无人飞机在农业植保中的运用及推广

2018-02-11万崇

江西农业 2018年9期

万崇

（江西省崇仁县植保植检局，江西崇仁 344200）

1 无人机在农业运用中的现状分析

农业病虫害的防治是农业生产的关键内容，是保证农业高产优质和实现农业经济可持续发展的基础。在我国，丘陵山区占全国土地面积的61%，在油菜等主要农作物主产区使用普通地面设备，很难控制农业病虫害。

相关数据显示，过去几年中国水稻病虫害控制面积约为35%，稻田不同于旱地，用地面设备很难走路。同时，湿地、沼泽等特殊地形不适合地面设备的运行。为了实现这些丘陵山区植物保护的机械化，只用地面喷涂设备，进而使我国很难结合现代无人机操作技术进行农业植保工作。另外，为了形成一个完整的机械化植保系统，固定翼飞机必须使用跑道进行起降，其不适用于地形复杂、作业区域障碍较多的作业环境。

近年来，日本和美国等发达国家的无人机喷涂设备研究得到了飞速发展。我国由于缺乏先进的喷涂技术和控制手段，无人机喷涂的应用水平不适合我国农业的发展，与国外相比存在较大差距，因此无人机在中国进行的农业和林业作物喷雾工作并未广泛开展。为适应病虫害防治专业化趋势，促进农药使用量减少，植保机械化和农药使用自动化，节约了农业成本，提高了防治效率，加上新技术和新设备的应用中国无人机产业将迎来大发展的春天。

2 无人机在农业植保应用中的制约因素

2.1 政策法规体系不完善，缺乏详细的发展战略规划虽然“农业现代化”“智能农业”“精准农业”的概念曾多次提及，但无论是国家还是地方政府层面，并非专门针对无人机的详细发展战略规划，旨在推广并加快无人机植物保护应用详细政策的制定。要想广泛推广植保无人机，地方政府还需要进一步加强农业植物保护和无人机支持推广，形成一整套战略规划，推动农业植保产业向大规模化、标准化、智能化方向发展[1]。

2.2 配套核心科学技术研究不足通用无人机的植物保护作业主要包括空中施肥、植物生长调节剂的空中喷洒、空中喷洒除草剂、预防病虫害和航空遥感等。目前，农业无人机制造和配套喷涂技术等基础科学研究在核心技术研发方面较落后，模型太小，难以形成规模经济，导致价格高昂，维护成本高，影响销售，最终导致需求减少，进而影响生产规模，从而形成恶性循环。

2.3 行业标准制定进程缓慢地面对农药制剂和添加剂的要求与航空植保机械有较大差异，目前我国尚缺乏载人直升机和航空植保工作，单轴和多轴无人机配套农药制剂相关技术准，缺乏适用于无机空气喷雾农药液体表面张力、粘度、有效成分含量、农药配方等评价标准，缺少空调条件，施用农药对作物生理和农药功效的影响，室内外检测标准。现有的大多数操作都是基于经验或参考地面喷雾剂量和配置方法确定的，往往由于数量或配置对工作质量的不科学，从而对环境有较大的负面影响[2]。

2.4 专业队伍人才匮乏仅限于经济和行业人员培训机制，植保工作滞后于无人机现场培训。少数国内大学和专业飞行训练机构的建立相对于国家农业航空规模而言，是一项完全不足的措施。目前，AOPA中国无人机驾驶培训系统截至2016年9月仅培训5 000名无人机驾驶员。全球鹰无人机飞行以及许多无人机培训机构缺乏专业人员，因此人们可以加大对无人机行业的投资力度。

3 无人机在农业领域的优势

3.1 高效安全以湖南博杭BH380型无人机为例，农用无人机的喷涂速度为3～7 m/s，喷涂装置宽度为3～4 m，作业宽度为4～8 m，作物最小距离保持在1～3 m的固定高度。规模经营可以达到5.33～6.67 hmz（80～100 667 m2/h），比传统喷涂效率至少提高100倍。无人驾驶农业直升机的自动飞行控制导航操作最大限度地减少了工作人员接触杀虫剂的时间，确保了员工的安全。

3.2 飞行控制导航自主操作无人机喷涂技术的应用不受地形和高度的限制，只要无人机在现场起飞，或者在高空作物上作业，就可采用遥控操作和飞行控制导航自主操作功能。人们只需在喷洒前在现场收集庄稼，制定路线，将其输入地面站的内部控制系统，地面站向飞机发出指示，飞机可携带喷洒装置。喷涂完成后，可自动飞回起飞点。在飞机喷涂作业的同时，还可通过地面站的显示界面实时观察喷涂作业的进展情况。

3.3 高覆盖率的控制效果好每单位面积喷雾溶液的密度和均匀性越高，防治效果越好，操作高度也相对较低。当液滴从喷雾器喷出时，它们通过转子的向下流动而加速，形成气溶胶流，这直接促使液滴渗透农作物并降低了农药浮选的程度。药液的沉积量和覆盖率均优于常规方法，因此防治效果优于传统方法，还可以防止农药污染土壤。

3.4 节约用水和药品成本低无人机喷洒技术可以节省至少50%的农药使用和90%的用水量，这将大大降低资源成本，并且单位劳动力的成本不高，易于维护。