天津开发区无人机飞防打药效果研究

邳学杰

摘要：

无人机在农业植保方面的飞防作业技术已经日渐成熟，在园林植保方面也多有应用，为检验无人机在天津开发区进行打药作业时的穿透效果，在开发区选取了一片长势相近的国槐白蜡混交林样地，通过模拟树干装置放置水敏纸的方法比较无人机打药和传统机动式打药机的打药效果。结果表明：无人机雾滴密度、覆盖率、沉积量呈上层>下层>中层的趋势，传统机动式打药机雾滴密度、覆盖率、沉积量呈下层>中层>上层的趋势;无人机更适合对树冠等高处位置作业，机动式打药机更适合树冠下部作业，两者可以根据现场情况配合使用，无人机在防护林带作业相比传统打药方式优势会更加明显。

关键词：

天津开发区;无人机;飞防效果

中图分类号：S6-3

文献标识码：A

DOI：1019754/jnyyjs20200630052

前言

近年来，无人机在生产生活中的应用越来越广泛，其中飞防作业，尤其是在农业植保方面的飞防作业技术已经日渐成熟[1-3]，在园林植保方面也多有应用[4，5]。滨海新区建成区绿化覆盖率达3805%，绿地率达到3699%，人均公园绿地面积达到1260m2[6]。开发区作为滨海新区的核心区，自20世纪80、90年代以来陆续大规模建设了各种类型绿地，一些城市防护林带随着近30a的生长，林层变得非常茂密且树体树冠愈发高大，传统打药方式难以将药液送达林层上层和树冠内部。因此，本实验利用无人机打药与传统机动打药机打药效果进行相互比较，以期能够利用这一新技术弥补传统打药方式的不足之处，从而进一步提高病虫害防治效果，提高养护水平。

1材料与方法

11样地概况

在泰达大街南侧青年林选择一片长势相同的国槐白蜡人工混交林作为样地200m×10m，样地面积约2000m2，在样地内选择3株树高、树冠、长势基本相近的树木作为取样点位（详见表1）。

12布置水敏纸和模拟树干装置

以水敏纸（水敏紙遇水可变色）评价打药效果[7]。为使水敏纸安装拆卸方便，并使水敏纸保持水平，用木方制作3个简易树干模拟装置（图1），将水敏纸张贴后竖直立于树冠之中（图2），飞防作业后更换水敏纸，传统打药机作业后，将水敏纸一并带回分析。

13植保作业

使用大疆T20植保无人机（由天津厂务通服工程科技有限公司提供）进行作业，药箱带20kg水对样地进行模拟打药，飞行高度15m，速度34m/s，作业时天气晴，气温13℃，微风;打水作业后取下水敏纸，做好标记，带回分析。

更换水敏纸后将装置放回原点位，用打药机正常打药（水），打药后取下水敏纸，做好标记，带回分析。

2结果与分析

将水敏纸带回办公室，扫描后用软件（六六山下雾滴分析软件V20）分析每平方厘米的雾滴数，即雾滴覆盖密度（个/cm2）、覆盖率（%）和沉积量（μL/cm2）。

21无人机飞防作业效果

无人机的飞防效果见图3～5。由图可知，雾滴密度、覆盖率、沉积量均呈上层>下层>中层的趋势，点位1数值明显高于点位2和点位3，点位2数值大于点位3。

22传统打药机效果

传统机动式打药机的作业效果见图6～8。由图可知，雾滴密度中层>下层>上层的趋势，而覆盖率和沉积量则呈现出下层>中层>上层的现象，点位1数值明显高于点位2和点位3，点位2数值大于点位3。

3讨论与结论

无人机作业各项数据呈现出较明显的上层>下层>中层现象，可能是因为从上向下喷雾的过程中上层雾滴被叶片阻挡较多，而螺旋桨产生的气流将较重的水雾带到下层，所以中层反而较少。

传统打药机作业时喷出水雾为从下至上能够到达上层的药剂较少，受重力影响，大部分药液会沉积到下层;打药人员看不到上层，往往在打药时瞄准中层作业，中层的雾滴密度较高可能是受到这种操作习惯的影响。

综合看来，无人机较传统打药方式更适合对树冠上层等高处作业，机动式打药机更适合树冠下层作业，两者有很强的互补性。对于防护林来说，随着林中树木生长的越来越高大茂密，树冠上层郁闭，中下层少见阳光，叶片会逐渐变得稀疏，无人机从上至下的打药方式能够充分利用重力和螺旋桨产生的气流更加均匀地喷布药剂，未来无人机飞防打药的优势将会变得越发明显。

参考文献

[1]

田志伟，薛新宇，李林，等植保无人机施药技术研究现状与展望[J].中国农机化学报，2019，40（01）：43-51.

[2]宋雷洁，李建平，杨欣，王鹏飞，刘洪杰.植保无人机施药技术研究进展[J].现代农业科技，2019（11）：125-128.

[3]蒙艳华，周国强，吴春波，等.我国农用植保无人机的应用与推广探讨[J].中国植保导刊，2014（S1）：41-47.

[4]谭志坚，肖裕，王胜.植保无人机防控边坡园林绿地菟丝子初报[J].绿色科技，2019（19）：153-155，157.

[5]杨雪栋，金荣，云美清，等.无人机在我国林业上应用概述[J].内蒙古林业调查设计，2019（04）：61-63.

[6]白璐.滨海新区建成区绿化覆盖率达3805%[EB/OL].津滨网，http：//news.tjbh.com/bhnews/system/2019/03/28/030548182.shtml.2019-03-28.

[7]周莉萍.无人机机载喷雾系统喷雾特性及影响因素的研究[D].杭州：浙江大学，2017.

（责任编辑常阳阳）