智能植保无人机防治烟蚜试验分析

裴洲洋+李世金+刘国侠+冉法芬+张业辉+江春+陈由鸿+朱启法

摘 要：該文通过大田试验研究了植保无人机防治烟蚜的防治效果。结果表明，无人机农药喷洒效率率是人工的31倍，相对于电动喷雾器作业防效提高7.03个百分点。无人机喷洒均匀，药液覆盖度趋势为顶叶>上二棚叶>腰叶>下二棚叶。从药液分布情况来看，无人机可满足植保作业的喷洒质量，作业均匀性、穿透性优于人工作业。

关键词：植保无人机；烟蚜；防效；效率

中图分类号 S252.3；S435.11 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）22-0072-02

烟草病虫害的统防统治不仅依赖于高效、低毒农药的安全使用，更依赖于科学的施药方式和高效植保机械的推广。农药、药械、施药技术是科学合理使用农药的3个重要环节。无人机飞防技术是利用轻小型无人机为载体，在飞行器上搭载农药喷雾设备，通过引入精准定位系统和地理信息系统，以“云服务、大数据”为技术背景，实现精准化作业。

无人机飞防技术作为一项适应现代农业和现代植保需求的一项新型技术，以其独特的优势，为植保技术的发展开辟了一片新的天地，将是传统植保方式的替代和“革命性”升级。2017年，为推动现代烟草农业发展，提高烟区绿色防控技术水平，实现减量控害、节本增效、农药零增长，安徽皖南烟叶有限责任公司开展了无人机在烤烟上防治烟蚜试验，并对作业结果进行了分析。

1 材料与方法

1.1 试验材料 供试烟草品种为云烟97，3月18日移栽，株行距为0.45m×1.2m。供试药剂为5%吡虫啉乳油，德强生物股份有限公司生产。供试机型为极飞P20，广州极飞科技公司生产，四旋翼植保无人机。尺寸为1.18m×1.18m×0.41m，作业高度1～10m。最大起飞重量27kg，作业速度1～8m/s。变量喷洒系统，喷雾雾化标准为80～130μm，喷头直径60mm，喷洒流量为3000～12000mL/hm2，喷幅宽度1.5～3m。电力系统使用锂电池。背负式电动喷雾器为世达牌3WBD-16型，负式桶身外形尺0.38m×0.18m×0.53m，工作压力4～5kg。人工手动喷雾器为卫士牌WS-16型，1.14m×0.44m×0.640m。山东卫士植保有限责任公司生产。水敏试纸为瑞士先正达公司生产。

1.2 试验设计

1.2.1 防效试验 共设3个处理。处理Ⅰ：无人植机保机飞防；处理Ⅱ：背负式电动喷雾器；处理Ⅲ：未喷药，为空白对照（CK）。各处理其他田间管理措施一致。每个作业处理作业时间均为2h，作业后统计作业面积，7d后统计防效。

1.2.2 穿透性实验 使用水敏试纸检测无人机喷洒穿透性质量。将水敏试纸固定在叶片上，上部叶5片，中部叶5片，下部叶片5片。作业结束后，取下试纸，用DepositScan进行扫描分析。

1.3 试验地概况 试验地点为安徽省宣城市安徽皖南烟叶有限责任公司沪皖现代烟草农业高科技示范园。作业植物对象为烤烟，园区田块平整开阔，集中连片53.33hm2左右。

1.4 调查方法 在施药7d后开展防效调查，每个处理选取3块以上有代表性的烟田，采用对角线5点取样方法，每点不少于10株，调查整株烟蚜数量，计算有蚜株率及蚜量指数。0级：0头/叶。1级：1～5头/叶。3级：6～20头/叶。5级：21～100头/叶。7级：101～500头/叶。9级：大于500头/叶。

1.5 数据统计和分析 计算公式如下：

蚜量指数=[Σ（各级叶数×该级别值）/（调查总株数或叶数×最高级值）]×100；

防效（%）=（空白蚜指数-处理蚜指数）/空白蚜指数×100

2 结果与分析

2.1 作业效率 将作业区域划分为无人机组区及人工组区，作业前均不进行其他操作。2个处理组均在规定的2h内进行配药，施药作业，作业结果见表1。由表1可知，无人机组3次重复的作业面积分别为4hm2、4.13hm2、4.06hm2，平均作业面积为4.06hm2，平均作业效率为2.03hm2/h。人工组3次作业面积分别为0.13hm2、0.12hm2、0.14hm2，平均作业效率为0.065hm2/h。无人机作业效率是传统人工的31倍。

2.2 防治效果 各试验处理对烟蚜的防治效果如表2所示。由表2的调查结果表明，植保无人机试验处理的蚜量指数为6.85，平均防效为79.78%。而传统电动喷雾器处理平均蚜量指数为9.19，防效为72.45%，无人机相对与电动喷雾器可提高防效7.03个百分点。

2.3 穿透性分析 1～4号采样点布置于上部叶片，6～10号采样点布置于中部叶片，10～15号采样点布置于下部叶片。由表3可知，上部叶片点密度均值为46.82，回收率均值为26.82%；中部叶片点密度值为34.44，回收率均值为22.64%；下部叶片点密度均值为23.02，点，回收率均值为11.92%。全株叶片基本能覆盖。第三轮次作业，叶片从顶叶到脚叶，药液覆盖度整体趋势为顶叶>上二棚叶>腰叶>下二棚叶。从药液分布情况来看，可满足植保作业的喷洒质量，作业均匀性、穿透性优于人工作业。

3 小结与讨论

无人机作业高度为1.5～1.7m，飞行匀速平稳，旋翼螺旋桨产生的下压气流使药液均匀到达植株中下部叶片和茎秆，相比于背负式电动喷雾，更能确保作业质量，且作业效率可提高 30倍以上，节水95%以上。

目前，无人机已经实现了关键技术的自动化和智能化，其应用的北斗导航系统可将定位精度精确到厘米级水平，其操控平台简单方便，可实现一人同时操控3台无人机，大大降低了飞防人工成本，提高了操控舒适性，具备了大面积作业、大规模作业的硬件基础条件。

在无人机推广中，受制于成本、市场等多种因素影响，无人机作业费用相对人工偏高10%左右，大面积推广仍具有一定的难度，在下步推广过程中，可采用合作社统一服务的模式进行，即由合作社组建飞防队伍，将购机成本分摊在合作社中，采取合作社+烟农主体实施，烟草公司适当补贴的模式进行推广。随着用工成本的逐年增高以及无人机技术的发展，无人机的应用成本将越来越低，其技术优势将越来越明显，大规模应用将是大势所趋。

参考文献

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[4]MHT 1002-1995《农业航空作业质量技术指标》

（责编：张宏民）endprint