崇左地区无人机植保作业现状与对策

李霞　韦杰珅　叶景佑

摘 要 通过分析国内外及崇左地区植保无人机施药技术与施药装备的研究现状，总体上可以看出国内无人机施药领域的研究均取得了进步并在持续发展，崇左地区因为地理及甘蔗等作物对无人机的需求大，但是无人机技术发展不够成熟，目前应用较少。

关键词 崇左 无人机 植保

中图分类号：S252.3文献标识码：A

1崇左地区地质构造与农业资源

1.1地质构造及地形、土壤特点

崇左市地质构造古老，地质基础是泥盆纪，二叠纪和三叠纪，而石灰岩占优势，页岩、砂岩次之。崇左市境内以喀斯特岩溶地貌为主体，山环岳绕，丘陵起伏，山多地少，地貌复杂多样。南部有公母山山脉和十万大山山脉，西部有大青山山脉。地势大致呈西北、西南向东倾斜，中部被左江及支流切割，形成错综分布的丘陵平原。

崇左市地形多样。以左江河谷为界，北部，岩溶地貌分布广，山势陡峭，山间零星点缀着大小不一的溶蚀谷地;南部，以丘陵为主，山体平缓，地势波状 起伏;中部、东部为左江河谷平原和低矮的丘陵，地势较为平坦。地势南北高，中间低，由西向东倾斜斜，形如一把铁铲。

崇左市土壤有石灰土、红壤、赤红壤、水稻土、紫色土、冲积土、沼泽土等类型，主要地表层为第四季酸性赤红壤土层。

1.2农业资源

崇左市耕地面积为285361440平方，人均耕地面积1033平方。崇左市是中国产蔗产糖第一大市，年均甘蔗种植面积226644平方左右，年产蔗糖 200万吨左右，约占广西的35%、全國的21%，有“中国糖都”之称称。剑麻种植总面积10732平方，是广西最大的剑麻生产原料基地。木薯、龙眼、菠 萝、八角、茶叶、指天椒、西瓜、桃榔粉、中草药材等在区内外享有盛名。

2无人机发展概况

农业航空是现代农业重要组成部分，我国自2008年无锡汉和第一架植保无人机面试以来，无人机行业如雨后春笋般的发展。近两年来，植保无人机行业井喷式的发展，几乎所有省份都有从事无人机的研制工作的企业或科研院所，各种无人机演示，推广经常在电视中出现。

2.1国内植保无人机发展概况

早在20世纪50年代后期，我国就开始对无人机进行了研究;从60年代中后期开始，逐渐展开了对无人机的研制工作。前期在国家投入研制经费的情况 下，首先在军事领域进行了无人机的研究，在取得了一定技术成果的基础上，无人机的研究开始涉足农业领域。虽然我国的农用无人机技术起步较晚，但随着科技力量的不断投入，近年来我国农用植保无人机的研究也步入了新的发展阶段，机型越来越多，应用范围越来越广，技术研究越来越深入，推广速度也 越来越快。

2.2农用植保无人机施药技术研究现状

2.2.1我国植保无人机施药关键技术

近年来，我国在无人机的施药关键技术上，尤其是在无人机航空喷洒系统、低空低量喷洒、远程控制施药及低空变量喷药系统等技术上展开了相关研究。在农业病虫害防治中，无人机的飞行高度、喷雾方式、施药浓度等作业参数对雾滴飘移、雾滴沉积和 雾滴分布均匀性的影响程度较大。

2.2.2我国植保无人机施药配套装备与技术

在无人机施药配套装备与技术的研究上，我国的专家学者也取得了一系列显著成果。目前，针对无人机的低空、低量、均匀喷施及高功效的喷洒要求，我国的许多学者对无人机的喷嘴进行了设计、试验与改进。

2.3植保无人机的市场需求

在植保领域加快推进施药装备的机械化水平与提高施药技术，加强对病虫害的防治能力，是保障粮食安全、促进农业稳定增产的必然要求。精准施药技术是降低农药残留的有效手段。地面喷雾机具可以精准地控制农药喷施量，但对于水稻、油菜、甘蔗、玉米等作物，地面喷雾机具进地作业困难，所以针对以上作物的病虫草害防治依然是影响我国农作物生产的不可忽视的难题。农用植保无人机就是利用无人机搭载喷药装置，并通过控制系统和传感器进行操控，从而对作物进行定量精准喷药，克服了人工作业效率低、地面喷雾机具进地作业的难题。随着无人机技术的不断发展，植保无人机已成为防治病虫害的主要手段，其发展前景受到农业植保领域的高度重视。

3农用植保无人机研究趋势

3.1成熟稳定安全的移动端操作平台

随着植保无人机技术的不断开拓和发展，已经走入了智能化的时代，植保无人机企业将产品与移动端结合的智能化操控模式显得尤为重要。通过手机APP操作平台来操控植保无人机，可实现上升悬停、航线规划、自主飞行、GPS跟随及虚拟摇杆操作等功能，同时解决无人机无法感知和避开障碍物的智能问题正是手机APP操作平台发展的方向。研发高稳定性、高可靠性农用植保无人机自主飞行控制系统，搭建更加成熟稳定安全的移动端操作平台，是植保无人机发展的重中之重。

3.2精准施药技术

近年来，为提高农药有效利用率、减少作物农药残留危害和保护施药地区周边的环境，精准施药技术成为研究热点。改进更好变量喷药控制方式，将地理信息系统与航空遥感技术相结合。目前，开发高效的航空遥感系统成为一种新趋势，无人机搭载遥感系统可以通过核心技术产生的精确空间图像对大田作物的营养状况、长势状况及病虫害的状况进行分析。针对雾滴沉积、飘移、分布均匀性监测及雾滴图像处理系统等先进传感器的开发与使用，国外在此类研究上已有较为先进的成果，我国科研人员对此类传感器和 技术也展开了研究。

3.3农业航空植保静电超低容量施药技术

由于传统喷雾技术只有25% -50%的药液附着在作物上，并且雾滴飘移严重，使用静电喷雾能有效增加药液的附着率，减少飘移，将药液的有效利用率大幅度提高。同时，由于控制了飘移量，可降低对周围环境和土地的污染。在航空静电施药技术的研究中，国外较我国起步早，已有了较为先进的技术成果。目前，国内在无人直升机静电喷雾技术方面的应用研究还较少，随着技术的不断发展和环境压力的不断增大，静电喷雾势必在农用植保机上应用更加广泛。

4崇左地区植保无人机发展对策

4.1加强政策和组织科学引导

只有加强政策和组织科学引导，植保无人机才能稳步健康的发展。政府应挑头成立相应的组织，以当地科技局、高校、地方爱好者为技术牵头，协调农业植保无人机总体发展路线，避免出现一些重复性低水平的建設。

4.2完善标准和法规

植保无人机属于民用无人驾驶航空器范畴，2003年5月1日，我国开始施行《通用航空飞行管制条例》，明确规定无人机用于民用业务飞行时，须当作通用航空飞机对待。2013年出台的《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规 定》虽然放宽了部分无人机使用限制，但对植保无人机意义不大，植保无人机最小载重也在5 kg 以上，整机质量大于7 kg。驾驶员仍需纳入行业协会甚至民航局的监管。国家应出台相应的法规，放宽植保无人机使用限制。

4.3加强无人机专用药剂的研究

现在植保无人机所用的药剂，要么是普通植保设备用的普通药剂，使用时只是将药液的浓度调配一下;要么是用有人驾驶的航空植保药剂，极少数药剂公司针对植保无人机喷洒特点研究专用的药剂或相应助剂。

4.4喷施工艺有待进一步完善

现有喷洒所用的喷头基本上是扇形喷头或离心喷头，而其喷洒雾滴的均匀性、一致性均需大量的试验来验证，其喷头布置是否合理，飞行高度是否合适，雾滴漂移是否最低，喷洒效果与飞行速度和飞行高度是否最优，均需大量试验。而不能盲目照搬地面植保机械、有人固定翼飞机对喷头的选型、布置。

4.5加强专业飞手的培训

植保无人机属于高科技产品，操作难度大，需大量专业飞手，而目前崇左地区无人机操作培训学校较少。广西城市职业大学设置有相应专业，并在进行专业培训，但是针对校外培训尚较少。市委应出台相应政策，增加和扶持这类无人机操作培训技工学校，以培养更多的无人机飞手。

5小结

随着无人机低空施药技术的不断发展，植保无人机已经成为防治病虫草害的主要手段。为了实现植保领域高效、环保、快捷、安全的作业要求，无人机施药技术必将得到快速发展。虽然崇左的植保无人机施药技术仍处于起步阶段，但随着资金的不断投入与科技的不断发展，植保无人机将会得到广泛应用，从而大幅提高病虫害的防治效率，促进现代农业的可持续发展。

基金项目：广西城市职业大学科研项目，崇左地区无人机植保作业现状调查研究（项目编号：GXCCKY2018C005）。

参考文献

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