植保无人机在农作物植保工作中的应用

覃庆福

广西来宾市象州县中平镇农业农村综合服务中心，广西象州 545807

农作物的生长过程中容易发生病虫害问题，通常农户会通过人工作业的方式喷洒农药进行防治，虽然可以一定程度上解决病虫害问题，但对环境和人类健康危害较大，且防治效果无法得到保证。植保无人机的应用过程中涉及较多新兴现代技术，包括远程操控技术、大数据传感分析技术、移动互联技术等，将其与现代农业技术有机结合，是现代农业发展转型的关键措施。将植保无人机应用于农作物植保工作中，可在减轻农户作业强度的同时，提升作业效率，促进农业现代化发展。

1 农作物植保中植保无人机的应用优势

(1)提升药物喷洒质量。植保无人机实际作业环节应用的是高雾化喷头联合地喷施量的方式，能够结合植保需求提前设置喷施高度、喷施速度，严格控制农药喷施量，从而降低农药残留对人类健康产生的影响。植保无人机桨叶转动时会产生旋风效果，从而向农作物根部喷洒农药，以获得更高的农药喷洒质量。

(2)提升农药喷洒效率。利用植保无人机开展实际作业时，不易受到地形限制，且无人机体积较小，便于携带，可通过汽车、农用车等将其运送到农田中[1]。相较于人工作业以及轮式机，植保无人机在农药喷洒速度上具有较为明显的优势，可有效提升作业效率，减少工作量。

(3)保证操控人员安全。传统农药喷施作业模式下，作业人员的身体健康会遭受危害。而应用植保无人机进行农药喷施时，操控人员只需根据实际需求进入起止位置及工作范围的位置即可。植保无人机的应用能够实现自动作业，工作人员可在安全区域内查看、调整植保无人机工作状态，避免作业人员与农药接触受到危害。

(4)具有良好的适应性。由于植保无人机体积小，在进行农药喷施时可适用于不同面积的农田地块，同时其作业环节可按照设定的路线开展实际作业，避免出现喷洒不全或重复喷洒等情况，提高喷洒效率。

2 农作物植保中植保无人机的应用

2.1 玉米中植保无人机的应用

玉米种植过程中，较为常见的病虫害包括锈病、叶斑病、蚜虫、玉米螟等。在玉米苗期与灌浆期应用植保无人机，能够获得良好的病虫害防治效果。其中，在苗期应用植保无人机可确保85%的病虫防治效率，灌浆期可确保65%的病虫防治效率，同时能够使玉米提升9.04%的产量。玉米生长至中后期，植株较大，地面机械作业难度大。特别是下雨后，田间泥泞，无法满足大型植保机械作业要求。应用植保无人机可及时开展病虫害防治作业，满足各种植保机械作业要求。植保无人机系统构成如图1所示。

图1 植保无人机系统构成

玉米螟为玉米生长过程中较为常见的害虫，在玉米喇叭口期危害较为严重。而这一时期，玉米长势强，不适合在地面行走施药。此时，应用植保无人机喷雾，可获得85.8%～93.3%的防治效果，获得77.8%～89.5%的虫口减退率。无人机飞行高度与冠层顶部相距1.0 m时，与人工喷雾方式相比，植保无人机的防治效果、喷雾穿透性以及虫口减退率效果更好。同时，植保无人机操作更加便捷，能够精准施药，主要是由于其飞行环节会产生气流，能够在叶片正反面均匀喷洒药物，提升药物穿透性，获得良好的防治效果。

此外，在玉米田间化学除草中应用植保无人机，也可获得良好的效果。通过无人机形成的气流，可以提升药物穿透力、附着力，同时还能加大附着面积，促进玉米对药剂的吸收，提升15%～25%的防治效果。

2.2 水稻中植保无人机的应用

水稻是我国农业中较为重要的粮食作物，水稻种植的土地较为分散。现阶段，水稻播种、插秧、收获时，已广泛实施机械化，有效提高了工作效率。然而，在水稻的化学防治方面，仍存在设备落后等情况，且采取人工防治的方式浪费了较多劳动力。当前，较多地区在水稻种植环节逐渐向产业化方向发展，注重药械开发，也更加重视水稻的病虫害防治[2]。

在水稻生长过程中，部分机械设备无法下田操作，而传统人工喷施农药的方式劳动量较大，且水稻农药防治效果不佳，无法获得较高的作业效率，喷洒环节也会对水稻产生伤害。因此，将植保无人机应用其中，通过精准的操作能够获得更好的病虫害防治效果，且劳动强度低，药物用量小，能够有效满足水稻病虫害防治需要。

无人机施药环节，需要将示踪染料作为基础，分析喷药环节雾滴的沉积情况，从而明确水稻冠层无人机施药雾滴的沉积分布规律。此环节能够发现，无人机飞行高度、飞行速度与雾滴沉降量存在较为密切的联系[3]。当飞行高度、速度提升时，雾滴沉降量会下降。喷洒环节会受较多的外界因素影响，此时需要重点分析作业参数对航空雾滴沉积分布情况的影响，并以此为基础，提升喷施效率，保证药液分配的合理性。航空喷雾环节，应重点设置水稻各个生长期的参数。水稻纵卷叶螟及水稻飞虱防治环节，将高度设置为3 m，能够获得更好的施药效果。

相较于传统担架式喷雾机，植保无人机能够获得更好的试药效果。同时，无人机具有较高的灵活性，在各种地形中均能良好适应，即便在丘陵地带也可获得良好的应用效果。进行水稻生长及病虫害情况监控时，无人机能够借助机载遥感设备，测定水稻叶片全氮含量，从而为农业发展提供技术支持。

3 植保无人机技术的发展现状及存在的问题

3.1 植保无人机技术发展现状

植保无人机是一种专用于农作物保护的无人驾驶飞机，主要的工作原理为通过地面遥控操作，喷洒药物。相较于传病虫害防治方法，植保无人机存在较为明显的优势。现阶段，我国应用的最常见的农业植保无人机为无人直升机，可有效应对我国地形复杂多变、存在多样的农业形式等问题。

当前我国在植保无人机研究方面仍处于发展阶段，喷施部件以及施药技术等方面仍有较大的完善空间。随着农村劳动力逐渐减少、土地流失速度逐渐加快，实施农作物保护机械化势在必行。此外，我国对于植保无人机的研究力度不断增大，其在未来会得到不断推广、普及。

3.2 植保无人机技术存在的问题

植保人机在农作物植保工作中有较大的应用优势，可以显著提高农作物植保工作效率，降低人工成本，但其应用过程中仍然面临一些问题。

第一，政策扶持力度不足。新时期环境下，同传统农机相比，无人机成本较高，通常植保无人机售价在5～20万元之间，不具备较强价格优势。当前，植保无人机扶持政策并不完善，政策扶持力度不足，导致无人机推广应用受到阻碍。

第二，植保方案缺乏科学性。部分地区虽然在农作物植保工作中引入了植保无人机，但是由于并未结合当地实际科学制定农作物植保方案，使得植保无人机的实际作用无法得到充分发挥，植保无人机工作效率不高。

第三，技术性能存在短板。由于植保无人机在我国发展时间相对较短，同发达国家相比，在植保无人机关键性能上仍存在较大的提升空间，在电池、控制系统等方面仍较为不足，影响植保无人机综合效能的发挥。

第四，专业人员不足。我国植保无人机应用体系并不完善，存在严重的专业人员不足问题。当前的工作人员并未掌握足够的植保无人机应用知识，存在失误操作等不良情况，影响了植保无人机的推广和应用。

第五，维修网点有待完善。近年来，我国农作物植保工作中，植保无人机应用技术水平不断提升，对植保无人机有了更高的需求量。然而，现阶段，全国能够进行售后维护服务的配套网点有待完善，数量较少，存在建设速度滞后的情况，同时服务网点存在维修人员数量少、基础设施不完善等情况，未能很好地满足植保无人机维修需求。植保无人机应用环节，还存在由于设备故障或操作不当导致的炸机情况。因此，相关部门应重点建设维修网点，不断增加维修网点数量，从而为植保无人机购买人员提供维修保养服务，使植保无人机更加安全、可靠。

4 农作物植保中植保无人机应用的优化策略

4.1 加大政策扶持力度

第一，政府部门需要在农用机械补贴名录中，引入植保无人机，对于购置植保无人机的农户，给予其相应补贴，提升用户购买积极性。

第二，对通过植保无人机开展植保服务的公司，应为其提供相应补贴，以促进植保无人机市场化发展。

第三，加大财政资金利用效率，统筹整合现有财政资金资源，积极推进农作物病虫害综合防控示范区建设。

第四，针对农作物种植，重点探索统防统治示范推广机制，并构建完善的补贴机制，在农村合作社、农业生产服务企业的带动下，使小农户参与到农作物统防统治中，逐步实现病虫害全程统防统治与绿色防控的规模化实施、规范化作业[4]。

第五，政府部门根据现阶段社会具体情况，制定出针对植保无人机、与实际相符的行业标准与技术规范，以此对植保无人机生产标准加以规范，有效促进植保无人机的应用与推广。

第六，由于植保无人机为航空作业，涉及相应航空法律，为促进植保无人机的应用发展，需要出台完善的农用植保无人机法律法规，进一步规范植保无人机操作。

4.2 科学制订植保方案

植保无人机属于新兴产品。在植保无人机研发环节，研发人员需要充分考虑对其应用的场所、要求，从而为广大农民农作物耕种提供质量保证，确保所应用的方案有理可循，提升农作物种植质量的同时，有效扩大种植范围。

由于植保无人机应用的成本较高，且对操作人员的专业技术要求较高，应科学制订植保方案。应严格根据使用地区实际情况及植保要求制定方案，并根据实际方案，科学应用植保无人机开展农作物植保工作。一方面，规范植保无人机使用；另一方面，提升农作物植保工作效率，充分发挥植保无人机的作用与价值。

4.3 加强植保无人机的性能研制

第一，重点应用大容量续航电池。植保无人机主要通过蓄电池满足续航需求，因此植保无人机的工作效率直接受蓄电池最大工作时间的影响。因此，可借助蓄电池融合与性能提升的方式增强植保无人机应用性能及效果。

第二，优化与完善植保无人机设计方案[5]。进一步优化植保无人机结构设计方案，使植保无人机在使用环节具有较强的障碍物躲闪能力、自我保护能力，并且具有良好的自主飞行性能。注重无人机人工智能化研究，不断提升植保无人机的使用性能。

第三，重点做好农业生产部门指导管理工作。现代农业发展环节逐渐向规范化、集约化方向迈进，对植保无人机的应用管理也逐渐向规范化方向迈进。因此，必须强化农业生产管理部门管理，使其能够在政府功能的利用下，强化与无人机研制企业的合作与沟通，促进资金与技术资源良性互动，实现创新发展，从而有效提升药液喷洒精准度。

4.4 加强专业人员培训

操控人员是植保无人机的主要使用者，其专业能力水平会直接影响植保无人机使用效果、保养、维修质量等。农业现代化发展下，植保无人机应用已成为农业发展的关键手段，对专业人才的需求量也逐渐提升。

因此，相关企业应做好专业人员培训工作，提高操控人员植保无人机理论知识水平，并加强其实践技能水平，使技术人员具有较强的操控能力，能够在日常工作中进行植保无人机的保养维护与故障处理，从而高效应用植保无人机[6]。做好专业型人才队伍建设工作，注重创新人才发展。

4.5 构建专业服务网点

若想进一步提升植保无人机应用效果，相关企业应将植保无人机维修服务网点建设工作放在重要位置，不断扩大整体规模，增加植保无人机维修服务网点数量，并配置足够的专业维修人员。同时，还应使维修网点工作人员具有较强的专业水平及职业素养，在工作中能够对植保无人机进行科学维修。此外，应通过引入先进的配置，使植保无人机在农作物植保工作中更加稳定、安全，为植保无人机应用提供支持。

4.6 注重工作安全

由于植保无人机承装的药液浓度较高，药液喷洒的固有轨迹会受到风向、湿度及天气等不确定自然因素的影响，无论是人体还是机械设备均会面临药液灼伤的危险。因此，植保无人机操作人员需要加以注意，操控植保无人机时，需要佩戴安全帽、防护服等基本装备，将植保作业可能造成的损失降至最低，保障植保无人机操控人员安全[7]。

4.6 加大数量投入

农业经营者应进一步加大投入数量，从而使植保无人机实现对农作物病虫害的有效防护。植保无人机制造方，若想加大植保无人机的数量投入，应将关注点放在无人机生产成本降低上，通过积极引入先进的技术，优先使用本土无人机技术，并在无线定位等技术应用下，最大程度上降低植保无人机制造成本，并保证无人机质量，从而降低农业经营者的经济压力[8]。政府部门应注重植保无人机技术，强化财政补贴，保证农业经营者可以加大植保无人机投入数量，并通过补贴方式，使政府与农作物经营者形成良好的关系，促进植保无人机发展的同时，增多农作物植保工作中植保无人机的应用数量。

5 结束语

植保无人机在农作物植保工作中发挥着重要作用，有助于促进我国农业现代化、智能化发展，因此，应在农作物植保工作中强化植保无人机技术的应用。当前植保无人机发展中仍面临一些问题，需要通过加大政策扶持力度，科学制定植保方案，加强性能研制和对专业人员的培训等方式，提升植保无人机使用效果，促进农作物植保工作高质量开展。