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小型无人机在农业植保中的应用研究

2018-02-12

乡村科技 2018年30期
关键词:植保病虫害作业

卜 祥

(清原县农业技术推广中心,辽宁 清原 113300)

当前,农业是我国经济发展的主体。而在农业过程中,做好农业植保工作刻不容缓。例如,小型无人机的使用,是以提高农业作业效率、保证作业安全为前提,最大限度地减少农药、水资源的用量,还可预防病虫害,增加农户收益。由此可见,利用小型无人机开展农业植保工作,不仅是时代发展的必然,更是解放劳动力、提高农户收益的关键。

1 小型农业植保无人机概述

1.1 类别

鉴于无人机(即为无人驾驶飞机,Unmanned Aerial Vehicle/Drones)技术的逐步成熟,农业植保无人机的研发也呈现质的飞跃,使各项机械设备呈现多样化、多元化的特点。从动力层面划分,农业植保无人机包含油动植保无人机和电动植保无人机;从机型结构层面划分,农业植保无人机包含固定翼、单旋翼、多旋翼等植保无人机[1]。

1.2 优点

传统农业植保工作的开展,以大型机械、人工操作为主导,前者具有作业效率高的特点,但却存在设备成本高的缺陷;后者呈现耗时长、人力资源多的问题[2]。而在无人机技术的衍生下,植保无人机的使用改变了传统植保模式,使植保工作更具快速性、高效性。植保无人机的优点具体如下。

1.2.1 高效安全。与传统大型机械相比,植保无人机具有速度快的优势,特别是在农业生产期间,规模性作业范围为8~10 hm2/h,高出传统喷洒作业100倍。同时,植保无人机还可通过GPS遥控、地面遥控等方式,使作业人员位于安全区,减少农药危害,极大限度地保证喷洒作业的高效性和安全性[3]。

1.2.2 节约成本。植保无人机作业具有较高的精准性,药物能够直接作用于植物上,无论是灌溉还是在施药过程中,均可达到控制成本的目的。例如,可节约农药使用量50%,可节约水量90%。

1.2.3 防治效果显著。若植保无人机和植物相距较近时,不仅可预防漂移现象,还可借助空中悬停的方式,以旋翼气流作用于药物,使之可在加快农作物渗透的前提下,强化其吸收效果,从而达到防治目的。

1.2.4 操作简便。以小型植保无人机为例,因其是现代农业生产中常见无人机类型,具有体积小、质量轻、便于保养、成本低和操作简便的优势,仅借助简单练习即可对无人机予以操作[4]。

2 小型无人机在农业植保中的应用现状及进展

2.1 应用现状

从整体农业生产情况来看,小型无人机的使用多集中在农药喷洒领域,且在农业植保中占据关键地位。农业部门基于无人机安全性、高效性和稳定性的考量,使之能够在农业植保中发挥绝对优势。但是,因诸多因素的限制,导致小型无人机相关技术尚未成熟,不仅会对农业植保作业效果造成影响,还会引起安全事故的出现。为从根本上预防此类问题的出现,则可在提高小型无人机重视度的同时,积极且主动解决农业植保问题,辅之相关技术的优化改善,为农业植保作业提供便利。

2.2 应用进展

2013年,我国农业生产模式实现全面变革,为谋求新路径,科学技术的使用成为解放劳动力、提高作业效率的关键。以小型无人机为例,借助无人机植保示范基地的建设,融合传统自动喷雾器,在极大程度上提高了农药喷洒效率。而要想保证无人机农业植保优势,则可在优化相关技术的前提,强化农户对现代科技的认知,辅之自动化机械设备知识的学习,逐步提高自动机械的需求量,为小型无人机的发展带来前景。

3 小型无人机在农业植保中应用存在的问题

3.1 植保技术尚未完善

2016年至今,小型无人机虽在生产领域取得了良好的应用成效,但在农机安全性、先进性和适用性把控中仍呈现植保技术不成熟的状态。例如,续航能力和充电时间、操作流程和操作强度、作业数据和测量面积、防摔耐摔等问题,只有攻克了上述技术难点,才可保证植保无人机的稳定性、可靠性和成熟性[5]。

3.2 专业程度较差

以笔者所在省市为例,植保无人机购买主体相对分散,且多集中于合作社、农机大户和农场等,并非专业性植保组织。而在生产企业培训期间,该类农户虽取得相应的合格证书,但因经验少、作业效率低等问题,使之难以掌握相关灾害防控能力,更谈不上无人机在农业植保中的充分应用。

3.3 维修网点少

通过对笔者所在省市的调查,可知植保无人机技术呈现质的飞跃,而在服务组织、个体购买意愿强烈的情况下,使植保无人机数量、类型大幅度增长。但是相对而言,维修网点少是阻碍植保无人机发展的关键因素。

3.4 风险大,成本高

随着无人机飞控系统的完善,虽然可有效保证其作业效率,但是操作不当和故障失控等问题的滋生,使无人机面临毁机和摔机风险。相关数据显示,辽宁省共有4起植保无人机碰触高压线事件,3辆无人机处于报废状态。而在此过程中,摔机引起的零部件损坏问题,导致其维修成本相对较高,几千至上万不等,二者也会增加购机户的成本投入[6]。

3.5 不注重作业防护

与其他地面机械设备相比,植保无人机药液浓度相对较高,但因风向问题的影响,使其面临漂移现象,而药液坠落于工作人员皮肤表面时,不仅会引起灼伤事件,还会对机体健康安全造成威胁。而在常规情况下,诸多生产企业未对此现象加以重视,即使配备防护服,但防护性能相对较低。

4 小型无人机在农业植保中的应用建议

4.1 航拍、监控病虫害

对于农业植保工作而言,其核心目的为防治病虫害,而病虫害基础状况的把控则是防治工作开展的重点。对此,无人机技术的融合,可对病虫害发展情况进行全方位把控,在此基础上拟定有效的防治措施。特别是针对人工难以检测的区域,可通过无人机技术的使用,精准把控病虫害发生规律,做好相应的预防、控制措施,还可绘制相应的病虫害发生趋势图,且将其定义为农业生产核心数据,辅之长期观测操作,将各项数据实时传递给农户,以便保证农业生产的安全性。

4.2 拟定科学植保方案

农业植保工作是一项相对系统的工作,呈现范围广、内容多等特点。例如,在病虫害防治过程中,无人机借助航拍的方式,将病虫害相关信息反馈至农业部门,据此制订科学、可行的植保方案。此外,各地区还可按照植保方案,融合本地区具体情况执行有效的植保防护作业,辅之督查防治作业,定期做好各区域走访调查,便于把控农业植保现状、进展、效果。

4.3 优化植保手段

小型无人机的应用,是以药物喷洒为前提起到相应的植保效果。而技术人员则以远距离压控为前提,对无人机高度加以调节,再按照农作物具体情况,对药物剂量、无人机高度和速度予以把控,以便将药液精准作用于农作物表面,还可借助旋翼下旋气流加快药液吸收、渗透[7]。

4.4 加强无人机技术培训

从整体上来看,植保无人机是一个现代化科技产品,工作人员需熟悉无人机各项技能,才可将其应用于农业植保作业中。由此可见,加强无人机技术培训尤为重要,即以无人机原理、构造等为前提,使工作人员能够在全方位认知无人机的情况下,落实技术培训工作,如掌握无人机的遥控作业操作、农药喷洒量、工作时间等。另外,工作人员还应树立岗位责任心和耐心,一旦发现无人机出现异常情况,需立即终止作业,做好相关检查预防安全事故的滋生。

4.5 加强技术研究

目前,农业市场中存在各类型植保无人机,但在其生产环节还需通过规范化生产、技术把控,以保证植保无人机的质量和应用效果。例如,常规无人机仅可支撑20~30 min,个别无人机机身材质对其作业效果造成威胁。可见,加强无人机技术的研究,不仅需要做好机身材质的优化,还应在倡导节能理念的同时提高无人机的作业效率。

4.6 提高无人机质量

要想做好农业植保工作,则需侧重把控小型无人机设备的质量。可从以下几点入手。一是以行业标准为前提,农业部门制定相应法律法规,辅助对驾驶员、工作人员的管理约束,使之能够在保证无人机飞行安全的同时,完成植保作业。二是因无人机自身的特殊性,各生产企业质量标准尚未统一,而在推广、使用、后续维护等方面存在问题,逐步丧失其在农业植保作业中的优势。对此,农业部门在加大监督管理力度的情况下,制定标准化、合理性无人机生产数据,以政府、企业间的对接为前提,降低其危险系数。

5 结语

农业植保是现代农业生产中的必然环节,但是传统的农业植保方式已经不能满足农业生产需求,而在小型无人机设备的使用下,能够对各区域进行规范化作业,弥补人工植保、机械植保的不足。同时,要想更好地展现无人机设备在农业植保中的地位,则需不断优化无人机结构、提高无人机质量、优化植保手段等,为农业生产创造有利条件。

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