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設(shè)備與工具引言
柳城縣是一個(gè)低丘谷地、巖溶、低山交錯的半丘陵地 區(qū)。融江自北向南流，將縣境劃為東西兩大塊，東部為丘 陵和山地，西部系巖溶石山和丘陵交錯地區(qū)。西北部地勢 較高，由東、西兩面向中部融江遞降。中部融江沿岸以低 丘平原為主，地勢平緩，海拔 200 m 以下?？筛刭Y源多并且宜果宜林面積大，有利于發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)和生態(tài)林業(yè)。柳城縣地處桂中以北，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫和，光熱 充足，雨量充沛，多年平均氣溫為 20. 1 ℃ ，極端最高溫度為 39. 4 ℃ ，極端最低溫度 - 2. 5 ℃ ，平均無霜期 334 天，年平均降雨量1348. 6 mm，最大降雨量1623. 8 mm，最小降雨量 986 mm，年平均蒸發(fā)量 1419. 5 mm，相對濕度 78% ?，F(xiàn)年降雨量少于蒸發(fā)量，3 ～ 5 年間常有旱災(zāi)或洪澇出現(xiàn)。常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，平均風(fēng)速 1. 4 m / s。我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展中，水稻是重要的糧食供給作物。為確保水稻產(chǎn)量， 在種植水稻時(shí)要采取科學(xué)措施有效防治病蟲害，以免因病 蟲害影響水稻產(chǎn)量。我國在防治水稻種植病蟲害中，采取 傳統(tǒng)的人工噴藥的方式。在農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展中，水稻種 植也逐漸朝機(jī)械化方向發(fā)展，在防治病蟲害方面采取的有 效方式就是小型植保無人機(jī)。本文主要介紹國內(nèi)外小型 植保無人機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，并介紹小型植保無人機(jī)在水稻全 程病蟲害防治中的應(yīng)用。
1 國內(nèi)外應(yīng)用小型植保無人機(jī)的現(xiàn)狀
小型植保無人機(jī)在國外的應(yīng)用主要是在亞洲，使用較 多的國家是韓國和日本。歐美美國在噴灑農(nóng)藥時(shí)，通常是 利用的大型飛機(jī)。比如美國有廣闊的土地面積，其有較多 耕地，而比較集中。小型植保無人機(jī)的作業(yè)面積比較小， 在噴灑農(nóng)藥的時(shí)候效果不夠好，并且美國的航空非常發(fā) 達(dá)，使用大型飛機(jī)防治水稻的病蟲害更為方便。日本最早 研究和應(yīng)用小型植保無人機(jī)，同時(shí)也是該項(xiàng)技術(shù)最為成熟 的一個(gè)國家。日本有較大的人口密度，但耕種土地有限， 地少人多，因此每戶耕地面積較小，而日本的主要種植作 物就是水稻［1］。日本單一化的耕種環(huán)境，為發(fā)展小型植保無人機(jī)創(chuàng)造了良好條件。
我國也是處于地少人多的狀態(tài)，種植水稻主要是小型、分散式的農(nóng)田，在噴灑農(nóng)藥的時(shí)候，大型機(jī)械到農(nóng)田中工作很容易出現(xiàn)機(jī)械沉陷。所以，我國種植水稻、防治水稻病蟲害都是采取人工作業(yè)方式。依據(jù)我國種植水稻的特點(diǎn)，創(chuàng)新和改良小型植保無人機(jī)，從而更加符合我國種植農(nóng)田的情況。我國從 2011 年開展大規(guī)模地示范和使用小型植保無人機(jī)，不但使種植水稻的機(jī)械化程度得到提升，在防治病蟲害中也取得了較好的應(yīng)用成果。
2 水稻全程病蟲害防治中小型植保無人機(jī)的應(yīng)用
2. 1 小型植保無人機(jī)提供給農(nóng)民全面植保方案
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，小型植保無人機(jī)屬于新型科技產(chǎn)品， 研制和應(yīng)用小型植保無人機(jī)能提供全面植保方案，使農(nóng)民 有科學(xué)的依據(jù)可以遵循，從而提高農(nóng)業(yè)種植產(chǎn)量。生產(chǎn)小 型植保無人機(jī)的成本比較高，并且需要操作人員具備一定 專業(yè)知識，目前應(yīng)用小型植保無人機(jī)的大部分是專業(yè)植保 公司。專業(yè)化植保公司會提供給農(nóng)民有效防治水稻種植 中病蟲害的方案，在認(rèn)可該方案后農(nóng)民會和植保公司簽訂 一整年防治病蟲害的指標(biāo)，專業(yè)植保公司依據(jù)防治指標(biāo)實(shí) 施全機(jī)械化的作業(yè)，從而有效處理水稻種植中出現(xiàn)的病蟲 害［2］。研究和使用小型植保無人機(jī)改變了植保公司提供 服務(wù)的模式，促進(jìn)植保公司朝正規(guī)化方向發(fā)展。植保公司 在依據(jù)防治指標(biāo)來防控病蟲害時(shí)，逐漸創(chuàng)建更多專業(yè)化的 航空噴霧團(tuán)隊(duì)，從而使水稻生產(chǎn)中使用機(jī)械的概率得到有 效提升，確保水稻種植的經(jīng)濟(jì)效益。
2. 2 水稻生產(chǎn)機(jī)械化得到有效提高
近幾年，科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，我國水稻的生產(chǎn)已經(jīng)實(shí) 現(xiàn)了收割和插秧的機(jī)械化。而在防治水稻生產(chǎn)病蟲害中， 我國采用的主要是人工防治措施。作業(yè)過程中消耗大量 人力，作業(yè)效率不高。在機(jī)械化防治病蟲害中，最早時(shí)我 國采用的是大型植保機(jī)，但是在噴灑農(nóng)藥的過程中常常會 導(dǎo)致陷泥，嚴(yán)重影響到噴灑農(nóng)藥的效率和進(jìn)度。而小型植 保無人機(jī)的噴灑作業(yè)主要是在空中完成，能有效節(jié)省人 力，有效避免植保機(jī)械陷泥的問題，避免了人工噴灑和大 型化植保機(jī)械在噴灑時(shí)的劣勢。
2. 3 小型植保無人機(jī)的噴灑作業(yè)適合各種地形
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化進(jìn)程中，研究主要問題之一就是 機(jī)械無法有效適應(yīng)各種地形，假如地形較為崎嶇不適合開 展機(jī)械工作，或機(jī)械在農(nóng)田工作中不能正常停歇，都會嚴(yán) 重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化。小型植保無人機(jī)完成噴灑作 業(yè)主要是在空中，作業(yè)過程不會被地形所影響。同時(shí)，小 型植保無人機(jī)體型較小，在噴灑作業(yè)的時(shí)候不用構(gòu)建專門 的升降平臺，只要在田間騰出大概 2. 25 m2 的正方形空地，小型植保無人機(jī)就可以有效升降［3］。因此，田間的閑 置道路、空地等都能作為升降小型植保無人機(jī)的平臺。假 如種植水稻的地形是丘陵、山地等不適合無人機(jī)停放，在 要開展農(nóng)藥噴灑作業(yè)的時(shí)候，可以人工搭建平臺，從而確 保小型植保無人機(jī)可以在這些不平坦的地形中也能升降， 正常實(shí)施農(nóng)藥噴灑作業(yè)。
2. 4 符合環(huán)保和節(jié)約用藥用水的要求
近幾年，我國在防治水稻生產(chǎn)病蟲害的主要要求是： 環(huán)保、節(jié)約用藥和用水，防治病蟲害過程中小型植保無人 機(jī)的有效應(yīng)用能夠滿足這些要求。農(nóng)藥噴灑時(shí)，依據(jù)飛行 速度、防治對象（ 也就是病蟲害） 的要求、所用農(nóng)藥特點(diǎn)等差異，控制小型植保無人機(jī)噴霧量在 300 ～ 1000 mL / 畝之間。相比常規(guī)噴霧，小型植保無人機(jī)的噴霧特點(diǎn)是： 噴灑的霧滴分布更均勻、霧化效果更好。小型植保無人機(jī)在開 展噴霧作業(yè)時(shí)，農(nóng)藥中可加入防飄逸的助劑、抑制蒸騰的 藥劑、滲透劑和展著劑等等，從而使勞動力成本、農(nóng)民投入 都得到一定程度的減少，有效提升水稻生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，在利用小型植保無人機(jī)開展農(nóng)藥噴灑的作業(yè) 時(shí)，還可以借助氣流作用將藥劑均勻地噴灑到水稻葉片和 莖稈表面，避免藥劑長期殘留在水層和田間的土壤中，可 達(dá)到更好的環(huán)保效果。
2. 5 保障農(nóng)藥噴灑作業(yè)人員的安全
在噴灑防治水稻病蟲害的農(nóng)藥時(shí)，假如農(nóng)藥噴灑作業(yè)人員和藥劑的接觸距離過近，藥劑有可能會沾染在作業(yè)者的身上，嚴(yán)重影響到作業(yè)者人身安全。在利用小型植保無人機(jī)噴灑農(nóng)藥時(shí)，采取的噴灑方式是遠(yuǎn)距離遙控，作業(yè)者主要利用地面站對衛(wèi)星信號進(jìn)行接收，遠(yuǎn)距離遙控小型植保無人機(jī)，有效防止作業(yè)人員與藥劑直接接觸，從而有效保障農(nóng)藥噴灑作業(yè)者人身安全。
3 小型植保無人機(jī)發(fā)展存在的問題
我國小型植保無人機(jī)的應(yīng)用尚且處于發(fā)展階段，大部分農(nóng)業(yè)地區(qū)都還沒有普及和應(yīng)用。小型植保無人機(jī)在發(fā)展中存在一些技術(shù)問題：
（ 1） 國內(nèi)小型植保無人機(jī)的荷載能力通常比較小，其作業(yè)面積也較小。盡管小型植保無人機(jī)的體積小，能夠使工作效率大幅度提高，然而在用于大型農(nóng)場中時(shí)，假如操作人員不具備專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)，無法在短時(shí)間里完成防治水稻病蟲害的噴灑工作。
（ 2） 小型植保無人機(jī)還處于發(fā)展初期，沒有制定基本行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，專業(yè)培訓(xùn)機(jī)器使用的組織還比較少。這種情況導(dǎo)致農(nóng)民在使用機(jī)器中假如遇到問題，就只好和廠家溝通，通常會導(dǎo)致作業(yè)被耽擱，工作效率大大降低。
（ 3） 在小型植保無人機(jī)中所噴灑的專用藥劑，還未制定行業(yè)或國家層面的使用要求和統(tǒng)一化標(biāo)準(zhǔn)，通常情況 下，農(nóng)民都會用一般化藥劑，對藥劑使用量也沒有科學(xué)掌 握，很多時(shí)候是憑感覺憑經(jīng)驗(yàn)使用，往往會造成設(shè)備故障、堵塞噴頭等問題，這些問題都會對使用小型植保無人機(jī)防 止病蟲害的效果造成不良影響［4］。
（ 4） 種植水稻有固定季節(jié)與時(shí)間，所以每年都有小型
植保無人機(jī)使用的淡季與旺季。因?yàn)橥痉乐尾∠x害有較大的市場需求，很容易導(dǎo)致訂單多，而在淡季就會出現(xiàn)長時(shí)間的閑置，其利用率較低，對小型植保無人機(jī)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益造成影響。
4 小型植保無人機(jī)的發(fā)展前景
盡管小型植保無人機(jī)在防治水稻全程的病蟲害中還存在一定的技術(shù)問題，不過隨著我國科技發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新，這些技術(shù)問題都能慢慢得到解決。在我國大力發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的大背景下，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的一個(gè)發(fā)展關(guān)鍵就是植保無人機(jī)，要依據(jù)我國農(nóng)業(yè)實(shí)際與實(shí)際需求發(fā)展植保技術(shù)。在小型植保無人機(jī)的應(yīng)用中，通過制定行業(yè)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使其成為國家專項(xiàng)補(bǔ)貼的農(nóng)機(jī)，降低小型植保無人機(jī)的售價(jià)，從而提升購買率和市場上的保有量，擴(kuò)大小型植保無人機(jī)的應(yīng)用。同時(shí)，生產(chǎn)企業(yè)要成立和健全培訓(xùn)體系和售后服務(wù)體制，構(gòu)建完整產(chǎn)業(yè)鏈，從而使植保技術(shù)行業(yè)逐漸形成良性化的循環(huán)。我國有遼闊的土地、多樣化的作物種類、氣候差距和地形差距，這些給農(nóng)業(yè)的機(jī)械化發(fā)展造成阻力，但在科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新下，利用小型植保無人機(jī)有效防治水稻全程的病蟲害不是難題。
5 結(jié)語
在水稻防治病蟲害中，小型植保無人機(jī)有較好的應(yīng)用。在專業(yè)化、機(jī)械化發(fā)展水稻種植的背景下，越來越多的水稻種植戶開始重視應(yīng)用小型植保無人機(jī)。國家要積極制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保小型植保無人機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用井然有序，從而有效促進(jìn)小型植保無人機(jī)在防治水稻病蟲害中的發(fā)展，提高水稻種植產(chǎn)量，推動我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。
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