农用植保无人机的使用情况及作业特点分析

杨洪奎

摘要：植保作业通过植保机械代替了传统的人工作业模式，显著提升了植保过程的效率与安全性。在传统普通轮式植保机械的基础上，为进一步提升植保作业的效率和质量，无人机植保的应用范围得到扩大，其具有明显的技术优势，且在应用过程中得到了广大农民的认可。

关键词：植保无人机;技术;优势;特点

病虫害是制约农业粮食产量和食品质量的重要影响因素，随着自然环境的变化和农业生产模式的改变，我国的农业病虫害发生面积近年来呈现增长趋势。随着农业生产合作经营和承包经营的逐渐增多，农业生产经营也向着连片化和大面积发展，大面积的生产植保作业很难单纯依靠人力完成植保作业，且雇佣人作业的成本也逐年升高，這就导致了农业生产对机械化植保设备的需求量逐渐升高。传统的轮式植保设备具有作业方便，操作简单的特点，但作业过程存在着土壤压实，且对高秆作物的植保也存在着行驶困难、粮食浪费、喷施不均匀等问题。近年来植保无人机受到了农业生产的关注，成为了农业植保的新手段，且喷施均匀、农药利用率高等优势也十分明显。

1农用植保无人机使用情况

影响农业植保作业的主要因素包括了农药技术、喷药技术以及机械技术，而现阶段我国的农药制造技术已位居世界前列，而喷药技术和相关机械技术仍较为落后，农用植保无人机的研究和使用有效弥补了我国植保作业的技术不足，有利于植保作业品质的提升。

我国对植保无人机的研究起步较晚，现阶段使用的植保无人机作业技术已经由过去的固定翼机型和单旋翼机型逐渐发展为多旋翼机型，市场上的多旋翼植保无人机以4旋翼和6旋翼机型为主，具有飞行稳定性好，喷施质量高的优点。近年来，植保无人机的作业逐渐由过去的人工观测辅助作业模式向植保无人机自主作业模式进步。利用RTK技术与飞控系统进行高度融合，能够精确的测量待作业田间情况，并能够实现航线的智能规划，植保机作业时避免了繁琐的遥控过程，真正实现了一键起降及返航、自动喷洒的作业方式，作业质量已接近人工操作效果，且作业效率更高。截至2016年，我国无人机生产企业已超过400家，农用植保无人机的保有量达到6000台以上，实现年植保作业面积4 000万亩，发展十分迅速，但受限于电池技术的制约，现阶段植保无人机作业仍无法做到长时间不间断作业，这对作业效率产生了一定影响。

2植保无人机的作业特点

农用植保无人机的作业必须由专业的人员进行操作，植保无人机的作业参数包括施药量、飞行高度、飞行速度、雾滴粒径等，这些参数在无人机使用的过程中直接影响到了植保作业的效率和效果。

2.1节省农药使用量

采用植保无人机进行作业，无人机能够根据作物的长势和病虫害情况进行合理的变量喷药作业，加之无人机桨叶产生的风力会增加喷雾向作物中下部的渗透力，保证农药均匀喷施，有效避免出现农作物顶部喷施过量，而茎秆和根部却施药不足的问题。植保无人机作业通过更科学的喷施方式实现了农药的最佳利用率，通常情况下植保无人机作业必须要考虑喷施农药的漂移、药物沉降、风力影响等问题，以决定单位面积的施药量，在保证高喷施效率的同时，还显著降低了农药浪费和环境污染问题。

2.2喷施质量的稳定性

植保无人机作业的过程中通过差分GPS技术的应用，保证了无人机能在事先设定好的高度和速度下稳定飞行，而尽量减少自然环境对飞行产生的影响，进而保证了喷施质量的稳定性。通常情况下，无人机飞行的高度距农作物越远，喷雾在下落的过程中就越容易受到自然因素的影响而产生漂移或蒸发问题;但若飞行高度过低，也会由于距离过近，喷雾在没有完全分散时就降落到作物之上，容易产生药害问题，因此无人机喷雾过程的稳定性是植保作业的重要影响因素，这需要操作人员和GPS技术的共同配合完成。

2.3喷施过程的智能性

现阶段的植保无人机技术在保证喷施质量的同时，还能够利用GPS技术和传感器技术实现缺药返航、低电返航、断点续喷等多种先进技术要求，且对于植保无人机的操作系统研究也开始向着依据作业方案在无人操控的情况下自主施药，并同时对周边的风力、风向等自然因素进行感知发展。甚至利用视觉识别技术判断农作物长势与病虫害情况，进而调整喷药种类与喷药量，从而从根本上实现植保机的自主智能喷药作业。

2.4工作形式的创新性

植保无人机的作业突破了传统的植保作业限制，更有别于其他的现代农机作业形式，其更趋向于一台智能设备而非传统机具。智能无人机装备能够将植保机飞手、农民、生产厂家通过植保作业联系在一起，基本的作业模式采用农民雇佣飞手进行植保作业。这种专业化的作业模式突破了传统由农民驾驶农机作业的方式，避免了农机使用和操作不合理造成的喷药质量不佳、农作物药害、喷药机损坏及人员伤亡等问题。由于采用了专业的植保团队作业，不仅植保作业的品质得到了保证，植保作业的效率和安全性也大幅提升。