盘锦地区水田植保无人机的应用与选型

王东

摘要：根据盘锦地区水田植保作业的实际需求，引进植保无人机开展飞防作业。通过对不同种类的植保无人机机型进行比较，为水田植保无人机的选型提供参考。比较当地常见的4款植保无人机，确定极飞P20和大疆 MG-1S植保无人机的性能较好。

关键词：无人机;植保;机型;应用

中图分类号：S252    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2019）04-0026-03

水稻是盘锦地区主要粮食作物，种植面积在11万hm2左右，产量100多万t，是盘锦地区农民赖以生存和务农增收的主要来源。在水稻生产过程中，育苗、插秧、收获这三大作业环节机械化水平位居辽宁前列，但植保作业机械化相对滞后，成为水稻全程机械化的短板和难点。随着植保无人机技术的逐渐成熟和价格的下降，加上植保作业社会化服务的兴起，无人机逐渐成为水田植保作业的主力军，受到盘锦及周边地区水稻种植者的欢迎。

1 植保无人机在盘锦地区的应用

水稻生产环节多，用工量大，尤其是病虫害防治，长期以来都是依赖手动喷雾器或者背负式喷雾机进行。这种传统喷药模式日均作业不足1 hm2，远不能适应当前水稻植保作业新要求，主要体现在：一是难以满足和适应专业化规模化水田作业新趋势新要求。节本增收、提质增效已成为水稻生产者的关注焦点，传统喷药技术效率低下，高效植保作业模式应运而生并方兴未艾。二是难以有效应对突发性大面积病虫害发生。水田长期连作和气候变化异常，病虫害突发不可避免且日渐频繁，病虫害防控时不我待、刻不容缓。传统喷药模式无法应对，一旦错过防治关键时期，就会造成粮食减产甚至绝产。三是难以有效遏制药物喷洒导致的中毒事故。水田施药次数较多且逢气温较高时节，致死率超过20%，每年盘锦地区都有喷药中毒死亡事件发生。四是难以达到农药减量控害目标和理想施药效果。人工作业喷洒的药剂不均易产生药害，造成农药残留超标，严重影响水稻品质。五是难以缓解劳动力短缺和成本上升的压力。植保作业是水稻生产环节中劳动强度最高、作业次数最多、劳动力消耗量最大的环节。城镇化建设步伐的加快促使大量农村青壮年劳动力转移到城市，留守在农村的劳动力老龄化严重，不仅雇工越来越难，而且人工成本不断攀升，传统作业模式难以为继。

2016年以来，结合市场需求，盘锦市按照“农药减量、精确、高效、合理使用”的总要求，以市场需求为导向，以水稻种植大户为主体，以科研推广为抓手，以无人机运营商为技术支撑，以市场需求为导向，以项目为牵动，以提升水稻全程机械化水平和病虫害专业化防治水平为目标，开展无人机引进、性能测试、现场观摩、技术培训、数据采集、农情调查、产量测试等系列化工作，分别在盘山、大洼、兴隆台、辽东湾新区、辽河口经济区等水稻主产区，以及相邻的辽阳灯塔市、锦州凌海市两大水稻主产区，合作开展试验示范和应用推广，取得了非常显著的效果。

2 植保无人机机型比较

按能源动力，植保无人机可分为油动和电动2类，其差异见表1。油动植保无人机具有载荷大、续航长等优点，但存在燃料使用污染大、结构复杂而维护难、造价高等缺点。电动植保无人机灵动方便、易于操作维护、造价低，尽管存在载荷少、续航短、抗风性较弱、药物穿透力有限等缺点，但其灵动方便、易操作、易维护、造价低，综合考虑用户的经济实力、知识水平、风险承受能力等各种因素，应以电动植保无人机为主。

按机型结构，植保无人机可分为固定翼和多旋翼2类，其差异见表2。固定翼植保无人机体积大、飞机质量重、续航时间长，且载荷重、喷头数量多、有效喷幅广，具备大载量、快速飞行、高效作业等能力，主要用于农田信息采集和遥感，作业时一般在距离作物顶端5～7 m的空域进行超低空飞行，对作业区域地形地势要求较高，适于开阔地带的大田植保作业。同时，具有雾化效果好、药物穿透力强、抗风性较强的特点，但造价较高、飞行操控较难。

旋翼机体积较小、结构简单、控制灵活，具备自主飞行和着陆能力，适于地形复杂的作业环境。其螺旋桨所产生的空气涡流可提高喷洒效率，缺点是作业耗油量、耗电量较大。其中，单旋翼直升机具有较高的载重能力，续航时间较长，飞行中产生的单一风场可有效控制喷洒药剂的漂移问题，但抗风能力相对较低，飞控技术要求更高。多旋翼直升机与单旋翼相比，操纵灵活，作业效率更高，对较为分散的小田作业有着完美的适应能力，尤其适合我国人多地少、土地相对分散、地势地貌差异较大的农业现状，国内应用比较广泛。

综上所述，电动多旋翼植保无人机适合当下农民所需。随着无人机科技水平的进步，尤其是电池性能的改进，这种环保、方便、经济、安全、成熟的无人机将是盘锦地区水稻飞防作业的主流。

3 盘锦地区植保无人机机型比较

目前，盤锦地区从事水田飞防作业的主要机型有以下4种，其参数及性能见表3。

结合盘锦市实际应用情况，在目前应用较多的4款植保无人机中，极飞P20无人机和大疆MG-1S植保无人机总体评价较好。作为国内知名品牌，这两家企业技术力量雄厚，产品质量稳定，新品出新速度较快，质量保证、售后服务和作业服务体系较为完善。其他两种品牌产品是辽宁本地企业生产的产品，在产品售价和售后服务上具有一定优势，但综合实力和性能保障尚有不足。

近年来，以盘锦地区为核心示范区，以辽阳灯塔市、锦州凌海市为重点辐射区，累计完成无人机飞防作业面积近34 hm2，节省作业成本达700多万元，为农民提供了先进适用植保技术装备和绿色高效病虫害统防统治解决方案，取得了用户满意的作业效果。

参考文献

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Abstract： According to the actual needs of plant protection in paddy fields in Panjin area， UAV was introduced to carry out flight control. By comparing different models of UAVs， this paper provides reference for the selection of UAVs in paddy fields. Compared with the four local common plant protection UAVs， it was determined that the performance of Jifei P20 and Dajiang MG-1S plant protection UAVs was better.

Key words： UAV; Plant protection; model; application