目前，中國農(nóng)用植保無人機(jī)主要包括固定翼無人機(jī)、單旋翼無人機(jī)、多旋翼無人機(jī)等。這些無人機(jī)體積小、重量小、操作簡易、運(yùn)輸方便等，提高了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，降低了生產(chǎn)成本，促進(jìn)了中國農(nóng)業(yè)發(fā)展。

1農(nóng)用植保無人機(jī)構(gòu)成情況

無人機(jī)組成較為復(fù)雜，其操作容易受到天氣因素的影響。主要有螺旋槳、電機(jī)（馬達(dá)）、電子調(diào)速器、動力電源、主控單元、IMU（慣性測量單元）、GPS、云臺、遙控系統(tǒng)等基礎(chǔ)部分，若需要無人機(jī)完成某方面的工作，則需要為其增加相應(yīng)的配件單元。若將無人機(jī)運(yùn)用到農(nóng)業(yè)中，需要將其原有的操作系統(tǒng)進(jìn)一步細(xì)化，使其更靈敏、容易操控，完善速度感知系統(tǒng)、光感系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)等部分，進(jìn)而高效完成作業(yè)。農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)非常依賴于地面操作，信號感知系統(tǒng)是無人機(jī)正常作業(yè)的重要部分，增強(qiáng)無人機(jī)信號感知范圍，加大無人機(jī)對于操作器的信號感知能力，保證植保無人機(jī)在惡劣環(huán)境中依然具備作業(yè)能力[1]。

2國內(nèi)外農(nóng)用植保無人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，許多高校加強(qiáng)了對農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)方面的研究，同時(shí)也加快了中國無人機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展速度。由于中國國土面積遼闊，地形地勢不同，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不同地區(qū)農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)應(yīng)用情況不同。河南省安陽市全豐公司能自主生產(chǎn)農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)及相關(guān)的配套的單獨(dú)元件，該公司還制定出了專業(yè)化的航空農(nóng)業(yè)植保作業(yè)培訓(xùn)課程，具備農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)團(tuán)隊(duì)，可服務(wù)客戶進(jìn)行專業(yè)的農(nóng)業(yè)植保活動，開展多元化的服務(wù)項(xiàng)目，能滿足不同客戶的需求[2]。當(dāng)前，中國農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)市場需求逐漸增長，農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)逐漸成為中國農(nóng)業(yè)未來重要的發(fā)展趨勢。

在美國，農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)的發(fā)展以精準(zhǔn)遙感技術(shù)為研究方向，而且很重視農(nóng)藥噴灑，調(diào)查顯示，固定翼飛機(jī)為主要工具，噴灑面積每年大約在3 200萬hm2，占據(jù)總耕地面積的一半。采用飛機(jī)農(nóng)藥噴灑的作業(yè)模式占60%，其中水稻施藥作業(yè)活動全部采用航空作業(yè)。未來，美國會進(jìn)一步發(fā)展民用無人機(jī)領(lǐng)域。同時(shí)，美國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)裝備先進(jìn)，應(yīng)用廣泛，具有相對完善的農(nóng)業(yè)服務(wù)體系，對藥液噴灑也有著嚴(yán)格的要求與規(guī)范，藥液噴灑相關(guān)裝置十分齊全。相關(guān)技術(shù)也較為先進(jìn)，采用GPS進(jìn)行自動導(dǎo)航、自動藥液噴灑及自動控制系統(tǒng)。已經(jīng)有多套成熟的作業(yè)模式投入使用，效果明顯，對環(huán)境污染影響低。

加拿大早在上世紀(jì)二十年代就開始應(yīng)用飛機(jī)實(shí)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，例如使用小型飛機(jī)為作物噴灑藥物，起初只有固定翼飛機(jī)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，旋翼飛機(jī)也能進(jìn)行相關(guān)的輔助藥物噴灑工作。1918年，美國用無人機(jī)防治蝗蟲。日本雅馬哈公司在1987年制造出了第1臺農(nóng)用植保無人機(jī)-R50。隨后，日本已經(jīng)擁有2 346架在注冊中的農(nóng)用植保無人機(jī)，工作人員有14 163人，已經(jīng)具備相當(dāng)成熟的農(nóng)用植保無人機(jī)技術(shù)及相關(guān)的配套程序。

為保證人身安全及加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，歐洲禁止使用無人機(jī)航空噴灑技術(shù)，只有獲得政府批準(zhǔn)，才可以使用直升機(jī)；在韓國，農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)技術(shù)已得到大規(guī)模應(yīng)用。俄羅斯作為農(nóng)業(yè)航空大國，利用航空作業(yè)活動面積占國家總耕地面積的35%，農(nóng)用飛機(jī)數(shù)量約11 000架?，F(xiàn)階段，澳大利亞、阿根廷、智利等多個(gè)國家也在逐漸推廣農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)。

3中國農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1實(shí)現(xiàn)自動化作業(yè)

農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)在工作時(shí)，不受常規(guī)地形與高度的限制，只需要無人機(jī)處于操縱器的控制范圍內(nèi)即可。農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)能在田間任何可控范圍內(nèi)起飛，并且攜帶相關(guān)的作業(yè)設(shè)備。若無人機(jī)脫離可控區(qū)域，也可以啟動應(yīng)急保護(hù)裝置，對無人機(jī)進(jìn)行應(yīng)急保護(hù)，同時(shí)對于作業(yè)工具與作業(yè)農(nóng)業(yè)材料進(jìn)行保護(hù)，以免其泄露，損害農(nóng)作物、污染土壤。待無人機(jī)重新進(jìn)入信號控制范圍中時(shí)，能立即恢復(fù)作業(yè)能力，繼續(xù)在規(guī)定的航道進(jìn)行作業(yè)，避免了重復(fù)撒藥，造成土地?fù)p傷，降低工作效率。

3.2提高藥液使用效率

傳統(tǒng)技術(shù)的農(nóng)藥噴灑量相對較大，可能會產(chǎn)生農(nóng)藥重復(fù)噴灑、遺漏噴灑的情況，采用農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)進(jìn)行防治后，能有效避免這些問題。農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)噴灑效率較高，需要采用新的噴灑要求和相關(guān)藥劑。農(nóng)藥劑量不同、釋放位置不同，其防治效果也不同。通常情況下，無人機(jī)在距農(nóng)作物2～4 m的高度釋放農(nóng)業(yè)藥劑，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)藥劑通常會以水作為溶劑，從無人機(jī)上噴灑時(shí)，會受到飛機(jī)螺旋槳的氣流、溫度、濕度等外界因素的影響，使得藥液在還未與農(nóng)作物接觸就已經(jīng)高度霧狀化，隨風(fēng)飄散，無法與農(nóng)作物接觸，起不到防治的效果。所以，應(yīng)加強(qiáng)藥物研究，生產(chǎn)出適合航空作業(yè)的專業(yè)藥劑，提高農(nóng)業(yè)植保工作效率。

3.3防治高效與安全

使用先進(jìn)的植保無人機(jī)技術(shù)及改進(jìn)后的農(nóng)藥配比，再采用合適的防治方法，能提高防治工作效率。農(nóng)用植保無人機(jī)能根據(jù)農(nóng)作物高度合理調(diào)整合適的飛行高度，能實(shí)現(xiàn)在合適的飛行高度噴灑藥劑，保證了藥液面積覆蓋最大化、藥液霧化程度合理化，能提高農(nóng)作物產(chǎn)量與質(zhì)量。農(nóng)用植保無人機(jī)飛行速度快，飛行區(qū)域決定可作業(yè)區(qū)域，每天可作業(yè)面積可超過23.33 hm2，每小時(shí)大約可噴灑60～100畝土地，相比于人工噴灑效率高出將近100倍，防治效果相對于人工防治高出約8倍。為了保證農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)工作效率，其配套的相關(guān)作業(yè)設(shè)備也要具備相當(dāng)高的科技水平，藥液噴灑量控制要求較高，提高了藥物的防治效果，也降低了藥物消耗量，與人工噴灑藥液消耗量相比，農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)藥液消耗量大約下降了3/4。

3.4適合多種環(huán)境進(jìn)行作業(yè)

中國土地面積較大、地形較多、天氣變化復(fù)雜。無人機(jī)主要在空中作業(yè)，地形阻礙很小、作業(yè)范圍很廣。適合多種地形進(jìn)行農(nóng)業(yè)作業(yè)，例如丘陵、高山、盆地、平原等，不受地形與農(nóng)作物種類影響。無人機(jī)更適合長勢密集、高稈農(nóng)作物的作業(yè)活動[3]。

4農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)應(yīng)用和推廣策略

4.1加強(qiáng)宣傳

農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)專用性較強(qiáng)，使用集體較為固定，政府要加強(qiáng)幫扶，有效加快農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)的研發(fā)與推廣工作。應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)宣傳，邀請農(nóng)戶實(shí)地觀察，觀察無人機(jī)的工作流程。

4.2統(tǒng)一市場行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

目前，對于農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)藥劑使用沒有明確的行業(yè)規(guī)定與嚴(yán)格要求，相關(guān)部門需要對藥劑用量、藥劑配比、藥劑噴灑方式制定詳細(xì)的規(guī)定與內(nèi)容。

4.3加大研發(fā)資金投入

中國無人機(jī)生產(chǎn)體系已初步成形，能夠自主研發(fā)與自主生產(chǎn)。專用化的農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)也能做到基本的自產(chǎn)自用。目前，中國無人機(jī)的硬件設(shè)施已經(jīng)較為完善，主要研發(fā)重心可轉(zhuǎn)移到農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)的軟件部分，提升其操作系統(tǒng)、操作靈敏性、完善其作業(yè)流程細(xì)節(jié)，從而推動農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張靚.青海省植保無人機(jī)應(yīng)用發(fā)展的思考[J].青海農(nóng)技推廣，2019（3）：56-57.

[2]農(nóng)秀英.發(fā)揮財(cái)政杠桿作用加快植保無人機(jī)推廣應(yīng)用[J].廣西農(nóng)業(yè)機(jī)械化，2021（3）：2.

[3]李楠，于艷青，于深州，等.淺談農(nóng)用植保無人機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用推廣[J].北方水稻，2020，50（1）：2.

（山東省濰坊市臨朐縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局宋阜徽）