植保机械化背景下植保无人机推广应用分析

植保机械化背景下植保无人机推广应用分析

覃墨斐

桂平市西山镇农业农村中心，广西 桂平 537200

摘要：现阶段，农用植保无人机应用在农业生产各项作业环节，在播种、植保、病虫害预防、农作物长势监测及作物产量预测等方面具有众多应用优势，结合地面遥感及 GPS 技术，可以实现农业中的药剂喷洒，农作物生长监测等，与传统农业相比，无人机具有精准作业、高效环保、操作简单、自动化及智能化程度高等特点，可以显著提升农业生产效率，保障我国粮食安全，加快农业现代化进展。下面本文就对此展开探讨。

关键词：植保机械化；植保无人机；推广应用；

目前农用植保无人机已经成为世界各国农业生产的主要设备之一，在农业生产规模较大的国家主要以大中型农用植保无人机为主，而日本、韩国等农业生产面积较小的国家主要以微型及小型农用植保无人机为主。截至2021 年，我国农用植保无人机作业面积超过 20 多万 hm2，作业时间超过 3.5 万 h，但是与国外发达国家的农用植保无人机技术相比，农业航空发展水平与我国农业经济发展及现代化进程需求不匹配。需要加强相关核心技术的研究，提升农用植保无人机的稳定性与安全性发展，避免上述问题的发生。

1 植保无人机的应用优势

植保无人机主要包括固定翼无人机和多旋翼无人机，结合田间信息采集平台及多光谱成像系统，可以实现农业无人机遥感技术、农作物长势监测、精准变量施肥技术、作业参数优化、大田及果园施肥技术、作物产量评估等，可以弥补传统农业监测设备作业范围小，实时监测困难等问题，替代传统卫星遥感监测，减少农业生产投入，已经发展成为目前支撑农业现代化发展的重要技术之一。

1.1 提高农业生产效率

利用农用植保无人机进行农业生产，喷洒作物效率超过0.133hm2·min－1，平均一天一架无人机可以作业面积超过40hm2，极大地提高农业生产效率，解放劳动力。利用无人机进行施药可以实现精准作业，药剂雾化后在旋翼的作用下穿透力较强，雾滴飘逸少，雾滴均匀。农用植保无人机的操作非常简单。田间的种植者只需要通过遥控器按下相应的按钮，飞机就会完成相应的动作。另一方面，农用植保无人机还具有“仿地飞行”功能，可以根据地形的变化自动保持机身与农作物之间的高度，全面提高农业生产效率。

1.2 提高农业生产安全性

与传统植保技术相比，利用农用植保无人机可以保护施药人的身体安全与健康，在进行喷药过程中可以避免农业工作人员受到药物的侵害，防止施药人员出现农药中毒，农用植保无人机在空中可以实现定点喷洒农药，农用植保无人机旋翼产生的强大气流可以直接将药液压迫作用至作物各个生长领域，提高农药使用效率，保证农药喷洒的安全范围与区域，保护农田生态环境，安全性、可靠性较高。

2 影响植保无人机施药作业的因素

2.1 自然风力因素的影响

风力大小对于雾滴的沉积与漂移具有重大影响。在静风条件下，无人机下压风场效能发挥最大，有效喷幅不受影响。自然风力会造成喷幅的错位，当自然风力小于下压风场风力时，风场效能发挥减弱，有效喷幅同比缩减。当自然风力大于下压风场风力时，风场效能无效，雾滴漂移严重。2级以内的微风有利于雾滴沉积且漂移距离较小，3级以上的风速会造成雾滴沉积减少且漂移增加。因此在实际作业过程中，应尽量避免选择在3级以上风力环境中进行作业。

2.2 飞行高度因素的影响

根据相关规定，液力雾化扇形喷嘴相邻喷嘴应保持喷幅30%以上的重叠，这样才能保障喷洒均匀。扇形压力式喷头无人机，喷嘴安装时均以扇面垂直于飞行方向为准，飞行高度越高，雾滴自喷头至作物之间的行程越长，喷幅就越宽。离心式喷头无人机，雾滴自喷头拨盘以15°～30°夹角向外甩出，飞行高度越高，雾滴幅面越大，喷幅也就越宽。飞行高度过高会造成药液漂移与蒸发增加，过低则会造成漏喷。根据实践经验和相关验证，飞行高度一般应选择在1.5～2.5米，最高不应超过3米。

2.3 飞行速度因素的影响

作业速度会影响雾滴穿透性、漂移性，与作业效果密切相关。植保无人机雾滴的有效沉降依靠下压风场，若雾滴蘸着作物表层之前脱离风场效应，则会产生漂移，且会在风场回流的作用下加速漂移，飞行速度过快的情况下，雾滴尚未有效蘸着到作物上，风场压力已经错开，雾滴即会产生大量漂移。而飞行速度过低则雾滴分布不均匀，且喷幅较小。从实际作业经验来看，飞行速度一般不宜超过6米/秒。

2.4 作业行距（有效喷幅）因素的影响

无人机作业行距又称有效喷幅，无人机只有在有效喷幅内作业才能保证雾滴均匀度和雾滴沉积效果达到最好。作业行距与飞行高度、飞行速度密切相关，与飞行高度和飞行速度成正比。实际作业中因风力、机型的特殊性，作业行距应依据不同机型出厂说明标注确定，一般不应超过旋翼展开最大直径的2.5倍。

3 植保机械化背景下植保无人机推广应用策略

随着农业种植规模的扩大，对大面积农作物进行病虫害机械化统治是未来植保的主要发展趋势，农民合作社及种植大户、农业企业等对植保无人机提出了极高的需求，其中，植保无人机市场潜力发展巨大，未来应用前景良好，因此，要结合植保机械化基本要求，大力落实植保无人机推广应用策略。

3.1 适当减少用药数量

现阶段，需加大对农用植保无人机配套施药技术的开发研究力度，在提升农药利用率的基础上避免环境污染现象发生，农用植保无人机施药技术可在田间及室内作业，全面研究配套施药技术。与此同时，还必须制定规范性的施药技术准则，将农用植保无人机作为低空低量的施药器械。在植保无人机应用和推广期间，需将专用药剂和配套施药技术融合。

3.2 健全行业标准

植保无人机属于一种新型能源的智能化装备，未来发展前景良好。应制定完善的产品标准、作业技术标准及作业质量标准等，以此确保其稳定性。还需定期对无人机进行保养和维修，创建植保无人机集销售、培训及维修为一体的服务模式，大力向农民推广应用植保无人机。

3.3 提升无人机性能

合理控制系统智能化及作业智能化，增加农用植保无人机感知风向和风力功能，明确基本飞行参数及喷施参数，检验病虫害危害性，了解施药程度，根据设置的作物类型及虫害类型选择合理的施药类型及浓度，提升施药精准度。强化对无人机蓄电池的研究力度，电动无人机由蓄电池提供动力，要想长时间处于续航状态，延伸续航时间，就必须提高蓄电池容量，增强续航能力，减少电池成本。

3.4 开展植保无人机配套研发作业

植保无人机喷施速度较快，目前，缺少与之相符的飞防药剂。植保无人机作业一般以地面植保为基本参考依据，以此明确农药剂量和配置情况。除此之外，植保无人机荷载续航直接影响整体作业效果，务必强化植保无人机配药电池的研究力度，突破技术约束，提升电池性能，强化植保无人机的载荷。

3.5 实施互联网植保无人机作业

现阶段，大力实施植保无人机智能化作业，重点开发植保无人机手机软件，加深农业物联网及植保无人机之间的结合程度，创建规范性的农情信息采集及作物生长精准管理系统，实现精准作业目标。

结束语

综上所述，应用植保无人机改进了农业生产方式，各区域农业机械化进程逐渐加快，还需进一步提升无人机性能，适当减少用药数量，有效研发植保无人机配套技术，以此推动农业良好发展。

参考文献:

［1］ 刘文华．植保无人机技术原理在农业植保工作中的推广应用［J］．农业工程技术，2022，42(03):136－137．

［2］ 王凤强．农业植保无人机的选型及使用注意事项［J］．农机科技推广，2021(12):133－134．

［3］ 周利娃，刘雪蕾．浅析农业植保无人机行业市场现状及发展前景［J］．黑龙江粮食，2021(11):121－122．