植保无人机施药效果和飞防技术探析

重庆市农业机械化学校

马晓芳

目前，重庆市农机化发展进入新时期，智能化、自动化农机装备不断涌现。植保无人机是指配备农药喷洒系统、用于植保作业的旋翼无人飞机。截至2019年，重庆推广应用300余架，多以以电动多旋翼为主，广泛应用于水稻、柑橘果园等飞防植保作业。

一、植保无人机施药效果

（一）结构

植保无人机由飞行器、地面遥控及喷洒系统组成，通过地面遥控或导航飞控实现喷洒作业，如图1。

图1 植保无人机结构

（1）电池（2）飞控系统（3）FOC动力系统（4）药箱（5）喷头（6）C型折叠臂（7）螺旋桨

操作中，通过遥控器将信号传递到电调调节电机转速，改变旋翼转速，实现升力改变，控制无人机姿态和位置。

无线电遥控是利用无线电波为载体传输控制指令，无线电波频率一般为短波和超短波波段，无线电遥控原理（如图2）。

图2 无线电遥控原理

（二）优势

植保无人机与传统地面植保机械相比，优势明显。

一是适用性强。机体小，可空中悬停，无需大面积专用起降场地，不论是丘陵山地、深水泥田等特殊环境，还是果园、水稻、桑园都能作业，广泛用于各种地形地貌和高低秆作物。

二是效率高。极大地减轻了植保人员的劳动强度。据调研，植保无人机空中施药200—300亩/天（传统人工打药仅6—8亩/天），作业效率比地面植保机械提高5—15倍，比人工提高20—30倍。

三是药效好。施药时，旋翼高速旋转产生向下气流，增加雾滴雾化和雾流对作物的穿透性，药物利用率高，省药节水明显。资料显示，比传统地面机械省药40%、节水90%、药效提高50%，见表1、表2。

四是操作安全。施药时，人远距离遥控操作，人机分离，人药分离，施药人员安全大大提升。特别水稻喷施农药多在夏季，天气炎热，传统地面植保机械需农户长时间喷洒农药，很容易导致农户药物中毒。

（三）不足

植保无人机存在问题也不容忽视。一是投资偏大。售价几万元至二十万元，购机投资大；后续使用电池损耗大、成本也较高。二是作物略伤。作业时将形成较大风场，对作物叶片有一定机械损伤。三是技操偏高。需持证上岗，飞手应能据情调整飞行高度、农药配比等。

二、飞防技术

2019年，全国植保无人机保有量过5万架，作业面积达4.5—5亿亩（次），但真正盈利者较少，究其原因，多是飞防技术不好所致。

（一）飞行要求

作业中，常见又可怕的是“炸机”。一旦“炸机”，将产生昂贵的维修费用，严重影响作业进度。

飞行时应注意：一是飞行前例行检查，确保旋翼、机身等正常。二是丘陵山地作业时，应建立观察台并从低向高飞行。三是尽量不在有电线杆、电线、树木以及房屋等障碍物的地块作业，若必须作业，也应与障碍物顺向飞行。四是持证上岗，熟记操作要领（如起飞前测电池状况），按规操作。

（二）用药提醒

用药对作物效果影响很大，过少达不到防治目的，过多导致药害，应根据药物种类、药物配置以及不同作业周期科学安全用药。喷洒应根据不同药物及作物特点，调整好雾滴直径，同时最好选择防漂移喷头。

（三）故障排除

飞手应具有现场处理常见故障的能力。

一是GPS 无法定位。查看周围是否有房屋、大山等，天线可能被屏蔽，应选择空旷位置；附近是否有高压线塔等，天线可能被强磁干扰，应远离干扰物；GPS是否长时间未通电，可关闭微波电源、系统电源，间隔几秒再重启系统。

二是偏航线太远。查看飞机是否调平，调整飞机到无人干预下能直飞和保持高度飞行；风向和风力是否很大，应选择在风向、风力较小时飞行；平衡仪放置是否合适，将飞机切换到手动飞行状态，把平衡仪调到合适位置。

三是地面接不到数据。查看接头是否没有连接或者松动，地面站的链接按钮是否开启，串口与串口波特率设置是否正确，地面站与飞机数传频道设置是否一致，飞机上的GPS数据是否送入飞控，以上都无误后，再重新连接，有时还需重启地面站电脑和飞机系统电源。

三、政策建议

我国拥有18亿亩耕地，预计需要30万架植保无人机，市场空间巨大。

（一）应用好扶持政策

一是优化补贴分档。从2017年开始，重庆市将植保无人机列入购机补贴试点产品，按单旋、多旋分档实行定额补贴，单旋翼补贴2.9万元/台，多旋翼（含电池）补贴1.6万元/台。在实施三年中，销售价格5万元/台，补贴1.6万元/台；销售10万余元/台，补贴也是1.6万元/台，补贴政策尚缺乏一定的差异化。

二是大力推进统防统治社会化服务。目前，部分农户对植保无人机施药效果暂存疑虑。应发展政府购买飞防服务，通过示范作用，逐步提升农户对飞防认知度和参与度。

（二）完善售后体系

一是建立健全售后服务体系。植保无人机面市时间短，局部地区拥有量还不够大，目前服务网点、维修设备与人员等均有所欠缺。应引导鼓励制造企业自建或委托等方式完善售后体系，促进维修服务本地化、快捷化。

二是推进技术人才培养。植保无人机技术含量高，专业性很强，需要一批懂机械、懂电学、懂农药和懂互联网的复合型技术人才。应支持农业类职校申办无人机专业，充分发挥农校资源优势，助力植保无人机产业健康发展。