新时期植保机械无人机应用讨论
时间：2023-04-24 10:55:04 来源：千叶帆 本文已影响人
郭俊伟
（福建省三明市三元区农业农村局，福建 三明 365001）
在农业生产中，农业病虫害的防治工作是农作物生长过程重要的工作环节。有效防治农业病虫害可使农业生产实现高产高质，促进农业经济健康持续发展。植保机械无人机的问世，让农民在进行植保作业时发现新的发展良机。在农业生产作业中，对植保机械无人机进行深入的研究，有助于农民将其使用价值充分发挥。无人机体积小，可在不同作物间灵活运用，农民在使用过程中可充分利用此优势，进行高精准的作业，将无人机在植保领域中关键地位予以展现。
随着新时期的到来，农业现代化脚步不断加快，植保机械无人机从问世到被人们广泛使用，只经历了约百来年的时间，发展速度很快。在实际应用时，根据实践操作，我们可以充分掌握植保机械无人机在植保方面优势与劣势，发扬优势，将新时期植保机械无人机应用进一步推广。
1.1 农业植保现状
随着现代化农业观念的提出，农业的机械化进程日益加快。在实际的农业生产中，农民大多利用新型技术进行机插、机耕、机收等操作，但是在植保环节，现代化的发展属于较为滞后阶段。
1.1.1 传统植保机械化水平低
现代化农业传统意义上来讲是将农业生产赋予机械化手段，除了人们传统意义上讲的机械化之外，现代农业也可称为农业的社会化。近年来，国家高度重视“三农”政策，对于现代化农业的发展，不断加大对于农业实际生产的扶持力度。基于此，各类型的农业合作组织日益涌现。随着“三农”政策的不断深入落实，农业规模化种植、现代化农业生产模式相继出现，这些模式的出现，有效地解决了农业在种植与收获的现代机械化问题。但我国植保机械化仍旧落后，现今存在的喷洒机械化作业，在实际使用中喷洒的服务效率并不高。
1.1.2 植保专业化组织生存发展困难
近年，随着农业现代化的不断深入，各地出现诸多专门为农民群众提供专业喷洒服务的植保合作专业化组织，但是运用的喷洒手段技术并无过多的技术含量，使用的机械多为高成本低效率的施药机械。农作物种植周期实际地喷洒用药适用期有限，过少的机械无法在既定的时间内完成喷洒工作，短时间内喷药服务难以达到目标值；
过多的机械，维修储藏费用远远超支，服务的实际收益远远小于整个统防部门基础运作的维护费。即便近年人们大力支持植保专业化组织服务，但实际的人工防治功效有限，在具体操作上，难以实现大面积统防工作，加上病虫害的不断蔓延，导致当前植保专业化组织的防治效果并不理想。诸多农民为确保收入，逐渐加大对于农药的使用，导致农产品自身的残毒量增大，产品品质降低，环境也遭到破坏。
据不完全统计，近年我国每年有高达近10万人深受农药危害，农药中毒致死率约为20%。这一个个惊人的数字警醒着我们，现今我国存在的植保专业化组织结构仍面临着诸多难题，我国植保的专业化步伐依旧受到限制。
1.2 植保机械无人机在植保方面应用优势
1.2.1 范围广
植保无人机是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞行器，由飞行平台、控制系统、动力系统、喷洒系统或播撒系统组成，通过地面人员遥控或飞控自主作业来实现农药喷洒、种子与肥料播撒作业等。现阶段，植保无人机主要包括单旋翼无人机、多旋翼无人机等，在实际的操作中，无人机的体积较小巧轻便，运输十分便利，在各个不同区域的操作中较为灵活，发展前景可观。无人机在实际的使用中，因自身体型小巧，机动性能优良，在进行实际作业时可灵活轻便地调整飞行的实时速度以及喷洒高度。低空施药作业操作时，受山区、大片梯田等特殊地形条件影响小，在实际应用过程中范围极广；
相比于传统的打药机，植保机械无人机不受密度大小的限制，在进行田间作业时，可更好地将工作效率完美发挥[1]。此外，无人机在实际的喷洒过程中，通常是远距离操作，较远距离的操作对防止农药对人体产生不良影响也有积极意义。
1.2.2 效率高
植保机械无人机在植保方面工作效率高，优势较为突出，传统的植保机械无法与之比肩。笔者从利用效率高以及作业效率高两方面进行概述。利用效率高：无人机在进行操作时，配备高速离心喷头，药液经过离心喷头处理，可将自身雾化变成约0.1mm的颗粒。因无人机的防雾滴较小，低空施药时喷施的药液可很好地进行雾化，而高程度雾化能让药液能够均匀地附在作物各个部位表面上，使作物的吸收效率提高，利用效率也大幅度提升，能将防控病虫草害的优势最大程度发挥，对于整片区域的病虫害有很好的防治效果；
作业效率高：科学的无人机作业可有效减少人工成本，提高作业效率，进而促进使用者总体收益有效提升。使用成本方面，电动的无人机喷施技术主要依托喷雾的方式进行运作，该种运作方式可以有效减少农药的实际使用量，对减少投入成本方面有积极意义；
而且电动无人机身形较小，重量较低，折旧率低，油耗少，单位实际作业人工成本低，易于维修。另外，植保机械无人机的适用范围相当广泛，既适用于大面积的作业运作，也适用于小面积的防治工作，在操作过程中，灵活性较强。据调查，无人机因具有较快的飞行速度，每架植保机械无人机1d的喷洒面积约26.67hm2，与传统的作业方式相比，作业效率约高100倍。
1.2.3 自动化程度高
现阶段，植保机械无人机实际超低量施药对于作业地形等方面要求较低，只要飞行的实际高度，在可控制的信号领域范围内，无人机就会顺利获得控制信号发出的各项命令。因此，即便无人机处在田间地头位置，都可在接受指令后顺利起飞。
1.2.4 覆盖密度高
在实际的喷雾药液作业中，若喷雾药液在单位作业面积中的覆盖密度越高，其单位防治效果就越明显。植保无人机进行喷洒工作时，优势极其突出。专家在进行药液喷雾的实际飘移实验中，发现在无风作业或者风速较小情况，无人机喷洒能一定程度防止农药飘失。无人机自身的机翼属于螺旋机翼，作业高度较低，可贴近农作物0.5～2m喷药，当药液雾滴从无人机喷洒器中喷出时，会被旋翼向下的气流冲击，而形成的气雾流将药液压迫作用于作物叶片的正反面及茎基部，气雾流上下穿透力强，雾滴细匀，从而大程度地减少了农药的飘失度，使得防治效果极其明显。
1.3 植保机械无人机在植保方面应用劣势
1.3.1 受气候影响大
因无人机体型较小，在实际操作时，容易受到较大风速影响。植保无人机本身重量较轻，据统计，若操作环境的风速达到三级以上，容易造成飞行偏移。此外，因植保机械无人机在进行喷洒药液时，雾滴略小，若在实际操作时遇到较大风力阻碍，喷洒的药液就极易出现飘移，喷洒量出现不均匀的现象，从而影响靶标作物实际用药量，最终呈现效果达不到预期。植保机械无人机受气温影响也十分明显。无人机通常使用锂聚电池作为续航电池，该电池的最佳工作温度在25℃左右，过高的温度会对锂聚电池的容量，以及使用寿命产生影响，甚至还会使电池损毁。
1.3.2 存在药液飘移风险
植保机械无人机在进行病虫草害防治过程中，存在实际药液飘移风险的天然缺陷。据调查，无人机的飞行高度通常比人工背负式喷雾器高大概2m以上，喷出的药液雾滴普遍较小，若有较大风速药液飘移现象就会发生。此外，在实际的无人机操作时，因无人机施药方式与传统的施药方式不同，植保机械无人机对于使用的农药也有着极高的操作要求。生产操作中，有些有害农药品种就存在飘移风险，因此，相关工作人员应重点注意，不断提高自身的植保专业技术，注意风向，将药液飘移风险危害降到最低。现今，市场上大部分的无人机作业团队核心人员，对于植保的专业知识了解甚少。对于病虫草害以及用药品种、药害规避等技术也缺乏了解，一心只关注无人机飞行操作，该观点是错误的。只有专业人员在进行植保机械无人机操作时，对植保专业知识充分了解，才能将无人机的使用价值充分利用，避免药液飘移风险出现[2]。
随着我国农业种植规模的不断扩大，对大面积的农作物进行病虫害机械化治理，是未来我国植保的主要发展趋势。农业现代化的不断发展，农民合作社、农业各企业跟随发展潮流，都对植保机械无人机提出更高的要求。为有效提升植保机械无人机良好的市场发展潜力，在实际操作时，相关人员要积极结合植保机械化的实际发展需求，大力落实植保机械无人机的推广与应用工作。
2.1 完善服务标准
植保机械无人机属于人们对新型能源充分利用的成果，可称其为新型能源的智能科技化装备，发展前景十分可观。相关工作人员应积极制定完善的产品使用标准、作业运用技术标准以及作业质量检测标准等，通过多项标准的精准确立，确保植保机械无人机在使用过程中的稳定性。此外，定期的检查与保养也是必不可少的，为有效对植保机械无人机进行定期养护，专业人员可创建一体化服务模式，将植保无人机的销售、维修、保养等工作一体化承包，确保无人机稳定运行[3]。
2.2 施药技术研发
根据植保实际情况，专家讨论的出现阶段应加大对于农用植保机械无人机的配套施药技术研发力度。在现实农业作业中，确保提升农药使用率的同时，也应将环境污染问题进行有计划地规避。农用的植保机械无人机在接下来的施药技术研究中，应致力于提升在田间及室内作业水平，提高配套施药技术的同时，将作业效率同步提高。与此同时，相关工作人员在进行无人机施药操作时，应严格按照施药技术准则进行操作，确保在植保机械无人机应用期间，将专业药剂以及配套的施药技术完美融合，尽可能降低用药数量，提高工作效率。
2.3 政府大力支持
政府支持力度的提升有助于植保无人机快速发挥作用。随着植保环节自动化的不断发展，植保机械无人机的广泛使用成为大势所趋。农业植保的好坏与粮食安全与丰收有着直接的关系，政府部门应加强重视，加大政策的扶持力度，为植保机械无人机产业健康发展助力。目前，我国国内的实际植保作业大多是以人工加手动操作机械为主，而近年来农村劳动力流失严重，劳动力的缺失使得实际在植保工作的运作中成本不断增加，部分地区还存在高薪招聘无人上岗的情况。各地政府要根据自身实际情况，结合当前正在施行的乡村振兴战略，不断引进人才留在农村，积极运作，扬长避短，有效解决当前农村劳动力不足的困境。
2.4 探寻应用新模式
在实际应用中，只有不断探索新型的应用模式，不断运用新颖模式解决无人机与机手之间的各种问题，植保机械无人机操作才能持续健康发展。植保机械无人机的价值发挥是通过机手操作控制来服务用户的，而现实中无人机的应用发展十分有限，其较高的价格、短缺的机手资源都是限制无人机发展的重要因素。因此，要充分发挥植保机械无人机的使用价值，相关工作人员需充分利用互联网先进技术思维，不断优化无人机的性能，降低制造成本，为其使用营造良好的发展氛围。另外，相关人员也应积极运用互联网交流技术，合理利用闲置资源，打造一个无人机持有者交流平台，持有者可通过在平台的实时交流，不断提升自身操作水平，助力新时期植保机械无人机可持续发展[4]。
2.5 完善相关法律法规
现今，我国的植保机械无人机在产品标准以及操作流程规范上依旧存在诸多空白，各区域相关联的通用航空开放领域依旧未开放。为促进植保机械无人机产业健康绿色发展，相关部门应尽快制定完善相关法律法规，将行业规范标准精准确立，以此促进植保机械无人机快速进入应用期。此外，除了完善相关法律法规，政策的补贴也不能缺少。国家发放的实际补贴政策对于促进国内农业机械的推广有着关键作用，对于植保机械无人机产业也不例外，政府的实际补贴有助于推动整个行业的全面发展。
2.6 开展植保无人机研发工作
积极开展植保无人机研发工作，不断提高无人机使用性能，是当前重点研究课题，不仅需要包含严密精确的操作技术，还需要在其满足市场需求的前提下，将植保方面价值充分开发利用。少部分公司的介入无法将整个大的系统工程完美完成，因此相关的科研院校以及大部分的无人机技术公司都应积极发挥自身优势，大力开展植保无人机研发工作。研发工作的重点要放在提升无人机的使用性能上，具体操作时，要科学利用智能化手段，将系统作业进行智能化合理控制[5]。与此同时，要充分利用大数据技术，将植保无人机在操作时的实际飞行参数以及喷洒参数进行科学记录，根据记录实时掌握无人机具体情况，保证工作的正常运行。此外，相关人员也要加强对于无人机蓄电池的研究力度，不断提高蓄电池的容量，将无人机的续航能力有控制地提高。
综上所述，虽然在各农业作业区域应用植保机械无人机进程有所加快，但在实际操作中依旧存在各种主客观困难。因此植保机械无人机在新时期的发展必须迎难而上，抓住机遇，优化自身在植保方面的实际应用，利用已有优势，充分探索新型应用策略，真正将自身的价值发挥出来。
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