小型无人机在农业植保方面的应用现状与问题

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  摘要:植保无人机是一种能够代替传统的农用大型机械,并且具有小巧、行动灵活、起降方便、受地形因素影响较小等特点,在农业的生产当中得到了广泛的应用,是现代化社会发展和工业生产相结合的一个重要部分。小型无人机对于农业植保当中的应用具有重要的研究价值,但是目前为止小型无人机的技术还不够完善。本文主要从小型无人机在农业生产当中的实际应用出发,总结出现阶段植保无人机一些常见的优势和劣势,并对于实际应用中出现的问题进行总结,根据实际问题提出具体的解决方案以供参考和借鉴。
  关键词:小型无人机;植保;实际应用
  中图分类号:G4 文献标识码:A
  随着现代社会的不断发展,我国农业生产中的问题也在日益凸显出来。作为农业生产过程中一个非常重要的程序,农产品的植保一直是我们研究的问题。植保在农业生产中起到了非常重要的作用,通过各种科學研究与实验总结出完善的植保经验,可以为农作物创造出一个非常好的生长条件,加快农作物的生长。无人机植保是当今社会发展出现的一种前沿科技与生产生活相结合的产物。将无人机技术运用在农业植保当中,可以让农业植保的效率有很大程度的提高。
  植保无人机就是让无人驾驶飞机在空中对农业植物进行保护,而无人机主要是通过地面人员进行现场操控,还可以利用GPS技术进行飞控,就可以实现全自动化农药的喷洒,对农作物病害与害虫进行有效防治。
  将无人机植保与传统的植保技术进行对比我们不难发现,无人机植保具有非常明显的优点。比如相对于传统的植保技术更加的高效,并且相对于传统的植保可以省去非常多的人力,无人机因为由程序控制,相较于人力来说出错的概率会更低。无人机的应用成本相较于大型农业机械会更加低廉。近些年来小型无人机在农业中的应用逐渐兴起,在将来无人机的植保技术还有很大的上升空间。
  一、无人机植保概述
  (一)植保无人机的分类
  随着信息化社会的不断发展,无人机技术也在日益完善,用于植保方面的无人机技术也在日益发展,并且在无人机领域中无人机的农业化应用也在无人机应用中的占比很高。我们从动力方面出发,可以把现有的无人机分为油动无人机和电动无人机两种,按照专业的无人机结构来划分,无人机可以划分为固定翼、单旋翼和多旋翼三种。
  (二)植保无人机的优势
  在传统的植保活动中,一般都是运用大型机械进行植保工作,人工操作进行辅助。在这种传统的植保模式下,人工植保需要大量的时间进行植保,对人力是一种很大的浪费,大型的植保机械虽然说相比于传统的人工植保要快上许多,但是大型机械的维护成本是非常大的。植保无人机的出现就很好地解决了这些问题,并且随着植保无人机逐渐广泛的应用,对于传统的农业植保方式改变非常大,这让农民在农业生产当中可以变得更加地有效率,省去的人力物力可以用来进行其他的生产。植保无人机的优势主要体现在以下几个方面:
  (1)更加高效
  相对于传统的大型机械来说,植保无人机的飞行速度非常快,并且在规模化的农业生产当中,每个小时的作业范围甚至可以达到120-150亩,相比于传统的大型机械作业,无人机喷洒可以高出传统机械100倍左右。并且植保无人机是通过地面人员远程操控,或者GPS无人操控来进行植保作业,对比与传统人工喷洒农药,无人机可以让喷洒人员处于一个安全的距离来进行农药的喷洒。这样既提高了植保作业的速度,也可以降低人工植保中农药对人员身体的慢性损伤。
  (2)更少成本
  植保无人机是通过电脑程序操控,并且植保无人机身上所携带的喷嘴的精确度也是非常高的,这使得植保无人机所喷洒的农药精确性非常高,农药可以精准喷洒于植物之上。不管是用于灌溉还是用于农药喷洒,都可以减少成本。这样的喷洒方式相比于传统人工植保喷洒药物,可以减少大约50%的农药使用量,在灌溉方面更是可以节省大约90%的用水量,降低成本的效果显著。
  (3)更加明显的防治效果
  在当下无人机行业高度发展之下,无人机的技术也在日益完善。现有的植保无人机完全可以做到低空飞行、悬停,这样可以在很大程度上减少喷洒出来的农药在下落阶段的损耗,并且无人机在喷洒农药的时候机翼产生向下的气流可以让农药更快地下落在农作物附近,可以大大加强植物对农药的吸收。
  (4)更加简洁的操作
  小型的植保无人机是现在农业生产生活当中非常重要的一种无人机型,它的体积非常小重量轻,非常轻便,便于携带保存。现在的无人机经过多代的发展和技术更新,使得无人机的工作成本非常低,很容易保养。而且因为技术发展,无人机的操作也变得更加简洁明了,只需要提前设置好程序,学习无人机的基本操作就能保证无人机的正常作业了。
  二、小型无人机应用于植保中的现状
  现如今信息化对于传统农业的改变非常大,无人机技术应用于农业植保当中就是一个非常显著的表现。以农业生产活动为例,中国从上世纪50年代起,就开始了对于飞机应用于喷洒农药这项技术进行了深入的研究,从2004年开始,我国就对将无人机应用于农业植保当中进行推广,自2007年起,我国的第一家工程型植保无人机开始应用于实际作业中,一直到近两年无人机的应用和技术与越发地完善起来。
  我们从近几年泽普县的小型无人机植保情况不难看出,无人机植保在对于像玉米、小麦这些低杆的农作物而言有更好的效果。并且在玉米生长的前期和中期应用无人机植保的效果更加明显,而玉米生长后期应用无人机植保反而效果不是那么显著了。小型无人机相比较于传统的大型机械设备来说,因为无人机是在空中作业,其受到地形的限制会小很多。小型无人机更加适合一些地形相对比较复杂的地区十分适合,无人机这种应用特点可以有效地弥补了传统大型机械地形适应性弱的缺点。
  泽普县的有关部门在小型无人机的推广过程中,十分重视小型无人机的质量问题、设备先进程度和设备的安全性。之前泽普县所引入的小型无人机质量不过关,技术还不够完善,比如所引进的无人机因为电机、水泵、喷头等关键部件的技术不够完善,经常会出现动力不足,喷洒农药时卡壳等现象,并且当时的飞机控制系统还不够的完善,有时还可能出现无人机坠机情况发生。由于电池设备的技术落后,电池电量转换存储侠效率不高,经常会出现充电时间长、电池保养间隔短、保养过程繁琐、电池亏电等问题的发生。后来由于技术的发展,重新引入一批新型的小型无人机,这批无人机不管是从设计的水平、制造工艺的完善还是无人机使用寿命上都有了非常大的提升,无人机的飞行控制技术也有了很大程度上的完善,新型的无人家在自动飞行,断点续飞等技术上也有了很大的突破。无人机自动控制系统的完善不仅可以让无人机的安全性大大加强,还可以降低操作人员操作的难度,让无人机的操作更改简洁化,甚至是让农民只需要学习简单的无人机操控方式,就可以很好地驾驭无人机来进行植保工作。新型无人机还优化了喷嘴系统,提高了农药的雾化率,使得喷出的农药药液更加的均匀,增强了农药的穿透性,提高了农作物对于农药的吸收程度,并且还有较高程度的节水型。   但是小型无人机在与植保中的应用也会有自己的问题,对于一些枝叶繁茂的植物,比如苹果树之类的果树,都是呈现出伞盖一样的形状,小型无人机在空中喷洒农药,不能很好的穿透植物的叶被,农药不能到达植物的树干以及根部,不能很好地让植物吸收农药,比如在玉米的大喇叭口时期,由于玉米枝叶的遮挡,位于玉米底部大概50cm的地区农药喷洒不到。
  三、小型植保无人机推广面临的问题
  1.价格偏高
  随着我国的无人机技术不断地进步,无人机在各种行业中的应用更加广泛起来。并且由于我国现有的土地耕种面积不断扩大,无人机这种高新技术应用于农业植保当中,我国还是具有非常大的市场的。但是无人机在我国农业保值中的应用还是具有相当大的困难的,最主要的问题是无人机属于高精尖的新型号产品,无人机的售价一直高居不下就是阻碍无人机普及植保的最大问题。我国现在的植保无人机应用还处于初期小部分试用阶段,只在全国很小一部分地方给出了植保无人机购买的补贴政策,并且由于植保无人机的售价高昂,普通的农户根本没有相应的经济实力来购买植保无人机,从而影响了植保无人机在全国各地的推广。
  2.植保无人机售后服务不完善
  现有的植保无人机在实际生产生活当中的运用面临的第二个实际的问题就是无人机相关的产业配套服务还不够完善,各个无人机品牌的行业实力并不一致,造成的无人机配套服务缺失。我国的无人机技术现在还处于刚刚起步的阶段,其中相关无人机服务等一系列的售后问题还没有形成一条完整的产业链,当农户在植保过程中使用无人机时,碰到一些无人机零部件的损坏情况时,就会面临着两个问题,第一个是没有形成完整的产业链无法及时地对损毁的无人机进行修理,第二个是无人机属于高科技新兴产品,不能在短时间找到可以替换的零部件,并且原装零部件价格高昂,维修成本偏高。现有的植保无人机的市场发展时间太短,么有形成完善的产业链,从而制约了无人机的应用
  3.行业标准不完善
  植保无人机在我国现在才是刚刚发展阶段,由于行业才发展起来,行业内并没有形成一套完整的行业规范和明確的行业标准,各个厂家生产的无人机也由于自身技术、标准等不同一,使得各个无人机品牌生产的无人机质量各不相同,农户选择起来非常困难。
  四、小型植保无人机在农业植保中的应用
  1.加强对病虫害的航拍监控
  病虫害的预防工作一直是农业植保过程中最重要的任务,想要预防病虫害最根本的就是要了解病虫害发生使得情况。保值无人机在进行农业保值工作中时,要令农业植保技术和无人机技术相互结合。要熟悉农作物发生病虫害的特点,并能合理地观察出病虫害发生的程度,而且还能非常熟悉本地农作物发生病虫害的种类,能精准把握病虫害发生之后的发展趋势,这样才能正确的找到病虫害的正确解决途径。无人机航拍监控对于植保工作的进行,尤其是一些地形复杂,不方便农户日常检查的地方,更要借用无人机的优势,非常了解本地病虫害在农作物上发生的规律,然后就能做到对病虫害的预防工作。并且根据植保无人机的拍摄的监控情况,就可以画出本地农业植保中病虫害发展的观测图,依据观测图作为主要的数据,对病虫害的发展规律进行长期的记录,然后将记录到的数据经过筛选、整理之后交给农户,这样就能让农户更好的安排之后的工作。
  2.制定相应的植保方案
  农业生产中农业植保是一项非常系统的工作,它所包含的工作内容非常地大。比如说农业植保当中的病虫害预防工作,在农户进行病虫害防治工作时,需要向有关部门及时反映植保无人机拍摄的病虫害情况,并且经由有关部门研究后在制定能实际运用的植保方案,不同的地区再根据有关部门下发的植保方案结合实际情况分成不同区域进行植保工作。而且还需要经常性的检查植保工作的落实情况,在固定时间对每个区域进行调查,实时了解农业植保工作的进展情况和防治病虫害的具体成果。
  3.具体的植保手段
  我国现有的无人机农业植保手段为:由无人机携带药物对农作物进行喷洒来达到植保目的,质保人员可以在远处通过远处控制无人机进行工作,并且控制无人机喷洒药物的高度,再根据不同的农作物应用不同的农药并确定农药的用量,调节误无人机的飞行的高低和飞行的快慢等参数,让农药可以均匀地洒落在农作物上,使药品在空中下落时的损耗减少,加上无人机机翼产生的气流作用,帮助药液更好地被农作物吸收。
  4.加强无人机操作技术的培训
  植保无人机是当今社会科技发展,现代化智能设备运用于农业上的新型农业发展趋势。但是,无人机毕竟是新兴的高精尖产品,对于无人机操作人员的要求也要更加严格,确保无人机操作员掌握无人机日常飞行植保所要用到的基础技能,才可以在植保工作中进行操作。对此,加强操作人员的学习培训就显得非常有必要了,操作人员有必要对无人机的基本原理、基本构造等情况进行必要的了解,并且要强化专业技能的培训。对于一些实际问题,像怎样可以遥控无人机进行农药的喷洒工作,对于喷洒药量的掌控和喷洒时间的管理等,这些最基本的要求是操作人员必须得掌握的。技术人员在工作中也要保证自己对于这份职业的责任心,并且耐心地进行操作,不管发现无人机在喷洒过程中出现任何问题,应当立即停止无人机的工作,并对无人机进行一个全面、细致的检查,避免人为因素使无人机产生安全事故。
  5.加强无人机市场的研究
  目前中国市场上存在着非常多的保值无人机,各种品牌五花八门,好坏参半。这就需要我国对于无人机的制造技术进行统一规范,严格要求现有的无人机制造行业,明确建立行业的秩序并且引导行业发展。如目前市场的最常见额无人机电池只能让无人机飞行20-30分钟,并且因为不同型号的无人机制造时使用的材质差异,很可能会对无人机实际的飞行时间产生影响。对此,我们更得加强无人机技术的创新改革,对制造无人机的材料进行改善,国家出台相应的政策刺激无人机行业的良性竞争,加快无人机行业的发展,带动无人机产业链的完善。
  结语
  中国作为世界上数一数二的农业大国,想要促进农业的发展的强大必然要把新兴的高精尖技术运用于农业的生产发展之中,将无人机技术应用于农业生产当中也是我国今后农业发展的必经之路,植保无人机的出现非常符合我国现阶段的迫切地希望发展新型农业的国情。小型植保无人机在农业中的运用有着非常广阔的未来,但是现阶段的无人机技术还不太完善,还有着很多的安全问题,现阶段农业市场对于无人机的需求还有待提高,无人机售后服务不够完善,缺乏相对专业的操作人员。不过瑕不掩瑜,发力发展植保无人机对于我国的农业发展还是有很大的好处的,现如今需要对现有的技术加以完善,并且建立一个健全的售后服务系统,对无人机现有的问题加以整合完善,帮助其更好的适应当前农业环境的需要。
  参考文献
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  姓名,朱小丰;性别,男;民族,汉;出生年月,1979年10月;籍贯,湖南省双峰县;学历,本科;职称,农艺师;研究方向,植物保护
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