無人機植保作業應用與實例

楊華偉/河南省西華縣農牧局，河南省 周口市 466600

導讀：無人機在農業植保領域有廣泛的應用市場空間。本文在闡述無人機在農業植保應用優勢基礎上，分析了典型無人機的特點，并給出了實例。

農用植保無人機，顧名思義是用于農林植物保護作業的無人駕駛飛機。該型無人飛機有飛行平臺(固定翼、單旋翼、多旋翼) 、GPS飛控、噴灑機構三部分組成，通過地面遙控或GPS飛控，來實現噴灑作業，可以噴灑藥劑、種子、粉劑等。由于農用植保無人機體積小、重量輕、運輸方便、可垂直起降、飛行操控靈活，對于不同地域、不同地塊、不同作物等具有良好的適應性。因此，不管在我國北方還是南方，丘陵還是平原，大地塊還是小地塊，農用植保無人機都擁有廣闊的應用前景。

植保無人機的應用優勢

無人機在植保領域的應用主要是航空施藥。航空施藥技術的優勢主要表現在以下幾個方面：

(1) 高效及時。它能以人工防治幾十倍的速度迅速、有效地滅殺大面積爆發的有害生物，一次性完成大面積的農田和森(果) 林的病蟲害的防治任務，可及時有效地控制大面積的病蟲毒害；

(2) 適應性強。航空施藥裝備能在地面裝備不能進入各種地形區域之內及作物不同生長期作業，一般不受太多因素的影響，不損傷作物，避免了地面作業中因碾壓作物等問題造成的產量損失；

(3) 經濟環保。與常規施藥方法相比，由于航空施藥多采用低量噴灑技術，單位面積施藥量少，每667m2噴灑200～400ml農藥，甚至更少，能夠節省農藥40%左右，降低環境污染，減少農藥殘留量，自動化程度高、單架飛機防控面積大，單位防治面積的功率消耗低，同時，節省人力與工時。

植保無人機的主要特點

單旋翼植保無人機的特點

單旋翼植保無人機的特點主要有旋翼大，飛行穩定，抗風條件好，風場穩定，霧化效果好，下旋風力大，穿透力強，農藥可以打到農作物的根莖部位，飛行駕駛簡便易學。

圖1 無人機田間作業現場

例如：某型單旋翼植保無人機

其技術指標有：

藥箱容量：17L

續航時間：15～25min

作業噴幅：5～7m

作業效率：80～90畝/h

操作方式：全自主/智能AB點/手動

其性能優勢：

(1) 全自主飛行，支持智能規劃航線，作業控制輕松便捷，并支持多種飛行模式，全自主、智能AB點、GPS增穩、手動等飛行模式，自動與手動無縫切換，適應不同作業環境；

(2) 智能自主噴灑，施藥精準避免重噴漏噴，支持斷點續噴功能；

(3) 支持移動APP功能，可實時查看飛機飛行狀態，作業進度，查詢已規劃田塊，噴灑畝數；

(4) 載荷大、飛行穩定、易操控，干活能力強，每小時可作業80～120畝，作業效率是目前市場上主流多旋翼植保機的2倍；

(5) 作業效果好，霧化噴灑均勻，單旋翼風場大，能有效的把藥液送到作物葉片正反面，中層，下層，低桿、高桿作物均能保證良好的施藥效果；

(6) 作業成本低，僅需一塊電池就能完成17kg農藥的噴灑，每畝僅需0.65元，電池使用量是同樣載荷多選翼飛行器的四分之一。

多旋翼植保無人機的特點

多旋翼植保無人機的特點有技術門檻低、造價相對便宜、能垂直起降、空中懸停，飛行穩定。

例如：某型多旋翼植保無人機系統

技術優勢：

藥箱容量：16L

續航時間：10～18min

作業效率：210畝/h

操作方式：全自主/智能AB點/手動

性能優勢：

(1) 全自主飛行，智能規劃航線、編輯航線，滿足不規則田塊需求，作業輕松簡單；

(2) 支持多種飛行模式，全自主、智能AB點、GPS增穩、手動等飛行模式，自動與手動無縫切換，適應不同作業環境；

(3) 離心霧化噴灑系統，施藥精準，避免重噴、漏噴，支持斷點續噴功能；

(4) 智能電池和智能充電，電池壽命使用長，安全穩定；

(5) 整體操作簡單，上手快；堅固耐用，整機IP67防護；

(6) 在減少30% 以上的農藥使用的同時，節約90%的水資源，保證了農產品質量安全、綠色環保；

(7) 作業效率高，每小時作業面積可達210畝。

作業實例

經過大量實踐作業以及調研，簡單好用、耐摔好修、性價比高、維修成本低，是植保無人機大規模應用的前提。

(1) 在玉米中的應用

1) 工作參數：

藥箱容積：10L。

標準噴藥量：200～500ml/667m2(畝) 。

作業飛行高度：2.5m。

作業飛行速度：3～5m/s。

噴霧覆蓋寬度：6～8m。

作業飛行時間：10min。

作業面積：2030畝。

氣象及環境條件：風力小于3級；溫度-10℃～40℃；無雨、雪及可見沙塵。

2) 防治實例：

利用施藥防治玉米螟，測定不同飛行參數下霧滴的沉積分布規律以及對玉米螟的防效。

研究結果發現，在飛行高度2.5 m，使用10%毒死蜱超低容量液劑的防治效果最好，其穗部霧滴數達到15.6個/cm2，防效高達80.7%；當使用42%毒死蜱乳油進行處理時僅有69.1%的防效，添加蒸發抑制劑后防效提高到75.8%；與自走式高桿噴霧機相比，無人機具有省時、省工、省水的優點，但從防效來看，各項參數還有待進一步優化。

圖3 多旋翼無人機田間作業

(2) 在小麥上的應用

1) 工作參數：

流量：200～400ml/min。

霧滴直徑：50～100μm。

幅寬：3～5m。

作業飛行速度：2～4m/s。

作業飛行高度：2.5m(田間作業)。

防治效率：1～2畝/min。

2) 防治實例

采用某型多旋翼無人機進行防治小麥病蟲害，發現人工背負式機動噴霧器的噴施防效略高于無人機。但無人機在病蟲害防治效率上更有優勢，具有施藥快、便于操作、節約防治成本等優點。

在小麥蚜蟲點片發生階段，采用小型無人直升機噴灑1.5%吡蟲啉超低容量劑200ml/667m2(畝) ，防效可達到85%～90%。

應用中應注意的問題

(1) 敏感農藥：抗病毒類和殺菌類農藥在高濃度施藥過程中容易造成藥害，比如：戊唑醇、咪菌脂等，殺蟲類的農藥已知蟲螨腈也容易造成要害，這類農藥絕對禁止按常規施藥用量使用，建議按常規用量減量 20%～30%施用。

(2) 敏感作物：瓜菜類作物苗期對高濃度藥物比較敏感， 天鷹兄弟小編建議提前小面積試用后再進行大面積作業

(3) 對于繁殖迭代率較高的害蟲要根據作業周期適時調整用藥方案，不能一種配方打天下，例如小麥蚜蟲飛防作業一般在預防期作業三到五天調整用藥方案采用爆發期用藥方案。

(4) 可濕性粉劑的使用技巧：植保無人機飛防作業最怕可濕性粉劑，避免可濕性粉劑與乳油制劑混合使用，增加水泵工作壓力和堵噴頭現象

(5) 配制飛防用藥一定要做到二次稀釋，否則容易引起原藥之間的化學反應造成藥效不佳或結晶，甚至產生藥害。先將每種農藥以 5～10 倍稀釋，然后混配在一起加水至適量后攪拌均勻。 ■