草原鼠害防控無人機投餌試驗*

李海軍

(鄂爾多斯市伊金霍洛旗草原工作站，內(nèi)蒙古 阿勒騰席熱 017200)

草原鼠害防控，其中投餌是重要的工作環(huán)節(jié)之一，傳統(tǒng)的方法多采用“運—五”飛機、大型機械和人工來實現(xiàn)，但從實踐來看，“運—五”飛機一般用于2萬hm2以上、地勢較平坦的區(qū)域，大型機械進行投餌要在地勢相對平坦的草原上[1]，人工投餌效率卻很低。近年來，隨著無人機技術的不斷發(fā)展，無人機在諸多領域得到了廣泛應用。無人機具有工作適用性好、操作靈活、方便快捷等優(yōu)勢，但在草原鼠害防控中利用無人機投餌尚在起步階段。為此，筆者進行了無人機鼠害防控投餌試驗，目的在于通過不同的飛行高度、飛行速度、料倉口徑調(diào)節(jié)，測試出無人機投餌的帶寬、每平方米投餌粒數(shù)、在一定風速下落餌漂移距離，以探索無人機鼠害防控投餌最大工作效率和最適合的技術參數(shù)。供試播撒系統(tǒng)技術規(guī)格參數(shù)為：大疆無人機播撒系統(tǒng)2.0版本，播撒機重量2.0kg，播撒作業(yè)箱內(nèi)部最大載重量20kg，適用物料顆粒直徑0.5～5mm，最大倉門開口面積32.3cm2，播撒器類型為甩盤式。

1 材料與方法

1.1 材料

大疆T20植保無人飛機；小型攪拌機；餌料槽；小麥；C型肉毒素原液；水；50m×5m塑料薄膜；記號筆。

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=1000∶80∶1，用小型攪拌機攪拌均勻，置于餌料槽備用。

1.2.2鋪設接餌布

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

1.2.3試驗步驟

供試大疆T20植保無人飛機的最大飛行高度為30m，最高飛行速度為10m/s，料盤最高轉(zhuǎn)速為1300r/min。在料盤最高轉(zhuǎn)速下，調(diào)整飛行高度為20m、25m、30m，飛行速度為7m/s、10m/s，取與飛行高度、速度相匹配的料倉口徑百分比，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。

2 結(jié)果與分析

按照全國畜牧總站草原鼠害防控相關技術要求，對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]。依此標準，從試驗數(shù)據(jù)(表1)可以看出，在餌料千粒重為51g時，有三組數(shù)據(jù)符合此條件，分別是第3架次、第7架次和第13架次飛行數(shù)據(jù)。第3架次飛行數(shù)據(jù)為：飛行高度為20m，飛行速度為7m/s，料倉口徑為35%，播幅為25.2m；第7架次飛行數(shù)據(jù)為：飛行高度為20m，飛行速度為10m/s，料倉口徑為40%，播幅為24.6m；第13架次飛行數(shù)據(jù)為：飛行高度為25m，飛行速度為7m/s，料倉口徑為35%，播幅為32.5m。根據(jù)上述三組數(shù)據(jù)計算出的第3飛行架次、第7飛行架次和第13飛行架次的投餌速率分別為3.2kg/min、4.9kg/min和4.5kg/min，那么第7架次飛行投餌效率最高。此次試驗，測定風速為3m/s，在垂直風向飛行時落餌漂移距離19～28m，效率最高時漂移距離為19m。

表1 大疆T20植保無人飛機投餌試驗數(shù)據(jù)

3 無人機投餌的優(yōu)點

3.1 機動性好，效率高

無人機體積小巧，方便轉(zhuǎn)場和運輸，不受地形條件限制[3]。特別是對于復雜地形而言，人工及拖拉機無法進行投餌作業(yè)，而無人機的空中作業(yè)優(yōu)勢突顯。相比傳統(tǒng)人工投餌、機械投餌，無人機投餌作業(yè)效率更高。例如，設定三種投餌方法均按照相同的投餌標準(6.5粒/m2)投餌，人工投餌常用使用背負式投餌器投餌，平均每人控制投餌寬度為10m，人均步行投餌速度30m/min[2]，按餌料千粒重51g計算，人工每人投餌量為0.1kg/min；機械投餌目前常用的是9DSX-35懸掛式毒餌噴撒機，由大型輪式拖拉機背負，在地形較為平坦時機組作業(yè)最大投餌量為0.9kg/min[4]；而無人機工作效率最高時投餌量為4.9kg/min(見表1)，投餌效率是人工背負式投餌的49倍，是懸掛式毒餌噴撒機投餌的5.4倍。

3.2 可實現(xiàn)精準作業(yè)，夜間作業(yè)

無人機利用GPS及其他模式有自主導航和智能避障功能，強大的后臺網(wǎng)絡管理系統(tǒng)可對無人機的作業(yè)進行管控，它的中控器對精準作業(yè)、智能飛行等一目了然，避免投餌時漏投和重投，確保作業(yè)質(zhì)量。有的餌料白天遇到太陽直射容易失效，其效果遠不如夜間低溫作業(yè)，而人工夜間作業(yè)比較困難，無人機則不受限制，可實現(xiàn)夜間作業(yè)。

3.3 有效保證作業(yè)人員安全，可實現(xiàn)快速集中投餌

無人機投餌無人機操控手不直接接觸機器，通過地面遙控器對其實施遠距離控制，實現(xiàn)了人和毒餌的分離，避免了長時間直接接觸餌料的風險，可以有效防止作業(yè)人員中毒，安全性高。對于區(qū)域爆發(fā)性草原鼠害，利用無人機高效率投餌可快速控制草原鼠害。

4 結(jié)語

草原鼠害防控是草原生態(tài)保護的重要內(nèi)容。鼠害不僅導致天然草地初級生產(chǎn)力降低，而且破壞草地景觀和結(jié)構，弱化草地的生態(tài)服務功能[5]。長期以來，我國草原鼠害防控投餌主要依靠人工使用簡單的工具、拖拉機和相應機械設備，消耗的人力、物力較多，受地形等因素的影響較大，工作效率低下。無人機用于草原鼠害投餌無疑為鼠害防控找到了一種效率高、技術先進的方法。本次試驗使用的是一種較為常用的無人機型，其出料盤等有一些指標要求，因此對于不同指標的無人機的情況還有待做更多的試驗。