關(guān)于小型無人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保應(yīng)用中的思考

寧 峰

（吉林醫(yī)藥學(xué)院，吉林 吉林 132013）

隨著中國市場經(jīng)濟(jì)的快速增長，農(nóng)業(yè)的作用越來越突出。盡管第三產(chǎn)業(yè)的增長率很高，但其基礎(chǔ)仍然是農(nóng)業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)植保已經(jīng)成為一項重要的社會責(zé)任，得到了廣大農(nóng)民、農(nóng)業(yè)機(jī)構(gòu)、企業(yè)的認(rèn)可。為更好地推動農(nóng)業(yè)的發(fā)展，必須加強對農(nóng)業(yè)植保的研究，并且利用先進(jìn)的無人機(jī)技術(shù)，實施更加精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)管理，提升農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率，確保農(nóng)業(yè)的安全性、可持續(xù)性。而采用小型無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)植保，可以大大降低農(nóng)民的勞動強度，極大提高工作效率，并且可以實現(xiàn)科學(xué)均衡的耕種，從而大幅度增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，這種技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保中的重要性日益凸顯。然而，在農(nóng)業(yè)植物防護(hù)的實施過程中仍然存在一些挑戰(zhàn)，需要采取措施加以解決。

1 傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)植保的局限性

隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，小型無人機(jī)的研發(fā)進(jìn)步顯著，使得它們在農(nóng)業(yè)植物防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用更加迅猛。然而，由于它們的特殊性，使得它們在實際操作中仍然存在許多挑戰(zhàn)，從而對農(nóng)業(yè)植物防護(hù)的進(jìn)行造成了極大的影響，表現(xiàn)在兩個方面。盡管小型無人機(jī)的持續(xù)作業(yè)時間有限，但仍有必要加強其續(xù)航能力，更好地滿足日益增長的生產(chǎn)需求，因此，應(yīng)該著重解決其中的技術(shù)難題，例如：充電時間過長、續(xù)航能力不足等。盡管小型無人機(jī)具有自動躲避障礙和防摔耐摔等功能，但因為它們的工作量巨大，而且相關(guān)工作人員數(shù)量也較少，從而使得工作效率無法達(dá)到預(yù)期的要求。在農(nóng)業(yè)植保工作中，農(nóng)藥的使用是十分危險的，因為它們可能會與個體發(fā)生接觸，從而造成嚴(yán)重的后果。如果不慎將農(nóng)藥噴灑到眼睛或者嘴巴里，就有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問題，甚至死亡。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，使用小型無人機(jī)來完成農(nóng)業(yè)作業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)今農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，因此，農(nóng)業(yè)植保工作必須實施機(jī)械智能化改革。

2 小型無人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保中的發(fā)展情況

2.1 在國際上的發(fā)展?fàn)顩r

目前，無人機(jī)可以被劃分為軍事和民用兩大類，而農(nóng)業(yè)植保則更多地被歸入民用范疇，因此，世界各地都十分看重?zé)o人機(jī)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是農(nóng)業(yè)航空技術(shù)，它已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的核心，在農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的份額也越來越大。自20 世紀(jì)末以來，許多農(nóng)業(yè)國家都積極推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化，并將無人機(jī)技術(shù)普及至農(nóng)業(yè)植物保護(hù)領(lǐng)域，取得了顯著的成效。1990 年，日本首次開發(fā)出全球第一款可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)植保的無人機(jī)，它可以實現(xiàn)對病蟲害的快速、準(zhǔn)確地控制，引起了全球的高度重視，為貧困地區(qū)的農(nóng)業(yè)植保提供了強有力的支持，并且促進(jìn)了無人機(jī)的普及，從而極大地提升了相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)水準(zhǔn)。特別是針對美國這樣的農(nóng)業(yè)大國，由于耕地面積龐大，但勞動力短缺，因此，將無人機(jī)技術(shù)運用到農(nóng)業(yè)植物防治領(lǐng)域?qū)蔀槲磥淼囊环N重要發(fā)展方向。隨著科技的不斷發(fā)展，無人機(jī)已成為農(nóng)業(yè)植保的重要手段，它不僅可以實現(xiàn)精準(zhǔn)地噴灑藥物和監(jiān)測農(nóng)作物的生長情況，還可以實現(xiàn)對農(nóng)田的實時反饋，這一技術(shù)的普及，使得農(nóng)業(yè)的發(fā)展變得更加高效、智能，受到了當(dāng)?shù)鼐用竦囊恢潞迷u。

2.2 在國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r

隨著21 世紀(jì)初政府的推動，我國開始使用無人機(jī)來改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。這種新型的技術(shù)不僅可以顯著提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，還可以減少60%的人力成本，還可以為農(nóng)業(yè)科學(xué)研究和生產(chǎn)領(lǐng)域的企業(yè)提供更多的支持。根據(jù)最新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2020 年，中國擁有超過300 家專門從事農(nóng)業(yè)植物防護(hù)技術(shù)的企業(yè)，而且，根據(jù)不同的地理環(huán)境、氣候條件和特定需求，可以使用的小型無人機(jī)種類也達(dá)到了170 種以上。隨著5 000 架以上的無人機(jī)被廣泛使用，它們的出現(xiàn)極大地推動了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，并且將會對當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生重要的影響，從而推動了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)增長，并且推動科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步。2013 年，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國農(nóng)業(yè)技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，特別是小型無人機(jī)的出現(xiàn)，使它們成為農(nóng)業(yè)機(jī)械化的關(guān)鍵力量。盡管這種技術(shù)的使用率已經(jīng)顯著提高，但與發(fā)達(dá)國家相比，我國的小型無人機(jī)在農(nóng)業(yè)植物防治方面的應(yīng)用水平依舊落后，需要加強研究和改造，以期望能夠取得更好的效果。

3 小型無人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保中的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 小型無人機(jī)技術(shù)研究

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的小型無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，不僅僅是在高校和相關(guān)技術(shù)公司的支持下，而且在全球范圍內(nèi)也取得了顯著的成果，但是，為了更好地滿足消費者的需求，還需要各行業(yè)持續(xù)努力。自2004 年以來，我國的航空噴灑藥物作業(yè)受益于先進(jìn)的技術(shù)，可以根據(jù)不同的農(nóng)作物實施定時定量地噴灑，這樣可以大大縮短施藥的時間，提升施藥的效率，并且可以使施藥的均勻性達(dá)到最佳，避免因施藥濃度過高而損害農(nóng)作物的風(fēng)險。2007 年，第一臺應(yīng)用于農(nóng)業(yè)植保的無人機(jī)成功投入使用，使得小型無人機(jī)可以被普遍地運用于農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域，取得了顯著的成果。

3.2 在矮稈農(nóng)作物中無人機(jī)取得良好效果

矮稈農(nóng)作物，如蕎麥、水稻和大豆，已經(jīng)成為農(nóng)產(chǎn)品的重要來源。然而，由于人均糧食水平較低，提升這些作物的生產(chǎn)量仍然是一項重要的任務(wù)。特別是在雜交水稻的推廣應(yīng)用中，它能夠有效減輕人均糧食消耗，而植保無人機(jī)也在這一領(lǐng)域中獲得了巨大的成功。利用無人機(jī)技術(shù)，結(jié)合不同的農(nóng)作物的特性，精準(zhǔn)施用農(nóng)藥和營養(yǎng)物，能夠有效防止農(nóng)田中的病蟲害及雜草的滋生。通過使用小型無人機(jī)，可以對雜交水稻的生長過程進(jìn)行實時監(jiān)測，并記錄下來。這樣，就可以精確地找到需要的地方，并及時施加農(nóng)藥和其他營養(yǎng)物質(zhì)，從而提高工作效率。隨著雜交水稻的生長，傳統(tǒng)的人工勘察方式已經(jīng)難以滿足當(dāng)前的需求，甚至有可能導(dǎo)致糧食的浪費。為了解決這一問題，無人機(jī)技術(shù)應(yīng)運而生，它們既可以用來巡查，也可以實時傳輸種植圖像，從而有效減少對人力的依賴，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。在一些特殊的農(nóng)業(yè)環(huán)境中，由于地形的復(fù)雜性，使得工作人員難以移動，因此，小型無人機(jī)就顯得尤為重要。它們具有輕巧、靈活的特點，能夠及時收集地形、地貌等信息，并能夠及時收集有價值的樣本，從而為農(nóng)業(yè)植物的管理提供有效的參考。根據(jù)科學(xué)家的調(diào)查，在采用無人機(jī)技術(shù)之前，我國的農(nóng)田防護(hù)覆蓋率僅為5.6%，而采用無人機(jī)技術(shù)后，該比例超過了20%，這充分證明了無人機(jī)技術(shù)在農(nóng)田防護(hù)領(lǐng)域的顯著優(yōu)勢和重要性。

4 我國小型無人機(jī)技術(shù)缺陷

盡管小型無人機(jī)在農(nóng)業(yè)植物保護(hù)方面具有巨大潛力，可以有效提升農(nóng)作物的覆蓋面積，但由于我國的技術(shù)研發(fā)落后，導(dǎo)致了一些技術(shù)方面的不足。

4.1 小型無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用尚待臻于至善

隨著農(nóng)業(yè)植?；顒拥某掷m(xù)，由于耗時較長，使得無人機(jī)的維護(hù)成本也相對增加，特別是當(dāng)噴頭堵塞、電壓失控等問題發(fā)生時，由于技術(shù)難以及時解決，工作人員只能依靠傳統(tǒng)的手動操作來完成任務(wù)。隨著科技的發(fā)展，我國小型無人機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)超越了全球的平均水準(zhǔn)，可以更有效地完成農(nóng)業(yè)植保任務(wù)。然而，由于技術(shù)人才的短缺，從而導(dǎo)致無人機(jī)的使用受到影響，增加了農(nóng)業(yè)植保的成本。隨著技術(shù)的進(jìn)步，小型無人機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)不再受到時間周期、成本投入和回收效率的限制，可以有效提高農(nóng)業(yè)的發(fā)展效率。然而，由于技術(shù)問題仍然存在，因此，在實際應(yīng)用中仍需要解決這些問題。

4.2 實際作業(yè)缺乏專業(yè)性

由于缺乏專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo)，使用小型無人機(jī)進(jìn)行農(nóng)業(yè)植保作業(yè)時，雖然它們的造價相對較低，但其破壞率極高，而且它們常常被放置在室外，如果操作者缺乏必要的基本知識，就會大大降低它們的使用壽命，從而影響農(nóng)藥的噴灑效果，甚至?xí)绊戅r(nóng)作物的生長發(fā)育。

4.3 維修網(wǎng)點建設(shè)缺乏完善性

隨著科技的發(fā)展，鄉(xiāng)村地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)普及越來越廣泛，但由于信號質(zhì)量的限制，無人機(jī)的使用仍受到一定的限制。為此，政府采取了一系列措施來改善這種情況，比如建立新的網(wǎng)點，以降低運營成本，減少維修人員的負(fù)擔(dān)，并且為大規(guī)模的作業(yè)場地配備專門的技術(shù)人員，以滿足無人機(jī)的使用要求。隨著技術(shù)的發(fā)展，人力、物力和財政的投入都變得越來越重要，但是由于缺乏大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，使得無人機(jī)的運行效率受限，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量較差。

5 小型無人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保中的應(yīng)用措施

5.1 開展小型無人機(jī)技術(shù)研制

隨著農(nóng)業(yè)植保技術(shù)的發(fā)展，小型無人機(jī)可以滿足多種不同的應(yīng)用需求，它們可以實時監(jiān)測農(nóng)田農(nóng)作物的生長情況，捕捉特征部位，并且可以精確定點定量地噴灑藥劑，從而更好地滿足農(nóng)業(yè)植保的需求。為了更好地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)植保作業(yè)，必須加強無人機(jī)技術(shù)，增加其功能，并根據(jù)實際情況不斷改進(jìn)和優(yōu)化其部分功能。由于無人機(jī)在戶外環(huán)境中的復(fù)雜性，它們經(jīng)常會遭遇極端的天氣條件，為了確保安全，必須提高其穩(wěn)定性，并且增強其螺旋槳的結(jié)構(gòu)。另一方面，由于無人機(jī)容易墜毀，甚至陷入稻田，為了避免發(fā)生意外，還應(yīng)該配備定位系統(tǒng)，以便工作人員快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)它們，從而延長其使用壽命，節(jié)省成本。

5.2 建設(shè)專業(yè)化的服務(wù)隊伍

為了確保無人機(jī)的有效運用，應(yīng)建立一支專業(yè)的服務(wù)團(tuán)隊，其中包括經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員，他們不僅熟悉無人機(jī)的基本操作，還會結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件，給出有針對性的建議，以便更好地滿足客戶的需求。此外，還會定期給予工作人員專業(yè)的培訓(xùn)，以便他們更好地掌握無人機(jī)的操作方法，從而更有效地完成農(nóng)業(yè)植物的護(hù)理任務(wù)。為了能夠有效地完成農(nóng)業(yè)植物防治任務(wù)，操縱無人機(jī)的工作者需要不斷學(xué)習(xí)和掌握專業(yè)的技術(shù)，并且要求自己按照嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)來操縱和管理這些設(shè)備。由于工作人員的操作質(zhì)量和熟練掌握的技巧，無人機(jī)的使用壽命可以得到有效提升，而且，通過及時的反饋和專業(yè)的指導(dǎo)，可以有效地避免出現(xiàn)任何問題，從而充分利用無人機(jī)的優(yōu)勢，有效解決農(nóng)業(yè)植保的實際問題，提高農(nóng)業(yè)植保的效率，推動無人機(jī)的普及和應(yīng)用。

5.3 完善維修網(wǎng)點

由于小型無人機(jī)的成本昂貴，而且需要良好的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，所以維護(hù)和保養(yǎng)網(wǎng)點就顯得尤為重要。然而，在現(xiàn)實生活中，大規(guī)模的建立網(wǎng)點往往會帶來負(fù)擔(dān)，因此，需要采取措施，加強網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和保養(yǎng)，以確保無人機(jī)的正常運行。如果網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量良好，就可以大大縮短無人機(jī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間，并且降低實時監(jiān)測圖像的延遲，可以更加迅捷地獲取到有關(guān)農(nóng)田的信息，并且在遇到任何問題的時候，都能夠立即趕往現(xiàn)場處理。擁有優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可以讓無人機(jī)在遇到緊急情況時，更加迅速、靈活地進(jìn)行操控，從而提升整個農(nóng)業(yè)植保系統(tǒng)的效率和精準(zhǔn)性。此外，優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境還能夠減少維修網(wǎng)點的數(shù)量，提升工作人員的操控能力。

5.4 建立健全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

通過建立完善的無人機(jī)行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，將會顯著地推動無人機(jī)技術(shù)的普及，并且確保其制造、使用、維護(hù)等方面的質(zhì)量，從而使得整個行業(yè)的生產(chǎn)水平得到有效控制，這將成為未來無人機(jī)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是未來的發(fā)展方向。

6 結(jié)語

農(nóng)業(yè)植保對我國經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要，其有效性和可靠性已成為當(dāng)今農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的焦點。而小型無人機(jī)的運用，可以大大提升農(nóng)業(yè)植保的效率，有助于縮短農(nóng)業(yè)技術(shù)的落后，從而推動我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。