煙草病蟲(chóng)害無(wú)人機(jī)防控實(shí)施模式探析
——以常寧市煙區(qū)無(wú)人機(jī)植保服務(wù)為例

何永秋鄧平詹良張少搏安然

（1湖南省煙草公司衡陽(yáng)市公司常寧市分公司，湖南常寧 421500；2湖南省煙草公司衡陽(yáng)市公司衡南縣分公司，湖南衡南 421131）

煙葉種植過(guò)程中遇到的病蟲(chóng)害較多，包括蚜蟲(chóng)、煙青蟲(chóng)、根莖類(lèi)病害、葉斑類(lèi)病害等。農(nóng)藥防治技術(shù)是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣、最快捷有效且易于推廣應(yīng)用的病蟲(chóng)害防治技術(shù)。特別是在控制危險(xiǎn)性及暴發(fā)性病蟲(chóng)害時(shí)，農(nóng)藥更顯示出不可替代的作用。但是，頻繁過(guò)量施用農(nóng)藥不僅威脅農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，而且會(huì)導(dǎo)致面源污染加重、資源浪費(fèi)、生產(chǎn)成本增加等問(wèn)題，不符合農(nóng)業(yè)綠色化、高質(zhì)化的發(fā)展方向[1]。合理做好農(nóng)藥噴施，對(duì)于降低病蟲(chóng)害損失、解決煙葉農(nóng)藥殘留問(wèn)題具有重要意義[2-3]。無(wú)人機(jī)飛防技術(shù)作為一項(xiàng)適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代植保需求的新型技術(shù)，以輕小型無(wú)人機(jī)為載體，在飛行器上搭載農(nóng)藥噴霧設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)施藥，實(shí)現(xiàn)了植保方式的升級(jí)與變革[4-6]。20世紀(jì)90年代，我國(guó)開(kāi)發(fā)了專(zhuān)門(mén)配置于輕型飛機(jī)（如“海燕”等）的農(nóng)藥噴灑設(shè)備，應(yīng)用于大田作物如小麥、棉花等的病蟲(chóng)害防治[7]。近10年來(lái)，植保無(wú)人機(jī)迎來(lái)了高速發(fā)展期。2018年6月1日，我國(guó)第一個(gè)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《植保無(wú)人飛機(jī)質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（NY/T 3213—2018）開(kāi)始實(shí)施[8]。目前，無(wú)人機(jī)在煙草上的應(yīng)用主要集中在煙田監(jiān)測(cè)方面，即利用遙感方式監(jiān)測(cè)煙葉種植、病蟲(chóng)害發(fā)生發(fā)展等情況[9-10]。在噴施藥劑防治病蟲(chóng)害方面，裴洲洋等[6]利用無(wú)人機(jī)防治煙蚜，有效提高了農(nóng)藥噴灑效率，其作業(yè)均勻性、穿透性均優(yōu)于人工作業(yè)。這說(shuō)明無(wú)人機(jī)在烤煙植保上有廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)前關(guān)于煙草無(wú)人機(jī)飛防植保的研究還較少，且不夠系統(tǒng)[11-12]，對(duì)于煙草無(wú)人機(jī)植保技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵問(wèn)題如無(wú)人機(jī)選購(gòu)、飛防隊(duì)伍組建、服務(wù)流程、飛防技術(shù)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)等尚沒(méi)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或者經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。為此，湖南省常寧市煙區(qū)對(duì)植保無(wú)人機(jī)在烤煙上的應(yīng)用進(jìn)行了探索。

1 無(wú)人機(jī)植保飛防的優(yōu)勢(shì)

1.1 統(tǒng)防統(tǒng)治，降低農(nóng)殘

傳統(tǒng)人工背負(fù)式噴霧器植保模式作業(yè)效率低下，難以實(shí)施統(tǒng)防統(tǒng)治；且植保過(guò)程中亂用藥、多用藥的現(xiàn)象普遍存在，極易導(dǎo)致煙葉農(nóng)藥殘留超標(biāo)，影響煙葉質(zhì)量安全。無(wú)人機(jī)植保飛防可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)防統(tǒng)治，統(tǒng)一使用高效、低毒農(nóng)藥防治煙草病蟲(chóng)害，更安全高效。

1.2 遠(yuǎn)程操控，減少隱患

傳統(tǒng)人工背負(fù)式噴霧器防治病蟲(chóng)害時(shí)，人工長(zhǎng)時(shí)間接觸農(nóng)藥，作業(yè)人員安全得不到有效保障，易發(fā)生農(nóng)藥中毒、高溫中暑等安全事故。無(wú)人機(jī)植保飛防采用遠(yuǎn)程操控，減少了人工長(zhǎng)時(shí)間接觸農(nóng)藥而中毒以及高溫天氣田間中暑的可能。

1.3 統(tǒng)一作業(yè)，減少污染

傳統(tǒng)人工背負(fù)式噴霧器防治病蟲(chóng)害一般防治不統(tǒng)一，不利于農(nóng)藥瓶（袋）集中收集處理，易造成環(huán)境污染。無(wú)人機(jī)植保飛防統(tǒng)一作業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)藥瓶（袋）統(tǒng)一回收與管理；而且用藥品種可控，都是使用安全低毒農(nóng)藥；同時(shí)，由于霧化效果更好而減少了用藥量，更利于保護(hù)環(huán)境，減少污染。

1.4 節(jié)約時(shí)間，減工降本

無(wú)人機(jī)植保飛防能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)病蟲(chóng)害統(tǒng)防統(tǒng)治，作業(yè)效率高，可達(dá)到6.67 hm2/h左右，大大節(jié)約了施藥用工成本，并且可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)施群防群控，有利于搶抓晴好天氣防控病蟲(chóng)害。在勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)性短缺、農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力成本持續(xù)提高的情況下，推廣無(wú)人機(jī)植保對(duì)解決農(nóng)村勞動(dòng)力不足、穩(wěn)定煙葉生產(chǎn)具有重要作用。而且，由于無(wú)人機(jī)植保飛防減少了農(nóng)藥使用量，也降低了煙農(nóng)農(nóng)藥成本支出。

1.5 精準(zhǔn)施藥，高效防治

采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行噴藥，當(dāng)藥液霧滴從噴灑器噴出時(shí)會(huì)被旋翼的向下氣流加速形成氣霧流，直接增加藥液霧滴在農(nóng)作物間的穿透性，減少農(nóng)藥飄失，提高靶標(biāo)作物上的藥液沉積量和覆蓋率，讓“藥”“水”降下來(lái)、防效提上去。

2 無(wú)人機(jī)植保實(shí)施要點(diǎn)

2.1 實(shí)施主體

煙農(nóng)合作社是無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)化飛防植保服務(wù)的實(shí)施主體。

2.2 服務(wù)流程

無(wú)人機(jī)植保服務(wù)流程包含4個(gè)階段，分別是服務(wù)準(zhǔn)備、服務(wù)實(shí)施、質(zhì)量驗(yàn)收、費(fèi)用結(jié)算。每個(gè)階段包含若干流程，具體如表1所示。

表1 無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)化植保服務(wù)流程

2.3 實(shí)施要點(diǎn)

2.3.1 無(wú)人機(jī)選購(gòu)。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上有眾多植保無(wú)人機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，如大疆、極飛等。要采購(gòu)到合適的無(wú)人機(jī)需要考慮的因素很多，要結(jié)合植保需求、當(dāng)?shù)卣?、無(wú)人機(jī)價(jià)格、機(jī)型優(yōu)點(diǎn)（易操控性、安全性）、電池耐用性、采購(gòu)數(shù)量、售后服務(wù)等進(jìn)行綜合考慮。可歸納總結(jié)為3個(gè)方面，即效果、效率、成本，其中最重要的就是效果。具體可從以下5個(gè)方面來(lái)把握：一是能否精準(zhǔn)噴灑，把農(nóng)藥噴到位；二是能否均勻噴灑，讓目標(biāo)區(qū)域均勻著藥；三是是否會(huì)有重噴漏噴現(xiàn)象；四是能否適應(yīng)不同作業(yè)時(shí)間和多種地形；五是作業(yè)進(jìn)度是否可監(jiān)控。

2.3.2 隊(duì)伍組建與培訓(xùn)。1臺(tái)無(wú)人機(jī)配備1名主飛手和1名助手。主飛手要求年輕化、知識(shí)化，盡可能選擇熟悉當(dāng)?shù)厍闆r的人員。主飛手以復(fù)合型人才優(yōu)先，要求不僅能操作無(wú)人機(jī)飛防植保，還會(huì)駕駛插秧機(jī)、翻耕起壟機(jī)等多種機(jī)器，以確保收入，留住人才。選拔的人員要進(jìn)行安全操作培訓(xùn)，由廠家負(fù)責(zé)，經(jīng)培訓(xùn)合格后憑證上崗，并簽訂安全責(zé)任協(xié)議，明確雙方權(quán)利和義務(wù)。

2.3.3 服務(wù)價(jià)格制定。由地方政府、煙草部門(mén)指導(dǎo)合作社測(cè)算飛防植保的服務(wù)價(jià)格，經(jīng)成員代表大會(huì)表決通過(guò)并公示。服務(wù)價(jià)格由成本和利潤(rùn)構(gòu)成，一般為150元/hm2，其中成本主要包括人工、機(jī)械維修、管理等費(fèi)用，具體如表2所示。

表2 無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)化服務(wù)費(fèi)用收取依據(jù) 單位：（元·hm-2）

2.3.4 簽訂服務(wù)協(xié)議。按照自愿的原則，與需要進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化服務(wù)的煙農(nóng)完成委托服務(wù)協(xié)議的簽訂，確保專(zhuān)業(yè)化服務(wù)工作按時(shí)開(kāi)展。委托服務(wù)協(xié)議包含專(zhuān)業(yè)化植保服務(wù)內(nèi)容、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)面積、作業(yè)地點(diǎn)、服務(wù)價(jià)格、結(jié)算方式等，還要明確雙方其他方面的權(quán)利和義務(wù)。

2.3.5 檢修設(shè)備。合作社在專(zhuān)業(yè)化服務(wù)開(kāi)展之前統(tǒng)一組織植保隊(duì)員開(kāi)展無(wú)人機(jī)檢修，若檢修中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)聯(lián)系廠商維修。

2.3.6 準(zhǔn)備物資。做好無(wú)人機(jī)植保飛防的物資準(zhǔn)備工作，仔細(xì)查看藥品有效期，嚴(yán)禁使用過(guò)期產(chǎn)品和違禁農(nóng)藥。因?yàn)闊o(wú)人機(jī)飛防噴霧粒徑較小，所以應(yīng)選擇水基化劑型，如水乳劑、微乳劑、乳油、懸浮劑、水劑等。不宜選用粉劑類(lèi)劑型，以防出現(xiàn)堵塞噴頭、縮短水泵壽命等情況。無(wú)人機(jī)飛防飛行速度較快、用藥量少，藥劑不能完全覆蓋作物表面，應(yīng)優(yōu)先選擇內(nèi)吸性藥劑。

2.3.7 作業(yè)調(diào)度。合作社根據(jù)與煙農(nóng)簽訂的服務(wù)協(xié)議，安排專(zhuān)業(yè)化植保隊(duì)員的作業(yè)區(qū)域，根據(jù)分片作業(yè)的原則合理制定作業(yè)安排表。

2.3.8 植保作業(yè)。在煙農(nóng)監(jiān)督下，按照病蟲(chóng)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)消息和技術(shù)要求，利用適宜天氣適時(shí)開(kāi)展無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)化植保作業(yè)。宜在晴天的早上或傍晚開(kāi)展作業(yè)，下雨天氣和中午溫度較高時(shí)不宜開(kāi)展作業(yè)。風(fēng)速越高霧滴穿透能力越弱，漂移性也越強(qiáng)，2～3級(jí)以?xún)?nèi)的微風(fēng)有利于藥劑霧滴沉積，且漂移距離較小。因此，應(yīng)在3級(jí)以?xún)?nèi)風(fēng)力下作業(yè)。而且，作業(yè)過(guò)程中應(yīng)緊密關(guān)注風(fēng)向，確保下風(fēng)向附近無(wú)人畜，避免發(fā)生農(nóng)藥中毒事故。15～25℃是開(kāi)展無(wú)人機(jī)飛防作業(yè)的最適宜溫度，10～30℃為可開(kāi)展無(wú)人機(jī)飛防作業(yè)的溫度，0℃以下或35℃以上不宜開(kāi)展飛防作業(yè)。開(kāi)展無(wú)人機(jī)飛防較為適宜的濕度范圍是40%～90%，濕度較低會(huì)導(dǎo)致霧滴蒸發(fā)加劇。在濕度較低的條件下作業(yè)時(shí)，應(yīng)注意適當(dāng)提高藥液用量、增大霧滴直徑、減少霧滴蒸發(fā)。根據(jù)無(wú)人機(jī)壓力式扇形噴嘴中間多、兩側(cè)少的特性，相鄰噴嘴應(yīng)保持幅度30%以上重疊。無(wú)人機(jī)飛防作業(yè)高度一般在2.6～4.0 m之間，過(guò)高會(huì)導(dǎo)致藥液漂移和蒸發(fā)加劇，過(guò)低則造成漏噴。作業(yè)速度會(huì)影響霧滴穿透性、漂移性，應(yīng)保持在3～5 m/s之間。作業(yè)時(shí)，行距設(shè)為7～8 m，可根據(jù)作業(yè)高度和飛行速度等進(jìn)行調(diào)整。要嚴(yán)格按照植保安全作業(yè)要求和農(nóng)藥使用說(shuō)明書(shū)配藥、噴藥，作業(yè)過(guò)程中均勻噴灑藥液，保證所有煙株無(wú)重噴漏噴，病蟲(chóng)害（此處指可用無(wú)人機(jī)飛防的病蟲(chóng)害）損失率在5%以下，并對(duì)廢棄包裝物集中回收處理。

2.3.9 質(zhì)量驗(yàn)收。質(zhì)量驗(yàn)收包括組建質(zhì)量驗(yàn)收組、實(shí)地抽查驗(yàn)收、滿(mǎn)意度調(diào)查分析、驗(yàn)收結(jié)果匯總分析。煙草部門(mén)與地方政府、煙農(nóng)代表聯(lián)合對(duì)植保質(zhì)量和數(shù)量進(jìn)行驗(yàn)收，6.67 hm2以下的片區(qū)，隨機(jī)抽查3丘田（每丘約667 m2），每增加6.67 hm2則增加3丘田，計(jì)算病蟲(chóng)危害損失率。病蟲(chóng)危害損失率在5%及以下的為合格。驗(yàn)收不合格的，合作社植保隊(duì)必須返工。造成煙農(nóng)重大損失的，由合作社按服務(wù)協(xié)議賠償煙農(nóng)損失。

2.3.10 費(fèi)用結(jié)算。根據(jù)服務(wù)協(xié)議與驗(yàn)收結(jié)果結(jié)算費(fèi)用。費(fèi)用結(jié)算包括計(jì)算到戶(hù)費(fèi)用、收取農(nóng)戶(hù)費(fèi)用。向煙農(nóng)收費(fèi)計(jì)算公式為：服務(wù)收費(fèi)=服務(wù)實(shí)施量×質(zhì)量合格率×單價(jià)。

3 取得的成效

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

相比傳統(tǒng)噴霧器人工植保作業(yè)，采用無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)化飛防可使煙農(nóng)節(jié)約植保成本1 305元/hm2（用工成本節(jié)約1 200元/hm2+用藥成本節(jié)約105元/hm2）。通過(guò)植保無(wú)人機(jī)飛防服務(wù)的開(kāi)展，合作社獲得了一定的經(jīng)濟(jì)收入，也增強(qiáng)了專(zhuān)業(yè)化服務(wù)能力。以2020年為例，合作社通過(guò)飛防獲得收入30.63萬(wàn)元（煙葉飛防收入1.18萬(wàn)元+大農(nóng)業(yè)飛防收入29.45萬(wàn)）。

3.2 社會(huì)效益

通過(guò)無(wú)人機(jī)植保統(tǒng)防統(tǒng)治，實(shí)現(xiàn)了病蟲(chóng)害的高效精準(zhǔn)防治，解放了勞動(dòng)力，緩解了農(nóng)村勞動(dòng)力不足的矛盾，降低了病蟲(chóng)害的發(fā)生，減少了煙農(nóng)的開(kāi)支。該技術(shù)廣受煙農(nóng)好評(píng)。

3.3 生態(tài)效益

無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)化飛防精準(zhǔn)施藥提高了煙葉生產(chǎn)的安全性，降低了病蟲(chóng)害防治對(duì)環(huán)境的破壞程度。

4 建議

4.1 加強(qiáng)無(wú)人機(jī)飛手選聘與培訓(xùn)

在實(shí)施無(wú)人機(jī)飛防過(guò)程中，重噴、漏噴或噴施濃度過(guò)大造成藥害等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，應(yīng)加強(qiáng)無(wú)人機(jī)飛手選聘與培訓(xùn)，盡量減少失誤的發(fā)生。

4.2 拓寬無(wú)人機(jī)飛防范圍

雖然無(wú)人機(jī)飛防大幅提高了煙葉植保效率，但其對(duì)于病蟲(chóng)害的防治仍然存在局限性，比如青枯病、黑脛病等需要灌根防治的病害就不適宜采用無(wú)人機(jī)飛防。如何拓寬無(wú)人機(jī)飛防的范圍是未來(lái)研究的重點(diǎn)。

4.3 將無(wú)人機(jī)納入農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼

無(wú)人機(jī)的購(gòu)買(mǎi)價(jià)格較高，合作社需要貸款經(jīng)營(yíng)。而且無(wú)人機(jī)使用壽命不長(zhǎng)，一般為3～5年。此外，電池消耗較大，使用壽命一般為200～300次。無(wú)人機(jī)飛防成本高、盈利微薄，建議將無(wú)人機(jī)納入農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼范圍，降低合作社經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。