植保无人机在临沭县小麦病虫害防治中的应用

摘 要 小麦作为我国第一大粮食作物，同时是山东省临沭县最主要的经济作物之一。在当前大力倡导乡村振兴及粮食安全战略的政策背景下，小麦高产栽培的重要性愈发凸显。将植保无人机应用于小麦病虫害化控中，可大大提升病虫害防控的效率与质量。为给小麦的高产栽培保驾护航，以临沭县为例，对小麦病虫害化控中植保无人机的应用展开研究，包括药剂选择与配置要点、作业环境的管理要点、气象条件的把控要点、作业安全的维护要点。

关键词 小麦；病虫害；化控；植保无人机；山东省临沭县

中图分类号：S252+.3 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.04.036

临沭县位于山东省东南部，地理坐标北纬34°40′～

35°06′、东经118°26′～118°51′。其地势北高南低，东高西洼，县境东部和北部为低山丘陵，西部沭河沿岸为冲积小平原。临沭县属于暖温带季风区半湿润大陆气候，寒暑交替，四季分明，春季温暖，光照充足；夏季湿热，雨量充沛；秋季清爽，气候宜人；冬季较冷，雨雪稀少，其优越的地理位置适合小麦的栽培。近年来，各式各样的前沿农机、先进农技给农业生产带来了显而易见的便利。在此背景下，植保无人机在临沭县小麦病虫害防控方面的应用也愈发普遍。

1 临沭县小麦病虫害现状

2022年，临沭县3 847.76 hm2小麦进入抽穗扬花期，同时是预防小麦条锈病的关键时期。临沭县青云镇积极抢抓防控节点，严格落实“带药侦查、打点保面”防控策略，全力将小麦条锈病等危害降至最低，确保夏粮丰产丰收。同时，青云镇高度重视，积极组织开展小麦病虫害防控工作，确保全镇0.53万hm2夏粮丰产丰收。镇里组织召开专题会议，广泛宣传小麦条锈病、赤霉病、蚜虫的危害及防控要点。分管领导、农技人员深入田间地头，切实加强监测预警，及时准确掌握病虫害发生动态，详细讲解防控技术。各村居通过广播、微信群通知、发放明白纸等多种形式，提高农民主动防治意识，发动农民群防群治。种粮大户、科技示范户率先行动，采取人工喷药与飞防相结合的方式，全力加快防控进度。该镇4架植保机同时飞防作业，目前飞防面积已超过0.13万hm2。

小麦条锈病属于典型气流传播的流行性病害，具有突发性强、蔓延速度快、成灾威胁大的特点。青云镇面对临沭县严峻的小麦生产形势，采取“发现一点、防治一片”的预防措施，出动农技人员14人次，深入田间地头，给予农民科学解答和药物指导；派出农业宣传车3辆，普及防治技术；出动无人机20架，实施小麦“一喷三防”，8个工作区同时飞防，节省劳动力和作业时间。

2 植保无人机应用技术要点

2.1 药剂选择与配置要点

1）喷雾型药液的选用。考虑植保无人机通常通过喷雾的方式作业，水基药剂的选用很是关键。可选用水乳剂、水剂、乳油等类型的药剂，以确保喷洒作业的有序推进，避免对无人机喷头造成损伤[1]。2）毒性药剂的选择。植保无人机在高空作业过程中难免会出现一定程度的药液飘散，因此不能使用毒性强的药剂，以保障地面工作人员的安全，剧毒药剂诸如百草枯、克百威等必须避免使用。3）做好配药安全措施。在稀释和配液过程中，必须严格地依循配药安全标准和相关规范操作来进行，并确保操作人员已经充分做好个人防护。配药场所应选在相对开阔的位置，尽可能地规避意外的出现。以临沭县春小麦栽培为例，若是小麦在拔节期出现纹枯病，通常可以选用15%三唑酮溶液、5%井冈霉素等，每7 d以植保无人机在田间进行1～2次喷洒操作，持续喷洒3次即可[2]。在平时的管理中，临沭县植保部门应当立足当地小麦病虫害的常见类型、流行趋势、暴发特征，有侧重性地拟定与之相应的植保无人机作业方案，做到因地制宜，并使用绿色、环保、高效的药剂。

2.2 作业环境的管理要点

1）做好土地规划与部署。在正式作業前，工作人员需要对作业区域内的土地规划与部署状况有一个细致的了解，确保无人机作业路径可以顺利避开障碍物，避免碰撞问题的出现。2）注意飞行高度的控制。一般而言，无人机的实际飞行高度保持在1.9～2.5 m即可，以确保无人机作业的有序性，同时确保药液喷洒的均匀性与全面性。3）观察植物的耐受性，在决定使用无人机之后，要拟定完善的作业方案，仔细调研周边环境，观察作业区域周边有没有种植对喷洒药液无法耐受的植物，以防药液偏移给这些植物带来不良影响。4）注意调研周边生态，了解四周有没有猪场、水库、鱼塘等设施，以防威胁到人类、动物的生命健康。若无法避开，则需要事先了解所使用的药液会不会危及人类与动物的健康，若存在风险，即刻停止施用或采取必要措施以保护周边生态。5）控制好飞行速度。考虑植保无人机需要高空作业的基本特征，最好将其飞行速度保持在2～7 m·s-1，若是速度太慢，会影响喷洒的均匀性；速度太快，则会加大药液的飘逸量，影响实际防控效果。

2.3 气象条件的把控要点

植保无人机需要维持一定的高度开展药液喷洒作业，气象条件是影响最终作业质量与效率的重要因素。在临沭县通过无人机进行防治的农业实践中，气象条件方面主要把握以下要点。1）风力因素。风力是决定无人机作业效果的直接条件，风力一旦高于3级（包括3级），在喷洒药液时无人机会出现位移，影响喷洒效果，因此最好在2级及以下的风力状态下作业。2）风向因素。除了风力大小外，风向同样不能忽视，喷洒的药液往往会被风带至下风口处，因此要提前调查下风口附近有没有不能耐受所选药液的植物，有的话要即刻停止喷洒，以防对其造成侵害。除此之外，在喷洒除草剂时，需要提前在作业区域设置好安全围栏，尽量避免药液随风偏移；在进行作业时要及时调整无人机的飞行角度和航向，最好同风向平行，以更好地避免药液偏移的问题。3）温度与湿度因素。温度与湿度这2个因素如果把控不好，会直接妨碍正常的药液喷洒操作。以温度为例，过低或过高都不利于药效的常规发挥，保持温度在15～30 ℃的范围内是比较理想的状态。湿度方面，一般而言，植保无人机作业的适宜湿度为30%～80%，即便下压风场能够将小麦植株表面的水滴吹落，但在湿度过大的状态下依旧不适合作业，否则将引发药害问题或致使药效无法发挥[3]。

2.4 作業安全的维护要点

除了上述技术要点外，为确保植保无人机作业的安全性，还需要从多视角切入，做足相应的准备措施，相关要点如下。1）检查设备。在正式开始作业前，务必要对无人机及相关设备进行细致到位的检查，确定机械电源处在足量状态，且其他各部件也可以正常运作。2）检测信号。在无人机起飞前，需要进行必要的信号检测，确保无人机与遥控器之间的信号可以顺利连接，减少信号丢失和出现干扰的风险，以免作业期间发生意外。3）观察天气。在作业前还要留意天气状况，特别是雷雨天气，切忌强行作业，确保作业环境的安全性，以免雨水渗入无人机内部，导致机械失灵。4）规范作业区域。在操作过程中，必须确保无人机在规定的作业范围内，且这一范围内没有其他正在开展的同类型的田间作业，以避免意外发生。5）控制飞行高度和距离。控制好安全飞行高度并保持一定距离，通常为5～10 m，确保植保无人机不会接触到田间障碍物，减少意外碰撞和损坏的风险。6）观察和检测。在整个操作过程中，工作人员应时时留意无人机的状态，包括喷洒状态和喷头堵塞情况，一旦察觉有问题，即刻停止作业，并进行必要的清理或维修。7）恢复设置。在作业顺利结束后，要将无人机及相关设备及时恢复至原始状态，如关闭好电源、清理好喷头等，以减少再次使用时出现意外的可能性[4]。

3 病虫害防治具体实践

3.1 基本步骤

1）数据收集。植保无人机可以通过摄像头、传感器等，收集多个方面的田间数据，包括病虫害数据、环境数据、小麦生长数据等，以及病虫害的发生情况、严重程度及气象条件、土壤湿度等信息。

2）数据分析。收集到的数据可以利用数据分析方法加以处理和解读，借助数据分析技术，如机器学习算法、统计模型等，对数据进行挖掘和建模，探寻数据中的模式和规律，并从中提取有用信息。

3）模型建立。基于数据分析结果可以着手建立数据模型，用于预测病虫害发生趋势、小麦生长状态及环境因素对小麦产量的影响等。数据模型可以为农户提供决策支持，帮助他们制订更有效的病虫害防控策略和麦田管理方案。

4）决策支持。经过上述步骤的分析，农户可以由此获取到更为精准、客观的麦田信息，并以此为依据调整并优化病虫害防治、施肥、灌溉等麦田管理决策。

3.2 病虫害的监测与预警

植保无人机在小麦病虫害的监测与预警中有着广泛且有效的应用，其可以提供高分辨率的图像数据和实时性的监测信息，帮助农户及时把握病虫害情况，做出更为精准、科学的决策，以保护小麦的健康。植保无人机可以搭载高分辨率的摄像设备，通过航拍技术对小麦田进行全面的监测，它可以捕捉到病虫害的早期迹象，如病斑、虫口、虫粪等的图像，处理后的图像可以被用来进行病虫害的识别和分析。通过图像上的病斑、虫口、虫粪等特征，可以识别出潜在的病虫害问题，将这些数据与历史数据或相关病虫害数据库加以对比，以帮助确定病虫害的具体类型和严重程度。此外，结合植保无人机航拍得到的图像数据，可以绘制麦田病虫害分布图，这些图像可以反映病虫害的分布密度和程度，为农户提供更精确的信息支持，帮助他们拟定防治决策，实施防治措施。

3.3 病虫害防治

1）监测病虫害的分布情况。通过无人机的病虫害监测功能，收集麦田当中的病虫害分布数据，这些数据可以指导无人机的喷洒位置与数量。2）智能喷洒设备调整。无人机携带智能喷洒设备，可以根据监测得到的麦田病虫害分布情况改变喷洒位置，以确保药液准确喷洒到发生病虫害的区域。3）药物的精准施用，通过调整喷洒设备，无人机能够实现精准施药，参照病虫害分布密度与严重程度，调整药液喷洒的浓度与速度，最大限度地减少农药的使用量，避免浪费，提高防治效果。4）实时性的监控与调整。在喷洒过程中，无人机可以通过实时监控和图像分析，调整喷洒策略，如果察觉到病虫害的分布出现变化或者出现新的病虫害，无人机可以及时响应并调整喷洒目标和具体路线[5-6]。

2022年8月26日，在临沭县的麦田使用无人机高空喷洒农药，开展为期15 d的小麦病虫害防治工作，实现防虫、防病、调节生长周期。此次作业共调动

14架无人机，分别到15个村进行喷洒作业，喷洒范围达1 333.33 hm2，由专业技术人员根据虫害特点，挑选农药并使用无人机搭载机动喷雾器进行喷洒作业。作业现场，无人机在技术员的熟练操作下，灵活自如地在农田上空飞行。随着螺旋桨高速旋转，无人机升空作业，喷出的药水均匀地洒落在农作物上，旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性，每株作物都能喷洒到药水，农药的流失性小，防治效果更好。据县农机站工作人员介绍，现场喷洒作业的植保无人机可实现断点续喷，一架飞机每天可打药20余hm2，不仅节省劳动力，节约劳动成本，还减轻了农药对环境的污染，提升了农业病虫害防治效果。

4 结语

植保无人机在临沭县小麦病虫害化控中的应用，本身便是一项涉及诸多细节与技术要点的繁复性工作，要求相关人员从药剂选择与配置、作业环境的管理、气象条件的把控、作业安全的维护等方面着手，践行好相应技术要点。把握好植保无人机应用的相关实践，可实现小麦病虫害化控质量与效率的协同提升，为小麦的高产栽培保驾护航。

参考文献：

[1] 王世全.小麦病虫害飞防中植保无人机的应用研究[J].现代农机，2020（2）：21-23.

[2] 王桂宝.构建农田无人机网络系统及其在水稻、小麦病虫害联合监测与精准防控方案中的应用[J].农业灾害研究，2023，13（8）：80-82.

[3] 张艳春，张洪波.基于小麦病虫害化控中植保无人机应用研究[J].现代化农业，2023（11）：12-14.

[4] 王玉玲.小麦病虫害防治中植保无人机的应用[J].种子科技，2023，41（8）：114-116.

[5] 高英，邵珠山，孟凤娟.植保无人机在小麦病虫害飞防中的示范应用[J].农机科技推广，2020（12）：37-39.

[6] 张秀玲.植保无人机在小麦病虫害防治中应用分析[J].农业开发与装备，2023（8）：42-43.

（责任编辑：刘宁宁）

收稿日期：2024-01-10

作者简介：王泽锋（1971—），高级农艺师，主要从事主要粮食作物及蔬菜绿色防控技术推广。E-mail：wang672603@qq.com。