小麦病虫害飞防中植保无人机的应用研究

吴保瑞，王富峰

（1.聊城市茌平区农业农村局，山东聊城 252100；2.聊城市茌平区博平镇镇政府，山东聊城 252111）

0 引言

近年来，随着气候与耕作模式的转变，小麦在种植过程中发生病虫害的几率也渐渐增加，而将植保无人机应用于小麦病虫害飞防中，能够使作业效率有所提升，因此，各地区种植者应该明确植保无人机优势，并将这一现代技术产物应用于小麦病虫害飞防之中。

1 小麦病虫害飞防中应用植保无人机的优势

第一，植保无人机能够提升工作效率。植保无人机在进行防虫治病喷洒作业时，其一天喷洒覆盖面积是手动喷洒面积的30倍，可以快速有效地完成防治工作。第二，植保无人机的运用能够提升作业安全性，通常种植者在进行农药喷洒时，往往会使自己的身体暴露在农药环境中，有些农药药效猛烈，即使种植者做好防护也会在喷洒过程中对人体健康造成损害。而植保无人机是通过自身科技，远距离的将农药喷洒到农田中去，做到了将种植者与农药分离，实现了高安全性农药喷洒。第三，植保无人机飞防能够节约药品成本，人工喷洒药液每20 m2土地就要消耗1 L药液，而使用植保无人机进行飞防，可以实现600 m2土地使用 1 L药液，通过折算每667 m2地使用纯农药量，植保无人机相比于人工喷洒药液要大约节省30%纯农药使用，大大节省了农药使用成本。同时，人工喷洒农药作业无法在短时间内实现小麦种植地全覆盖，在喷洒过程中可能会出现喷洒过药液地区出现病虫害反复，未被喷洒过地区出现病虫害加重等情况，不仅增加了药液使用，也延缓了药液喷洒进度。第四，植保无人机防控效果更好，植保无人机在喷洒药液时，运用的药液浓度并不高，但是经过植保无人机低高度喷洒气流影响，药液与植株能更好接触，进而实现更好地农药防控效果。第五，植保无人机可以进行夜间防控作业，其实药液喷洒工作黄金时期是在晚上，因为白天大量阳光照射，会使部分药液被蒸发进而影响防控效果，而种植者夜间药液喷洒工作难度又很大，但植保无人机能够轻松实现夜间作业，实现小麦病虫害飞防[1]。

2 小麦病虫害飞防中影响植保无人机作业因素及对策

2.1 气象条件

植保无人机工作时由于作业高度较高，且需要进行药液喷洒工作，所以气象条件对于植保无人机工作影响较大。首先，植保无人机受风力影响，植保无人机工作时如果出现3级及以上风力，就会使喷洒出来的药液发生位移，无法落到小麦田中实现小麦病虫害飞防，因此，植保无人机在进行药液喷洒作业时，应该尽量在2级及以内的风力条件下作业。其次，植保无人机会受到风向影响，植保无人机在工作时，会有风将喷洒出的药液从上风口带到下风口，因此，植保无人机在进行药液喷洒作业时有以下几点需要注意，第一，注意药液喷洒下风口，是否有对喷洒药液不耐受的植株种植，若有应立即停止作业。第二，在进行除草剂喷洒时，一定要在喷洒区域周围设立安全围栏，防止药液随风偏移。第三，植保无人机作业时，飞行角度与航向要尽量和风向平行，避免药液发生更严重偏移。最后，植保无人机在工作时会受到空气温度与湿度影响，两者之间温度对于无人机药液喷洒影响更大，温度过低，药液就会受到温度影响而无法发挥正常药效；温度过高，则会发生药液大量蒸发，所以在植保无人机作业时应尽量保持温度在15℃～30℃之间，以实现小麦病虫害飞防。

2.2 药剂选择与配置

首先，植保无人机受到喷洒药液类型影响。因为植保无人机都是以喷雾形式作业，所以在选择药品时不能选用粉末型药品，要选择水基药品，例如，水乳剂、水剂、乳油等，都可以顺利喷洒，但是如果选用了可湿性、可溶性或干粉药品很容易出现无人机药品喷头堵塞，损害无人机使用寿命。其次，植保无人机不能够使用具有较大毒性药品，因为植保无人机属于高空作业，不可避免会有一些药品暴露在小麦田之外，所以一定不可以使用剧毒药品，比如：百草枯、克百威等药品，都不能够使用，否则可能会对地面工作人员生命安全产生危害。最后，在稀释无人机喷洒药品时，要注意配药工作人员一定要做好安全措施，并严格按照配药安全及标准规范来操作，且配药地点尽量选择较为开阔的地方，以防发生危险。

2.3 作业环境

首先，在植保无人机作业之前，操作人员应该先对操作范围内土地规划部署情况做出全面了解，避免在操作过程中出现由于路线不熟产生无人机与障碍物发生碰撞的情况，也要控制好植保无人机所处高度，尽量保证无人机处在1.9～2.5 m这个范围之内，使得无人机能够正常工作且能够将药液实现均匀喷洒。其次，在操作之前应先观察种植区附近是否种植有对喷洒药液不耐受的植物存在，避免由于风力与风向影响出现喷洒药液偏移，对其他植物造成侵害。再次，还要关注作业区域周边是否有养殖场、水库、鱼塘、水井等，避免对家畜和人类生命安全产生侵害，如果作业过程中不可避免，就要先查询清除所喷药液是否会对人类或家畜产生侵害，若能够造成侵害，则需立即停止作业，使用阻隔板或使用其他方法对其进行保护。最后，考虑到无人机高空作业特性，应将无人机飞行速度控制在2～7 m/s这个速度之内最为适宜，如果无人机速度过慢会产生药液喷洒不匀的情况；如果无人机飞行速度过快，药液漂移量则会增加，进而影响小麦病虫害飞防效果。

3 植保无人机在小麦病虫害飞防中的应用举措

3.1 合理使用植保无人机

中国的小麦种植量非常多，首要原因就是因为中国人口较多，所以多小麦需求量比较大。其次是因为小麦种植周期比较长且产量较大，能够满足市场需求。但是小麦在种植过程中很容易遭受病虫侵害，病虫侵害会使小麦产量出现大幅度降低，小麦减产后不仅影响种植者个人收入，还影响着整个社会的经济效益。所以小麦病虫害问题一定要做到全面解决，解决小麦病虫害问题需要先在各个小麦种植区进行深入调查，找出此地区小麦遭受病虫侵害的原因，然后根据当地实际情况和小麦遭受具体病虫害的种类进行有针对性的解决。例如，当小麦出现纹枯病时，可以选用15%的三唑酮混合5%的井岗霉素，配合大比例清水制成药剂，在小麦生长到拔节期时，植保无人机可以对小麦种植地进行一周多次药剂喷洒，在喷洒期间随时观察小麦病情是否有所缓解，根据具体情况适当增减喷洒次数。在进行小麦病虫害防治过程之中，植保机器人运用一定要灵活，根据当地实际情况来合理使用，比如，现代小麦种植过程中，捕获天敌的防治病虫害方式受到种植者普遍欢迎，因为这种方式更加绿色环保，对未来农业实现可持续发展益处很大，但这种技术使用起来会增加更多小麦种植资金投入，整个过程不仅操作复杂，而且实现病虫害防治时间较长。但我国植保无人机技术并没有做到完善，还有很多需要改进的地方，各地区种植者在购买或与当地植保无人机建立合作时，要注意辨别植保无人机质量和实用性功能，避免对小麦产生无效防治，实现小麦种植可持续发展[2]。

3.2 建立植保无人机完整数据库

在植保无人机对小麦进行病虫害飞防过程之中，不应该只局限于现有技术的应用，应该跟随现代农业科技化脚步，积极提升小麦病虫害信息化防治。新时代背景之下，我们正处于一个大数据时代，可以针对于植保无人机建立一个完备数据库，做到无限扩充植保无人机程序和能力，让植保机器人做到功能提升的同时获得更加简便的操作系统。科技与农业的结合，提升了小麦病虫害飞防工作效率，同时也让农业发展不与现代化技术脱轨，实现农业可持续发展。例如，2020年中，全国大部分地区在小麦种植过程之中都出现了小麦锈病的产生，为了保证小麦产量，政府集中使用植保无人机进行了为期六天的无人机药剂喷洒工作，并取得了良好效果，各地小麦锈病都得到了很好的防治。这是植保无人机自广泛应用以来，一个非常明显有效的成果，在植保无人机数据库建立时，可以将从诸如此类成功案例中吸纳的经验录入到数据库之中，以实现植保无人机进一步向信息化发展。传统种植技术带来的是落后的工作效率和生产率，而在运用植保无人机作业时也一定要将大数据信息特点充分融合到防治过程之中，以提高植保无人机技术能力和管理能力。大数据之下数据库建立可以及时收集并整合信息，并对信息进行备份与储存，将这些数据进行进一步分析研究，就可以总结出技术经验，进而为后续工作做好铺垫。基于此，需要植保无人机在掌握小麦病虫害防治基础之上应该同时结合大数据，实现技术创新，进而更好地进行小麦病虫害防治工作。

3.3 培养专业技术人才

除了以上两个因素之外，人才培养在植保机器人运用和小麦病虫害防治两个方面都具有重要意义。在一个企业中运用人才可以使企业能够实现快速发展，同时人才也能够推动社会经济的发展。尤其在植保无人机技术发展方面，因为技术无论如何发展，都离不开人的掌控和创新，所以优质人才引进非常具有必要性。现如今，各个小麦种植地区都有一些专门操作植保无人机的人员，他们虽然对植保无人机日常操作了解透彻，但他们不具备专业知识，不具备实现植保无人机信息化发展的能力，所以要更加注重充实无人机信息化人才资源库，构建一个专业化团队，实现植保无人机信息化发展。为实现这一目标，首先，需要对各个地区小麦种植大户展开培训，强调关于小麦种植中植保无人机信息化发展重要性，并传授一些无人机应用知识。其次，可以在各小麦种植地区选取了解网络技术的年轻人，对他们展开系统培训，因为他们处在种植地当地，对小麦生长与病虫害防治比较了解，所以能够更好地展开工作。最后，小麦种植各地区相关管理部门可以加强与高校的合作，给高校相关专业学生提供一些实习机会，以便实现具备新知识的人才的吸纳，这些高校学生知识储备量充足，可以帮助当地小麦种植者提出很多专业化建议，也能对植保无人机技术提出革新或改进措施，以实现植保无人机技术创新，小麦病虫害得到更好防治[3]。

3.4 做好机械化规范管理

植保无人机应用于小麦病虫害飞防工作虽然受到了国家和各地种植者普遍欢迎，但由于植保无人机只是普通技术设备且我国植保无人机领域做不到世界领先，这就使得植保无人机不可避免的可能会出现一些设备故障，一旦出现设备故障，就会使得无人机信息记录紊乱，可能还会出现某一地块小麦漏喷药液或者某一地区重复喷洒器药液情况发生，给小麦病虫害防治和小麦产量带来严重后果。为了使这些问题得到彻底解决，就要做好机械化规范管理并将植保无人机与智能化相结合。在植保无人机日常使用时，要定期对无人机做好维修、保养等工作。同时积极开发植保无人机新功能，让其能够实现断点巡航和定位功能，能够保证植保无人机出现故障时能够保持稳定，也便于种植者找到无人机所在位置，进而为小麦病虫害飞防提供进一步助力[4]。

3.5 保证植保无人机安全作业

首先，在植保无人机开始进行喷洒作业之前，要先对无人机、遥控器两个设备的电池电量进行检查，保证无人机不会出现没电的情况。在起飞之前还应该进行信号强弱检测，以保证无人机信号连接通畅，不出现意外情况。其次，要实时关注天气情况，若出现雷雨天气，一定要避免使用植保无人机，因为雨水会通过无人机表面缝隙进入到无人机内部控制系统之中，造成系统失控。最后，操作无人机的工作人员在操作时一定要保持清醒，并对无人机飞行状况实时监控，保证无人机能够在可视范围之内作业，同时远离电线。也不要将发射机天线指向无人机，因为这一操作会导致无人机信号减弱，产生无人机坠落风险。还要注意当无人机进行操作之前，操作人员一定要确保小麦田中没有人在进行耕种作业。在无人机喷洒药液过程之中，要注意不要触碰到田间障碍物，要与障碍物保持5～10 m的距离，同时无人机机头既不可以朝向自己也不可以朝向他人。要随时观察无人机喷洒状态，如果出现喷头堵塞等情况一定要及时停止作业，并对无人机进行清理，在最后植保无人机使用完毕后，要及时将无人机所有设置恢复原始，以避免下一次使用无人机时产生不必要的危险[5]。

4 结语

综上所述，现代化背景之下，现代化科技已经运用到了人类日常生活方方面面，植保无人机的使用，大大提升了小麦病虫害防治速度，对小麦产量与质量提升也具有重大意义，小麦产量与质量的提升能够使种植者个人收入增多，同时促进农业经济进一步发展，进而推动我国社会经济发展。