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基于无人飞机施药技术的农业植物保护策略的研究

赵克思

济南市农业技术推广服务中心,山东济南,250021

摘要: 无人机施药技术的使用,能够有效根据区域特征和气象条件等因素分析,控制合理的雾滴大小,严格把控施药量和速度,保证施药的精准度,进而提高农业施药的质量和效率,发挥农业的作用,促进规模化农业生产的实现。在无人飞机施药技术的使用下,能够有效减少农药消耗,降低施药过程对周围环境的不良影响,以更科学、智能的手段进行施药作业,达到农业植物保护效果,为现代化农业发展提供保障。对此,本文分析了无人飞机施药技术的农业植物保护优势及策略,希望能够对相关工作提供一定帮助。
关键词: 无人飞机;施药技术;农业植物保护
DOI:10.12721/ccn.2023.157058
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引言:现代农业发展过程中,农药成为不可或缺的一部分,是农产品病虫害防治的重要工具。但随着农业生产规模的不断扩大,对施药效率提出更高的要求,如何能够提高施药效率并保护农业植物,成为当前农业发展需要重点考虑的问题。在此背景下,无人飞机施药技术应运而生。

1. 无人飞机施药技术的农业植物保护优势

科技的发展下,无人飞机在农业植物保护领域不断普及,且发挥着较好的应用效果,促进农业现代化发展。无人飞机施药技术在农业植物保护中的应用,具有诸多优势。一方面,相较于传统的农药喷洒方式,无人机施药技术更加安全高效,减少农药残留,控制安全施药距离,保证施药效果的同时,减少农药对人员危害。相比而言,无人机施药技术的喷洒效率要高出传统喷洒效率100倍以上。另一方面,无人机施药技术在农业植物保护中的应用,能够控制作业高度,以自动定位方式,控制运行方向和稳定性,保持喷洒沿垂直向下方向开展,极大程度上节约了水资源和农药使用量[1]。另外,在不同的地域环境下,无人机施药技术均能稳定发挥,不受周边因素的影响,具有更强的适应能力,可以有效降低施药难度,提高农业植物保护效率。

2. 无人飞机施药技术的农业植物保护策略

为深入研究在农业植物保护中无人飞机施药技术的实施过程和效果,本文以济南某麦田的保护为例,其总面积8hm2,区域温度28-30摄氏度左右,风俗2.5-3.5m/s,受气候因素的影响,麦田生长容易受到节节麦、多花黑麦草等干扰。所以,针对此块麦田进行药物治理尤为重要。在药物保护治理过程中,使用浓度15%的炔草酯可湿性粉剂,浓度6.9%的精噁唑禾草灵水乳剂,浓度为3%的磺酰脲类除草剂甲基二磺隆和浓度为24%的烷基乙基磺酸盐作为主要药剂,采用无人飞机施药技术,开展植物保护工作。

2.1 药物配置

结合以上所选择的药剂,按照使用需求和标准进行药物配置,具体使用450ml/hm2的炔草酯可湿性粉剂、900ml/hm2的精噁唑禾草灵水乳剂、450ml/hm2的磺酰脲类除草剂甲基二磺隆和450ml/hm2的烷基乙基磺酸盐,配比为1.5:0.8:1.5:0.8。配比确定后,按照药物的总使用量,计算四种不同的药剂使用量,分别为3.6L、7.2L、3.6L和7.2L。在此基础上,将药物配比与药剂稀释配比用水量相乘,确定稀释各药剂所需用水量,最终得出四种药剂稀释总需2400L的水量。准备相应的水和药剂,进行药物配置,以备后续使用。

2.2 区块划分

由于该麦田的总面积较大,需要施药的区域范围较广,所以,为了保证施药的精准度,避免对周围环境造成产生影响,在区块划分过程中,首先分割出边界范围,控制其10m宽度,并以此为基础,按照洁净水源储备为标准,设计起落位置。最终按照面积情况和区域特点等,将整个麦田划分成12个区块,分别进行无人机施药。

2.3 施药保护

无人飞机施药过程中,采用Freeman-2000 型单旋翼植保无人飞机,其在使用过程中,具有较高的精准度,喷雾机具可准确控制相关参数。该无人机中主要包括喷头、软管、液泵、喷杆和矩形药箱等。喷头共有9个,在使用过程中,按照垂直飞机周轴的方式,垂直向下、等间距布设,控制彼此间距为50cm。在喷洒药物的过程中,该区域的风速大致在2m/s左右,且基本不会出现药剂雾滴的漂移问题。在操作过程中,控制无人机飞行高度在3.5m以内,基本保持在3m左右,且不低于2.5m,以此确保药物能够均匀喷洒在作物的表面,不会出现局部严重堆积的问题。在正式作业之前,设置合理的无人机飞行速度,综合考虑药物施加效率、输出流量等因素,为达到4L/min的药物流量,控制无人机飞行速度为30m/min[2]。在此过程中,需要尤为注意,加强操控端的专业控制,以维持无人机飞行稳定性。为保证无人机在作业过程中不会受到外界环境因素的严重影响,在设计过程中,选择了合适的作业路线,确保无人机自主飞行喷雾能够按照该路线有序稳定进行,提高施药操作的精度,并在多个无人机共同运行的环境下,提高整体施药效率,针对目标地块完成高效的处理任务。

在该麦田当中,划分出了边界地块,作为特殊地块,在对特殊地块处理的过程中,首先考虑飞行喷雾作业本身的飞行速度对无人机产生的漂移影响,并在边界地块施药处理过程中,控制无人机的速度为20m/min,保持平行匀速向边界地块喷洒农药。在此过程中,将喷头数量减少至5个,以此控制喷洒范围,提高施药精度。其次,对无人机的喷洒参数进行调整设置,控制其与作物之间的距离在2米左右,并形成3L/min的流量值,采用匀速闭环喷洒的方式,向特殊区块进行施药,以此避免该过程对与其相邻区块作物造成二次施药的影响。在施药过程中,可能存在部分区块位于丘陵地形的问题,此时可控制无人机,以手动操作方式,防止在该飞行模式下,受坡度变化影响,造成严重的喷洒高度波动问题,保证施药工作稳定开展。

3. 无人飞机施药技术的农业植物保护发展前景

无人飞机施药技术在农业植物保护中,之所以能够广泛应用,主要在于其安全高效优势,有效减少农业中毒问题,提高施药效率和精准性。在我国土地流转趋势进一步加大的环境下,受外部相关因素的影响,农业植物保护中的无人机施药技术面临着新的机遇和挑战,在不断优化完善下,将受到越来越多农民的欢迎和支持,在农业生产中发挥更重要的作用。

1)技术更加成熟。随着无人机施药技术的不断挖红薯那,市场规模不断扩大,在人工智能、大数据、5G技术、云平台等先进技术的影响下,无人机施药技术将更加成熟,会被更广泛地应用于农业植物保护当中,并使得相关服务及配套产品更加完善。

2)系统功能更加丰富。在人工智能技术的作用下,无人机施药系统将在已有的相关参数指标基础上,集成共享经济机型,实现实时控制效果,结合实时雾滴分布情况、实时滴药量受漂移参数的影响等因素,分析确定合适的喷药量,因此避免出现漏喷或反复喷的问题[3]。同时,在技术的支撑下,无人机施药技术将不再局限于农业植物保护领域,仅作为施药工具,还能够进一步收集地理数据、气象信息和农业数据等,并按照数据整合分析,对植物病虫害情况进行分析,制定相应的应对措施和解决方案,发挥技术优势,丰富系统功能。

3)实现多机合作。在技术的不断研发和优化下,植物保护领域的无人机使用,将转变单一模式,发展多元化模式,实现多机合作开展工作的效果。在信息技术的作用下,建立无人机监测系统平台,对无人机施药路线进行科学规划,多机结合,实现精准喷洒和自动变量喷洒,提高施药质量和效率。

结论:综上所述,农业植物保护工作,是农业生产发展中的重要部分,关系到农业生产质量和发展持续性,直接影响农作物的质量和产量。在农业种植规模不断扩大的环境下,农业植物保护中的无人机施药技术受到更多关注,为充分发挥其优势作用,在操作实施期间,应当做好药物配置、区块划分、药物喷洒等工作,控制施药质量和效率,提高病虫害防治效果,达到植物保护目的。