无人机植保作业应用与实例
2019-09-02杨华伟河南省西华县农牧局河南省周口市466600
杨华伟/河南省西华县农牧局，河南省 周口市 466600
导读：无人机在农业植保领域有广泛的应用市场空间。本文在阐述无人机在农业植保应用优势基础上，分析了典型无人机的特点，并给出了实例。
农用植保无人机，顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机。该型无人飞机有飞行平台(固定翼、单旋翼、多旋翼) 、GPS飞控、喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或GPS飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。由于农用植保无人机体积小、重量轻、运输方便、可垂直起降、飞行操控灵活，对于不同地域、不同地块、不同作物等具有良好的适应性。因此，不管在我国北方还是南方，丘陵还是平原，大地块还是小地块，农用植保无人机都拥有广阔的应用前景。
植保无人机的应用优势
无人机在植保领域的应用主要是航空施药。航空施药技术的优势主要表现在以下几个方面：
(1) 高效及时。它能以人工防治几十倍的速度迅速、有效地灭杀大面积爆发的有害生物，一次性完成大面积的农田和森(果) 林的病虫害的防治任务，可及时有效地控制大面积的病虫毒害；
(2) 适应性强。航空施药装备能在地面装备不能进入各种地形区域之内及作物不同生长期作业，一般不受太多因素的影响，不损伤作物，避免了地面作业中因碾压作物等问题造成的产量损失；
(3) 经济环保。与常规施药方法相比，由于航空施药多采用低量喷洒技术，单位面积施药量少，每667m2喷洒200～400ml农药，甚至更少，能够节省农药40%左右，降低环境污染，减少农药残留量，自动化程度高、单架飞机防控面积大，单位防治面积的功率消耗低，同时，节省人力与工时。
植保无人机的主要特点
单旋翼植保无人机的特点
单旋翼植保无人机的特点主要有旋翼大，飞行稳定，抗风条件好，风场稳定，雾化效果好，下旋风力大，穿透力强，农药可以打到农作物的根茎部位，飞行驾驶简便易学。
图1 无人机田间作业现场
例如：某型单旋翼植保无人机
其技术指标有：
药箱容量：17L
续航时间：15～25min
作业喷幅：5～7m
作业效率：80～90亩/h
操作方式：全自主/智能AB点/手动
其性能优势：
(1) 全自主飞行，支持智能规划航线，作业控制轻松便捷，并支持多种飞行模式，全自主、智能AB点、GPS增稳、手动等飞行模式，自动与手动无缝切换，适应不同作业环境；
(2) 智能自主喷洒，施药精准避免重喷漏喷，支持断点续喷功能；
(3) 支持移动APP功能，可实时查看飞机飞行状态，作业进度，查询已规划田块，喷洒亩数；
(4) 载荷大、飞行稳定、易操控，干活能力强，每小时可作业80～120亩，作业效率是目前市场上主流多旋翼植保机的2倍；
(5) 作业效果好，雾化喷洒均匀，单旋翼风场大，能有效的把药液送到作物叶片正反面，中层，下层，低杆、高杆作物均能保证良好的施药效果；
(6) 作业成本低，仅需一块电池就能完成17kg农药的喷洒，每亩仅需0.65元，电池使用量是同样载荷多选翼飞行器的四分之一。
多旋翼植保无人机的特点
多旋翼植保无人机的特点有技术门槛低、造价相对便宜、能垂直起降、空中悬停，飞行稳定。
例如：某型多旋翼植保无人机系统
技术优势：
药箱容量：16L
续航时间：10～18min
作业效率：210亩/h
操作方式：全自主/智能AB点/手动
性能优势：
(1) 全自主飞行，智能规划航线、编辑航线，满足不规则田块需求，作业轻松简单；
(2) 支持多种飞行模式，全自主、智能AB点、GPS增稳、手动等飞行模式，自动与手动无缝切换，适应不同作业环境；
(3) 离心雾化喷洒系统，施药精准，避免重喷、漏喷，支持断点续喷功能；
(4) 智能电池和智能充电，电池寿命使用长，安全稳定；
(5) 整体操作简单，上手快；坚固耐用，整机IP67防护；
(6) 在减少30% 以上的农药使用的同时，节约90%的水资源，保证了农产品质量安全、绿色环保；
(7) 作业效率高，每小时作业面积可达210亩。
作业实例
经过大量实践作业以及调研，简单好用、耐摔好修、性价比高、维修成本低，是植保无人机大规模应用的前提。
(1) 在玉米中的应用
1) 工作参数：
药箱容积：10L。
标准喷药量：200～500ml/667m2(亩) 。
作业飞行高度：2.5m。
作业飞行速度：3～5m/s。
喷雾覆盖宽度：6～8m。
作业飞行时间：10min。
作业面积：2030亩。
气象及环境条件：风力小于3级；温度-10℃～40℃；无雨、雪及可见沙尘。
2) 防治实例：
利用施药防治玉米螟，测定不同飞行参数下雾滴的沉积分布规律以及对玉米螟的防效。
研究结果发现，在飞行高度2.5 m，使用10%毒死蜱超低容量液剂的防治效果最好，其穗部雾滴数达到15.6个/cm2，防效高达80.7%；当使用42%毒死蜱乳油进行处理时仅有69.1%的防效，添加蒸发抑制剂后防效提高到75.8%；与自走式高杆喷雾机相比，无人机具有省时、省工、省水的优点，但从防效来看，各项参数还有待进一步优化。
图3 多旋翼无人机田间作业
(2) 在小麦上的应用
1) 工作参数：
流量：200～400ml/min。
雾滴直径：50～100μm。
幅宽：3～5m。
作业飞行速度：2～4m/s。
作业飞行高度：2.5m(田间作业)。
防治效率：1～2亩/min。
2) 防治实例
采用某型多旋翼无人机进行防治小麦病虫害，发现人工背负式机动喷雾器的喷施防效略高于无人机。但无人机在病虫害防治效率上更有优势，具有施药快、便于操作、节约防治成本等优点。
在小麦蚜虫点片发生阶段，采用小型无人直升机喷洒1.5%吡虫啉超低容量剂200ml/667m2(亩) ，防效可达到85%～90%。
应用中应注意的问题
(1) 敏感农药：抗病毒类和杀菌类农药在高浓度施药过程中容易造成药害，比如：戊唑醇、咪菌脂等，杀虫类的农药已知虫螨腈也容易造成要害，这类农药绝对禁止按常规施药用量使用，建议按常规用量减量 20%～30%施用。
(2) 敏感作物：瓜菜类作物苗期对高浓度药物比较敏感， 天鹰兄弟小编建议提前小面积试用后再进行大面积作业
(3) 对于繁殖迭代率较高的害虫要根据作业周期适时调整用药方案，不能一种配方打天下，例如小麦蚜虫飞防作业一般在预防期作业三到五天调整用药方案采用爆发期用药方案。
(4) 可湿性粉剂的使用技巧：植保无人机飞防作业最怕可湿性粉剂，避免可湿性粉剂与乳油制剂混合使用，增加水泵工作压力和堵喷头现象
(5) 配制飞防用药一定要做到二次稀释，否则容易引起原药之间的化学反应造成药效不佳或结晶，甚至产生药害。先将每种农药以 5～10 倍稀释，然后混配在一起加水至适量后搅拌均匀。 ■
