农用植保无人机枸杞病虫害防治效果分析

沙玉峰

（中卫市沙坡头区兴仁镇人民政府，宁夏 中卫 755000）

0 引言

随着农业供给侧结构性改革的推进，农业资源资产不断整合，农业产业不断优化升级，以种植大户、家庭农场、农民专业合作社等为代表的新型农业规模化经营主体逐渐形成，其对高效农业物质装备的需求越来越迫切。笔者主要种植的是枸杞，而在枸杞园管理中最重要的一项内容基于是更好的枸杞病虫害防治。枸杞产量的高低、质量的好坏，虽然与品种、肥料关系密切，要实现安全、优质、高产的目的，关键取决于病虫害的防治水平。为了提高枸杞病虫害的防治水平做出了很多的尝试，目前来看借助农用植保无人机对枸杞的病虫害进行防治的效果比较显著，因此，本文对农用植保无人机的应用优势以及精准施药技术研究的进展进行深入的研究，并对农用植保无人机防治效果较好的几种常见枸杞病虫害进行说明，同时对农用植保无人机的发展趋势进行分析。

1 阐述农用植保无人机

植保无人机作为一种新型农业器械，在使用和普及过程中不可避免地出现一些问题。一是植保无人机没有成熟、可靠的机型，都存在设计缺陷，尤其发动机依赖国外，续航时间短，飞控系统不过关。二是售后服务不到位，机器配件更换成本高。三是植保无人机没有统一用药行业标准，配套的施药技术和喷洒系统不过关，容易出现药量过高过低和效果差等问题。四是准入门槛不高，技术培训难度大，购买容易，操作难。五是植保无人机专用药剂不配套，一些作物无法作业。

在枸杞种植过程中，一直都存在病虫害的身影，这也导致枸杞的产量偏低，想要实现枸杞产量的提升，就需要做好病虫害的防治工作，而现今的病虫防治仍然有很多的缺陷亟待解决，为了将病虫害的防治效果提升，现采用农业植保无人机。

2 农用植保无人机的应用优势

2.1 工作效率高

传统农药喷施机械在作业形式、施药量等方面都存在一定限制，这在一定程度上导致农作物病虫害防治工作效率较低。农用植保无人机属于防止农作物受灾的高科技、高效率设备。在实际作业环节，技术人员只需要在设备上设定相关参数，就能够实现对病虫害有效防治，并且通常情况下不需要耗费过多的劳动力，可在一定程度上帮助农户节省人力成本。此外，技术人员还可对无人机进行远程控制，只需要对其发送相关指令即可有效调节和控制无人机实际飞行状态，精准控制无人机的具体工作模式。

2.2 适应性好

无人机应用范围较广，适应性好，如在山地、沼泽等传统农机具无法进入作业的地区，均可通过无人机开展作业。植保无人机正式投入使用前，技术人员先根据农田的实际情况对工作参数进行设置，无人机接收到相关指令后就能够对农作物展开自主防治作业。

3 农用植保无人机精准施药技术的研究进展

3.1 航空静电喷雾技术

航空静电喷雾技术主要是指通过感应式、电晕式及接触式等充电形式促使雾滴携电，基于高压静电影响下，带电药液可主动附着在农作物的正反面靶标，实现吸附目的。静电喷雾可充分发挥施药量降低、飘移减少等优势，能够高质量解决植保无人机在施药方面的技术问题，确保施药的精准性。

现阶段，我国尚缺乏详细的无人机静电喷雾技术的规范使用说明，并且不同技术人员选择的参数、旋翼数量及机型都有所不同，这在一定程度上导致研究成果缺乏可借鉴的意义。当前，研究人员应重点关注无人机的延续性和基础性试验研究，重点解决飞控协调性弱、播撒、静电系统及载重等基础性问题，将雾滴带电的单一技术向系统整体研究方向转变。

3.2 农药变量喷雾技术

变量喷雾技术主要是先对农作物具体情况进行分析，然后有针对性地调整施药方式和施药量，以最少的喷施量获得最佳的防治效果。该技术在实际应用中通常涉及执行指令感知、数据控制与处理、信息获取等技术。目前，变量喷雾技术的应用有两种类型，一种是基于处方图，另一种是基于实时感知。基于处方图的变量喷雾技术是按照农田信息的分析结果调整作业模式，而基于实时感知的变量喷雾技术则是在作业期间实时获取农田信息，然后对信息进行快速判断并实施变量喷雾。相关研究显示，变量喷雾与以往传统的喷药方式相比可节约60%的药量。

我国部分学者对航空变量喷雾技术进行了探索性的深入研究。2014年，我国研究人员就利用PWM技术对无人机的农药载量进行控制，然而此次变量喷雾技术研究缺乏与作业参数的有效结合；2017年后，技术人员开始研究自动匹配施药流量和飞行速度的动态施药变量系统，然而缺乏对控制效果和算法的深入研究；2019年以来，有学者对植保无人机对施药的均匀性与飞行速度之间的关系进行研究，设计了PID自适应变量喷雾技术系统；在最新研究中，技术人员还对基于处方图的变量喷雾技术进行了实时解译，进一步丰富了变量喷雾技术的理论依据。现阶段，我国在变量喷雾的精准施药领域还处于起步探索期，提高植保无人机在农业领域的变量喷雾技术应用效果，进一步改善当前植保作业的困境，是广大农业学者所面临的挑战。

3.3 雾滴飘移控制技术

雾滴飘移包括蒸发飘移和飞行飘移两种，是施药作业过程中农药随着空气向非目标运动的一种现象。农药飘移会导致严重的环境污染问题，甚至还会对蜜蜂养殖、人体健康带来不同程度的影响。因此，研究人员需要对雾滴沉积和飘移的影响因素进行深入研究。现阶段，研究人员深入分析了助剂类型和喷雾参数对农药沉积分布的影响。此外，研究人员还通过风洞环境模拟无人机的喷雾作业，分析喷雾助剂、雾化喷头对喷雾飘移的最终影响。对各种因素下产生的农药飘移、雾滴飘移的规律进行深入研究，有助于加大环境保护力度和提高农药的整体利用率。一般情况下，农药雾滴的沉降和滴落都会受到不同因素的制约和影响，所以其实际运动状态有不稳定、不确定的特点。因此，要想实现对农药雾滴实际运动状态的深入了解，还需要利用数学模型完成相关计算。对于沉降和运输的研究，主要是利用实验室的相关软件对喷雾过程进行有效模拟，然后利用计算机模拟无人机的航行路径。在此过程中，研究人员能够清晰识别气流速度、雾滴的实际蒸发速度及沉降速度等。

4  常见枸杞病虫害以及农用植保无人机的防治效果

利用互联网搜集相关资料并与多位经验丰富的种植人员进行交流和讨论，同时结合笔者的种植经验发现，现今枸杞种植中常见的病虫害有蚜虫、木虱、锈螨、4.4.1枸杞蚜虫

属于蚜科，也被称为绿蜜，或是蜜虫，相对来说枸杞蚜虫的危害期较长，同时还具有繁殖快的特点，也因此成了枸杞生产中需要重点防治的害虫。枸杞蚜虫主要集中在嫩梢、花蕾以及幼果上，这些部位汁液丰富，枸杞蚜虫大量吸取这些部位的汁液，导致枸杞的枝梢严重弯曲和收缩，甚至出现停滞生长的情况，以及花蕾脱落，这些情况的发生会阻碍枸杞幼果的成熟，及时幼果成熟了也会出现不能正常膨大的情况。除此之外，一旦不及时进行治疗就会导致枸杞的叶片被蚜虫的“粪便”大面积覆盖，甚至是全覆盖，使得枸杞叶片呈现起油以及发亮，会导致枸杞叶片的光合作用受到极大的影响，甚至无法进行光合作用，长此以往，枸杞的植株会出现大量落叶、落花、落果的现象，这也是植株早衰的特征，大面积地出现植株早衰就会极大地影响枸杞的产量。

4.2 枸杞木虱

属同翅目，木虱科，又叫猪嘴蜜、黄疸，成虫黑褐色，似小蝉体长2mm。木虱在长成成虫后有独特的口器，呈刺吸式，能够很容易地刺入枸杞的嫩梢，进入叶片的表皮组织，将树液吮吸出来，导致树势衰弱。一旦不及时进行防治，成虫繁殖数量过多，木虱就会将老叶、新叶、枝等部位的树液吸食殆尽，如果是树龄在一到两年的幼树很容易造成死亡，同时还会在树下留下灰白色的粉末，也就是它的粪便，从而进一步地造成整树的树势出现严重的衰弱，从外表看有明显的表象，比如叶色变褐、叶片枯死等，这些都会造成大幅度的减产，以及质量的严重降低。4.3枸杞锈螨

最早是在20世纪的80年代发现的，经过鉴定是锈螨型的瘿螨新种，是对枸杞的产量和质量有着极大影响的害螨，它主要分布叶片背面基部主脉两侧，自带口针，同样靠吸食叶片的汁液生存，主要的方法是将口针刺入叶片，一旦不及时防治就会导致叶片中的营养成分严重缺失，导致叶片的光合作用受到严重的影响，从而造成叶片变硬、变厚、变脆等问题，同时叶片的弹力也会极大地减弱，另外，光合能力的极度下降还会导致树叶提前脱离，脱落的叶子从外观上看也会呈现铁锈色，这也是被称为锈螨的原因。另外，在出现叶片提前脱落的时候，同时还会伴有大量的落花、落果，造成严重减产。

4.4 枸杞负泥虫

枸杞负泥虫，又叫十点叶甲，受到负泥虫侵害的叶片表面会出现孔洞，同时在边缘还会形成缺刻，如果任其发展不进行治疗，一旦负泥虫泛滥就会把全叶的叶肉都吃光，只剩下叶脉，导致植株的生长受到严重的阻碍，同时也会对枸杞的产量造成严重的冲击。经过资料查阅发现负泥虫的发生存在差异性，在老产区的发生概率相对较小，有的会间歇性地发生，但是大概不会发生，与之相反的是枸杞的新发展地区，发生的频率很高，可以说是常发性的，尤其是荒漠的新发展地区发生得更为频繁。

目前使用较广、效果较好的防治办法还是农药喷洒，传统的农药喷洒方式面积小、工作时间长、需要投入大量的人力和时间，因此为了提高农药的喷洒效果，提升效率，将植保无人机运用到了农作物防治中，也因为植保无人机的优势以及精准的施药技术，实现了枸杞等植物的病虫害防治效果的大幅度提升，为枸杞等植物的生长保驾护航，也为枸杞的产量和质量提供了保障。

5 农用植保无人机的发展趋势分析

5.1 研发稳定安全的移动操作平台

进入智能化时代，植保无人机的智能化操控成为主要的研究方向。工作人员可利用移动端App对无人机进行操控，能够对其进行虚拟摇杆、导航定位、航线规划及上升悬停等操作，还能够有效解决无人机障碍物感知和躲避等问题。基于此，积极研发更成熟、安全并且稳定的移动端操作平台，能够进一步提高植保无人机的使用效率。

5.2 精准施药技术

减少环境污染、降低农药残留并提高农药利用效率是当前植保无人机的发展趋势，通过精准施药技术研究，可将无人机的优势进行放大。而当前研究人员需要面临的难题就是如何通过变量喷雾方式提高喷药技术的精准性，并开发出高效、智能的遥感系统进行实时监测。将无人机与遥感技术相结合，能够以空间图像的形式分析病虫害状况、农作物营养和生长状况。我国在遥感器领域的研究已经取得较大进展，未来在农用植保无人机施药技术方面会有更大的应用和发展空间。

5.3 提高航行时间和加大载药量

植保无人机在使用过程中普遍存在承载量小、航行时间短等问题。随着土地流转增加，市场对高航行时间、高运载量的无人机需求量会越来越多。因此，对无人机飞行时长和载药量进行有效改善，可全面提高无人机在农作物灾害防治方面的作业效率。

6 结语

农用植保无人机是一种高科技农业设备，就现阶段而言，农用植保无人机具有明显的应用优势，以及良好的发展前景，处理在枸杞病虫害防治效果上优于其他防治手段，还能够适用于其他农作物的病虫害防治中。基于此，农用植保无人机应用于农业领域是发展的必然趋势，不可忽视其使用价值。