草原鼠害防控中的無(wú)人機(jī)投餌技術(shù)分析

李海軍

（伊金霍洛旗草原工作站，內(nèi)蒙古 伊金霍洛旗 017200）

投餌是草原鼠害防控重要的工作環(huán)節(jié)之一，傳統(tǒng)的方法多采用“運(yùn)—五”飛機(jī)、大型機(jī)械、人工來(lái)實(shí)現(xiàn)，但從實(shí)踐來(lái)看，“運(yùn)—五”飛機(jī)，一般用于2 萬(wàn)公頃以上、地勢(shì)較平坦的區(qū)域，大型機(jī)械進(jìn)行投餌要在地勢(shì)相對(duì)平坦的草原上[1]，人工投餌效率很低。近年來(lái),隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)在諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。其具有工作適用性好，操作靈活，方便快捷等優(yōu)勢(shì)，而在草原鼠害防控中利用無(wú)人機(jī)投餌尚在起步階段。為此，進(jìn)行了無(wú)人機(jī)鼠害防控投餌試驗(yàn)。

試驗(yàn)?zāi)康脑谟谕ㄟ^(guò)不同的飛行高度、飛行速度、料倉(cāng)口徑調(diào)節(jié)，測(cè)試出無(wú)人機(jī)投餌的帶寬、每平方米投餌粒數(shù)、在一定風(fēng)速下落餌漂移距離，探索無(wú)人機(jī)鼠害防控投餌最大工作效率，最適合的技術(shù)參數(shù)。播撒系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格參數(shù)為：大疆無(wú)人機(jī)播撒系統(tǒng)2.0 版本，播撒機(jī)重量2.0 kg，播撒作業(yè)箱內(nèi)部最大載重量20 kg，適用物料顆粒直徑0.5～5 mm，最大倉(cāng)門開(kāi)口面積32.3 cm2，播撒器類型為甩盤式。

1 材料與方法

1.1 材料

大疆T20 植保無(wú)人飛機(jī)、小型攪拌機(jī)、餌料槽、小麥、C 型肉毒素原液、水、50 m×5 m 塑料薄膜、記號(hào)筆。

1.2 方法

1.2.1 餌料配制

餌料采用小麥、C型肉毒素配制。其配比為：小麥∶水∶C型肉毒素原液＝1 000∶80∶1，用小型攪拌機(jī)攪拌均勻，置于餌料槽備用。

1.2.2 鋪設(shè)接餌布

選擇平坦的地面，鋪設(shè)寬50 m×5 m 的接料帶，用記號(hào)筆劃分為1 m×1 m 正方形小方格，即每個(gè)小方格面積為1 m2，每次飛過(guò)接料帶后，數(shù)每平方米內(nèi)接住的餌料數(shù)，并做好記錄。

1.2.3 試驗(yàn)步驟

大疆T20 植保無(wú)人飛機(jī)的最大飛行高度為30 m，最高飛行速度為10 m/s，料盤最高轉(zhuǎn)速為1 300 轉(zhuǎn)/min。在料盤最高轉(zhuǎn)速下，調(diào)整飛行高度為20 m、25 m、30 m，飛行速度為7 m/s、10 m/s，取與飛行高度、速度相匹配的料倉(cāng)口徑百分比，按照排列組合，每一組合飛行3～5次，取平均值，作為結(jié)果記錄，見(jiàn)表1。

表1 大疆T20植保無(wú)人飛機(jī)投餌試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

2 結(jié)果與分析

按照全國(guó)畜牧總站草原鼠害防控相關(guān)技術(shù)要求，對(duì)于鼠害洞口密度較高且集中連片的區(qū)域，投餌平均落粒數(shù)為6～7 粒/m2[2]。依此標(biāo)準(zhǔn)，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，在餌料千粒重為51 g時(shí)，有3組數(shù)據(jù)符合此條件，分別是第3、7、13 架次飛行數(shù)據(jù)。第3 架次飛行數(shù)據(jù)：飛行高度為20 m，飛行速度為7 m/s，料倉(cāng)口徑為35%，播幅為25.2 m；第7架次飛行數(shù)據(jù)：飛行高度為20 m，飛行速度為10 m/s，料倉(cāng)口徑為40%，播幅為24.6 m；第13架次飛行數(shù)據(jù)：飛行高度為25 m，飛行速度為7 m/s，料倉(cāng)口徑為35%，播幅為32.5 m。由此可以計(jì)算出第3飛行架次、第7飛行架次、第13飛行架次投餌速率分別為：3.2 kg/min、4.9 kg/min、4.5 kg/min，那么第7架次飛行投餌效率最高。

此次試驗(yàn)，測(cè)定風(fēng)速為3 m/s，在垂直風(fēng)向飛行時(shí)，落餌漂移距離19～28 m，效率最高時(shí)，漂移距離為19 m。

3 無(wú)人機(jī)投餌優(yōu)點(diǎn)

3.1 機(jī)動(dòng)性好，效率高

無(wú)人機(jī)體積小巧，方便轉(zhuǎn)場(chǎng)和運(yùn)輸，不受地形條件限制[3]。對(duì)于復(fù)雜地形，人工及拖拉機(jī)無(wú)法進(jìn)行投餌作業(yè)，無(wú)人機(jī)的空中作業(yè)優(yōu)勢(shì)突顯。相比傳統(tǒng)人工投餌、機(jī)械投餌，無(wú)人機(jī)投餌作業(yè)效率更高。設(shè)定3 種投餌方法均按照相同的投餌標(biāo)準(zhǔn)：6.5 粒/m2。人工投餌常用的方法是使用背負(fù)式投餌器投餌，平均每人控制投餌寬度為10 m，人均步行投餌速度30 m/min[2]，按餌料千粒重51 g 計(jì)算，可以得出人工每人投餌量為0.1 kg/min。目前常用的9DSX-35 懸掛式毒餌噴撒機(jī)由大型輪式拖拉機(jī)背負(fù)，在地形較為平坦，機(jī)組作業(yè)最大投餌量為0.9 kg/min[4]。由表1可以看出，無(wú)人機(jī)工作效率最高時(shí)投餌量為4.9 kg/min。也就是說(shuō)，無(wú)人機(jī)投餌效率是人工背負(fù)式投餌的49倍，是懸掛式毒餌噴撒機(jī)投餌的5.4倍。

3.2 可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)，夜間作業(yè)

無(wú)人機(jī)利用GPS及其他模式有自主導(dǎo)航和智能避障功能，有強(qiáng)大的后臺(tái)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)支持，可對(duì)無(wú)人機(jī)的作業(yè)進(jìn)行管控。它的中控器對(duì)精準(zhǔn)作業(yè)、智能飛行等一目了然，避免投餌時(shí)漏投和重投，確保作業(yè)質(zhì)量。有的餌料白天遇到太陽(yáng)直射容易失效，其效果遠(yuǎn)不如夜間低溫作業(yè)，人工夜間作業(yè)比較困難，而無(wú)人機(jī)則不受限制，可實(shí)現(xiàn)夜間作業(yè)。

3.3 有效保證作業(yè)人員安全，可實(shí)現(xiàn)快速集中投餌

無(wú)人機(jī)投餌實(shí)現(xiàn)了人和毒餌的分離，無(wú)人機(jī)操控手不直接接觸機(jī)器，通過(guò)地面遙控器對(duì)其實(shí)施遠(yuǎn)距離控制，避免了長(zhǎng)時(shí)間直接接觸餌料的風(fēng)險(xiǎn)，有效防止作業(yè)人員中毒，安全性高。對(duì)于區(qū)域爆發(fā)性草原鼠害，利用無(wú)人機(jī)高效率投餌，可快速控制草原鼠害。

4 結(jié)語(yǔ)

草原鼠害防控是草原生態(tài)保護(hù)的重要內(nèi)容。鼠害不僅降低天然草地初級(jí)生產(chǎn)力，而且破壞草地景觀和結(jié)構(gòu)，弱化草地的生態(tài)服務(wù)功能[5]。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)草原鼠害防控投餌主要依靠人工使用簡(jiǎn)單的工具、拖拉機(jī)和相應(yīng)機(jī)械設(shè)備，消耗的人力、物力較多，受到地形等因素的影響較大，工作效率低下。無(wú)人機(jī)用于草原鼠害投餌無(wú)疑為鼠害防控找到了一種效率高、技術(shù)先進(jìn)的方法。本次試驗(yàn)用了一種較為常用的無(wú)人機(jī)型，其出料盤等也有一些指標(biāo)要求。對(duì)于不同指標(biāo)的無(wú)人機(jī)的情況，還應(yīng)做更多的試驗(yàn)研究。