多旋翼无人机在农业生产病虫害防治的作用及趋势
马锐
摘 要：近年来，我国加强了对多旋翼无人机技术的研究和应用，以多旋翼无人机完成农作物的植保作业在农业生产中得到了快速的应用。通过分析多旋翼无人机在农业生产植保中的作用，说明了影响无人机喷药质量的主要因素，并总结了植保无人机技术的发展趋势。
关键词：多旋翼;无人机;农业;病虫害防治;作用
中图分类号：S252.3文献标识码：A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.10.080
农作物生长的各个阶段都面临着病虫害的威胁，传统的植保作业，农药喷施多以作物中上部茎、叶、果穗为主，对作物下部和根部的防治效果不佳，在一定程度上影响了植保作业的效果。通过人工或普通植保机械作业，当水稻、小麦或玉米等作物生长到中后期时，田间行走则面临着很大的难题，大面积的喷施作业常常伴随着农药的大量浪费，同时也不利于植保作业人员的身体健康。针对于农作物病虫害防治这一问题，近年来植保无人机的使用量逐渐增加，无人机作业有效解决了传统植保作业的弊端，其作业品质也得到了越来越多农民的认可，同时有效保证了农作物病虫害的防治质量。
1 多旋翼无人机植保的作用
1.1 提供更好的喷洒效果
由于多旋翼植保无人机的飞行具有良好的稳定性，利用卫星定位技术能够实现指定高度的匀速飞行，在低空或超低空飞行的情况下，通过高雾化喷头能够实现药液喷雾的均匀性，有利于药液均匀的附着于农作物的表面，并在无人机桨叶下旋风的作用下，喷雾能渗透至作物下部甚至根部，有效提升喷洒效果。
1.2 有效节约水和农药
通过植保无人机的高雾化喷施和精准喷施能有效减少水资源和农药的使用量，据统计植保无人机作业与人工作业相比平均可节省水资源达90%，同时能够避免农药浪费达35%以上。这就在良好的喷施效果上，减少了农药对环境的危害，提高了生产的合理性。
1.3 提高了植保作业的安全性
植保无人机的喷药作业通过操作者的远程遥控进行，且具有良好的自动化程度，不需要操作人员的复杂操作，不仅有效降低了农药喷施的生产成本，更避免了工作人员与农药的直接接触，降低了操作人员在工作过程中受到的伤害。
1.4 提高了植保机具的适应能力
多旋翼植保无人机能够实现原地垂直起降，能够有效解决地面植保机械部分地形难以作业的问题。植保无人机不受地面情况限制，对于山区、水田等耕地也能可靠的完成植保作业。多旋翼植保无人机能够良好的完成水稻、小麦等作物生长中后期的植保要求，能够弥补高秆作物机械化植保困难的问题。
2 影响喷药质量的主要因素
2.1 雾滴直径影响
根据植保喷头技术的不同，能够实现喷出雾滴的直径也各不相同，直径小的雾滴能够保证更好的喷施均匀性，有利于实现对农作物更广泛的覆盖，但是小雾滴也因质量轻，在空气中悬浮时间长，容易出现漂移等问题。直径较大的雾滴喷出后下降速度更快，更能抵抗空气流通的漂移影响，但是喷施均匀性相对不足。
2.2 空气流动影响
自然界的空气流动是不可避免的，风的形成会使雾滴发生一定的水平移动，导致雾滴偏离原有的植保位置，空气流动的速度通常与雾滴的漂移程度成直接的关系，也就是风力越大，雾滴漂移越严重，导致植保作业的实际效果降低。
2.3 温湿度条件影响
温湿度条件也会对植保无人机喷施农药后的作业质量产生直观的影响，喷头喷出的雾滴在沉降过程中，若处于低湿和高温的自然环境就会加快雾滴的蒸发速度，高温环境也会使农药产生一定的挥发导致雾滴直径迅速变小而悬浮在空气中，容易产生漂移问题。
2.4 飞行参数影响
植保作业的飞行关键参数主要包括了飞行高度和飞行速度两方面，实践证明无人机喷出雾滴的漂移量会随着高度的降低和作業速度的减小而减少，若无人机作业时的飞行高度过高、飞行速度过快，会造成下方的下旋气流减弱，同时侧风会造成更大影响，导致更多的雾滴发生漂移。
3 植保无人机技术的发展趋势
3.1 建立完善的行业标准
要实现植保无人机合理规范的应用，必须以完善的行业标准为依托，明确植保无人机的应用范围，合理作业高度和速度，以及维修保养相关要求等事项。同时，植保无人机作业过程中对于农药的使用也缺乏相关规定，行业标准应明确适合植保无人机作业的药剂种类、单位面积农药使用量，以及适宜的作业条件等，以避免使用过程中出现意想不到的问题。
3.2 建立合理的推广模式
尽管近年来农用无人机的生产企业对产品做了大量的升级，但对于无人机植保技术的推广，单靠生产厂家是远远不够的，要达到无人机植保技术的广泛应用还必须依靠政府支持与市场配合。在无人机植保技术推向市场后，仅有河南省和湖南省将植保无人机纳入了农机补贴范畴，因此从农机推广的角度讲，应积极争取国家和地方政策支持，并适时开展无人机植保技术示范，为无人机植保技术的推广使用打下更好的基础。
3.3 加强关键技术的研究力度
现阶段的植保无人机技术还处于起步和研究阶段，很多植保无人机产品在技术和功能上还缺乏市场的考验和改进优化过程，且在电池技术、喷头技术、精确喷施等方面与国际先进水品还存在明显差距，无人机的智能控制技术和作业系统也亟需提升和完善。因此，未来无人机植保的研究仍将以科研机构和先进企业为主体，重视攻坚克难，加快无人机技术的产业化发展。
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