植保无人机在农作物种植过程中运用和优化的有效手段

农作物植保工作，能有效地提升农业生产效能，使得农民的收入得以提升。为更好地强化农作物植保效能，将植保无人机运用在其中，能最大化地提升地减少病虫害对于农作物的危害，使得农作物的质量和产量皆有提高，为农业的持续发展提供助推力。因此，相关人员应因地制宜地进行植保无人机的运用，以为当地农业技术水平的提升、农业生产水平的提升保驾护航。

一、植保无人机概述

1、植保无人机的类型

随着无人机的不断发展，植保无人机的种类也随之增多，且机械设备的数量也在逐步地增加。植保无人机类型包括油动、电动、固定翼、单翼、多翼五种类型。

2、植保无人机运用的优势

第一，提高工作的有效性。植保无人机是以高速、高效率为特点的新型农业机械设备。在以小时为计量方式单位的农业生产过程中，植保无人机的工作面积可以达9hm2，是常规施药工作的上百倍。植保无人机作业，采用地面遥控技术，飞行控制的方法，通过远程遥控操作，保证作业过程中的安全性，降低对农业作业人员造成的伤害，提高施药效果。第二，使用成本低。植保无人机应用于农业生产中，喷洒药剂可充分散布于作物表面，具有高精度应用的优点，降低材料损耗，提高材料的成本管控效率。与普通喷雾方式相比，在使用农药时，可以节省50%的农药，并且可以节省90%的用水量，降低农业生产的费用。第三，作业效果显著。利用植保无人机对农业害虫进行喷雾，可以提高药剂的穿透能力，为农业病虫害的防控工作提供保证。第四，操作便捷。植保无人机以其体积小，质量轻，维护方便等优点，被越来越多地用于农业领域，且具有成本低，操作简便等优点。

二、植保无人机在农作物植保工作中的运用

1、利用植保无人机播撒种子与授粉

植保无人机可以运用于农产品的各个环节，帮助农民进行各种农业生产活动，是新型的无人机种类。例如，可以通过使用植保无人机的智能化的播种方式来实现对农作物的种植，建立起播种系统，向植保无人机上装入种子，利用植保无人机在田间进行作业，保证其在田间的每一寸土地上都能有效地进行作业。

授粉是植物结果必须经历的重要环节，通常由昆虫授粉或人工授粉完成。昆虫授粉受气候条件影响较大，若植株开花周期较短，极易错失最佳授粉期。人工授粉的工作对象通常为自花不结实、雌雄同株而异花以及雌雄异株的果树上，或无授粉树，以及花期气候恶劣，不利于自然授粉情况下的作物。采用人工方式进行授粉，不但工作效率低下，劳动费用也很高，碰到四五公尺以上的果树，仍需攀爬梯子才能完成工作，如采用喷雾式授粉器，其撒布效果不够均匀，种子压实较低。在劳动力价格持续上涨和行业良性发展的需求下，可以采用新型的基于自动控制技术的喷雾式植保无人机喷雾技术，相对于传统的手工授粉，无人机授粉效率更高，成本更低，可使农民更好地把握最好的授粉时间，发挥最大的效益。利用无人机进行授粉，既可保证瓜类蔬菜的坐果率和产量，又可防止常规授粉方法（如人为污染等）造成的病虫害传播，同时还可降低农药施用和残留。山东省济宁市大面积种植油茶，但因其较我国南方地区气温较低，秋季降温比南方油茶中心产区早，在油茶开花期间昆虫活动少，导致油茶自然授粉后的坐果率低下。利用人工授粉技术，能有效地提高油茶天然授粉能力，是克服油茶授粉能力较弱的重要手段，且无人机进行授粉，日均工作面积40hm2左右，年平均333.33hm2左右，坐果率可达12.9%～39.6%，平均坐果率为22.3%。

2、利用植保无人机喷施液肥

在农业上，植保无人机可以用于肥料的施用，即在飞机上加载液态肥料，利用其在空中的移动，向田间喷洒液体肥料。在使用植保无人机的情况下，施用液体肥料是最好的方法。由于植保无人机主要是使用植保无人机进行叶面施肥，化肥形态为液态，且其中富含多种微量元素，可以给作物提供足够的养分。常规的农业生产中，由农民人工喷雾，手工向叶面施肥，不仅效率较低，且还会出现喷洒不均匀的问题。利用无人机辅助肥料施用，可以改善施肥效率。根据实际运用情况可知，一台植保无人机在1h内能为30亩耕地提供肥料，大幅提升了肥料利用率。如在山东省济宁地区进行无人机施肥赤霉素叶片喷雾技术，在使用之前将粉末用乙醇溶液进行稀释，在抽穗10%时进行第一次喷雾，每隔一天进行一次喷雾，整体作业良好。此外，在施肥之外，为提升农业种植效能，还可以采用无人机喷施脱叶催熟剂，促使棉花能集中吐絮。

3、利用植保无人机喷洒农药

在农业种植过程中，往往要进行化学药剂的喷施，以往的农业工作都是由农民自己进行药剂配制、施药，这样的工作模式效能不高，由于不能确保喷雾精度，往往会大量喷出，造成大量的农药残留，对人类身体造成威胁。植保无人机可以实现对施药过程的智能化控制，可以有效地解决现有农业生产中存在的问题。操作人员可以在植保无人机上加载农药，确保精准喷雾，通过对用量的合理控制，防止过量施药，重点在于减轻人工工作量，提高施药效果。

例如，在山东省济宁市进行辣椒种植期间的植保工作中，可以运用植保无人机进行大面积的农药喷洒病虫害防治药剂，以此提升辣椒产量。此时，需要在植保无人机飞行路径上建立喷洒喷雾滴的信息采集站点，并将其飞行轨迹定位在采集区中心，测量喷洒喷雾的沉积分布均匀性、沉积数量及有效沉降速率，掌握害虫发生的规律，通过对均匀度、防治效果等综合评价，确定了飞机喷洒防治辣椒病害的最优操作方案。从实际应用中可以看出，无论是植保无人机的实际飞行高度，还是特定的飞行速率，都会对喷药雾滴沉积密度产生不同的作用，在同一飞行高度下，喷药雾滴沉积密度与其飞行速度呈反向关系；从实际的使用情况来看，在相同的飞行速率下，有2个因素会对喷药雾滴沉积密度产生影响。当植保无人机在2m高空时，喷药雾滴沉积密度将最少，而当无人机的喷雾高度维持在1米时，喷药雾滴沉积密度最高。植保无人机施药过程中，旋翼旋转形成的旋转气流可显著增强喷雾对喷雾的穿透能力。而在针对植保无人机在1.5m以下的低空区域喷洒喷雾发现，在无人机进行低空1.5m喷雾时，会出现喷洒量不均匀的问题，这是因为旋翼下方旋转的强烈旋转造成了农作物叶片的剧烈摇摆，使得喷洒喷雾的喷雾不易被捕捉，进而造成了喷药雾滴沉积密度差异较大，减少了喷雾的均匀度。综合以上因素可知，在农用地区开展植保无人机施药时，以1m/s为宜，与之相适应的工作高度为2m，以确保喷药雾滴沉积密度与均匀性。

4、利用植保无人机采集农田信息

以现代化农业与智能农业为大背景，实现无人驾驶、遥控、遥测、无线通讯、GPS定位和传感器技术融为一体的无人机遥感技术，对地面作物进行实时、快速、高效的获取，并利用其携带的摄像头和传感器等设备，对农作物和农田等进行探测，通过摄像、收集等手段，完成农作物、田块等特性的测定与信息的获取，达到对农作物的监控与生产的现代化与信息化的目的。

①利用植保无人机识别作物密度

随着现代农业的发展，随着科学技术的进步，无人机的用途也越来越广泛。比如，利用无人机精确地确定农作物的种植密度、播种面积等，是很有实用意义的方法。一般情况下，要保证准确地测定秧苗的种植密度和出苗率，研究者和检验者必须对测量时机进行精准把握，对不同品种的种植密度、播种面积进行单独测定，以保证可以有效地消除随机因素对试验研究的影响。在特定的辨识过程中，无人机具备强大的感知力，能够对测点进行多次测量，并对其进行适当的校正和对其进行科学的处理，同时还能根据所获得的数据，对农作物进行高效的辨识与深度解析。对特定的农作物进行准确的种植密度估算，保证种植的密度及播种的合理性。

②利用植保无人机识别作物含氟量

在农作物的生长发育中，氮元素的含量是决定其生长发育的关键因素，所以，在作物生产中，氮元素是必不可少的。在农业防护领域，利用无人机对小麦、玉米进行准确测定，确定其能否供给足够的养分，若有欠缺，则应由生产主管及科研人员适时添加氮。在对土壤中的氮素含量进行测定的过程中，必须选取不同的时期来进行测定，以保证对其养分的吸收与生长状况的科学分析。通过对有关资料的分析可知，各农作物对氮元素的需求各不相同，同一品种在不同时期内，对氮素的需求也存在差异，因此，应根据实际情况，合理地估算各品种对氮元素的需求。通过对各种光电传感器的综合收集，对有关资料进行了合理的分析，从而保证了对农作物含氮量的监测。之后，农业种植人员也要使用有关的影像，以保证植物的各种指标可以更加直接地表达出来，从而可以更加全面地了解农作物，保证各种数据、信息和资料的精度，并依据有关资料，科学地计算出所需的氮素含量，以保证氮素的合理施用。

③利用植保无人机检测作物健康状况

一般来说，无人机检测的效果比较好，而且检测到的数据、信息和资料也比较准确，因此，通过对植保无人机的科学运用，可以实现对农作物的健康状况及病害的诊断。在病害监测过程中，适当地利用无人机，能够及早发现某些病害，从而对农作物的健康状况做出科学的评价。在进行这项工作时，有关人员可以对无人机的各种资料进行深度地剖析，保证对作物的生长情况、种植密度有全面地认识，在此基础上，将产量潜能与养分等级相结合，对农作物的健康状况进行分析。同时，科学运用植保无人机还能深入探究植物受病虫害的情况，从而实现针对性地防治，而无人机不但可以预先预测到病害的征兆，而且还可以根据整体的状况，对各种农作物的病害的轻重及发病情况进行判定。

三、优化植保无人机在农作物植保工作的有效手段

1、强化植保无人机宣传工作

要保证植保无人机能更好地发挥其作用，必须加强对其的推广，引导广大农户改变传统的思想。同时，也可以给农民做示范，让他们对无人机的使用有全面的认识，保证其能更加主动地在植物保护工作中运用无人机，积极地学习有关植物保护和控制的有关知识。在开展植保无人机的实际推广过程中，还必须将宣传工作落实到农村，保证人们对植保无人机的使用优点有全面的认识，从而提高公众对植保无人机的接受程度。这样，公众才能对植保无人机有更深入地了解，从而保证农业植保工作的机械化程度更高，让广大农户增收，为其推广使用提供有利的环境。

2、科学制定植保无人机植保方案

植保无人机作为无人机研究领域的新型设备，在植保无人机的研制过程中，研究人员要将其应用的场所和需求都考虑进去，这样才能为大多数农户的作物种植提供质量保障，保证使用的方法合理可依，提高作物的种植质量，并能使种植面积得到更好的扩展。植保无人机的使用费用高，对操作人员的技能有很高的需求，因此需要按照施用区域的具体条件和植物保护的需要，制订相应的规划，并按照具体的实施计划，并对农业病虫害进行科学的防治，进而在规范功能性运用无人机的同时，还能使其功能和价值得以最大程度地利用。

3、提升植保无人机的性能

第一，集中使用大容量续航的电池。植保无人机的续航能力是由电池提供的，而电池的最高工作时长则是决定其作业效率的关键因素。通过储能模块的集成和性能优化，可以提高植保无人机的使用效率和效果。第二，优化与完善植保无人机设计方案。对无人机的结构设计方案优化，能使得无人机在作业过程中既具备避障能力，又具备自身防护能力，同时还能具备良好的自主飞行能力。同时还应重视对无人机的人工智能化研究，使其工作效能持续提高。第三，要注重引导和监督农业的发展。随着我国植保机械装备水平的不断提高，应加强对农业企业的监管，以发挥政府职能，加强与无人机研发企业进行协作和交流，推动经费和科技资源的良好交互作用，达到创新性发展的目的，进而提高喷雾精度。

4、加强植保无人机专业人员培训

许多农民对植保无人机的使用方式了解得不够深入，进而在农业种植的过程中，并未运用其进行农作物的植保工作。所以为提升实际的农业种植效能，推动我国植物保护无人机的发展，并进一步扩大其使用范围，除了做好植保无人机的推广和宣传外，还必须做好植保无人机专业操作人员的培训工作，同时，还要加强对农民的技术指导，保证农民也能熟练地使用植保无人机。有关部门与企业可以共同组织一次培训，由专家到农村进行培训，向农民讲解植保无人机的基础知识，并在训练中进行示范。为便于农民掌握，还可以向农民提供各种材料，例如用录像的方式介绍植保无人机的作用及使用。

5、构建植保无人机专业服务网点

为提高实施成效，相关企业应主动进行独立专业服务网点建设，扩展总体规模，增加营业网点，持续提升工作人员的职业素养与专业水准，引进先进的设备，增强作业中的安全与稳定。与此同时，还要对无人机驾驶员进行专业的技能和技能训练，并针对无人机的更新换代，与时俱进地掌握操作方法，满足农机作业中对无人机的操控需求。植保无人机携带的药流高度高，受风向、湿度、天气等诸多不确定性因素的干扰，会对无人机机身产生一定的伤害，因此，在使用过程中，必须充分考虑到这一点，同时要佩戴安全帽和防护服等必要的装备来控制无人机，从而减少植保工作带来的危害，保证驾驶员的人身安全。

总而言之，植保无人机在农业植保工作开展的过程中，展现出了显著的优势，不仅能够对农作物进行播种、授粉、施肥、洒药，还能对于农作物的实际情况进行收集和监测，进而满足农作物大面积种植需要，并能提升农作物植保工作的精细度和精准度，有效地解决传统植保工作中人工劳动强度大、精细化作业质量难以保障、植保工作中出现大量浪费的情况能够，进而降低农业成本，提升农业种植的产量和质量，为农业工作的有序开展奠定基础。