小型无人机在农业植保中的应用研究

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。