摘自：《農業工程技術-農業信息化》2023年第6期

作者：于冠楠

摘要：隨著世界人口的擴大,農業勞動力的相對減少,為了滿足糧食需求,越來越多的自動化、高工效農業機械投入使用,該文詳細介紹了植保無人機低容量噴霧技術在農作物病蟲害防治中的應用現狀和優勢,重點講述了其在農藥″減量增效″方面的實踐應用,旨在為農業生產提供一種新的技術手段,實現農藥減量增效,促進農業生產可持續發展。

關鍵詞：植保無人飛機；低容量噴霧技術；農藥減量增效

隨著農業生產的集約化和勞動力短缺,農作物產量的提升一方面依賴大型機械,另一方面也更加依賴農藥及化肥等投入品的增加,而過度使用農藥,不僅會造成土地污染和水源污染,還會導致農產品的殘留問題。因此,如何減少農藥浪費,合理使用農藥,以有效提高農產品質量和安全性,這已成為現代農業生產的迫切需求^[1]。傳統的農藥施藥方式主要是人工及地面機械噴霧,存在噴霧不均勻、耗時耗力等缺點。隨著科技的不斷進步,植保無人飛機噴霧技術被引入農業生產中,取得了很大的成功。本文旨在介紹無人機噴霧技術的優點,以及其對農業生產所產生的作用。

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無人機噴霧技術的發展

1.1   噴霧技術的發展歷程

傳統的噴霧方式主要采用手持式、車載式和拖拉機式噴霧設備,為克服傳統噴霧方式噴霧不均勻、效率低、使用農藥量大等缺點,人們將現代化技術引入農業生產中。

20世紀60年代發展起來的飛機噴霧技術在農業生產中得到廣泛應用,但存在著大量的農藥浪費和對環境的污染問題。為此,人們開始嘗試使用噴霧無人機,以便更好地控制噴霧效果。2000年以來,隨著GPS技術和地面控制系統的發展,噴霧無人機的應用開始普及。低容量噴霧技術作為一種新興技術,主要在20世紀90年代開始發展。在這種技術下,每個噴嘴每秒鐘只需噴出50毫升以下的農藥液體,這種技術不僅可以提高噴霧效率,降低農藥使用量,而且減少環境污染和農藥殘留問題^[2]。

1.2   無人機噴霧技術的優勢

(1)提高噴霧效率：無人機噴霧技術能夠進行全自動噴霧作業,不受地形、作物生長狀態和噴霧環境的限制,噴霧效率比傳統噴霧方式更高,同時還可以節約噴霧時間和人工成本。

(2)減少農藥使用量：無人機低容量噴霧技術每個噴嘴每秒鐘噴出的液體量小于50毫升,相對于傳統噴霧方式可以減少農藥使用量,減少環境污染和農藥殘留問題^[3]。

(3)提高噴霧精度：無人機噴霧技術可以通過GPS定位、地面控制系統等技術實現精確的噴霧操作,提高了噴霧精度,降低了噴霧誤差,確保了作物的安全和健康。

(4)安全性高：傳統的噴霧設備由于操作員需要直接接觸農藥,存在著安全隱患。而無人機噴霧技術可以避免直接接觸農藥,減少了工作人員的風險。

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低容量噴霧技術的原理與特點

2.1   低容量噴霧技術的原理

低容量噴霧技術采用的是高壓霧化技術,即將液體農藥通過高壓泵送入噴嘴,在高速氣流作用下,將農藥液體霧化成細小顆粒,形成一定濃度的農藥霧氣,然后通過風扇或無人機的螺旋槳噴灑到作物上。其采用的噴嘴多為陶瓷噴嘴或不銹鋼噴嘴,呈現霧滴均勻、尺寸小、飄移小、液體利用率高的特點,可以將農藥更加精確地噴灑到作物上,達到農藥的高效利用和減少環境污染的目的。

2.2   低容量噴霧技術的特點

(1)噴霧量?。旱腿萘繃婌F技術采用高壓霧化技術及霧滴破碎技術將農藥液體霧化成細小顆粒,使得每個顆粒都能夠均勻地覆蓋到作物上^[4]。相較于傳統噴霧技術,低容量噴霧技術噴霧量小,可以達到更精準的噴霧效果。

(2)噴灑均勻：低容量噴霧技術采用的噴嘴多為離心噴嘴或陶瓷噴嘴和不銹鋼壓力式噴嘴,其特點是霧滴均勻、尺寸小、飄移小、液體利用率高^[5],可以將農藥更加精確地噴灑到作物上,達到農藥的高效利用和減少環境污染的目的。

(3)減少藥物浪費：傳統噴霧技術中,由于噴霧量大、顆粒不均,會造成大量的藥物浪費,同時也會造成環境污染和農藥殘留。而低容量噴霧技術采用高效霧化技術,可以大幅度減少藥物浪費和環境污染^[6],從而實現更加可持續的農業生產方式。

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無人機低容量噴霧技術在農業中的應用

3.1   無人機低容量噴霧技術在農業中的應用現狀

無人機低容量噴霧技術在農業中的應用現狀正在逐漸擴大和深入。目前,已經有很多國家和地區將無人機低容量噴霧技術納入到現代化農業生產中,并且取得了顯著的效果。

中國是植保無人飛機低容量噴霧技術應用最為廣泛的國家之一,不僅應用于水稻、小麥、蔬菜等作物的噴霧,還廣泛應用于果樹、茶葉、橄欖等作物的噴霧。據行業統計,中國農用無人機的市場規模已經超過100億元。

美國是無人機低容量噴霧技術的發源地之一,該技術已經廣泛應用于玉米、大豆、棉花等作物的噴霧。無人機噴霧機的普及率在美國持續上升,據預測,2025年美國的農業無人機市場規模300億美元。

3.2   無人機低容量噴霧技術在農業中的優勢

(1)提高噴霧精度：傳統噴霧方式,往往會造成過量噴灑、漏施、遺漏等問題。而無人機低容量噴霧技術采用先進的定位導航和精準噴灑控制技術,可以實現高精度噴霧,有效避免噴灑誤差和浪費現象,從而提高作業效率和噴霧效果。

(2)減少農藥使用量：傳統的噴灑方式往往會造成浪費和重復噴灑,導致農藥使用量增加。而無人機低容量噴霧技術可以根據不同的作物和病蟲害情況,精準計算農藥用量和噴灑面積,最大限度地減少農藥使用量,達到″農藥減量增效″的目的。

(3)保護環境和人類健康：傳統的噴灑方式往往會對人類健康和環境造成污染和危害,而無人機低容量噴霧技術可以實現精準噴灑,減少噴灑誤差和飄散現象,從而減少農藥對環境和人類健康的危害。

(4)提高作業效率：傳統農用噴霧器等手持噴霧方式往往需要人力操作,作業效率低下。而無人機低容量噴霧技術可以實現自主飛行和自動噴灑,大大提高了作業效率和作業面積。

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結語

在農業生產中,農藥使用是一項重要的生產措施,但傳統的農藥噴灑方式往往存在使用量過多、環境污染等問題。而植保無人機低容量噴霧技術可以有效解決這些問題,通過提高噴灑精度、減少農藥使用量、保護環境和人類健康、提高作業效率等多個方面,達到″減施增效″的目的,促進現代化農業生產的發展。

雖然植保無人機低容量噴霧技術在農業生產中已經得到了廣泛的應用,但是在實際應用中還需要不斷完善和優化技術,例如針對不同的農作物和不同的病蟲害情況,需要開發更加精準的噴霧方案,以進一步提高噴霧效果和效率。

參考文獻：

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[3]何薇薇. 一種超低容量噴霧施藥的專用增效劑及其制備方法與應用[D].安徽農業大學,2018.

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[5]閆曉靜,褚世海,楊代斌,等.給農業插上科技的翅膀：植保無人機低容量噴霧技術助力農藥減施增效[J].植物保護學報,2021,48(3):469-476.

[6]王明,王希,何玲,等.植保無人機低空低容量噴霧在茶園的霧滴沉積分布及對茶小綠葉蟬的防治效果[J].植物保護,2019,45(1):62-68+87.