植保无人飞机应用于丘陵山区适用性分析

2021-04-16兰朝美

农村科学实验 2021年6期

兰朝美

（云南省文山壮族苗族自治州农业机械技术推广站，云南文山 663099）

引言

植保无人飞机，是应用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，通过地面遥控或导航飞控，来实现喷洒作业等工作。近年来，在我国的飞速发展，已为我国农林业生产带来了许多便捷，有效减少了人工劳动力投入，尤其在丘陵山区地区，交通不便，人烟稀少，普通地面机械难以进入作业，导致土地利用率低，产值也较少，植保无人机航空作业可以很好有效地解决这个问题。因此研究植保无人飞机植保作业装备和技术以及服务体系具有十分重要的意义。

1.植保无人机的发展

1.1 国内发展现状

近年来，随着中国航空业以及农业的飞速发展，以有人驾驶固定翼飞机和直升机为主，在地势平坦、农业发展规模化的地区得到普遍应用，而在地理条件受限制丘陵地区，农、林植保作业能以用大型飞机作业，而小型植保无人飞机能有效弥补这一缺点。随着遥感技术、卫星定位技术的发展，植保无人飞机虽然起步晚，仍处于初级阶段，但有良好的发展空间好发展优势。目前，植保无人机也如雨后春笋般发展起来，已经形成了研发、生产、销售、服务的完整的生产链，而各大高校，研究科研机构也互相合作，逐步形成稳定的科研、生产、应用及服务体系一系列的产业。

1.2 国外发展现状

从世界范围来看，农业航空较发达的国家主要有：美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、日本、韩国、巴西等国家。美国是农业航空技术最成熟的国家之一，已经形成了比较完整的体系，美国的农业航空业对农业的贡献率也很高。而日本由于地形地貌的原因，不适合人驾驶飞机作业，所以大力发展无人机，同时日本也是最早将微型机应用于农药喷洒的国家之一。农业航空技术逐渐成为了各个国家农业生产的重要组成部分，甚至在一些国家占据了主要地位，植保无人机技术在农业生产中的应用比重不断加大。

2.丘陵山区的特点

由于丘陵山区地貌复杂，农业机械设备的应用受到了很大的限制，机械装备可供选择方案少，当地农民并没有遵守因地制宜的规律，因此农业和机械技术失衡。同时，丘陵山区地区种植面积零散，地域极具当地特点，农作物生长程度，作业方式，以及前茬作物秸秆的长短，都对植保无人机的适用性都产生极大的影响。

3 丘陵山区植保无人机发展优势

3.1 高效率低成本

植保无人机每分钟可以完成1-2 亩的农药喷洒作业，是人工30-60 倍。由于植保无人机采用超低量喷雾喷洒方式，在植保飞防作业中使用了专用飞防助剂，飞防作业高度低、飘移少，喷洒农药时旋翼产生的向下气流有助于增加物流对农作物的穿透性。用药用水方面；人工作业亩用药液约30L 以上，植保飞防亩用药液1L 左右，可以减少30%左右的农药使用量，节药环保效果明显。

3.2 仿地形飞行作业优势突显

丘陵山区，地形复杂，无人机可借助雷达系统，在高低起伏的地形和高矮不一的农作物、果树等进行作业时，让喷药点到作物的距离保持一致，避免了多喷或漏喷。对高秆、藤类、树木等作物，人工和其他机械设备在地面施药困难或无法施药的高度，植保无人机的高空作业就不受高度影响。

仿地形作业示意图

3.3 可以夜间作业

植保药物通过液体附着在植物表面，白天温度高太阳直射液体易蒸发，其作业效果远不如夜间低温作业，人工夜间作业困难，而植保无人机飞防不受限制。

3.4 可以实现精准作业

植保无人机利用卫星及其他模式有自主导航、智能导航和仿地形飞行功能，有强大的后台网络管理系统支持，可对植保无人机的作业进行智能管控。

3.5 可以实现群防群控

对于区域爆发性病虫害，采取预警级别响应，植保无人机飞防可实现群防群控集中防治，迅速消灭区域性病虫害。对大规模性爆发的病虫害统仿统治中发挥重要作用。例如蝗虫、草地贪夜蛾、稻飞虱、粘虫等。

3.6 农林业用途广泛

植保无人飞机目前广泛用于农作物和森林的病虫害防治，随着发展需求和科研不断深入，无人飞机应用领域迅速扩大，农业方面的外来植物入侵、农业监测、农业大数据、农作物施肥、农业播种等方面都有应用突破；在林业方面还可用于森林防护、监测等。

4.安全性可靠性分析

智能飞控；植保无人飞机作业前，可通过测绘系统将要作业的地形、面积、边界以及地块中的障碍物等数据导入作业主机，无人飞机便可根据作业参数设定安全合理的作业路线，并按设定路线进行植保作业；其自动避让障碍物、边界识别、断电记忆、自动返航等功能，有效降低了坠机等安全事故发生率。其次，植保飞防实现了人和药的分离，通过地面遥控或GPS 飞控操作，喷洒作业人员远距离操作，避免暴露于农药下的危险，保证了农业工作人员的人身安全。最后，随着植保无人飞机的发展壮大，服务体系中保险投保服务，也对植保无人飞机的发展起到规避风险的作业。

5.政策支持

由于植保无人飞机在农业生产方面的广泛应用，发挥着重要作用，2019 年，纳入国家农机购置补贴目录，对从事农业生产或植保作业的经营组织、专业合作社购置植保无人飞机实施购置补贴，补贴金额为1.6 万元/台。在购置补贴政策的带动下，刺激了生产和消费，植保无人飞机的数量迅速上升。同时一些地区根据农业发展特点，还实施植保无人飞机作业补贴。对植保无人飞机的人才队伍建设也有不同方式的政策支持。这将有效推动了植保无人飞机的生产、科研、应用、人才队伍建设和服务体系建设。