中可以显著增加农作物产量，保护农作物生长环节不受到病虫害的影响，还可以针对农药喷射量加以精准控制，促使不同农作物都拥有合适的用药量，避免农药残留[1]。

农业植保无人机实际应用过程中，显现出较多的优势，具体表现在以下3点。1）节约大量资源。农业植保无人机属于高科技设备，操作人员只需要设定好相关数据，不需要加以直接操作，就可以大幅度节约人力资源，安全系数较高，避免操作人员受到农药的伤害。2）精准施药，避免农药残留。农业植保无人机可以采用自动喷洒的模式，从农作物具体种类出发，喷洒不同浓度的农药，精准化控制好农作物需要的药量，有效提升了农药喷洒效率。这一手段可以有效控制好各类农作物需要的农药量，适应农作物的生长需求，避免农药残留，减少损害农作物的现象，且避免浪费水资源、污染土壤的情况发生。3）拥有良好适应性。农业植保无人机可以快速适应不同的工作环境，发挥自主模式的作用，减少人力资源在崎岖环境受到的限制。

2 农业植保无人机发展现状

2.1 常用类型

我国对农业植保无人机的研究起始于20世纪50年代，60年代逐步研制相关设备的生产与应用，发展进程较为缓慢，随着科研能力和研制技术的发展，农业植保无人机也取得良好的推广效果。然而相较于国外对于农业植保无人机的应用，国内现阶段应用范围还不够广泛。当前国内用于农业植保的无人机，主要集中在单旋翼、多旋翼无人机方面。单旋翼无人机能够承载大约15 kg的药量，最高可以3.6 m·s-1的速度连续作业26～40 h，还能够保持着自动悬停的状态，并对农作物的具体种类、喷洒轨迹加以观察。多旋翼无人机的载药量可以达到5.0～8.0 L，作业速度最高能够达到6.0 m·s-1，在载药状态下能够连续飞行25 min。这类无人机运行中，能够按照自身电量、载药量，规划好飞行航线，准确判断气象信息，实现植保作业的节能化、精准化、智能化和高效化[2]。

2.2 研究成果

国内相关专家学者深入持续研究农业植保无人机的研制和生产、应用技术，取得显著成果，包含对口设计低空飞行、高效与均匀喷洒、低量等方面要求，调整喷嘴部分，试验电动离心喷头性能。在农业植保无人机实践运用过程中，逐步改善和优化农业植保无人机的喷雾高度、雾化盘转速以及喷嘴流量等，合理缩短作业时间，控制农药使用量，提升病虫害防治效果。

2.3 应用挑战

农业植保无人机应用环节中面临一些挑战。1）无人机造价较高。农业植保无人机还处于开发阶段，造价较高，农民使用农业植保无人机技术需要承担高额的费用，国家在推行和实施农机补贴政策方面不够先进和完善。2）农业植保无人机对于操作技术能力提出较高要求。高效操作农业植保无人机需要工作人员具备一定的电子科技知识和高级技术操作能力，然而现实工作中较为缺乏专业性的操作人员，操作人员不熟悉操作环节，容易导致无人机产生故障。3）操作人员培训效果不佳。很多地区投入农业植保无人机，没有面向操作人员开展全面系统的培训活动，操作人员多是依靠自身理解自行操作。从事农业植保无人机工作的操作人员数量较少，且分散分布，无法接受统一的培训，影响到无人机使用的安全性。

3 农业植保无人机的发展趋势

农业对于国家经济建设和社会发展都具有重要影响，合理开展农作物病虫害防治工作，是保障农业生产建设活动顺利开展的有效前提，这其中积极引进农业植保无人机，能够起到显著效果。在未来农业发展中，农业植保无人机拥有广阔的发展前景。

3.1 确保无人机的稳定成熟操作

未来开发拓展、广泛应用农业植保无人机的过程中，要能够切实掌握这一技术的发展趋势，发挥智能化设备的优势和价值。保证农业植保无人机在具体应用中具有较高的操作效果，主要是保证其操作具有安全性、稳定性和成熟性。1）合理设置好农业植保无人机的移动终端平台，使其整体功能都处在成熟、安全的状态中，科学规划好农业植保无人机的实际工作环节，保障无人机的正常运行，提升自主飞行效果。2）有效强化无人机的功能设置和运用。在无人机自主飞行过程中，促进无人机能够结合自身状况和地形情况，自行规划好航线，发挥上升、悬停、虚拟摇杆操作等功能，提升无人机的整体应用安全性和可靠性[3]。

3.2 精准把控无人机施药技术

提升农业植保无人机的智能化优势，还要精准控制无人机的施药过程。全面分析各个区域内部的农作物、气候以及地势情况，精准控制好农作物的施药过程，随时动态分析施药环节。同时还要实时监控好喷药的漂移、分布状况以及雾滴沉积，借助于傳感器系统、图像处理系统，观察和总结农作物的生长情况，从而不断优化农业植保无人机的开发和应用，提高农药的利用效率，避免农药残留，减少污染环境的情况发生。

3.3 优化蓄电池

强化蓄电池的应用效果，更好地发挥动力作用，保证无人机的续航时间。无人机生产企业要高度重视蓄电池的性能和容量，全面结合农业植保无人机的具体应用方向和设计方案，合理优化蓄电池，控制好飞行速度，避免障碍物给无人机造成不良影响。

3.4 合理应对发展挑战

3.4.1 发挥政府的扶持作用

政府要加大关于农业植保无人机的扶持力度。1）要给予相关生产企业科研支持，加强技术、资金以及政策方面的支持，促进生产企业持续深入开展研发活动，不断降低无人机的成本造价。2）政府要强化政策扶持的作用，合理推广农机补贴政策的实施，带动农民参与到农业植保无人机的推广和使用中。

3.4.2 加强操作人员团队建设

保障农业植保无人机的正常运用，需要有大批高水平操作人员作为支撑。积极开展操作人员培训工作，能够良好提升操作人员的专业能力和实践操作水平。1）地方政府重视无人机操作人员培训工作，定期选派技术人员加以定向培训，或者集中开设培训班活动，给乡镇操作人员创设统一的学习机会。2）发挥无人机制造企业的指导作用。生产企业可以配备好专业性的指导技术视频，全面细致讲解无人机的具体操作流程，给操作人员提供充分的视频指导，强化操作人员的知识应用能力。3）生产企业还可以选派专门人员进行上门讲解，规范操作人员的具体行为和流程，尽可能降低无人机的故障率，延长其使用寿命。

4 结语

农业植保無人机在现代农业生产建设中具有积极影响，能够有效提高农作物的生产效率和质量，避免农作物受到病虫害的为害，具有良好适应性，可以节约大量资源，精准施药，减少农药残留。现阶段，关于农业植保无人机的研究已经取得显著进展，也不可避免地面临一些应用挑战，在未来推广应用中，要能够全面顺应农业生产发展需求，持续研发无人机，提升其整体应用水平。

参考文献：

[1] 袁玉敏.农业植保无人机高精度定位系统研究与设计——基于GPS和GPRS[J].农机化研究，2016，38（12）：227-231.

[2] 王军，吴修文，吴乃刚，等.农业植保无人机的发展现状与问题思考[J].农业开发与装备，2019（2）：84-85.

[3] 高云飞.植保无人机，或将成为推动农业植保升级的“蒸汽机”[J].中国农村科技，2016（4）：52-55.

（责任编辑：赵中正）