新型无人机设备在森林病虫害中的应用

刘玉平

(宽甸满族自治县国营林场管理事务服务中心，辽宁 宽甸 118200)

森林资源是自然资源的重要组成部分，其在生态环境建设中的重要地位无可替代，而森林资源培育的主要天敌之一就是病虫害。如果森林病虫害得不到及时有效的控制任其蔓延下去，那么树木的枝干乃至整个植株都将受到影响，必然导致林木病枯直至死亡，将对森林及其质量、生态环境、林下经济、农业种植业、农林加工业带来重创，阻碍林区居民的致富之路。

在二十世纪六七十年代，病虫害在一些环境恶劣的北方林区很难生存，但随着全球气候变暖，森林病虫害寻求到利于生存发展的环境。商业性采伐的全面停止，使森林覆盖面积逐年增加，但也为森林病虫害提供了滋生繁衍的“天然家园”。随着人类生产、生活方式的现代化，病虫害的抗药能力也越来越强，普通的农药对病虫害的作用微乎其微。不可否认的是人们在生产生活中间接给病虫害提供了更充足的养分。这些因素无疑给人工防治病虫害工作带来新的困难。

1 宽甸县自然地理概况

宽甸满族自治县位于辽宁省东部的鸭绿江畔，县域面积6千km2，东面与朝鲜隔江相望，边境线全长216.5km。地处长白山与千山山脉过渡地带，辽东断块山地丘陵区。拥有林地面积741万亩，森林覆盖率达到78%，拥有药用植物一百余科900多种，占整个东北地区药用植物的70%，被称之为“天然中草药库”，其中“柱参”有着300多年的栽培历史。宽甸满族自治县属于湿润的东亚季风区，南湿润带的北界线在县境北部横穿，该地四季分明、雨雪丰沛、冬有严寒、夏无酷暑，这也成为病虫害的温床。县内林地、农耕用地都十分广袤，种植类产值为县域经济龙头，农林产业是人们赖以生存的支柱产业。

2 森林病虫害概况

随着农林作物遭受病虫害程度的逐年增加，农林行业损失率也呈上升态势。根据可靠数据显示，我国目前有高达8000多种病虫害存在，这8000多种病虫害对于农林必然造成不同程度的破坏。其中，对森林的生长产生影响，甚至导致林木死亡的就有三百多种。

3 新型无人机构造及工作原理

总结多年的病虫害防治工作经验和教训，无人机设备在农林行业病虫害防治工作中的作用显著。无人机喷药工具的应运而生，给病虫害防治工作开创了先河，其构造和工作原理简单描述如下：

新型喷药无人机包括多根安装支架1、液体洒药箱2、多个洒药箱安装块3、液体洒药环4、一对起落防滑支架5、多根供药管道6、多个液体洒药喷头7、供药液体泵8、多块洒药箱固定块9、顶部安装架10、多个无人机连接件11及洒药箱补给盖12；所述的液体洒药箱2上设有观察窗13，观察窗13为长条形结构并竖直设置在液体洒药箱2上，可用于观察液体洒药箱2内的液体余量。上述的多根安装支架1上分别安装有固体撒药盒14，位于上述的多根安装支架1的外侧中部，用于固体药物的喷撒，可采用现有技术的颗粒药物出药结构，确保颗粒药物的匀速输出，也适用于种子的播种。上述的液体撒药环4的上部设有罩体15，罩体15罩盖在多个液体洒药喷头7的上方，可防止液体药水受到风吹等外界因素而扬起到无人机设备上，有效保护无人机设备的供电、电子系统。多根安装支架1上分别设有防水套16，位于液体洒药环4的下方，可防止液体药水腐蚀多根安装支架1，避免多根安装支架1生锈腐烂。多根安装支架1上分别设有荧光贴17，位于多根安装支架1的中部，可在光线不佳的情况下显示无人机设备的位置，便于对无人机设备的控制。使用时，将顶部安装架10通过多个无人机连接件11固定安装在无人机设备上，一对起落防滑支架5具有防滑效果，可作为无人机设备的起落架使用，便于无人机安全起降；液体洒药箱2通过多块洒药箱固定块9安装在多个洒药箱安装块3上，通过现有技术的供药液体泵8将药水通过多根供药管道6输入液体洒药环4内，并通过多个液体撒药喷头7喷洒出来，洒药箱补给盖12便于药水的补给(图1、图2)。

图1Fig.1

图2Fig.2

该型无人机适用于农林领域中植被的病虫害防治药水的喷洒，稳定性高，液体和固体药物可同时进行喷洒，有助于提高工作效率。

4 存在的困境及不利因素

新型无人机设备可以对病虫害进行全方位的监控，从而得到森林及农作物健康情况的第一手资料，根据无人机中遥感数据显示就可以分析出该区域作物的受损程度及健康情况。无人机能够做到人工所做不到的事情，并且可以提供长期稳定可靠的数据，为森林环境保护织好网。但新型无人机在应用过程中还是存在一些问题，其续航能力差强人意，荷载能力也较弱，这些技术问题都需要在电池等方面进行深入的研究和改善。市场上近年有很多无人机设备应用在各个领域，但是技术质量大相径庭，急需出台控制质量的行业标准，否则无人机市场的混乱将会影响病虫害的防治。最重要的一点是无人机尚处于继续研发阶段，市场价格较高，不能成为普遍性的家庭必备农机工具，另外，无人机的操作需要专业的培训，这也将带来一些技术和经济上的困扰问题。

5 辽东山区农林行业病虫害防治应对措施

在病虫害的防治工作中主要采用物理防治、化学防治等方式，在大规模的森林及农作物种植中，化学防治手段较为常见，针对不同的作物施用不同的农药制剂从而达到最优的防治病虫害效果。灯光和射线是物理方法中较为常见的，而农药的使用是比较容易轻松除掉病虫害的手段，但是农药对土壤环境还是存在一定不利影响的。既要保证农林产业的经济增长，又要保护环境给子孙后代造福，就是大家需要继续努力研究的课题。例如林区中较为常见的树种杨树，经常受到食叶害虫的侵蚀，在成虫的羽化期先采用物理方法用黑光灯诱杀，降低成虫率，之后施用针对性强的化学制剂敌杀死进行消杀。

6 结语

总体来说，传统人工施药方式作业劳动强度大、效率低、耗时长，如遇到突发性和爆发性病虫害，将难以达到防治效果而导致损失严重，且施药人员容易发生中毒事件。新型无人机设备的应用，是近些年刚兴起的一种喷洒农药的新型机械化产品，防治效果好，能够大大提高防治效果和农药利用率，避免人工喷药对于作业者有农药残留的风险，确保作业者的人身安全，使作业者可以轻轻松松的完成大面积农药喷洒的目的。