无人机在小麦试验和生产中的应用

蔡东明

（西北农林科技大学农学院，陕西杨凌 712100）

0 引言

小麦作为第二主粮解决了我国大约一半人口的吃饭问题，据统计2016年我国冬小麦种植面积是3.38亿亩总产量12 885万吨。近半个世纪以来经过小麦工作者的不懈努力我国小麦育种、试验、示范、繁种、推广、生产的体系完备而庞大，使小麦产量和品质呈现出跨越式发展。但仍然有一些问题困扰着小麦工作者，就是严重影响产量和品质的草、虫（蚜虫、红蜘蛛）、病害（条锈病、白粉病、赤霉病，见图1、2、3、4）。冬小麦至少要在冬前喷施一次除草剂，来年5月还要用杀虫剂、杀菌剂、植物生长调节剂等农药一喷三防，如果效果不好还要喷施第二次甚至第三次，劳动强度很大，而且人工喷施成本高、效果差、时间长。为了改变这一现状我们积极引进先进技术尝试使用大疆MG-1型农业植保无人机喷施农药，经过定期观察显示无人机喷施效果好用时短而且成本低。

图1 小麦田草害

图2 小麦田蚜虫

图3 小麦条锈病

图4 小麦白粉病

1 大疆农业植保MG-1型无人机简介

大疆MG-1农业植保无人机是一款防尘、防水、防腐蚀的工业级产品，设计有先进的飞控、可靠的内循环冷却系统、便携式折叠机身和操控简易的遥控器，展开时尺寸为1471×1471×482mm（不含螺旋桨），折叠后仅为780×780×482mm（见图5、6）。它配备有强劲的八旋翼、八轴动力系统，载荷10公斤，推重比1∶2.2。该机主要用于农业喷施，可根据不同地形条件选择智能、辅助、手动三种作业模式，无需事先绘测农田，在飞行期间直接规划路线即可进行自动喷施。每小时作业量40～60亩，作业效率是人工喷施的40倍以上，并支持航线断点智能记忆，主要技术参数见表1。

图5 大疆MG-1农业植保无人机飞行喷施作业

图6 大疆MG-1农业植保无人机地面静态

表1 大疆MG-1农业植保无人机主要技术参数

2 大疆MG-1农业植保无人机使用效果

2016年11月9、10日2天对杨凌及周边共6处约280亩试验地进行无人机喷施除草剂作业，农药是河南郑州生产的金豹除草剂，无人机由具有正规执照人员操作，9、10日2天天气晴朗温度2～17℃、微风适合无人机飞行喷施农药。11月14、16、18、20日分别对试验地进行多点抽样观察发现14日杂草叶面普遍出现感药斑点，16、18日斑点面积扩大叶面逐渐变黄枯萎，20日观察杂草全部干枯死亡除草效果良好（见图7、8、9、10）。

图7 11月14日杂草叶面出现斑点

图8 11月16日斑点面积扩大

图9 11月18日杂草枯萎

图10 11月20日杂草完全死亡

20世纪末第一代除草剂以杜邦巨星为代表，本世纪初第二代除草剂以奔腾为代表，近几年出现的金豹在我国北方冬麦区都普遍采用，它们的除草效果明显，喷施后大约第7天杂草叶面出现斑点，至大约第13天杂草完全死亡。本次使用无人机喷施杂草从出现斑点到完全死亡时段提前并缩短，分析原因应该是无人机喷施浓度比人工喷施高近10倍。从喷施除草剂效果来看无人机也非常适用于防治小麦虫害和病害。

3 农业植保无人机使用优点

3.1 效果好。无人机具有作业高度低飘移少可空中悬停等特点，喷施时旋翼产生的向下气流有助于增加农药对农作物的穿透性防治效果好。

3.2 成本低。以本次喷施为例无人机和人工喷施用药量相同，无人机使用费用10元/亩，总使用费用=280亩×10元/亩=2800.00元；如果人工喷施每亩地要喷3壶、10元/壶，总工钱=280亩×3壶×10元/壶=8400.00元，人工喷施成本是无人机的3倍。

3.3 高效安全。无人机喷施比人工速度快，规模作业可以达到每小时约40～60亩，与人工喷施相比其效率提高40倍以上。无人机通过地面遥控或GPS飞控操作，喷施作业人员远距离操作避免暴露于农药下的危险，提高了喷施作业的安全性。

3.4 用水量小、降低成本。无人机喷施农药浓度大约是人工喷施的10倍，因此大大节约了用水量。以往人工喷施因用水量大需要雇用机动三轮车拉大水桶，无人机喷施只需2个装蒸馏水的塑料壶。

3.5 减轻劳动强度。无人机喷施农药与人工喷施相比无疑大大减轻了劳动强度，这对于现在农村主要劳动力都外出打工的现状是非常适用的。

3.6 适应性广。无人机不需要跑道助跑可垂直起降，通过改变飞行高度可以适应任何作物，不受丘陵、山区、坡地等复杂地形限制，非常适合我国广大冬麦区使用推广。

3.7 可紧急应对大面积爆发性草虫病害。无人机因其喷施效率高，是大面积爆发性草虫病害防治的最佳模式。

4 农业植保无人机使用应该注意的问题

4.1 配药时先配母液充分稀释避免堵喷头。由于无人机喷施浓度高加之除草剂一般都是粉剂，因此配药时一定要先配成母液并充分稀释，容器下层不能出现糊状沉淀更不能有糊块，避免堵住无人机喷头。

4.2 远离油菜。按我国北方冬小麦主产区种植模式油菜比小麦早播10～15天，当小麦3～4叶期时油菜也处于苗期，此时若将除草剂喷到油菜上，油菜1～2周就会干枯死亡。

4.3 注意安全。无人机飞行时速度快旋翼转速高，喷施农药时一定要人员远离并注意规避电线树木房屋鸟类等。

5 结语

我国无人机发展已处于世界先进行列，并广泛应用于军事、旅游、传媒、搜救等领域，应用于农业是无人机行业近几年的新突破新亮点，通过此次喷施小麦除草剂并收到良好效果来看，无人机也适用于防治虫害和病害以及其他作物的保护工作，相信无人机一定会在不久的将来以它防治效果好、成本低、高效安全、适应性广等优点赢得农业工作者和广大农民朋友们的青睐。

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