农作物病虫害防治中植保无人机的运用

王志申 张大明

1、封丘县农业农村局

2、新乡市植保植检站

前言

随着全球农业的不断发展和农业生产需求的增加，农作物病虫害的防治问题日益突显。传统的防治方法存在效率低下、安全风险高以及对环境的负面影响等困扰。在这一背景下，病虫害飞防业务增长迅猛，据不完全统计，新乡市近年来，植保无人机保有量年均增长率超过25%，超过1000 架，植保无人机的应用为农作物病虫害防治带来了革命性的改变。植保无人机以其高效、安全、精准的特点，为现代农业提供了全新的解决方案。它能够在短时间内覆盖广大农田，实现精准的农药喷洒，同时减少了人员直接接触农药的风险。植保无人机还能实时监测作物生长情况和病虫害分布，为及时采取措施提供了关键数据。

1 植保无人机在病虫害防治中的优势

1.1 高效性

传统的病虫害防治方法通常依赖于人工劳动，需要大量农业工人手工施药或巡查，工作效率有限，且往往耗时耗力。相比之下，植保无人机以其出色的高效性，彻底改善了这一问题。植保无人机在作业过程中可以快速而精确地完成病虫害防治任务。其飞行速度快，可在短时间内覆盖广大的农田区域，不受天气和环境限制，迅速响应农作物病虫害的发生。这意味着无人机可以在病虫害问题爆发之初就采取有效的控制措施，大大减少了损失[1]。无人机的农药喷洒过程也远比传统人工方式高效。植保无人机配备先进的喷洒系统，可以根据作物生长情况和病虫害分布，精准施药，避免了农药的浪费和过度施用。而且，由于无人机的操作不依赖人工劳动力，可以在白天和夜晚、甚至恶劣天气条件下工作，进一步提高了防治效率。植保无人机的高效性还延伸到了数据收集与分析领域。在作业过程中，无人机可以收集大量有关作物生长和病虫害分布的数据，这些数据可用于更加精确的决策制定和未来趋势预测。这种数据驱动的方法有助于优化防治策略，提高防治效果。

1.2 安全性

传统的农药喷洒和病虫害巡查工作通常需要农业工人长时间暴露在农药和恶劣环境中，存在一系列安全风险，而植保无人机的应用显著减少了这些风险。植保无人机作业过程中，无需人员直接接触农药。这是一个关键的安全优势，因为农药对人体健康的潜在危害是不可忽视的。传统的农药喷洒需要操作人员携带喷枪或背负药箱，容易造成皮肤接触或吸入农药，增加了中毒风险。植保无人机通过自动化的农药喷洒系统，将农药均匀喷洒在目标区域，从而消除了直接接触的可能性，确保了农业工作者的健康与安全。无人机在作业中的飞行高度和速度可调，能够适应不同地形和作物的需要。这使得植保无人机能够在复杂和多变的农田环境中灵活操作，而不会受到地形起伏或植被密度的限制。传统的人工方法可能需要冒险爬高、蹚水或穿越危险区域，增加了工作者的身体危险。无人机通过遥控飞行，可以更加安全地覆盖各种地形，保障作业的安全性。植保无人机的操作人员通常远离喷洒区域，可以在相对安全的位置操控飞行器。这降低了他们与农药的接触风险，同时也减少了工作压力和疲劳，而传统的农业工作者通常需要长时间持续工作，暴露于危险环境中，容易造成疲劳和健康问题。

1.3 精准性

传统的农药喷洒方法往往难以实现精确施药，容易导致农药的浪费和环境污染，而植保无人机的应用有效地解决了这一问题。植保无人机配备了先进的导航系统，能够精确掌握其位置和航线。这使得无人机在喷洒过程中能够按照预定的路径飞行，确保农药均匀分布在目标区域上。与传统的手工施药相比，这种自动化的操作方式可以大大提高施药的均匀度，减少农药的浪费。植保无人机的喷洒系统也非常先进，可以根据作物的生长情况和病虫害的分布实现精准施药[2]。通过搭载各种传感器和监测设备，无人机可以实时监测作物的健康状态和病虫害的密度，然后根据这些信息来调整农药的施用量和喷洒范围。这种个性化的施药方式不仅提高了防治效果，还大大减少了农药对环境的负面影响。植保无人机还可以适应不同的农田条件和作物类型。无人机的高度和速度可调，可以根据具体情况进行调整，确保施药的精准性。这意味着无人机可以在不同地形和植被密度的情况下工作，为各种农作物的防治提供了定制化的解决方案。

2 植保无人机在病虫害防治中的应用场景

2.1 作物巡查

植保无人机通过搭载高清相机或光谱传感器等设备，能够实时监测和评估作物的生长情况以及病虫害的分布，为及时采取防治措施提供了关键信息。植保无人机的巡查速度和精度远远超过了人工巡查。传统的巡查方式可能需要大量工作人员花费大量时间，逐一检查每一块农田。然而，植保无人机可以在短时间内覆盖大面积的农田，高清相机和光谱传感器可以捕捉到细微的变化和异常。这意味着即使是病虫害的早期迹象也不会被遗漏，有助于及时采取措施。无人机的视角和高度可调，可以轻松适应不同类型的农田和作物。无人机可以低空飞行，以获取更为细致的图像，也可以高空俯视，覆盖更大的区域。这种灵活性使得无人机可以适用于各种不同的农业环境，无论是小麦、水稻还是果树，都可以得到全面的监测。无人机还能够在不同的时间段进行巡查，包括白天和夜晚。这对于一些夜间活动的害虫监测尤其重要。例如，一些害虫在夜间活跃，植保无人机则可以在夜晚使用红外传感器等设备来监测，提前发现问题。

2.2 农药喷洒

农药喷洒是植保无人机在农作物病虫害防治中的一个应用方向，它发挥了无人机的高效性和精准性，为农业生产提供了可持续的保障。植保无人机能够在短时间内完成大面积的农药喷洒任务。这一点是传统农药喷洒方法难以匹敌的。传统的人工农药喷洒通常需要大量劳动力和时间，而且效率有限。植保无人机具有高效、快速的作业能力，可以覆盖大片农田，迅速响应病虫害的爆发，确保及时进行防治。无人机具备智能化的农药喷洒系统。通过搭载各种传感器和监测设备，无人机可以实时监测作物的生长情况和病虫害的分布。这些数据为精确的农药选择和施用提供了依据。根据作物种类和病虫害类型，无人机可以选择合适的农药品种和浓度，以及最佳的喷洒方式。这不仅提高了防治效果，还减少了农药的使用量，有助于环境保护[3]。植保无人机还可以适应不同的农田环境和作物类型。无人机的飞行高度和速度可调，可以根据具体情况进行调整，确保施药的精准性。无论是平坦的农田还是多层次的果树，无人机都可以应对自如，保证农药均匀喷洒在目标区域上。这种适应性和灵活性是传统农业机械无法比拟的。植保无人机的操作人员通常可以遥控飞行器，远离农药喷洒区域，降低了他们与农药的接触风险。这对于农业工作者的健康和安全至关重要，尤其是长时间的农药喷洒工作。

2.3 数据收集与分析

植保无人机通过搭载各种传感器和监测设备，在作业过程中实时收集大量的作物生长数据和病虫害信息，不仅提供了宝贵的信息资源，还为科学决策和精准防治提供了强大的支持。无人机通过高清相机和光谱传感器等设备，能够捕捉到作物的生长情况，包括生长速度、叶面积、植株高度等。这些数据对于监测作物的健康状况至关重要。通过不同时间段的比较，可以追踪作物的生长趋势，及时发现生长异常或受到病虫害侵害的迹象。植保无人机还可以实时监测病虫害的分布和密度。传感器可以识别病虫害的迹象，包括叶面斑点、病斑、虫害损害等。通过对这些信息的采集和分析，可以精确地确定病虫害的种类和程度，有助于制定有针对性的防治措施。除此之外，植保无人机还可以收集环境数据，如温度、湿度、风速等，这些因素对作物生长和病虫害的发生有重要影响。通过将这些环境数据与作物生长数据和病虫害信息相结合，可以更准确地分析病虫害的发生规律和趋势。例如，温度和湿度的变化可能导致某些病虫害季节性爆发，通过数据分析可以提前预测并采取相应的措施。植保无人机通过数据收集和分析，为科学防治提供了有力的支持。

3 植保无人机在病虫害防治中的推广与发展

3.1 政策支持

植保无人机作为一种创新的农业技术，具有显著的潜力，但需要有关部门的积极支持和引导，以促进其广泛应用并解决相关问题。相关部门应当制定相关法规和政策来规范植保无人机的使用，包括飞行许可、飞行高度限制、农药喷洒量控制、环境保护要求等方面的规定。通过明确的法规和政策，可以确保植保无人机的安全运行和合法使用，减少潜在的风险。同时可以提供财政支持，鼓励农民和农业企业购置植保无人机设备，包括补贴政策、低息贷款、设备租赁等形式的金融支持，降低植保无人机的购置成本。还可以鼓励农民合作社或农业企业共享无人机资源，以进一步降低使用门槛。通过设立植保无人机的培训和技术支持计划。这些计划可以包括培训课程、技术指导、维修保养支持等，帮助农民和农业从业者更好地掌握无人机技术，提高其操作技能。建立技术交流平台，促进无人机技术和经验的分享。鼓励研发机构和农业企业合作，开展植保无人机相关的研究和创新工作。这有助于推动植保无人机技术的不断进步，提高其性能和适用性。提供科研资金和奖励计划，鼓励创新，推动技术的发展。积极推广植保无人机的成功案例，并为农业从业者提供信息和咨询服务，以增强他们的意识和信心。宣传工作可以促使更多农民认识到植保无人机的好处，从而积极采用。

3.2 技术研发

植保无人机就目前发展趋势而言，还有极大的进步空间，其不断创新和进步可以大幅提高无人机的性能、稳定性和智能化水平，同时也有助于开发更适用于不同作物和病虫害的专用农药和喷洒技术，提高防治效果。针对无人机自身的技术研发，有必要不断提高其性能和稳定性。这包括飞行时间、飞行高度、飞行速度等方面的技术创新。延长飞行时间可以使无人机在单次任务中覆盖更大的区域，提高工作效率。增加飞行高度和速度则可以适应更多不同的农田环境，提高适用性。智能化水平的提高也是技术研发的一个重要方向。无人机需要具备自主的飞行规划、障碍物识别、自动避障等能力，以确保飞行过程的安全和高效[4]。无人机还应该具备数据处理和分析的智能化能力，能够实时处理监测到的数据，并提供决策支持。智能化技术的应用可以提高无人机的自主性和操作性，减少人工干预，提高工作效率。针对不同的农作物和病虫害，需要开发专用的农药和喷洒技术。不同的农作物在生长特性和需求上存在差异，因此需要根据具体情况选择农药品种和施用方式。专用农药和喷洒技术可以更好地满足不同作物的防治需求，提高防治效果。同时，还可以研发环保型农药，减少对环境的影响。技术研发还包括无人机设备和传感器的不断创新。设备的性能提升可以提高数据的质量和准确性，为科学防治提供更可靠的支持。

3.3 培训与推广

随着植保无人机的发展，其功能逐渐趋于完善，但操作也越发困难，因此需要针对操作机械进行培训，有效确保植保无人机的正确操作和充分应用。通过推广工作，可以提高农民和农业企业的植保无人机操作技能和应用意识，从而更好地发挥植保无人机的潜力。培训计划应涵盖无人机操作的各个方面。培训内容可以包括无人机的基本原理、飞行操作、数据收集与分析、维护保养等方面的知识。培训课程应根据不同的受众群体进行针对性设计，考虑到他们的基础知识水平和需求。培训计划还可以提供实际操作的机会，让学员亲自操作无人机，掌握操作技能。推广工作可以通过举办现场演示和技术交流会等方式来进行。现场演示可以让农民亲眼见到植保无人机的操作过程和效果，增强他们的信心和兴趣。技术交流会可以为农民提供与其他农业从业者和专家的互动机会，分享经验和技巧。这些活动可以促进植保无人机技术的传播和交流，推动其广泛应用[5]。培训和推广活动还可以与农业合作社、农业企业等组织合作进行。这些组织可以提供场地、设备和资源支持，帮助农民更好地学习和应用植保无人机技术。合作还可以促进农业生产的集约化和现代化，提高农产品的质量和产量。

4 结语

植保无人机的应用已经为农作物病虫害防治带来了显著的改进，其高效性、安全性和精准性使其成为现代农业不可或缺的工具。然而，植保无人机的潜力远未被充分发挥，未来仍然有广阔的发展前景。随着技术的不断进步，植保无人机的性能将继续提升，其智能化水平将进一步提高。同时，针对不同作物和病虫害的专用农药和喷洒技术也将得到更多研发，以提高防治效果。政府、农业企业和农民应继续共同努力，推动植保无人机的广泛应用和推广，为实现农业生产的高效、可持续和环保发展提供更强有力的支持。