植保无人机在农田病虫害防治中的实践探析_覃庆环.pdf

2023 年 5 月下南方论坛31South Forum植保无人机在农田病虫害防治中的实践探析*覃庆环（广西现代职业技术学院，广西 河池 547000）摘要：传统农田病虫害防治是通过人工作业进行农药喷洒，农药一般只存留在农作物的顶部，难以对农作物下部产生作用，影响了农作物病虫害防治效果，降低了农作物的产量和经济效益。而植保无人机在农田病虫害防治中具有可控制农药用量、提高农业机械化水平、降低农户用药成本、人工操作便捷等优点。基于此，笔者在分析农作物植保无人机的应用优势的基础上，剖析了其喷洒作业地形要求、节药节水要求及全面植保方案要求，提出了提高植保无人机保有量、开发专业化喷洒药剂、加强政策引导、加快行业标准制定、强化操纵队伍建设等建议，探讨了农作物植保无人机的具体应用前景。结果表明，植保无人机可在不同施药要求的环境下进行低空喷洒作业，作业效率高，可提高农药喷洒效率，减轻了人工作业强度，降低了生产成本，提高了农户收益。关键词：植保无人机；农田病虫害；防治中图分类号：S252；S43 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-3872.2023.10.009在农作物生长过程中，无法避免地会出现病虫害问题，一般的解决方式是通过人工作业进行农药喷洒，但在人工喷洒农药时，农药一般只存留在农作物的顶部，难以对农作物下部产生作用，即农田农作物病虫害的问题依然存在，病虫害防治效果甚微，进而直接影响到农作物的产量和经济效益。农户在田间进行人工喷洒农药作业时，最直接的问题是行走作业困难，若需要进行较大面积和规模的农药喷洒，不仅会极大地威胁农田原本的生态环境，还会因农作物含有的残留药物危害到人们自身的生命安全。因此，为降低农药对农作物的损害，减轻农户作业强度，减少农户作业时间并提高作业效率1，可选用植保无人机代替人工进行防治。实践证明，植保无人机在农田病虫害防治中的作用十分明显，有助于提高农田农作物病虫害防治水平，有助于农业农村现代化。1 农作物植保无人机的应用优势1.1 控制农药用量农户在对农作物进行病虫害防治作业时，其用药量极其关键，用药量的多少直接关系到农作物的产量和质量，只有合适的用药量才能保证农作物的质量和生产效益。为保证农药用药量的精确度，可通过专业的农作物病虫害防治公司结合植保无人机，制定科学的病虫害防治喷洒方案，将科学的方案应用在相应农作物的病虫害防治作业中。在满足农药喷洒要求的基础上控制农药喷洒量，且保证合理科学的喷洒均匀程度，植保无人机农药喷洒量需控制在每亩300 mL1 000 mL2。1.2 提高农业机械化水平为提高农业生产机械化水平，可利用已有的生产设备和技术，规模化生产和经营农作物2，不仅可以保障农作物的生产质量，还可以保障其社会经济效益。利用植保无人机进行病虫害防治作业，是提高农作物机械化生产水平的关键，植保无人机可在不同施药要求的环境下进行低空喷洒作业，作业效率高，可提高农药喷洒效率。相对于传统人工进行农药喷洒作业，植保无人机的应用实现了作业人员与带有毒性的农药的分离，能够保障作业人员的生命安全，提高农作物病虫害防治的安全性。植保无人机在进行农作物病虫害防治的同时，还可在其基础喷洒功能上增设传感设备，对农作物的病虫害防治工作进行实时监控，对农作物生长状况进行实时反馈3，通过分析农作物的生长状况，可及时采取科学合理的应对措施。因此，植保无人机的应用相对于传统人工作业可更好地保证农作物质量，在减轻人工作业强度的同时，以较低的生产成本帮助农户获得更高的社会经济效益。1.3 降低农户用药成本传统农田农作物病虫害防治工作是通过农户采取背带式农药喷洒器进行作业，作用在农作物上的有基金项目：2022年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目“植保无人机助力河池特色农业产业化飞行参数研究与实践”（2022KY1442）作者简介：覃庆环（1979），女，壮族，广西大化人，本科，高级工程师，研究方向为汽车电子。南方论坛322023 年 5 月下South Forum效药物仅占10%左右，作业效果差且农药浪费程度高。植保无人机作业时，通过雾化农药成滴的方式使农药附着在农作物叶片上，在保证农药喷洒均匀性的同时有效减少农药用量，降低农户的用药成本。1.4 人工操作便捷植保无人机在进行农作物病虫害防治作业时，其作业方式为：人为操作进行智能低空施药，即植保无人机在低空飞行时，其产生的向下气流作用在农药上，使农药均匀喷洒在农作物叶片的正反两面，增强农药的穿透性4，获得理想的病虫害防治效果。植保无人机质量轻，体积较小，方便携带，操作难度低，不受地形的影响，应用植保无人机代替人工进行农作物病虫害防治作业，可有效降低人工成本。2 植保无人机在农田病虫害防治中的具体应用2.1 喷洒作业地形要求在推进农作物机械化生产的过程中，由于各种各样的地势地形的影响，机械化生产开展较为困难，对机械设备的正常运行和运输都是极大的挑战，地形和设备等因素对农作物机械化生产的影响较大。而植保无人机作业地点在空中，农田特殊的地势地形对其作业时的影响较小。植保无人机质量轻、体积较小，在无人机进行喷洒作业时，可不考虑为其搭建专门的起飞升降平台，仅需在农田中或田间小路上预留2 m23 m2的空地，保障其正常的升降。考虑到丘陵地区一般地势偏斜，在一定程度上给植保无人机的升降带来了困难，因此需在无人机进行喷洒作业时，预先搭建升降平台，以保证喷洒作业的顺利开展。2.2 喷洒作业节药节水要求应用植保无人机进行农作物病虫害防治时，在满足其作业速度、农作物种类及农作物所适用农药特点等要求下，植保无人机喷洒量需控制在每亩300 mL1 000 mL。对比一般喷雾器，植保无人机所喷洒的雾滴较均匀且雾化效果更佳5。为加强植保无人机喷洒效果，可适当在农药中混加具有防飘和防蒸腾等效果的试剂，以控制劳动力成本在合理范围中，进而进一步提高农作物的社会生产效益。2.3 全面植保方案要求在农作物生产过程中，应用植保无人机进行病虫害防治作业，借助该类新型科技设备，可为农作物提供科学合理的植保方案，以稳步提升农作物的产量。植保无人机要求其操纵人员具备一定的专业能力，我国现阶段的植保无人机一般来源于专业植保机构或公司。植保机构或公司和农户共同敲定农田农作物病虫害防治方案，机构或公司再根据病虫害防治标准和要求，对农田农作物的生产进行全程机械化作业，为农户提供便利的服务，减轻农户作业强度，提高农户作业效率；对于该类机构或公司，需成立和扩大专业农田农作物病虫害防治队伍，逐步提高农作物机械化生产的作业效率，在获得较好的社会经济效益的同时，促成机构或公司与农户双赢的局面。3 植保无人机在农田病虫害防治中的优化措施3.1 提高农用植保无人机保有量现阶段，我国植保无人机处于初步发展时期，还需在农作物病虫害防治作业中加大针对性研究。相关政府部门和专业病虫害防治公司仍需加大投入力度，积极进行宣传推广，加快植保无人机的发展速度，且重视其发展质量，逐步提高农作物植保无人机的保有量。3.2 研发农用植保无人机专业化喷洒药剂农作物植保无人机主要采用超低容量喷雾，在应用植保无人机的过程中，需重视农药的选择，市面上的农药剂型以可湿性粉剂、悬浮剂、分散粒剂等为主，主要适用于传统喷雾设备，农作物植保无人机所适用的药剂与之有区别。因此，对于植保无人机专业化的喷洒药剂，仍需进行深入研究开发，进一步提高药剂的应用性和适应性。3.3 强化农用植保无人机政策引导农作物植保无人机应用前景广泛，相关政府部门应统筹安排现有资源，建立各农作物病虫害防治防控试验示范区。在政策上适当倾斜到研究植保无人机的社会机构或公司及应用植保无人机的农户，以进一步市场化植保无人机的应用。建立农作物机械化病虫害防治的补贴政策和机制，积极发挥各相关主体的力量，共同推动农作物病虫害统一防治进程6，实现我国农业绿色可持续发展。3.4 制定农用植保无人机行业标准现阶段我国有关植保无人机的行业标准还不太完善，对其使用的规则规范缺少明确标准，需要加强农作物植保无人机行业标准的制定工作。因此，相关政府部门应结合各类农作物病虫害防治的实际情况，围绕喷洒药剂浓度、剂量、种类等各方面制定科学合理的行业标准7，以进一步推动植保无人机在各类农2023 年 5 月下南方论坛33South Forum作物生产过程中的应用。3.5 建设农用植保无人机操作队伍农作物植保无人机属于新型农用设备，为保证其操纵人员的实操能力，必须加强对操作人员的专业培训。政府和相关机构或公司应通力合作，选择专业人员对植保无人机操作人员进行培训，帮助其掌握植保无人机操作方式和流程，不仅可以降低植保无人机故障发生概率，还可以延长其使用期限8；植保无人机制造企业向农户提供系统科学的培训和解析，并提供专业化的技术操作方式和技术支持服务，以保证植保无人机在作业时能为农户提供正向效益8。4 植保无人机在农田病虫害防治中的应用前景目前，农作物病虫害的防治基本上还是依靠人工进行作业，这不仅造成大量劳动力成本的增加，且人工作业时难以及时发现农作物病虫害问题的发生，进而错过控制其恶化的最佳时间。如我国水稻等农作物在推进机械化生产的进程中，施药机械设备逐步在研究开发，为农作物病虫害防治工作提供重要保障，但在水稻等农作物生长过程中，一般陆地喷洒设备由于地形和农作物生长环境的限制，无法正常进行喷洒作业，而传统人工作业劳动强度大，作业效率低，极易对农作物产生伤害，无法满足农作物病虫害防治要求。因此，研究和开发专业的植保无人机，依靠其独有的作业方式，不仅可以解决以上问题，而且可以将这种农作物病虫害防治方式推广至林业等领域。为研究植保无人机喷洒的农药在农作物上的沉积分布情况，可在喷洒作业前用示踪染料涂染农药颗粒，借助专门的图像处理软件，分析植保无人机喷洒农药过程中雾滴的沉积状态。研究表明，雾滴沉降量和飞行速度与飞行高度息息相关，在飞行速度和飞行高度进一步增加的条件下，雾滴沉降量也在进一步下降，另外在喷洒农药的过程中雾滴沉积状态还会受到外界因素的影响8。研究结果表明，研究植保无人机作业参数和雾滴沉积分布情况的关系，对提高植保无人机喷洒效率、合理分配药液等方面具有关键指导意义。在使用植保无人机进行喷洒作业的过程中，需及时记录农作物生长期各参数，通过综合分析确定植保无人机作业高度、作业效率等参数，以明确植保无人机针对不同品种农作物病虫害防治的最佳工作参数9-10。同时，在植保无人机上增设遥感设备，可实时有效监测农作物各元素含量，为农业发展提供科学的技术支持。相较于传统植保作业，应用植保无人机进行喷洒作业更加精准和环保，且极大地降低了劳动力成本11。随着我国经济的发展和工业化进程的推进，农村劳动力不断涌向城市，农业劳动力大量流失，农田土地流转进程缓慢，植保无人机在农作物病虫害防治中的推广应用意义重大。植保无人机作为新型的农药喷洒设备，在农业领域具有广阔的应用前景和推广空间。5 结束语综上所述，在当前农作物病虫害防治过程中，要结合新时代的科学技术，创建具有针对性且有效的病虫害防治体系。通过改变传统的农作物病虫害防治方式，在农田病虫害防治中融入植保无人机的应用及其关键技术，以保证农作物病虫害防治达到良好效果，提高农作物保护的工作效率，保障农作物的健康生长，以获得良好的经济效益、生态效益和社会效益。参考文献：1 黄益敬.无人机在现代智慧农业发展中的应用研究J.南方农机，2022，53(15)：86-89.2 符啸威，刁雪强，李光旭.植保无人机在农田病虫害防治中的应用与研究J.农业技术与装备，2019(10)：27-28.3 陈荣朴.植保无人机在农田病虫害防治中的应用研究J.农家参谋，2020(10)：10.4 李学玲.植保无人机在小麦病虫害防治中的应用实践J.农业工程技术，2022，42(24)：32-33.5 郝钢，郭建青，李建成，等.植保无人机在农田病虫害防治中的实践探究J.农业工程技术，2021，41(36)：38-39.6 蔡金.植保无人机在农田病虫害防治中的应用探究J.南方农业，2020，14(17)：150+155.7 杨梦帆.植保无人机行