植保无人机操作说明（精选9篇）
一、无人机植保作业飞行要求
1、极低空飞行。植保作业最佳高度是在作物叶尖之上一米左右距离。对于苗期小麦等低矮作物，无人机应在离地面两米高度上飞行。飞行高度精度应在分米级。
2、高精度直线飞行。植保作业必须保持直线飞行，以保证不产生漏喷、重喷现象。飞行水平精度应在分米级。
3、慢速匀速飞行。无人机植保的雾化效果很好，药效与无人机的速度密切相关。一般应该保持在4～6米/秒的匀速飞行。
4、超目视飞行。植保无人机目视飞行最远只能达到200米，对于宽幅大于500米的大田，将难以选择起降加药点，大田中间无法作业。从植保作业效率上讲，无人机一个起落最好飞行一个往返，回到起点加药。植保作业必须具备超目视飞行能力，超目视飞行距离应是无人机总作业距离的二分之一。
5、避目障飞行。对于高杆作物、果木、树木等植保作业，目视飞行作业的视线受到阻碍，必须要有避目障操控飞行的有效手段。
6、定点垂直起降。大田地形复杂，加药点难以选择，无人机往往在狭窄空间起降，没有跑道起降条件，必须具有定点垂直起降操控能力。
二、实现植保作业飞行的保障
1、飞行技能过硬的操控手。植保作业对飞手的要求非常高。在目视飞行的距离内，在不借助导航设备的情况下，飞手必须要做到锁高、直线、匀速飞行，狭窄空间定点起降，这是飞手的基本功，也是植保作业的最基本保障。
2、GPS导航。采用GPS导航进行自主飞行，操控手人工干预，是保障植保作业的方式之一。但对导航的精度要求较高，尤其是要求锁高达到分米量级，一般的GPS是做不到的，需要使用差分GPS设备。另外，在目视飞行距离外，人工干预起不到多少作用，完全要靠自主导航飞行，对导航设备的可靠性能要求非常高，随之也会带来成本的升高。
3、FPV飞行。采用GPS导航进行自主飞行，操控手进行FPV飞行人工干预，应该是一种较好的保障植保作业的方法。相对其它无人机作业飞行，植保作业距离短、速度慢、飞行动作简单，这对FPV飞行的操作以及设备都没有太大的难度。采用FPV飞行，操控手可“身临其境”，克服目视的限制，随时干预导航自主飞行的偏差，保障超目视和避目障飞行作业。
1对植保无人机接货的检查
当植保无人机到货后,应开箱检查,首先检查设备外观是否有破损,如发现破损,应立即与运输单位联系,理清责任;按照设备装箱清单清点随机设备和工具,如有问题,应及时与厂家联系;植保无人机在出厂时齿轮箱油是放干净的,在使用前必须注入润滑油,否则将造成齿轮箱的损坏。
2对植保无人机使用要求
植保无人机有电动多旋翼无人机和油动单旋翼无人机。电动多旋翼无人机是用锂电池提供动力,每次用前需充足电即可;油动单旋翼无人机使用93号汽油,并添加一定比例的机油,汽油和机油配比为50∶1(即汽油50份,机油1份),最好现用现混合,以免混合时间太长影响发动机性能。油动无人机首次飞行50 h后就要将齿轮箱润滑油全部换掉,以后每飞行150 h要更换一次。每次起飞前必须检查齿轮箱润滑油是否足够,否则应添加,每次起飞前要将尾轴和尾螺距控制部位涂上润滑油,每飞行15 h要清洗一次空气滤清器和汽油滤清器。
3对植保无人机启动前和飞行结束后的检查
飞机操作人员在每次启动植保机前必须对植保无人机各部位进行例行检查,从前到后,从上到下,从外到内,检查完毕后方可启动发动机;每次飞行完毕后要对机身、旋翼、起落架、喷洒系统等进行清理,同时检查直升机各主要部件的螺丝是否牢固,活动部件晃动量是否过大,推杆是否牢固,机身是否有明显裂缝等。
4对植保无人机操作人员的要求
操作员在酒后、睡眠不足、生病时不能操作,孕妇、未满18周岁、未获得资质证书人员不允许操作;操作员不能穿容易卷入部件的宽松衣服作业;在周围1亩范围无安全降落点的稻田内不能进行作业;作业结束后应停止发动机,关闭遥控器电源,并将遥控器置于工具箱内,取出钥匙;当植保机出现紧急状况时,应将无人机以最快方式飞离人群,并尽快降落或迫降。
5对植保无人机飞行作业要求
(1)飞行作业要低。飞行作业高度应离作物叶尖1 m左右距离,要求飞行水平精度在分米级。(2)飞行作业直线度要高。植保无人机作业必须保持直线飞行,以确保不漏喷、不重喷。(3)飞行作业速度要均匀。植保无人机作业效果与飞行速度关系密切,切不可过快,应慢速匀速飞行,一般作业时应保持在4~6 m/s的匀速飞行。(4)飞行作业距离要确定。无人机的一个起落最好是飞行一个往返,回到起点换电池(电动无人机)和加药,应根据田块大小确定。(5)确定起降地点。植保无人机飞行作业要选好起降地点,起降地点要平,地面要实,以防起降时损坏机器。
6植保无人机飞行作业安全注意事项
关键词：农用航空；无人机；旋翼；植保
中图分类号：S224.3 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2015）05-0068-02
农业部植保植检网提供的数据显示，目前中国使用的植保机械以手动和小型电动喷雾机为主，其中手动施药药械、背负式机动药械分别占国内植保机械保有量的93.07%和5.53%，拖拉机悬挂式植保机械约占0.57%。据统计，我国每年因防治病虫害不及时而导致的粮食作物产量损失达10%以上。
目前在我国的粮食作物生产中，植保作业依然以人工为主，投入人力多，劳动强度大，常常发生施药人员药物中毒事件。农用航空植保技术是基于航空技术，结合机械化、自动化的植保技术。植保无人机能快速高效地完成大范围的植保作业，优势十分突出，但其在实际推广过程中还有诸多问题亟待解决。
1 无人旋翼植保机的优势及特点
1.1 作业效率高
无人机的作业效率取决于飞行速度。2014年7月，在鞍山市召开的机械化植保作业现场会上，参会厂家提供的宣传资料显示，无人机在田间作业时采用低空飞行，速度可达到8 m/s，作业幅宽（喷幅）4.5 m。工作时，扣除续航更换电池和加药的时间，每小时的作业面积在15 hm2（0.15 hm2/min，10 min飞行时间）以上，效率是任何植保机具所不能比拟的。
1.2 施药效果好
无人旋翼植保机飞行中，产生的下降气流吹动被施药作物的叶片，让叶片正反面均可以附着药物，施药效果比人工和机械提高15%～35%。在应对突发或者爆发性病虫害时，无人旋翼植保机的防控效果更加突出。
1.3 作业适应性强
无人旋翼植保机能够在地面机具不能进入的区域工作，尤其是在严重内涝的情况下，地面机械无法进地工作时，无人机作业不受影响。地面机具作业会留下车辙，压倒作物，破坏土壤物理结构，影响作物后续生长。而无人机载液量较小，多采用浓缩药液配合低量喷洒技术，不受作物长势影响。
1.4 作业过程精准
2012年辽宁爆发大面积玉米粘虫灾害时，亟需快速高效的控制虫害的植保机具。无人植保机作为快速反应手段，可有效地防止虫害扩散。
无人旋翼植保机作业高度低，喷药漂移少，可以在空中悬停；利用卫星定位系统进行定位，配合电脑自动规划施药路径，起降不需要跑道，适用于分散田块和民居稠密的农业区域；采用远距离遥控驾驶方式，不会发生作业人员中毒情况。
虽然无人旋翼植保机的作业效率远远低于有人驾驶的固定翼飞机，但固定翼飞机很难为小面积农田提供植保作业服务，也不能实现精准施药。
2 无人旋翼植保机存在的技术问题
2.1 定位导航精准度不够
现场会上，参展厂家进行无人机作业演示。工程师首先利用手机的GPS定位工作起始点，然后设定工作路线。无人机配备的GPS的精度范围为2 m左右。实际操作时，无人机需要GPS的卫星信号达到6颗以上才能进行作业。演示时，无人机起飞后悬停点偏离之前预设的工作起始点，随后调整失败，飞出演示田块。GPS的精度直接影响无人机的作业质量，只有飞行轨迹配合喷施区域，不漏喷、不复喷，才能实现无人机高效施药。
2.2 售价较高
现场会上，无人机的裸机报价为15万元左右，包括飞行器、药箱、喷雾机构、遥控装置和一组电池。整机报价为20万元左右，除裸机外还提供1个药箱、5组电池、汽油发电机及充电设备。单独购买裸机无法作业，而整机报价不包括操作人员一个半月的2万元培训费用。无人机采用合金骨架，机翼是碳纤维材料，很大一部分线路是裸露的。由于飞机销量太少，没有形成量产，所以价格很难让人接受。
2.3 智能程度低
20多万元的价格只能购买一个遥控航模飞机加上电动喷雾机构，使得机具不具备广阔的推广价值。因此，植保无人机的销售“门槛”必须降低，操作应该趋于简单便捷；自动完成路径规划，且能适应作业时的各种气象条件，出现状况时能采取必要的自我保护措施。
2.4 作业参数有待优化
无人机的航空喷施作业质量受诸多因素影响，如飞行高度、飞行速度、气象条件、航线规划、导航自动控制等。华南农业大学研制的风场无线传感器网络测量系统能为无人机作业提供参数优化，但目前还处于试验阶段。只有系统的试验研究，才能为无人机优化控制系统，让无人机操作智能化，提高无人机作业质量。只有高精度的坐标才能保证作业质量，因此，应采用DGPS增加导航精度，或是利用软件分析修正坐标信息。
2.5 喷洒技术亟需改进
目前，植保无人机是利用离心式雾化喷头来产生雾滴雾化的，而美国和日本普遍采用静电喷嘴，以提高药液附着力。离心喷嘴依靠电驱动喷头将药液甩出，形成雾滴；雾滴甩出后，受飞机飞行时的气流速度、状态、外界大气等因素影响。如何获得最佳粒径和运动状态，是下一步技术研究重点和难点。雾滴在运输及沉降运动的整个过程中，在极为复杂的空间流场影响下，相互碰撞、聚合，使得运动具有极大的随机性。除旋翼飞行产生的涡流外，作业时的温度、风速、气流与作物摩擦产生的涡流等，也会影响雾滴在作物上的分布。为获得最佳喷洒效果，需要对喷施作业参数进行选择与优化。航空喷施的药物品种有别于机械喷药，但无人机的航空药剂及辅助剂的用量配比尚无标准，仍需攻关。
3 结论与建议
无人机具有作业效率高、施药效果好、适应能力强、适合突发事件等优势，是目前植保领域的研究热点。航空植保飞行器智能控制技术以及航空施药喷洒技术是植保无人机的关键技术。从国内现有的航空植保技术及无人机性能来看，大范围推广还有很长的路要走。
参考文献
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致XX市政府：
建议在XX市组建由我公司牵头，以企业、农社等社会力量为主，市应急、农业专家参加的《农用无人机应急救援队》。
一、建设目的
我省是农业大省，耕地保有量1.22亿亩。在农业有害生物疫情和外来有害生物入侵时，给我省农业经济的安全、生态环境的安全造成相当的危害。为及时有效地防治与控制此类农业灾害事件，保障农业经济的安全、生态环境的安全和人民群众的身体健康，根据我市的区位优势和产业条件，在我市组建以植保无人机为主要应对手段的应急救援队十分必要，以真正落实预案提出的“处置突发事件快速反应机制”的要求。
二、建设农用无人机应急救援队现实意义 1.传统产业升级的需要
在现代农业生产管理过程中，大部分环节均实现机械化作业，而农作物病虫害防治还未实现，存在防治不专业、用药泛乱、农药残留量大、对环境污染严重等等问题，近年虽然有少量新型的自走式喷雾机械的使用，但无法满足农作物生长中后期下田防治的需求；人工1人1小时只能喷1亩地左右，劳动强度大、时间长，农田透风透光性差，容易引起药物中毒，同时作业质量差，受药面积和受药程度不均匀，达不到预期效果，在对高大密集型农作物作业时更是无能为力，这也是目前制约农作物全程机械化的主要瓶颈，严重阻碍着现代农业的快速发展，急需如农用植保无人机可实现低空高效超低量农药的喷施，适宜于农场及大面积农作物和高杆作物植保喷防这样的智能化、高效率、全程化、低成本的新型装备。农用无人机安全性能好，喷洒飞行速度适中，喷洒装置完备，能够与农作物保持固定高度，规模作业效率高，其效率要比常规人工喷洒高出近百倍，至少可以节约50%的农药使用量，自动飞控导航作业最大限度的减少了工作人员接触农药的时间，从而可以保证人员的人身安全，能真正开展专业化统防统治。
2、本地植保和减少人身伤害的需要
按需植保X万亩计，每年单次防治周期X天，每年植保X次共需XX天、喷施XX万亩。
人工植保，作业量为X亩/人天，每天需X人、每年需XX人次参加才能满足需要；
无人机植保，作业量为XX亩/架天，每架1个操控手，每天仅需XX人，全年需X人次参加。因是远程作业，远离喷洒现场，不会发生中毒事件，大幅减少人身伤害。救援指挥中心为各级管理者全面提供全市实时情况，实时部署，真正实现运筹帷幄、决胜千里。
此项事业对我省农民的人身保护是创举性的，也能有效弥补农村普遍缺乏青壮年劳动力的不足。
3、节约成本、防灾减灾的需要
节约人工成本：人工植保，全年需使用人力XX人次，按工资约X元/人天，人工成本约X元；无人机植保, 全年需使用人力X人次，工资约X元/人天，仅需X元。即人工成本节约X元，还极大降低劳动强度。因人工费含在应开支收费项中，实际节约仍为X元（未计算减少中毒、节约人力的新创造）。
节约用药成本：平均按每公斤药价X元计，人工每亩地用药量为X公斤，无人机植保每亩地用药量为X公斤。X次作业用药量将减少X公斤，节约成本约X元（未计算减少二次污染效益）。应开支成本：正常服务收费以X元/亩计价，按惠民服务X元/亩收费，X亩X次喷洒需X元； X架无人机按X元/架测算购置，投入X元，按年20%损耗折旧X元。共计X元。
以上三项合计节约X元/年。
这仅是一个市正常情况下50%粮田的测算，如遇突发性虫灾，传统手段几乎无能为力，而处置工作必须分秒必争，虫口夺粮，救援队机动化作战能满足快速高效的灭灾需求。加上林牧业、渔业等，范围覆盖至吉林省，每年可节约数X元。
4、提升城市品牌的需要
该应急救援队将成为第一支成建制的专业化、规模化植保应急机动队伍，装备先进，机动性高，抗灾力强，体制灵活，平急结合，高度适应我国现代农业大国发展的战略需要，可为全国提供应急救援，能够做到召之即来，来之能战，战之能胜。是有明显社会效益和经济效益的现代化农业典范。有作为才能有地位，作为一项创举，一定能为提升城市品牌做出贡献。
5、推动科技信息化水平提高的需要
植保无人机是信息化技术在农业的具体应用，需要操作人员具备操作无人机、掌握计算机、地理信息等知识，经过职业化培训，农民即成为掌握专业技能的专业人才，每人每天X元收入，全年工作X天即可收入X元，因公司按应急救援机制设立，第一步纳入省级力量，为全省提供服务和救援，第二步争取成为国家力量。能较大提高群众学习信息化的积极性和创造性，也有利于留住当地大中专毕业生，增加高素质人才的就业岗位，X架无人机需要X至X名操控手。
6、打造吸引国际国内专家人才交流平台的需要 救援队建立伊始即集结国内省内的顶级专家，打造出该领域唯一的实战平台，通过引进来、走出去的方式进行国际国内交流，有助于提升我市科技形象和创新氛围。
三、组织体系
在我公司设置农用应急救援中心，上接农业政务网，应急及服务接报和由该中心承担，通过智能终端传送至各级农口相关各级领导及专家，杀灭季节及灾害来临时根据其所担负职责参与指挥和管理。救援中心负责日常管理及统一培训、平急结合。
组织形式：在我市设立应急救援队，总人数X 人，配置植保无人机X架；人员按农业行政及作业区划为单位培训，设立X个分队，每分队X人。X架植保无人机，单日作业量达X亩.X亩粮田，刚好一个防治周期X天可以全部覆盖。
平急结合：日常情况服务农业；灾情发生，立即能战。随时参与全省应急处置，机动友情支援其他地区抗灾。
我公司拟投资建设农业无人机植保应急救援服务队项目，该项目的规划选址、用地预审、环评审批、节能审查等前期工作均已完成，现将项目申请报告随文呈报你委，请予以核准。
XX有限公司
第一天我上的无人机课是了解无人机，一共有四个知识点，分别是：了解无人机、无人机的分类、无人机的作用和无人机的结构部分。1、了解无人机，老师说无人机的英文名是UAV，有中型无人机、大型无人机和小型无人机，也就是微型无人机。老师还讲了无人机的飞行高度，有超低空飞行、中空飞行、高空飞行和超高空飞行。2、无人机分为很多种，超过三个螺旋桨的是多旋翼，有飞艇呀、滑翔机和六个螺旋桨的多旋翼无人机。3、无人机有很多的作用，比如拍摄让人难以靠近的东西、静音、空喊、宣传广告。4、无人机有脚架、云台(摄像头)、定位器、螺旋桨、电池壳。
第二天，我开始玩飞行模拟器了。一开始练的是左右，在试课的时候玩了很多次了，所以我一下子就过关了。然后又玩了前后，因为我没练过，所以很容易就炸机和削头，我练了好一会才过关。
第三天，我开始练上下左右了，有了上节课的基础，这一次也是一下子就过关了。然后又练了上下前后，我又一下子过关了。
第四天我把上几节课的内容复习了一下之后，老师就让我去实飞了。老师让我先操控前后左右，老师夸我练的非常好，学的认真，做的投入。
第五天，老师教了我怎么样让无人机三百六十度旋转，还有翻跟斗。三百六十度旋转是左键打左打右，翻跟斗是按右上方的黑键一下，然后往前，这时无人机就会翻一个跟斗。
笔者了解到, 为加快全镇现代农业化发展进程, 莲池镇投资近百万元, 在全县率先购买4架植保无人机, 主要用于小麦、玉米等农作物和林业一喷三防。每架无人机每天工作8个小时, 可喷洒农药20公顷, 相当于百人日工作量, 有效缩短了农作物病虫害防治时间, 为夺取农业丰产丰收增添了筹码。此外, 这些无人机还可提供航拍、参加开业庆典等活动。
当日, 在田营村植保无人机喷洒农药现场, 广阔的麦田上空4只“大蜻蜓”有序飞翔, 吸引了300多名群众驻足观看, 尽享高科技给农民朋友带来的快乐!
柳州市位于广西中部偏北, 主要种植水稻、甘蔗、柑橘、茶叶、桑园、蔬菜、玉米等农作物, 其中水稻种植面积13.2万hm2, 甘蔗种植面积10.2万hm2, 蔬菜种植面积9万hm2, 果园面积5.06万hm2, 桑园面积3.15万hm2, 茶园面积1.26万hm2, 油料种植面积1.18万hm2。除水稻、甘蔗、柑橘、茶叶部分是以公司或合作社、大户承包种植外, 其他作物主要还是以农户分散种植为主。农作物种植面积43.1万hm2, 年植保作业量大于86.66万hm2, 植保作业产值按15元/亩计超过1.9亿元。每年完成如此大的作业量, 植保工具以半机械化的单管式喷雾器、压缩式喷雾器、背负式喷雾器、喷杆式喷雾器为主, 机械作业效率低, 约占80%;乘座式机动喷雾器、拖拉机悬挂式机动喷雾器约占10%;太阳能、电能防虫灯约占3%;其它物理、生物等防治约占7%。植保无人机尚处于试验示范应用阶段。
二、主要农作物病虫防治措施
柳州市主要农作物有水稻和甘蔗。水稻生长期内发生的主要病虫是:稻瘟病、稻纹枯病、水稻细菌性条斑病、三化螟、二化螟、稻飞虱、稻纵卷叶螟等。因此, 早、晚稻即4~9月份不少于4次施药。甘蔗生长期内发生主要病虫:有甘蔗黑穗病、梢腐病、赤腐病、甘蔗绵蚜、蓟马、螟虫、蔗根锯天牛、蔗龟等。从4~10月内不少于3次施药。从这两种主要农作物病虫不同程度发生来看, 每年柳州市应防治面积83.4万hm2, 可见防治作业市场十分庞大。
大田作物每年都需要进行大范围植保作业, 即便没有发生病虫害, 也需要做“一喷三防”预防性措施。每到此时都需要抢农时进行喷药防治, 忙碌的程度不亚于收获季节。针对近年来农村直接从事农业生产的劳动力严重不足, 发生重大病虫应急防治能力薄弱的状况, 柳州各地建立了专业化防治服务组织 (机防队、合作社、公司) 或一家一户的植保模式, 为全市农作物进行植保作业服务。主要的植保机械通常以通用型的移动喷筒机动喷雾器、人工背负机动喷雾器、人工及手动喷雾器为主, 每人每小时只能喷1亩地左右。对于爆发性的病虫害, 要在短短的几天时间完成大规模的植保作业, 难度极大, 特别是依靠人工或者地面机械, 病虫防治方式, 机械化程度低, 劳动强度大, 成本高且效果差, 相关技术亟待更新换代。
近年来, 国内植保无人机发展迅猛, 该机可适应各类农作物植保作业, 特别是多旋翼植保无人机, 在植保作业中作用明显, 已在柳州农业植保中投入使用。由于产品性能稳定, 高效安全, 节约水药, 降低成本, 防治效果显著, 成本低、易操作, 体积小巧、方便转移和适用性好、不受地形条件限制, 成为农业植保领域推广和应用的热门机型。多旋翼植保无人机以稳定飞行和操作简单的特点, 携带药液进行低空喷洒 (比农作物高2m) , 喷洒均匀, 药效好, 极大的节约了人力, 实现高效率作业, 飞行施药效率可达到1亩/min, 解决了传统植保作业效率低、劳力短缺、操作人员不安全等问题。
三、植保无人机应用效果分析
柳州市农机推广站自2014年承担农用植保无人机引进试验示范推广项目, 于同年9月引进单旋翼植保无人机 (负载10L) 与多旋翼植保无人机各一台, 开展了形式多样的植保无人机作业演示活动及试验示范。
(一) 植保无人机作业试验效果分析
1. 稻田植保作业试验。
2015年7月31日, 鹿寨县中渡镇中明农机专业合作社的13.33hm2稻田突发大面积病虫害, 需及时进行防治, 否则将造成严重后果。为此, 市农机推广站应用无人机鼎力相助, 即时派出一架负载10L农药的八旋翼植保无人机, 农药为专用的高浓度航空药液。在喷药作业中, 植保无人机飞行速度设为4.8m/S, 从早上8点30分开始作业, 作业期间配套发电机不断给4组电池充电, 每组电池充电大约25分钟, 源源不断给无人机提供电源动力。作业人员为3人 (含飞手、导航员、充电及加药) , 至下午6点40分喷药完毕, 作业时间7.71h, 共喷洒作物面积12.46hm2, 平均1.6hm2/h (纯飞行时间) 。施药过后, 稻田里的稻飞虱等病虫不到10分钟即死亡。无人机为中明农机专业合作社病虫害防治解了燃眉之急。若此次防治用人工背负机动喷雾器进行人工作业, 在同等时间内需20个青壮劳动力, 因此植保无人机的工作效率为人工的6.7倍。可见, 应用无人机植保作业效率高、省时、省力, 不误农时, 统防统治效果显著。
2. 甘蔗植保作业试验。
2015年8月24日, 在鹿寨中渡镇石墨村上里屯, 植保无人机为鹿寨格卡农机专业合作社的13.33hm2甘蔗, 实施了螟虫及棉蚜虫等病虫类飞控防治施药作业。此次甘蔗病虫飞控防治使用一架负载10L农药的八旋翼植保无人机, 农药为专用的高浓度航空药液。从全程跟踪掌握的数据来看, 除了在高压线底及其附近作业, 无人机的飞控装置受到轻微影响外, 无人机基本满负荷飞行施药作业。由于甘蔗的长势高出操作手的视线, 看不到甘蔗地头, 操作手只好利用现场三轮机动车站在车厢上操控, 影响了施药作业效率。从早上9点半开始作业到下午4点, 作业时间5.98h, 施药飞控作业面积为10.66hm2, 高杆农作物植保病虫防治效果和效率比其他农作物略低。通过这两次大面积飞控防治作业的效果来看, 以负载10L的八旋翼无人机为例, 在保证无人机电源动力充足的前提下, 无人机植保的工作效率平均0.025hm2/min, 飞行平均工作效率0.072hm2/min (纯飞行时间) 。
(二) 植保无人机示范演示效果分析
自2014年9月以来, 该市运用单旋翼与多旋翼植保无人机分别在柳江、柳城、三江、鹿寨县、市郊区及桂中农场等地进行了8场次演示活动, 为水稻、甘蔗、茶树进行施药作业, 观摩群众2000多人, 演示效果达到了预期, 提高了农民群众对农业航空植保的认识, 激发了部分农民有购买植保无人机的意向。实践证明, 植保无人机具有高效、节药、安全等优势。特别是远距离遥控操作, 有效避免了作业人员接触农药的危险, 改善了操作者的劳动条件;采用无人机进行植保作业时超低空作业, 喷洒时漂移减少, 农药流失少, 作业环境空气中农药量大大降低, 减少了对环境的污染, 解决了地面植保机械对高杆作物、山地丘陵及复杂地形条件下不利于开展喷药作业的问题。
(三) 单旋翼与多旋翼植保无人机性能对比分析
通过对单旋翼与多旋翼植保无人机作业实施效果分析, 性能对比如下:
1. 操控方面。
单旋翼没有稳定系统, 需要经常调整飞机、修正飞机飞行方位, 操作难度大于多旋翼, 多旋翼的操控比较简单。
2. 可靠性方面。
多旋翼没有活动部件, 它的可靠性主要取决于无刷电机的稳定性, 因此可靠性较高。相比较而言, 单旋翼有活动的机械连接部件, 飞行过程中会产生磨损, 导致可靠性下降。
3. 维修保养方面。
多旋翼结构简单, 若电机、电子调速器、电池、桨叶和机架损坏, 很容易替换。而单旋翼零件比较多, 安装维修保养成本相对较高。
4. 续航性、负载性能方面。
两者都采用锂电池为动力源, 其续航性、负载性能基本相同, 而单旋翼的负载性还有提升的空间。
5. 价格方面。
单旋翼比多旋翼价格昂贵。以负载10L农药的无人机为例, 单旋翼是多旋翼无人机单价的2倍多。
6. 安全方面。单旋翼比多旋翼操作的危险系数高。
7. 作业效果。
单旋翼的无人机旋翼大, 旋翼产生的向下气流可将农药吹到植物背面。多旋翼无人机也会产生向下的气流, 但是会比单旋翼气流乱一些, 单旋翼的作业效果较好。
就植保作业而言, 负载相同条件下, 由于多旋翼不需要专业机手来操控, 选择多旋翼植保无人机较为适合。
四、植保无人机推广应用经济效益分析
从八旋翼电动无人机在鹿寨中渡镇两次作业试验与人工作业试验对比情况得出, 水稻、甘蔗实际平均工作效率0.026hm2/min (包括更换电池、装药、转场等时间) , 飞行平均工作效率0.068hm2/min (纯飞行时间) , 按每天7h工作时间, 可完成10.92hm2的植保作业量, 发电机用油100元/天, 约0.25元/min, 操作人员劳动强度相对大幅降低。每台套八旋翼无人植保机价格7万元左右, 包括一台八旋翼无人植保机、四组电池、两组充电站、一台6k W发电机。电池作业使用全寿命为100h, 可完成作业面积412hm2。按15元/亩计算, 作业产值9.27万元。操控手工资350元/天, 折算成每分钟约0.84元共0.5万元;发电机用油0.15万元, 无人机折旧按40%计共2.32万元, 维修费按9.27万元8%计0.75万元, 其它运输交通费0.4万元, 共计4.12万元。除去成本, 纯利润5.15万元, 一台无人植保机全寿命纯利润12.88万元。
五、植保无人机如何推广应用
(一) 加大政策扶持引导。
植保无人机在柳州作业试验示范获得成功, 引起了种田大户、专业合作社、当地植保部门、专业植保服务组织等关注和购买植保无人机的意向, 为今后推广应用打下了良好的基础, 发展前景十分广阔。建议政府部门应加大项目扶持, 实施购机补贴, 让有条件的专业植保服务组织、专业合作社等率先推广应用。
(二) 加强技术培训。
从植保无人机操控技术来看, 其飞行主要是依靠远程操控器来操作, 飞行的速度和方向都是由操控手柄来控制, 速度的快慢完全凭操作者的手感来进行, 为确保安全和使用效果, 植保无人机操作手应经过正规机构培训, 方能进行田间作业。
(三) 选好适用机型。
2016年, 柳州市加速推进植保无人机项目, 引进国内目前最先进的全自动八旋翼电动植保无人机, 该机具有自动起降、自动悬停、自主规划航线、自动喷药加漏点记忆、断桨保护等功能, 其操控性、安全性及作业效率较高, 应重点推广。
(四) 做好示范宣传。
利用示范点的技术优势和示范效应, 辐射带动周边农民应用植保无人机这一新机具、新技术, 推进高科技在农业生产中的应用, 使农民从繁重的农业劳动中解放出来, 解决农村劳动力短缺, 节本增效, 提高植保现代化发展水平, 创造良好的社会效益和经济效益。
参考文献
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[3]董延杰.浅谈我国植保机械的现状[J].新农村, 2011 (17) .
2014年以来, 宁波市为了进一步完善农机购置补贴政策, 首次将智能旋翼植保无人机 (无人驾驶植保小飞机) 等高性能农机共6类特色农机产品列入宁波市补贴目录, 其中单旋翼电动植保无人机每架补贴6万元, 多旋翼电动植保无人机每架补贴3.5万元, 并鼓励在具有一定规模的农场、示范基地率先开展试验、示范和推广。经多方考察, 象山县农机局调研发现农用小型无人飞机植保具有操作简单、速度快、效率高、成本低、喷洒均匀、雾化效果好、安全、环保, 可实现信息化管理和结算等特点, 因而大力支持该县的丰盈农机专业合作社引进1架单旋翼电动植保无人机, 联富、金穗、帮农等3家农机专业合作社分别引进1架多旋翼电动植保无人机, 开展示范与推广工作。2014年8-10月, 县农机局组织相关农机专业合作社对200余hm2单季晚稻应用无人机施药, 取得较好效果。以象山开明家庭农场为例, 该农场对33.3 hm2单季晚稻应用无人机共喷洒了3次杀虫剂, 收割后实地统计平均667 m2产量643 kg, 稻谷颗粒饱满, 色泽金黄, 平均出米率在75%以上。从稻谷收成及品质来看, 完全能达到防治效果。
1 多旋翼电动植保无人机的优势
经过一年来的实践应用, 感到多旋翼电动植保无人机更为适合象山县实际, 主要有以下几方面优势。
(1) 可以进行其他植保技术难以实现的喷雾作业。旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性, 防治效果更好。以水稻为例, 地面植保机械面临着机具难以下田进行防治的问题, 而采用旋翼电动植保无人机从空中进行近地喷雾作业, 既可以达到防治效果, 又避免了伤害作物。事实上, 不仅是水稻生产对无人机作业方式有迫切需求, 对于作物长势密集不便于机具进入的旱作作物, 如油菜、玉米等, 也都对无人机作业有迫切需求。
(2) 具有较好的地形适应性。多旋翼电动植保无人机可以适应丘陵、山区、坡地等复杂地形的喷雾作业, 而地面植保机械和固定翼飞机没有这样的地形适应能力。植保无人机通过改变巡航高度, 可以自动适应作物高度, 无需增加设备成本;而通过程序控制, 飞机还可以实现随作物高度变化的仿形喷雾作业, 提高了作业效率。
(3) 提高作业安全性。多旋翼电动植保无人机采用远距离遥控操作的方式, 喷洒作业人员可避免与农药直接接触, 有利于增强喷洒作业的安全性。据了解, 我国每年因农药中毒的人数有数万之众, 如果植保无人机喷洒作业的方式得到推广, 作业人员就可以避免农药中毒的危险。
(4) 相较手工方式更高效更环保。以开明家庭农场应用实践为例, 该无人机单次载质量4 kg, 飞行速度5 m/s, 单次飞行时间12 min, 试验单次作业面积0.33 hm2, 1架无人旋翼植保飞机1 h可完成施药1.65 hm2, 按每天飞行4 h计算, 植保无人机每天至少可完成施药6.6 hm2。如果使用传统手动背负式喷雾器进行施药, 平均一人一天最多喷洒1~1.3 hm2。
(5) 多旋翼电动植保无人机性价比较高。现在无人机主要分为油机和电动机两种, 各有优劣。油机自重大, 载油量也大, 一次可喷洒1 hm2多, 效益较高, 在有风情况下, 油机由于自重较重, 抗风能力更强;缺点是操作较困难, 小毛病比较多。电动型小飞机飞行较平稳, 操作简单;缺点在于自身起飞重量小, 带药量较少, 单次作业时间短, 电池使用时间较短等。但是价格方面, 油机少则十几万元多则三十几万元, 单旋翼电动植保无人机价格一般也在十多万元;而多旋翼电动植保无人机价格基本控制在10万元以下, 加上市级财政补贴, 该项投入可在农户承受范围内。新式农机具推广实现了“机器换人”目标, 县农机局也出资25万元来推动植保无人机的应用。
(6) 多旋翼电动植保无人机更易于推广使用。它无需建设航空站, 也无需培养飞行员。一般有遥控飞行经验的人, 一个星期即可学会掌握, 没有经验的通过半个月时间的学习也可掌握。另外, 飞机是近地飞行, 可实现悬停;植保无人机重量轻、体积小, 用拖拉机或皮卡等小型车辆就可实现跨区转移作业, 转移的机动性也非常好。
2 多旋翼电动植保无人机推广建议
目前来看, 多旋翼电动植保无人机在象山县具备大规模推广应用的价值, 当然也要充分考虑目前这个行业仍然存在许多问题。首先, 该行业缺乏相关作业规范, 尤其是安全操作规范、农药喷洒标准、药效标准等均有待制定;其次, 农用植保无人机所采用的超低容量喷雾, 所选用的农药剂型应该以油剂最好, 其次为乳油、水剂、水乳剂等, 而目前我国市场上的农药剂型多为可湿性粉剂、悬浮剂、分散粒剂等, 这些都是为常规喷雾设备而设计, 与飞机施药的方式不相匹配;此外, 由于植保无人机属于高科技精密设备, 对使用、维护和保养有较高要求, 而目前象山县具备该方面能力的专业人才非常欠缺。
因此, 作为县农机主管部门, 下一步应建议上级业务部门, 及时做好以下几方面工作。
(1) 当前最重要的工作是要完善相应的行业标准, 标准制定应广泛采纳各方意见, 对优秀企业发放许可证并予以扶持, 对不符合要求的植保无人机不予准入, 防止飞机伤人事件的发生。
(2) 建议采用政府指导价与市场定价相结合的方式, 将植保无人机的植保作业价格予以明确, 并建立准入机制, 防止行业恶性竞争。
(3) 建议建立喷药及施药行业规范, 对市场上参差不齐的喷头予以规范, 防止药物胡乱喷施, 导致药害等环境污染。
(4) 建议相关部门引导农村制定集约化用地规划, 对农田中架设高压线、栽树等行为予以规范, 引导基础设施向有利于机械化作业方向发展。
随着农业现代化的快速发展，多种农业生产新主体如家庭农场、种田大户、农民专业合作社等出现，如果农作物病虫害大面积暴发，短时间内很难配备大批施药人员，病虫害防治成为农业增产的重要障碍因素之一。此外，采用人工作业方式对农作物病虫害进行防治，不仅劳动强度大，作业效率低，农药利用率低，而且对于高杆作物操作较为困难。2014年，松阳县农业植保人员利用珠海羽人飞行器有限公司（下称“公司”）生产的四旋翼“谷上飞YR-GSF0”植保飞行器在水稻、茶叶等作物上作了现场作业展示，无人飞机具有提高施药效果、节省成本和提高效率的特点，但也出现一些电线杆、作物布局等不适应的影响因素[1]。现笔者结合工作实际，针对飞机防治病虫害（下称“飞防”）相关现象进行分析并在试验过程中总结体会，以供相关领导和广大种植者参考。
1 无人植保飞机病虫害防治展示
1.1 展示地选择
计划选择相对集中连片的赤寿（6.67 hm2）、樟溪（6.67hm2）、斋坛（13.33 hm2)3个区块的水稻田。与公司的工作人员联系后，经过现场察看，后确认了斋坛1个区块为防治对象，另2个区块取消的原因是电线杆多，没有飞机停留地不利于植保飞机作业。
1.2 无人植保飞机病虫害防治效果
通过监测，8月下旬为稻飞虱若虫暴发期，为有效验证飞防效果，于8月26日开始飞防前，随机调查3个点，在飞防边上确定1个对照点，确定虫源基数，在飞防后第1、3、天在同点调查防治效果。结果表明：飞防的效果在7 d后达到95%以上，但也发现在飞防区块边角田上的稻飞虱没有防效，主要原因是机手在操作时不能准确定位，造成漏防常规对照点的防效比飞防的效果稍差。
2 无人植保飞机病虫害防治的优势
2.1 可进行大面积作业
已有的统防统治经验表明，当病虫害大面积暴发时，不仅施药人员难以配备到位，出现抢工抢时现象，而且易出现人员中毒和药害现象。采用无人植保飞机进行近地喷雾作业防治病虫害，可以实现大面积的统防统治，进而阻止病虫的蔓延和迁移。
2.2 可以适应复杂地形
松阳县水稻大部分栽培在长年积水或排水不便的低洼田块，人工防治费时费力。无人植保飞机可以通过改变巡航高度，自动适应作物不同高度及松阳县丘陵山区坡地等。此外，通过程序控制，飞机还可以实现随作物高度变化的仿形喷雾作业，提高了作业效率，如果园的病虫害防治，更需依赖飞机植保技术服务[2]。
2.3 可实现跨区作业
无人植保飞机重量轻、体积小，转移机动性较强，很容易就可实现跨区转移作业。且飞机是近地飞行，可实现悬停，效率比常规喷洒高100倍以上。
2.4 覆盖密度高，防治效果好
病虫害防治效果取决于药液在作物单位面积上的覆盖密度，覆盖越均匀，防治效果越好。
无人直升机是螺旋机翼，作业高度比较低，当药液雾滴从喷洒器喷出时被旋翼的向下气流加速形成气雾流，直接增加了药液雾滴对农作物的穿透性，减少了农药飘失程度，并且药液沉积量和药液覆盖率都优于常规，因而防治效果比传统的好，还可以防止农药对土壤造成污染。
3 无人植保飞机病虫害防治效果的影响因素
3.1“三杆”密布，影响飞防作业安全
松阳县中部的松古平原为浙西南最大的山间平原，素有“处州粮仓”之称，也是全县的政治经济中心，这里密布着数量众多的电线杆、电话杆、广播电视杆，在此次的飞防展示中，就因“三杆”分布过密而取消了1个区块的展示作业[3]。
3.2 田间道路参差不齐影响飞机停留换药
松阳县的大部分田块还是土路，路面不宽、没有硬化植保飞机无法停留换药。在此次的飞防展示中，就因无地停机换药而取消了1个区块的展示作业。
3.3 作物布局杂乱影响飞防的效果
水稻田插花茶园、不同品种茶园互插，使得防控效果大打折扣。如在茶园飞防展示中，有的品种刚采摘，有的品种已采摘，均会影响茶叶的安全。
3.4 人工遥控飞机产生防治死角
在此次的水稻飞防展示中，人工遥控操作飞机开展防治，由于操作员的视角偏差，出现四边、飞行线路等防控死角，导致病虫应防未防，出现局部暴发。
3.5 当地市场农药无法满足植保飞机的用药
飞防具有飞行速度快、盛药容器空间小的特点，所需要农药基本上以原药为主，在本地市场中无法找到防控用药。
4 结语
近年来，松阳县紧紧围绕“全面推进‘两区’建设，全力打造‘田园松阳’”的战略目标，深入实施农业“两区”建设如能在“三杆”埋入地、品种重新布局、小型农田道路建设等方面的逐步推进和遥控飞机企业深入研发GPS遥控技术的基础上，松阳县的无人飞机技术在农业方面的应用会更加广阔，将使松阳县农业真正走向高科技农业时代[4,5]。
摘要：介绍松阳县无人植保飞机病虫害防治展示情况,分析其优势及影响防治效果的因素,以期为更好地利用无人植保飞机进行病虫害防治提供参考。
关键词：无人植保飞机,病虫害,优势,影响因素,浙江松阳
参考文献
[1]孙秀玉.多用途无人驾驶农用直升飞机[J].山东农机化,1999(9):27.
[2]贾志成.直升机植保技术研究综述[C]//南京农业大学.新形势下林业机械发展论坛论文集:2010.
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