新疆棉田农用无人飞机喷施农药研究应用进展

马晓龙 窦泽晨 李浩然 侯彤瑜 蒙艳华 韩小强

收稿日期：2023-10-12         第一作者简介：马晓龙，在读硕士，1309397246@qq.com。 * 通信作者：韩小强，博士，教授，研究方向为新农药创制与农药高效利用，hanshz@shzu.edu.cn；蒙艳华，博士，主要研究方向为精准施药技术，yanhua.meng@outlook.com

基金项目：新疆维吾尔自治区重大科技专项（2023A02009）；国家自然科学基金（31960566）；现代农业产业技术体系（CARS-15-22）

Research advances on pesticide spraying by unmanned aerial vehicles in cotton field

Ma Xiaolong， Dou Zechen， Li Haoran， Hou Tongyu， Meng Yanhua*， Han Xiaoqiang*

摘要：新疆是我国最大的商品棉生产基地，规模化的种植模式使得农用无人飞机施药技术在新疆棉田得以迅速大面积的推广。基于新疆棉田农用无人飞机研究使用现状，概述农用无人飞机在棉田施药等方面的典型成果，提出对未来相关研究与发展的建议，旨在为农用无人飞机在棉花生产中的科学应用提供理论指导。

关键词：棉田；农用无人飞机；喷施农药；病虫害防治；施药技术；使用现状

新疆是我国最大的商品棉生产基地。国家统计局数据显示，2023年新疆地区总体天气晴好，热量充足，降水适宜，棉花长势较好，每666.7 m2 棉花皮棉产量为143.85 kg；棉花总产量511.2万t，占全国棉花总产量的90.99%[1]。然而，棉花生长周期长，易遭到病虫草害的危害，严重影响棉花的产量和纤维品质。喷施农药是防治棉花病虫草害最有效的方法。以拖拉机牵引的地面施药器械具有作业效率高、雾化效果好、防治效果（防效）好的特点，极大地提升了新疆农业生产的效率。然而，地面施药器械存在售价高、喷施作业用水量大和作物生长旺盛时机械难以进入田间的缺点。最为重要的是，地面施药器械采用大水量的喷施方式，药液流失严重，农药利用率较低，且长期使用低浓度药液导致有害生物抗药性增强[2]。此外，地面施药器械喷施作业时还易对作物产生拖拽、碾压等机械损伤，降低作物存活率，导致减产、降低品质等损失。

农用无人飞机以轻小型农用无人飞机为载体，由飞行平台、导航飞控和农药喷雾设备三部分组成，并引入全球定位系统（global positioning system， GPS）、地理信息系统（geographic information system， GIS）和实时动态测量技术（real-time kinematic， RTK）技术，以“云服务、大数据”为技术背景，能够实现精准化作业[3]。农用无人飞机施药作业时，具有不受地形条件及作物长势的制约、灵敏度高、用水量少和不损伤作物的特点，可以实现人机分离从而将农药对操作人员的危害降至最小。农用无人飞机喷施农药可有效提高农药的利用率，实现农药的减施增效，促进资源高效利用，有利于农产品安全和环境保护[3-4]。此外，农用无人飞机在肥料撒施、种子撒播、果实采摘、授粉等方面的研究与应用也越来越多，极大地拓展了其应用领域。据统计，2022年我国农用无人飞机保有量超过20万台，年作业面积超过1.2亿公顷次，行业作业量整体增速大致为38%。我国已在农用无人飞机数量、作业面积和技术发展等方面处于世界领先地位[5]。本文基于新疆棉田农用无人飞机研究使用现状，概述农用无人飞机在棉田施药等方面的典型成果，提出对未来相关研究与发展的建议，旨在为农用无人飞机在棉花生产中的科学应用提供指导。

1 新疆棉田农用无人飞机的应用概况

新疆作为我国的农业生产大区，规模化的农业种植模式使得农用无人飞机在新疆得以迅速大面积的推广，同时农用无人飞机的研究与应用发展迅速。2012年，深圳高科新农技术有限公司已经在新疆等地进行了大量的农用无人飞机（HY-B-15L）田间施药试验。2013年，广州极飞科技股份有限公司（极飞公司）开始在新疆进行农作物市场调研，2014年在新疆多个试验点进行棉花生长期全过程的农用无人飞机防治技术试验验证[6]。2015年7月，为了进行人才培训、农用无人飞机组装以及农用无人飞机航空技术推广，广州极飞科技股份有限公司在新疆尉犁县建设了占地2万余m2的极飞农业南疆服务基地，可为南疆农户提供优质、经济、安全的无人飞机植保服务。安阳全丰航空植保科技有限公司也成立专业飞防和植保技术服务团队，于2014年开始在新疆石河子、阿克苏、阿拉尔及周边地区开展棉田无人飞机飞防技术的示范推广与服务[6-7]。同时，新疆本地农用无人飞机企业和服务组织也逐步成立，如新疆天山羽人农业航空科技公司和新疆疆天航空科技有限公司等。随着农用无人飞机的不断推广，加之新疆拥有非常多适合农用无人飞机作业的农场，不断吸引农用无人飞机企业来新疆设立分公司，进一步推进农用无人飞机的发展[8]。这表明国内相关企业对新疆农用无人飞机发展的重视，有力地推动了新疆农用无人飞机发展和农业生产机械化水平提高。

国内企业关注新疆农用无人飞机发展的同时，政府同样重视农用无人飞机在新疆的发展。2016年1月，新疆生产建设兵团（简称为“兵团”）第八师128团利用冬季农机技术培训课为该团各单位机务副连长讲解与推广M6A六旋翼农用无人飞机。2015年5月，新疆昌吉回族自治州应用农用无人飞机进行田间喷施农药、肥料以及农情调查，大幅提高了农业生产效率、降低了生产成本，并显著减少了用水量和农药使用量，达到了增效、增收的目的。而在阿勒泰地区，由于蝗灾袭扰对当地的农业、畜牧业带来了严重的损失，当地政府与江苏沃得农业机械股份有限公司签订了总计2万hm2的农用无人飞机灭蝗合同。2020年6月，青河县使用10架农用无人飞机进行了蝗虫防治作业，作业面积达0.33万hm2[9]。据统计，2022年底新疆农用无人飞机保有量超过8 000台[10]。

2 农用无人飞机在棉田农药喷施中的应用

依托于农用无人飞机喷施农药的优势，研究人员开展了大量的应用研究试验，为推动农用无人飞机在棉田的规范化应用奠定了坚实的基础。

2.1 喷施杀虫剂（杀螨剂）

棉花在不同的生长过程中会同时受到多种害虫的危害。棉花幼苗阶段主要遭受蚜虫、蓟马和叶螨等害虫吸食棉汁液危害，会导致叶片卷曲、失绿等症状，从而影响棉苗的生长发育。随着种植转苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis， Bt）基因抗虫棉面积的增加，在蕾铃期常见的棉铃虫、红铃虫等鳞翅目害虫已经逐渐演变成为次要害虫；而棉蚜、棉盲蝽、棉蓟马和棉叶螨逐渐转变为主要害虫，常年广泛发生且危害严重，已成为我国棉区的常见害虫。当前已有较多关于农用无人飞机防治棉花害虫的研究。

2.1.1 喷施杀虫剂防治棉花蚜虫。在早期，使用无人飞机喷施杀虫剂防治棉花蚜虫的研究主要集中在与传统施药器械的对比方面。自2016年兵团农业技术推广总站就开始研究喷雾助剂对农用无人飞机施药防治棉花蚜虫效果的影响。KT-10-II型四旋翼农用无人飞机喷施50%（质量分数，下同）氟啶虫胺腈水分散粒剂时，加入占总药液量1.5%（体积分数，下同）的飞防专用助剂迈飞，药后1 d 对棉花蚜虫的防效达到81.8%，7 d 防效达到97.5%，与背负式电动喷雾器喷雾效果相当[11]。此外，在保证防效的前提下，加入总药液量1.5%的迈飞可降低30%杀虫剂用量[12]。Lou 等[13]在兵团第八师北泉镇开展了极飞P20农用无人飞机和喷杆式喷雾机对棉花蚜虫防治的对比研究，发现无人飞机飞行高度为2 m时，雾滴均匀度、覆盖率、沉降量较好，对棉蚜的防效为63.7%。王喆等[14]为探讨采用无人飞机防治新疆南部地区棉蚜的可行性，研究了大疆MG-1S型无人飞机喷施不同的杀虫剂+助剂对棉蚜的防效，并对无人飞机飞防的经济效益进行了分析，结果表明采用无人飞机施药后3 d和5 d的防效与机械+人工拖管施药相比均无显著性差异，但农用无人飞机田间作业可使施药液量减少1/3，工作效率提高3倍，机械作业费减少60元·hm－2，可满足现代农业高效、节药和降低成本的需要。焦宇轩等[15]对比研究了喷杆喷雾机、喷枪、农用无人飞机对棉花蚜虫防效的影响，发现农用无人飞机喷施的雾滴沉积分布整体好于其他2种植保机械，3 种植保机械施药的雾滴沉积密度和覆盖率均存在显著性差异，药后10  d对棉蚜的防效没有显著性差异，而农用无人飞机比其他2种植保机械更节约用水量，减少资源浪费。

随着农用无人飞机施药防治棉花蚜虫的效果被种植户认可，对其施药参数的筛选研究逐渐成为热点。沙帅帅等[16]在兵团第三师45团的研究结果表明，极飞P20农用无人飞机防治棉花蚜虫作业的飞行速度为5 m·s－1、飞行高度为3 m时对棉蚜有较好的控制作用。白微微等[17]在库尔勒市和什力克乡的棉田重点研究了无人飞机飞行高度、飞行速度和喷头型号等喷雾参数对棉蚜防效的影响，发现：最优参数组合为飞行高度2 m、飞行速度3 m·s－1、喷头型号IDK120-01；添加助剂后，22% 氟啶虫胺腈悬浮剂和21%噻虫嗪悬浮剂对棉蚜的防效有不同程度的提高；药后7 d，助剂ND-800、G2801、N380和倍达通对22%氟啶虫胺腈悬浮剂均有增效减量作用，其中ND-800 的效果最好。

此后，无人飞机独特的施药方式对棉花蚜虫天敌的影响、适用药剂筛选成为研究的重点。张亚林等[18]研究发现农用无人飞机喷施70%吡虫啉水分散粒剂后7 d对棉蚜防效最好，22%氟啶虫胺腈悬浮剂和22%氟啶虫胺腈+矿物油对瓢虫的安全性较高，但其余药剂对瓢虫影响都较大。而针对农用无人飞机喷施作业防治棉花蚜虫药剂的筛选研究较多，得到的结果也较为复杂。吴金龙等[19]筛选研究认为22%氟啶虫胺腈悬浮剂和70%吡虫啉水分散粒剂对棉蚜防效最佳，且添加助剂后减量10%～20%对棉蚜的防效与常规药量相比无显著性差异。Nahiyoon[20]通过采用雾滴测试卡对小型无人飞机和potter喷雾塔药液雾滴密度和雾滴效能进行测试，结果表明，助剂可使potter喷雾塔的体积中值直径（Dv0.5）从43 μm±2 μm增加到49 μm±2 μm，使无人飞机的Dv0.5从185 μm±5 μm增加到195 μm±5 μm，均达到显著差异，添加助剂均可降低杀虫剂的致死中浓度，增大药液的杀伤半径，从而提高其对棉蚜的防效。

2.1.2 喷施杀螨剂防治棉花叶螨。张新华等[21]在阿克苏地区采用TY-787农用无人飞机首次进行了棉叶螨防治试验，施药后7 d对棉叶螨的防效达到89.83%，与地面喷雾器械防效无显著差异。但是，由于当前取得农业农村部登记的防治棉叶螨的杀螨剂均无任何内吸活性，加之棉叶螨寄生于棉花叶背，农用无人飞机施药在棉花叶背的着药量很低，所以使用无人飞机防治棉叶螨的田间实际效果并不佳。潘海洋等[22]研究表明，无人飞机在飞行高度2.0 m和飞行速度6 m·s－1条件下，喷施12%阿维·乙螨唑悬浮剂防治棉叶螨后7 d，使用离心喷头（7 500 r·min－1）喷雾的防效（92.9%）优于使用扇形喷头ST-110-03的（70.81%）。

2.1.3 喷施杀虫剂防治棉蓟马。新疆棉田蓟马近年来发生面积逐年上升，从次要害虫逐渐演变为仅次于棉蚜的主要害虫。2017年4月，兵团第三师45团4连采用极飞P20无人飞机喷施10%吡虫啉悬浮剂＋YC-03助剂，首次进行了棉田蓟马防治试验，发现无人飞机喷施处理的蓟马防效低于喷杆喷雾机，认为是由于无人飞机喷施过程中产生的风场惊扰了蓟马，导致蓟马四处飞散，药液无法接触到蓟马[23]。方治豪等[24]研究认为，飞防助剂和施药液量对无人飞机喷施的雾滴沉积和蓟马防效均有显著影响；增加施药液量可显著增加雾滴在棉花冠层的沉积密度与覆盖率，添加飞防助剂对雾滴密度的提升效果显著；随着施药液量增加，药后1 d、3 d、7 d对棉蓟马的防效也显著提升；在相同施药液量下，相较于飞防助剂功倍和迈丝，25%噻虫嗪水分散粒剂药液中添加倍达通和杰效丰对棉蓟马具有更高的防效。相较于喷杆喷雾机拖喷方式，在棉花花铃期无人飞机施药可以优先保证药液进入上部冠层花内，防止花朵闭合降低药效，且药液浓度较高，对棉蓟马有更强的触杀效果；因此，推荐使用无人飞机施药防治花铃期棉蓟马。

2.2 喷施棉花生长调节剂

2.2.1 棉花化学调控。棉花自苗期开始，需要多次施用植物生长调节剂，以提高抗逆性和塑造良好株型。由于植物生长调节剂主要作用于棉花顶部，农用无人飞机垂直向下的喷雾方式和风场对棉田喷施生长调节剂具有明显的优势。赵静等[25]研究了多旋翼农用无人飞机与喷杆喷雾机在棉花蕾期喷施缩节胺调控棉花生长的效应，发现JT-30农用无人飞机喷施缩节胺后5 d、10 d、14 d对棉花株高的抑制率分别为7.26%、15.81%和21.17%，与喷杆喷雾机喷施作业后对应的抑制率（8.55%、16.81%和22.80%）相当。赵红军等[26]报道新疆阿克苏地区利用农用无人飞机进行棉花化学封顶，要求每666.7 m2施药液量不少于1.5 L，飞行高度2.0～2.5 m，飞行速度5 m·s－1，喷幅4.5 m。然而，王士领等[27]发现在棉花打顶期前后利用农用无人飞机喷施缩节胺后，棉花株高和果枝数增加，单株结铃数和铃重下降，棉花吐絮期推迟2～3 d，对棉花产量和纤维品质造成较大影响，与喷杆喷雾机施药相比，其每666.7 m2效益减少了128.8元。这可能是由于棉花生长期长，栽培管理环节较多，对管理水平有较高的要求，影响产量和品质的因素较多。棉花打顶是棉花种植和管理的关键步骤，适时打顶可使棉花由营养生长及时转入生殖生长，增加成铃数和铃重。Dou等[28]研究结果显示：大疆T30农用无人飞机喷施打顶剂缩节胺（250 g·L－1）对棉花的农艺性状和产量有显著的有益效果；在喷施后40 d时，对新陆早52株高的抑制率为26.14%，高于喷杆施药的抑制率（23.69%），且新陆早52的单株结铃数比喷杆施药增加0.55。

2.2.2 棉花脱叶催熟剂。棉花脱叶催熟技术是实现棉花机械采收的先决条件，脱叶催熟剂的合理施用，不仅能够解决棉花后期贪青晚熟或成熟度不一致的问题，而且能加快收获前棉花叶片的脱落，提高采棉机的采净率和作业效率，降低机采籽棉含杂率[3]。早在2008年，兵团第八师121团农机站就探讨了使用无人飞机喷施540 g·L－1噻苯隆·敌草隆悬浮剂（拜耳股份有限公司）和40%乙烯利水剂进行棉花脱叶的问题，指出需要根据棉花品种、成熟度、种植密度和天气情况确定喷施剂量，还要考虑雾滴飘移对邻近农田加工辣椒、加工番茄的安全性。此后，农用无人飞机发展迅速，应用场景不断丰富。2014年，兵团农机装备产业技术创新战略联盟、兵团生产力促进中心等多个单位在新疆石河子市联合举办了“2014年兵团农用无人飞机喷施棉花脱叶剂现场会暨农用无人飞机应用研讨会”。此次会议期间，对国内现有各种单旋翼、多旋翼以及固定翼无人飞机喷施棉花脱叶剂进行了现场演示，展示了农用无人飞机在农业生产中的应用前景，为兵团超低量、精准施药探索了新的技术。2016 年，国家航空植保科技创新联盟组织多家农用无人飞机企业、脱叶催熟剂企业、助剂企业和科研院所在新疆石河子市联合开展了农用无人飞机喷施棉花脱叶催熟剂示范研究。2017年极飞公司为推进新疆农用无人飞机大规模作业的应用，在新疆组织了“百团大战”大型棉花脱叶剂喷施项目，作业面积达13.33万hm2[29]。农用无人飞机喷施脱叶催熟剂表现出了节水、高效、不碾压棉花和脱叶吐絮效果优良的特点，使得农用无人飞机成为新疆植棉农户喷施脱叶催熟剂的首选方式[3，30]。据统计，2020年新疆参与棉花脱叶催熟剂喷洒的农用无人飞机超过 1.1 万架，喷洒面积超过 500 万公顷次。

无人飞机喷施棉花脱叶催熟剂时的脱叶催熟剂剂量、施药液量和飞行参数对脱叶催熟效果影响较大。Xin等[31]研究了农用无人飞机喷施棉花脱叶剂剂量和药液量对脱叶效果的影响，根据试验结果，结合棉花脱叶、吐絮、纤维品质以及棉花叶片中噻苯隆和敌草隆的残留情况，建议农民第1次施用80%噻苯隆时采用300 g·hm－2的剂量和17.6 L·hm－2的药液量。而蒙艳华等[32]在新疆昌吉回族自治州呼图壁县棉田的研究结果表明，脱叶率随无人飞机施药液量的提高而上升，施药液量为22.5 L·hm－2时脱叶效果佳。Meng等[33]2016年和2017年的验证试验表明，当农用无人飞机喷雾量为22.5 L·hm－2、飞行速度为4 m·s－1时，喷施棉花脱叶剂的效果最好，并且对皮棉产量和纤维品质均无不利影响。Liao等[34]测定了农用无人飞机在不同作业参数下的棉花脱叶剂喷施效果，结果表明各处理的棉花脱叶率和结铃率均能满足棉花机械化收获的要求。马辉等[35]利用变异系数权重的逼近理想解排序法（Technique for order preference by similarity to an ideal solution， TOPSIS法）分析了农用无人飞机喷施各配方脱叶剂的效果，结果表明农用无人飞机喷施脱吐隆和乙烯利混配2次的条件下，棉花各性状综合表现最好。王国宾等[36]研究发现农用无人飞机喷施棉花脱叶催熟剂的雾滴粒径为 100 μm时，具有最大的雾滴密度；雾滴粒径为 150 μm和 200 μm时，具有最大的雾滴覆盖度、沉积量和更高的棉花脱叶率、吐絮率。Chen等[37]分析了喷雾量、雾滴粒径、飞行高度等参数对雾滴穿透和分布的影响，认为降低无人飞机飞行高度，增加喷雾量和雾滴粒径，可以改善棉花底部冠层雾滴分布。

不同种类、不同品牌施药器械之间的效果差异同样受到研究人员的关注。张强等[38]研究了不同植保施药机械喷施棉花脱叶剂的效果，得出结论：蜂巢3WW-10B农用无人飞机的喷施效果优于自走式喷杆喷雾机、极飞P30及大疆T16农用无人飞机。杲先民等[39]的研究结果显示，大疆农用无人飞机施药1次的效果与机车施药2次的相同。在玛纳斯县，文纯杰等[40]进行了农用无人飞机与机车喷施脱叶剂的对比试验，认为农用无人飞机是较好的选择。在兵团第二师29团，王映山等[41]的研究结果表明，农用无人飞机与悬挂式机车喷施脱叶剂的脱叶效果都较好，但悬挂式机车对棉花衣分、纤维长度的影响比农用无人飞机小。马艳等[42]评价了4种农用无人飞机在新疆棉田喷施脱叶剂的效果，结果表明4种无人飞机均有较好的脱叶效果，并且按照每666.7 m2施药液量1.5 L喷施时，脱叶效果优良。

脱叶催熟剂的种类、剂型及施药方式是影响农用无人飞机作业效果的重要因素。Liu等[43]制备了1种不需稀释即可直接使用的噻苯隆·敌草隆超低容量剂，结果表明，与市售的悬浮剂相比，超低容量剂喷雾具有更好的润湿性，能迅速湿润棉花叶片，并能充分铺展，挥发率较低，雾滴分布更均匀。王喆等[44]和Han等[45]研究了农用无人飞机喷施不同棉花脱叶催熟剂的田间效果，发现喷施540 g·L－1噻苯隆·敌草隆悬浮剂（拜耳股份有限公司）对棉花的脱叶吐絮效果最优。胡红岩等[46]研究发现农用无人飞机喷施540 g·L－1噻苯隆·敌草隆悬浮剂[中棉小康生物科技有限公司（安阳）]时，混配较高剂量的40%乙烯利水剂（1 200 g·hm－2）和280 g·L－1烷基乙基磺酸盐可溶液剂（900 g·hm－2）效果最好。宋兴虎等[47]研究发现施药后 14 d，50%噻苯隆可湿性粉剂（四川国光农化股份有限公司）和40%乙烯利水剂混用的脱叶效果较好，不同剂量和配比之间差异不大；催熟效果相对较差，对棉花产量和纤维品质影响不大。胡红岩等[48]对比分析发现，农用无人飞机喷施棉花脱叶催熟剂药后 5 d的效果显著低于同等剂量的人工喷雾处理，但施药后 10～20 d，农用无人飞机喷雾处理的药效逐步提高，直至与人工喷雾无显著差异。王林等[49]研究了农用无人飞机和喷杆喷雾机喷施棉花脱叶催熟剂的作业效果，发现药后22 d，农用无人飞机2次施药的棉花脱叶率为82.2%～92.1%，吐絮率为85.8%～100.0%，脱叶效果显著好于地面喷杆喷雾机1次顶喷施药，催熟效果差异不大。然而，以上研究主要关注农用无人飞机喷施棉花脱叶催熟剂的可行性、相关作业参数优化等方面，缺少对于适配农用无人飞机的脱叶剂剂型及脱叶催熟剂药液体系方面的研究。

无人飞机喷施棉花脱叶剂时添加助剂可显著提升脱叶催熟效果。Xiao等[50]研究了航空喷雾助剂高分子聚合物类助剂农健飞、Star Guar X，植物油类助剂迈飞、倍达通和有机硅类助剂Y-20079对农用无人飞机喷施棉花脱叶剂雾滴沉积和棉花脱叶效果的影响，结果表明添加航空喷雾助剂可显著增加脱叶剂雾滴沉积量，进而提高棉花的脱叶吐絮效果，且助剂对棉花铃重、衣分及纤维品质主要指标无不利影响。其中植物油类助剂（倍达通）能显著提高棉花叶片的雾滴覆盖率和持留率。张煜等[51]研究了d-柠檬烯助剂对棉花脱叶催熟剂的增效作用，研究结果表明该助剂能够显著提高棉花上中部叶片上雾滴覆盖率，并且对纤维品质无显著影响。烷基乙基磺酸盐是大部分市售脱叶剂附带的桶混助剂，能有效提升脱叶催熟剂药液在棉花叶片的展着效果。

2.3 喷施除草剂

播前土壤封闭处理是新疆棉田杂草防除的主要措施，当前土壤封闭除草剂的喷施器械主要是喷杆喷雾机，存在施药者接触农药概率高、影响整地质量等问题。张东海等[52]研究发现：无人飞机喷施棉田土壤处理除草剂二甲戊灵时，在与喷杆喷雾机施药剂量（制剂用量3 450 mL·hm－2）相同时，对杂草的株防效超过94%，且对棉花出苗基本无影响；但无人飞机喷施高剂量二甲戊灵（制剂用量4 650 mL·hm－2）时，对棉花出苗率影响较大。该研究为大面积推广无人飞机喷施棉田土壤封闭除草剂提供了科学依据和技术支撑。但是，与之对应的除草剂飘移问题需要进一步评估。与此同时，相关施药的技术规程，特别是除草剂使用剂量、助剂使用和施药后无人飞机药箱的清洗等问题还需要深入的研究。

3 新疆棉田农用无人飞机喷施农药应用中存在的问题

农用无人飞机经过多年的发展，在操控系统的稳定性方面有显著的提升。但农用无人飞机喷施农药后，高浓度药液通过飘移、蒸发等途径流失到土壤、大气及地表水等环境中的安全性评价尚未得到充分关注。当前我国还没有任何一款农药登记为农用无人飞机专用制剂。而农用无人飞机施药具有用水量少、药液浓度高的特点，且高浓度药液的理化性质对有效成分的稳定性和雾滴行为的影响与常规低浓度药液显著不同。因此，高浓度药液的科学配制成为药效发挥的关键。近年来，农用无人飞机在载荷上不断提升，这就使得其风场较之以前发生了较为显著的变化。不同风场条件下，其应用对棉田害虫等防治的影响需要深入研究。

3.1 农用无人飞机安全与性能问题

第一，农用无人飞机的设计存在缺陷，可能会导致爆机的情况发生，经过长时间的发展，这种危险仍然未能彻底排除。第二，农用无人飞机电池容量远远不能满足实际生产需要，而现阶段使用车载发电机为无人飞机供电的策略不符合农用无人飞机方便、快捷的设计理念。第三，农用无人飞机智能化程度较低，在实际生产中，需要人为远程遥控，当无人飞机超出一定范围后，操作人员无法清楚得知现场情况，可能会导致重喷、漏喷等情况出现，会损害作物生长或不能达到预期施药效果。第四，农用无人飞机喷头设计存在缺陷，寿命短、易堵塞、难维修，所产生的雾滴谱较宽，农药利用率不高，施药效果参差不齐。第五，因为不同的作物具有不同的生长特性，农用无人飞机的性能无法满足对各类作物进行作业的需求，适应性较低。

3.2 农用无人飞机持有量仍然不足

在农用无人飞机使用旺季，新疆无人飞机持有量仍然不能满足当地的农业生产需求，需要外地企业、飞防组织进行支援，这就导致当农用无人飞机供不应求时，无人飞机飞手盲目提高速度而忽视作业效果，形成恶性竞争。另外，国家对农用无人飞机购机补贴的现行政策规定只允许补贴给植保公司、作业组织或从事无人飞机植保作业的专业合作社，尚没有对个人购买农用无人飞机从事飞防作业的专业飞手的补贴政策，间接对农用无人飞机的发展产生了一定影响。因此，应考虑将个人飞手购机纳入补贴政策，并使补贴政策更加科学、全面。

3.3 飞手专业水平不足，农用无人飞机棉田施药标准不健全

随着农业生产对无人飞机的需求呈井喷式增长，从事飞手这一职业的人越来越多。但整个行业的准入门槛极低，飞手付出的学习成本极低，专业知识极其匮乏，造成飞手不能针对靶标科学选择农药、施药时机掌握不准、药液配制不科学等。这会导致无人飞机施药的防效不尽如人意，甚至带来农产品产量和品质的损失，影响行业的可持续发展。此外，在技术方面缺乏与不同地区棉花种植模式及管理相配套的施药标准，不能有效指导农用无人飞机在棉田的施药。

4 新疆农用无人飞机的发展建议

4.1 开发安全、高效的农用无人飞机

农用无人飞机本身仍然有非常大的发展空间。在软件方面，其操作系统要向更智能、更简便的“傻瓜式”、“一键式”操作发展，将规范操作融入到飞机的控制系统中，从而减少人为操作的不规范性。在无人飞机硬件方面，应尽量减少设计缺陷，增设应急安全保护、故障自检、无人飞机状态实时监测以及预警功能，以提升无人飞机的稳定性与安全性。此外，应加强无人飞机利用传感器接收光谱信息进行作物长势监测、作物产量预估、农作物营养状况诊断和病虫害监控等技术的推广[53]。

4.2 明确管理部门，制定行业标准

首先，根据新疆农业实际生产情况，建立下属管理部门或者成立行业规范性组织，根据实际情况制定地方标准，明确政府为负责人，将国家制定的标准、措施落实，监督行业的发展。其次，对新疆各个农用无人飞机企业、无人飞机飞手进行登记、管理，严格控制无人飞机服务价格，消除恶性竞争，比如可以根据不同的受众划分不同的价格体系，确保农用无人飞机施药价格的稳定。再次，建立合适的奖惩机制，对操作规范的飞手进行奖励，对违规操作的飞手根据其恶劣程度给予相应的处罚。最后，要将整个无人飞机行业置于监管之下，并根据生产情况对制度进行实时调整，确保制度与实际情况相适应。

4.3 加快发展新型植保经营主体和社会化服务

农业社会化服务是实现小规模农户和现代农业发展有机衔接的途径，是农业现代化的标志。近年来，新疆农业社会化服务组织，特别是植保相关的社会化服务组织发展缓慢。针对这一问题，可借鉴其他省份经验，政府出台农林作物植保社会化服务组织管理办法，安排专项资金，推动新疆植保社会化服务组织快速成长，促进植保社会化服务水平提升。

5 展望

农用无人飞机施药作为新疆农业生产的重要组成部分之一，推动着新疆现代化农业建设的发展。在国内科研单位、企业及政府的支持下，我国农用无人飞机产业正朝着规范、稳定的方向发展，农用无人飞机产品的稳定性在不断提升，智能化程度将越来越高，配套设备以及核心技术将不断强化，从而带动农药喷施技术逐渐提高。将来，农用无人飞机必定会为棉花产业的高质量发展做出重要贡献。

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（责任编辑：杨子山 责任校对：秦凡）    ●