探究无人机在农业喷药领域的应用

任神河，梁家玮，刘英

（咸阳师范学院，陕西 咸阳 712000）

根据党的十九大中对“现代化建设”的阐述可知，在现代化建设中，要想实现人与自然的协调可持续发展，就要做到，在创造丰富的物质和精神财富的同时，也要生产出更多优质的生态产品来建设优美的生态环境。因此，农业的发展必须满足协调可持续的要求，通过提高农业资源利用效率、发展绿色环保农业等手段来提升农业效率。在农作物的生产过程中，各个环节之间彼此密切联系、环环相扣。其中，“病虫害防治”这一步起着很重要的作用，对农产品的产量和质量、农民的收益等会产生直接影响。无人机技术具有高效、精密、尖端、环保的特点，有较强的环境适应力、开阔的视野、灵敏的传感设备，是一项集飞行、巡航、拍摄等功能于一体的高新技术。其为我国农业中农药喷洒自动化做出了巨大的贡献。

1 传统机械化在植保喷药领域的发展情况

1.1 效率低、成本高、防治效果差

在传统农业中，喷药设备在展开作业时存在很多弊端，例如，对手动、电动、拖拉机悬挂式等喷雾设备来说，其劳动强度大，劳动效率低，人力资源需求量大，在工作过程中中毒现象频发。传统的喷雾设备由于受到高度的限制，喷洒范围和效率有限，而且非常容易受到地形、天气等因素的影响。

1.2 无法实现用药量精准喷洒

在我国，夏季高温多雨的气候非常容易引发病虫灾害。调查显示，针对病虫害，我国每年都要进行大面积的防治和大药量的治理。然而，对传统的喷洒设备来说，其技术水平有限，相关人员专业素质较低，专业技能水平较差，农药的利用率较低，而且存在较多的农药浪费现象。此外，传统的喷药技术还容易引发生态污染和资源浪费。因此，在现代植保领域中，需要不断提高药械的利用效率。

2 无人机在农业植保方面的优势

我国拥有复杂多变的地形特点和广袤辽阔的疆域，特别是在山地、丘陵、高原，以及内涝严重的地区，传统的地面喷药设备很难开展作业，从而大大降低了喷洒设备的机械化、专业化、高效化。而将无人机技术应用到农业生产中，这可以很大程度上弥补传统的喷洒设备的不足，它还可以减少地势地形等因素对喷洒工作的干扰，可以大大提高喷洒作业的效率和安全性。

2.1 高效、安全、自动化程度高

无人机的技术门槛不高，容易掌握和操作，人工成本也比较低。大部分无人机的起飞和降落过程已经实现了自动化，在遇到特殊情况，例如，出现操作失误和电量不足时，还可以自动返航。此外，相关电脑程序还可以对无人机进行实时操控，从而保障了设备的安全。在传统的喷药工作中，工作人员要长期与化学药品进行接触，这很容易对工作人员的身体造成伤害，而无人机的运用则可以减少这种化学药剂的潜在危害。无人机实现了农药喷洒的技术突破，它具有飞行速度快、喷洒作业量大、地形束缚小、操作灵活等特点。相较于传统的地面喷洒设备，无人机避免了和农作物的直接接触，不会损害农作物，还保障了工作人员的健康，提升了作业效率。

2.2 节约资源环保性好

和传统喷洒设备不同，无人机设备精密，种类多样，飞行性能优良，操作灵活，环保高效。因此，无人机在进行喷洒作业时，可以突破地形和气候的限制，实现了传统地面机械的质的飞跃。无人机在进行低空作业时，可以利用旋转的机翼将药液快速雾化，这就使药液可以充分覆盖茎叶的表面，提高了机械设备喷洒药物的效率。此外，遥感技术的应用，还可以减少喷洒的遗漏，使农药喷洒更均匀、更精准，还可以减低农产品表面的农药残留，减少农药引起的污染，具有较好的环保功能。目前，无人机在农业领域的应用十分广泛，例如，在甘蔗、玉米、小麦、大豆等农作物中已经得到了充分的应用。

2.3 防治的效果好

无人机应用于农业生产可以大大提高生产效率，有利于发展环保型、科学型的新农业。无人机的机翼是螺旋的结构，在进行喷药作业时，它可以产生向下的气流使农作物发生晃动，从而使喷洒的药液充分接触到农作物的茎叶，以便于更好地预防和治理病虫灾害。因此，无人机的使用可以使农药充分覆盖到农作物的表面，减少农药的流失和浪费，精准防控病虫灾害。

2.4 有效节约成本

在传统路面设备中，存在着很多弊端。这些设备在进行农药喷洒作业时，往往更容易受到地势、地形、作物种类、作物长势、土壤条件、气候条件、天气、风向等因素的影响。而无人机的出现则在很大程度上弥补了传统农业设备的不足。相较于传统路面设备，无人机有很多优势，例如，价格适宜，操作简便易上手，坚固耐用，人工成本低等。根据相关研究结果可知，将无人机技术应用到农业生产中，可以大大节约用水量和用药量，有利于解决水资源短缺的问题，充分提高资源的利用率。

3 无人机发展的趋势

3.1 进一步提升智能化水平

信息技术的出现使农业操作越来越精准化、专业化、高效化。在植物保护领域，应该区别对待不同的农作物，针对农作物的生长情况来制定合适的防控措施。此外，在操作中还可以运用遥感技术，这一技术可以详细精准地分析出农作物的生长情况和土质情况，可以预估灾害，防患于未然。还可以利用GPS技术，对田地进行精准的定位分析，从而因地制宜地制定合理的施药方案，力求提高农药的利用率，使农药喷洒更快捷、更精准、更专业。

3.2 提升农用无人机的操控性能

随着无人机技术的不断发展与完善，越来越多的新型应用应运而生，它们在各个领域中发挥着巨大的作用。然而，用于农业生产的无人机设备仍然不是很多，这些设备仍然不能充分满足现代农业的发展需求。因此，要不断对无人机技术进行更新换代，不断提升无人机的实操作业能力。与此同时，还要进一步简化无人机的操作流程，从而降低人工成本，提升工作效率。

4 无人机技术发展展望

在实现农业现代化、发展环保型农业、促进农业可持续发展的过程中，无人机喷药的实现是极其重要的一步。无人机的应用，在很大程度上减小了农作物病虫害的发生率。不同于传统地面设备，无人机技术突破了地形和人手的限制，促进了农药喷洒的智能化、专业化，充分地提高了水资源的利用率，减少了化学药品的污染。

5 结语

随着信息化技术的不断发展，无人机也在不断地更新系统设备，无人机的材料和能源将会更清洁、更环保、更精密、更轻便、强度更高、性能更好。与此同时，无人机还需要不断提升喷洒技术，配备更高效、更智能、更耐用的传感器，使药物的喷洒更精准、高效。此外，还要不断完善无人机的图像系统，从而更加直观地了解药液雾滴的沉降规律和药物的运动轨迹，进一步提升药物喷洒的效率。还要不断促进无人机的智能化和自动化，使无人机可以自动掌握作业区的具体情况，使无人机可以自主决策，真正地实现对靶喷药，从而促进作业的精准化、专业化。