李霞　韋杰珅　葉景佑

摘 要 通過分析國內(nèi)外及崇左地區(qū)植保無人機施藥技術(shù)與施藥裝備的研究現(xiàn)狀，總體上可以看出國內(nèi)無人機施藥領(lǐng)域的研究均取得了進步并在持續(xù)發(fā)展，崇左地區(qū)因為地理及甘蔗等作物對無人機的需求大，但是無人機技術(shù)發(fā)展不夠成熟，目前應(yīng)用較少。

關(guān)鍵詞 崇左 無人機 植保

中圖分類號：S252.3文獻標識碼：A

1崇左地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造與農(nóng)業(yè)資源

1.1地質(zhì)構(gòu)造及地形、土壤特點

崇左市地質(zhì)構(gòu)造古老，地質(zhì)基礎(chǔ)是泥盆紀，二疊紀和三疊紀，而石灰?guī)r占優(yōu)勢，頁巖、砂巖次之。崇左市境內(nèi)以喀斯特巖溶地貌為主體，山環(huán)岳繞，丘陵起伏，山多地少，地貌復(fù)雜多樣。南部有公母山山脈和十萬大山山脈，西部有大青山山脈。地勢大致呈西北、西南向東傾斜，中部被左江及支流切割，形成錯綜分布的丘陵平原。

崇左市地形多樣。以左江河谷為界，北部，巖溶地貌分布廣，山勢陡峭，山間零星點綴著大小不一的溶蝕谷地;南部，以丘陵為主，山體平緩，地勢波狀 起伏;中部、東部為左江河谷平原和低矮的丘陵，地勢較為平坦。地勢南北高，中間低，由西向東傾斜斜，形如一把鐵鏟。

崇左市土壤有石灰土、紅壤、赤紅壤、水稻土、紫色土、沖積土、沼澤土等類型，主要地表層為第四季酸性赤紅壤土層。

1.2農(nóng)業(yè)資源

崇左市耕地面積為285361440平方，人均耕地面積1033平方。崇左市是中國產(chǎn)蔗產(chǎn)糖第一大市，年均甘蔗種植面積226644平方左右，年產(chǎn)蔗糖 200萬噸左右，約占廣西的35%、全國的21%，有“中國糖都”之稱稱。劍麻種植總面積10732平方，是廣西最大的劍麻生產(chǎn)原料基地。木薯、龍眼、菠 蘿、八角、茶葉、指天椒、西瓜、桃榔粉、中草藥材等在區(qū)內(nèi)外享有盛名。

2無人機發(fā)展概況

農(nóng)業(yè)航空是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)重要組成部分，我國自2008年無錫漢和第一架植保無人機面試以來，無人機行業(yè)如雨后春筍般的發(fā)展。近兩年來，植保無人機行業(yè)井噴式的發(fā)展，幾乎所有省份都有從事無人機的研制工作的企業(yè)或科研院所，各種無人機演示，推廣經(jīng)常在電視中出現(xiàn)。

2.1國內(nèi)植保無人機發(fā)展概況

早在20世紀50年代后期，我國就開始對無人機進行了研究;從60年代中后期開始，逐漸展開了對無人機的研制工作。前期在國家投入研制經(jīng)費的情況 下，首先在軍事領(lǐng)域進行了無人機的研究，在取得了一定技術(shù)成果的基礎(chǔ)上，無人機的研究開始涉足農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。雖然我國的農(nóng)用無人機技術(shù)起步較晚，但隨著科技力量的不斷投入，近年來我國農(nóng)用植保無人機的研究也步入了新的發(fā)展階段，機型越來越多，應(yīng)用范圍越來越廣，技術(shù)研究越來越深入，推廣速度也 越來越快。

2.2農(nóng)用植保無人機施藥技術(shù)研究現(xiàn)狀

2.2.1我國植保無人機施藥關(guān)鍵技術(shù)

近年來，我國在無人機的施藥關(guān)鍵技術(shù)上，尤其是在無人機航空噴灑系統(tǒng)、低空低量噴灑、遠程控制施藥及低空變量噴藥系統(tǒng)等技術(shù)上展開了相關(guān)研究。在農(nóng)業(yè)病蟲害防治中，無人機的飛行高度、噴霧方式、施藥濃度等作業(yè)參數(shù)對霧滴飄移、霧滴沉積和 霧滴分布均勻性的影響程度較大。

2.2.2我國植保無人機施藥配套裝備與技術(shù)

在無人機施藥配套裝備與技術(shù)的研究上，我國的專家學(xué)者也取得了一系列顯著成果。目前，針對無人機的低空、低量、均勻噴施及高功效的噴灑要求，我國的許多學(xué)者對無人機的噴嘴進行了設(shè)計、試驗與改進。

2.3植保無人機的市場需求

在植保領(lǐng)域加快推進施藥裝備的機械化水平與提高施藥技術(shù)，加強對病蟲害的防治能力，是保障糧食安全、促進農(nóng)業(yè)穩(wěn)定增產(chǎn)的必然要求。精準施藥技術(shù)是降低農(nóng)藥殘留的有效手段。地面噴霧機具可以精準地控制農(nóng)藥噴施量，但對于水稻、油菜、甘蔗、玉米等作物，地面噴霧機具進地作業(yè)困難，所以針對以上作物的病蟲草害防治依然是影響我國農(nóng)作物生產(chǎn)的不可忽視的難題。農(nóng)用植保無人機就是利用無人機搭載噴藥裝置，并通過控制系統(tǒng)和傳感器進行操控，從而對作物進行定量精準噴藥，克服了人工作業(yè)效率低、地面噴霧機具進地作業(yè)的難題。隨著無人機技術(shù)的不斷發(fā)展，植保無人機已成為防治病蟲害的主要手段，其發(fā)展前景受到農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域的高度重視。

3農(nóng)用植保無人機研究趨勢

3.1成熟穩(wěn)定安全的移動端操作平臺

隨著植保無人機技術(shù)的不斷開拓和發(fā)展，已經(jīng)走入了智能化的時代，植保無人機企業(yè)將產(chǎn)品與移動端結(jié)合的智能化操控模式顯得尤為重要。通過手機APP操作平臺來操控植保無人機，可實現(xiàn)上升懸停、航線規(guī)劃、自主飛行、GPS跟隨及虛擬搖桿操作等功能，同時解決無人機無法感知和避開障礙物的智能問題正是手機APP操作平臺發(fā)展的方向。研發(fā)高穩(wěn)定性、高可靠性農(nóng)用植保無人機自主飛行控制系統(tǒng)，搭建更加成熟穩(wěn)定安全的移動端操作平臺，是植保無人機發(fā)展的重中之重。

3.2精準施藥技術(shù)

近年來，為提高農(nóng)藥有效利用率、減少作物農(nóng)藥殘留危害和保護施藥地區(qū)周邊的環(huán)境，精準施藥技術(shù)成為研究熱點。改進更好變量噴藥控制方式，將地理信息系統(tǒng)與航空遙感技術(shù)相結(jié)合。目前，開發(fā)高效的航空遙感系統(tǒng)成為一種新趨勢，無人機搭載遙感系統(tǒng)可以通過核心技術(shù)產(chǎn)生的精確空間圖像對大田作物的營養(yǎng)狀況、長勢狀況及病蟲害的狀況進行分析。針對霧滴沉積、飄移、分布均勻性監(jiān)測及霧滴圖像處理系統(tǒng)等先進傳感器的開發(fā)與使用，國外在此類研究上已有較為先進的成果，我國科研人員對此類傳感器和 技術(shù)也展開了研究。

3.3農(nóng)業(yè)航空植保靜電超低容量施藥技術(shù)

由于傳統(tǒng)噴霧技術(shù)只有25% -50%的藥液附著在作物上，并且霧滴飄移嚴重，使用靜電噴霧能有效增加藥液的附著率，減少飄移，將藥液的有效利用率大幅度提高。同時，由于控制了飄移量，可降低對周圍環(huán)境和土地的污染。在航空靜電施藥技術(shù)的研究中，國外較我國起步早，已有了較為先進的技術(shù)成果。目前，國內(nèi)在無人直升機靜電噴霧技術(shù)方面的應(yīng)用研究還較少，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和環(huán)境壓力的不斷增大，靜電噴霧勢必在農(nóng)用植保機上應(yīng)用更加廣泛。

4崇左地區(qū)植保無人機發(fā)展對策

4.1加強政策和組織科學(xué)引導(dǎo)

只有加強政策和組織科學(xué)引導(dǎo)，植保無人機才能穩(wěn)步健康的發(fā)展。政府應(yīng)挑頭成立相應(yīng)的組織，以當?shù)乜萍季?、高校、地方愛好者為技術(shù)牽頭，協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)植保無人機總體發(fā)展路線，避免出現(xiàn)一些重復(fù)性低水平的建設(shè)。

4.2完善標準和法規(guī)

植保無人機屬于民用無人駕駛航空器范疇，2003年5月1日，我國開始施行《通用航空飛行管制條例》，明確規(guī)定無人機用于民用業(yè)務(wù)飛行時，須當作通用航空飛機對待。2013年出臺的《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī) 定》雖然放寬了部分無人機使用限制，但對植保無人機意義不大，植保無人機最小載重也在5 kg 以上，整機質(zhì)量大于7 kg。駕駛員仍需納入行業(yè)協(xié)會甚至民航局的監(jiān)管。國家應(yīng)出臺相應(yīng)的法規(guī)，放寬植保無人機使用限制。

4.3加強無人機專用藥劑的研究

現(xiàn)在植保無人機所用的藥劑，要么是普通植保設(shè)備用的普通藥劑，使用時只是將藥液的濃度調(diào)配一下;要么是用有人駕駛的航空植保藥劑，極少數(shù)藥劑公司針對植保無人機噴灑特點研究專用的藥劑或相應(yīng)助劑。

4.4噴施工藝有待進一步完善

現(xiàn)有噴灑所用的噴頭基本上是扇形噴頭或離心噴頭，而其噴灑霧滴的均勻性、一致性均需大量的試驗來驗證，其噴頭布置是否合理，飛行高度是否合適，霧滴漂移是否最低，噴灑效果與飛行速度和飛行高度是否最優(yōu)，均需大量試驗。而不能盲目照搬地面植保機械、有人固定翼飛機對噴頭的選型、布置。

4.5加強專業(yè)飛手的培訓(xùn)

植保無人機屬于高科技產(chǎn)品，操作難度大，需大量專業(yè)飛手，而目前崇左地區(qū)無人機操作培訓(xùn)學(xué)校較少。廣西城市職業(yè)大學(xué)設(shè)置有相應(yīng)專業(yè)，并在進行專業(yè)培訓(xùn)，但是針對校外培訓(xùn)尚較少。市委應(yīng)出臺相應(yīng)政策，增加和扶持這類無人機操作培訓(xùn)技工學(xué)校，以培養(yǎng)更多的無人機飛手。

5小結(jié)

隨著無人機低空施藥技術(shù)的不斷發(fā)展，植保無人機已經(jīng)成為防治病蟲草害的主要手段。為了實現(xiàn)植保領(lǐng)域高效、環(huán)保、快捷、安全的作業(yè)要求，無人機施藥技術(shù)必將得到快速發(fā)展。雖然崇左的植保無人機施藥技術(shù)仍處于起步階段，但隨著資金的不斷投入與科技的不斷發(fā)展，植保無人機將會得到廣泛應(yīng)用，從而大幅提高病蟲害的防治效率，促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

基金項目：廣西城市職業(yè)大學(xué)科研項目，崇左地區(qū)無人機植保作業(yè)現(xiàn)狀調(diào)查研究（項目編號：GXCCKY2018C005）。

參考文獻

[1] 薛新宇，梁建，傅錫敏.我國航空植保技術(shù)的發(fā)展前景[J].中國農(nóng)機化，2008（05）：274-28.

[2] 張京，何雄奎，宋堅利等.無人駕駛直升機航空噴霧參數(shù)對霧滴沉積的影響[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2011，42（04）：66-69.

[3] 吳小偉，茹煜，周宏平.無人機噴灑技術(shù)的研究[J].農(nóng)機化研究，2010，32（07）：224-228.

[4] 李麗，李恒，何雄奎等.紅外靶標自動探測器的研制及試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2012，28（12）：159-163.

[5] 賈濤.我國農(nóng)業(yè)航空發(fā)展現(xiàn)狀與對策研究[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.