摘要：隨著世界人口的擴(kuò)大，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的相對(duì)減少，為了滿足糧食需求，越來越多的自動(dòng)化、高工效農(nóng)業(yè)機(jī)械投入使用，該文詳細(xì)介紹了植保無人機(jī)低容量噴霧技術(shù)在農(nóng)作物病蟲害防治中的應(yīng)用現(xiàn)狀和優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)講述了其在農(nóng)藥″減量增效″方面的實(shí)踐應(yīng)用，旨在為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供一種新的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥減量增效，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：植保無人飛機(jī)；低容量噴霧技術(shù)；農(nóng)藥減量增效

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的集約化和勞動(dòng)力短缺，農(nóng)作物產(chǎn)量的提升一方面依賴大型機(jī)械，另一方面也更加依賴農(nóng)藥及化肥等投入品的增加，而過度使用農(nóng)藥，不僅會(huì)造成土地污染和水源污染，還會(huì)導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品的殘留問題。因此，如何減少農(nóng)藥浪費(fèi)，合理使用農(nóng)藥，以有效提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和安全性，這已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迫切需求^[1]。傳統(tǒng)的農(nóng)藥施藥方式主要是人工及地面機(jī)械噴霧，存在噴霧不均勻、耗時(shí)耗力等缺點(diǎn)。隨著科技的不斷進(jìn)步，植保無人飛機(jī)噴霧技術(shù)被引入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，取得了很大的成功。本文旨在介紹無人機(jī)噴霧技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，以及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的作用。

  1

無人機(jī)噴霧技術(shù)的發(fā)展

1.1   噴霧技術(shù)的發(fā)展歷程

傳統(tǒng)的噴霧方式主要采用手持式、車載式和拖拉機(jī)式噴霧設(shè)備，為克服傳統(tǒng)噴霧方式噴霧不均勻、效率低、使用農(nóng)藥量大等缺點(diǎn)，人們將現(xiàn)代化技術(shù)引入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的飛機(jī)噴霧技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，但存在著大量的農(nóng)藥浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染問題。為此，人們開始嘗試使用噴霧無人機(jī)，以便更好地控制噴霧效果。2000年以來，隨著GPS技術(shù)和地面控制系統(tǒng)的發(fā)展，噴霧無人機(jī)的應(yīng)用開始普及。低容量噴霧技術(shù)作為一種新興技術(shù)，主要在20世紀(jì)90年代開始發(fā)展。在這種技術(shù)下，每個(gè)噴嘴每秒鐘只需噴出50毫升以下的農(nóng)藥液體，這種技術(shù)不僅可以提高噴霧效率，降低農(nóng)藥使用量，而且減少環(huán)境污染和農(nóng)藥殘留問題^[2]。

1.2   無人機(jī)噴霧技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）提高噴霧效率：無人機(jī)噴霧技術(shù)能夠進(jìn)行全自動(dòng)噴霧作業(yè)，不受地形、作物生長(zhǎng)狀態(tài)和噴霧環(huán)境的限制，噴霧效率比傳統(tǒng)噴霧方式更高，同時(shí)還可以節(jié)約噴霧時(shí)間和人工成本。

（2）減少農(nóng)藥使用量：無人機(jī)低容量噴霧技術(shù)每個(gè)噴嘴每秒鐘噴出的液體量小于50毫升，相對(duì)于傳統(tǒng)噴霧方式可以減少農(nóng)藥使用量，減少環(huán)境污染和農(nóng)藥殘留問題^[3]。

（3）提高噴霧精度：無人機(jī)噴霧技術(shù)可以通過GPS定位、地面控制系統(tǒng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)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(tǒng)的噴霧設(shè)備由于操作員需要直接接觸農(nóng)藥，存在著安全隱患。而無人機(jī)噴霧技術(shù)可以避免直接接觸農(nóng)藥，減少了工作人員的風(fēng)險(xiǎn)。

2

低容量噴霧技術(shù)的原理與特點(diǎn)

2.1   低容量噴霧技術(shù)的原理

低容量噴霧技術(shù)采用的是高壓霧化技術(shù)，即將液體農(nóng)藥通過高壓泵送入噴嘴，在高速氣流作用下，將農(nóng)藥液體霧化成細(xì)小顆粒，形成一定濃度的農(nóng)藥?kù)F氣，然后通過風(fēng)扇或無人機(jī)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(xiàn)霧滴均勻、尺寸小、飄移小、液體利用率高的特點(diǎn)，可以將農(nóng)藥更加精確地噴灑到作物上，達(dá)到農(nóng)藥的高效利用和減少環(huán)境污染的目的。

2.2   低容量噴霧技術(shù)的特點(diǎn)

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

（2）噴灑均勻：低容量噴霧技術(shù)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(diǎn)是霧滴均勻、尺寸小、飄移小、液體利用率高^[5]，可以將農(nóng)藥更加精確地噴灑到作物上，達(dá)到農(nóng)藥的高效利用和減少環(huán)境污染的目的。

（3）減少藥物浪費(fèi)：傳統(tǒng)噴霧技術(shù)中，由于噴霧量大、顆粒不均，會(huì)造成大量的藥物浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)造成環(huán)境污染和農(nóng)藥殘留。而低容量噴霧技術(shù)采用高效霧化技術(shù)，可以大幅度減少藥物浪費(fèi)和環(huán)境污染^[6]，從而實(shí)現(xiàn)更加可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。

3

無人機(jī)低容量噴霧技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

3.1   無人機(jī)低容量噴霧技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

無人機(jī)低容量噴霧技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀正在逐漸擴(kuò)大和深入。目前，已經(jīng)有很多國(guó)家和地區(qū)將無人機(jī)低容量噴霧技術(shù)納入到現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，并且取得了顯著的效果。

中國(guó)是植保無人飛機(jī)低容量噴霧技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的國(guó)家之一，不僅應(yīng)用于水稻、小麥、蔬菜等作物的噴霧，還廣泛應(yīng)用于果樹、茶葉、橄欖等作物的噴霧。據(jù)行業(yè)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)農(nóng)用無人機(jī)的市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)超過100億元。

美國(guó)是無人機(jī)低容量噴霧技術(shù)的發(fā)源地之一，該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于玉米、大豆、棉花等作物的噴霧。無人機(jī)噴霧機(jī)的普及率在美國(guó)持續(xù)上升，據(jù)預(yù)測(cè)，2025年美國(guó)的農(nóng)業(yè)無人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模300億美元。

3.2   無人機(jī)低容量噴霧技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的優(yōu)勢(shì)

（1）提高噴霧精度：傳統(tǒng)噴霧方式，往往會(huì)造成過量噴灑、漏施、遺漏等問題。而無人機(jī)低容量噴霧技術(shù)采用先進(jìn)的定位導(dǎo)航和精準(zhǔn)噴灑控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高精度噴霧，有效避免噴灑誤差和浪費(fèi)現(xiàn)象，從而提高作業(yè)效率和噴霧效果。

（2）減少農(nóng)藥使用量：傳統(tǒng)的噴灑方式往往會(huì)造成浪費(fèi)和重復(fù)噴灑，導(dǎo)致農(nóng)藥使用量增加。而無人機(jī)低容量噴霧技術(shù)可以根據(jù)不同的作物和病蟲害情況，精準(zhǔn)計(jì)算農(nóng)藥用量和噴灑面積，最大限度地減少農(nóng)藥使用量，達(dá)到″農(nóng)藥減量增效″的目的。

（3）保護(hù)環(huán)境和人類健康：傳統(tǒng)的噴灑方式往往會(huì)對(duì)人類健康和環(huán)境造成污染和危害，而無人機(jī)低容量噴霧技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)噴灑，減少噴灑誤差和飄散現(xiàn)象，從而減少農(nóng)藥對(duì)環(huán)境和人類健康的危害。

（4）提高作業(yè)效率：傳統(tǒng)農(nóng)用噴霧器等手持噴霧方式往往需要人力操作，作業(yè)效率低下。而無人機(jī)低容量噴霧技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自主飛行和自動(dòng)噴灑，大大提高了作業(yè)效率和作業(yè)面積。

4

結(jié)語

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)藥使用是一項(xiàng)重要的生產(chǎn)措施，但傳統(tǒng)的農(nóng)藥噴灑方式往往存在使用量過多、環(huán)境污染等問題。而植保無人機(jī)低容量噴霧技術(shù)可以有效解決這些問題，通過提高噴灑精度、減少農(nóng)藥使用量、保護(hù)環(huán)境和人類健康、提高作業(yè)效率等多個(gè)方面，達(dá)到″減施增效″的目的，促進(jìn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

雖然植保無人機(jī)低容量噴霧技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是在實(shí)際應(yīng)用中還需要不斷完善和優(yōu)化技術(shù)，例如針對(duì)不同的農(nóng)作物和不同的病蟲害情況，需要開發(fā)更加精準(zhǔn)的噴霧方案，以進(jìn)一步提高噴霧效果和效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉澤凡,謝德安,韓家寶,等.無人機(jī)低容量噴霧技術(shù)對(duì)薊馬及TSWV的防治效果[J/OL].農(nóng)藥, 2023, 62(2):1-5.

[2]袁會(huì)珠,薛新宇,閆曉靜,等.植保無人飛機(jī)低空低容量噴霧技術(shù)應(yīng)用與展望[J].植物保護(hù),2018,44(5):152-158+180.

[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(yīng)用[D].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué),2018.

[4]吳笛. 植保無人機(jī)低空低量噴霧技術(shù)研究[D].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué),2019.

[5]閆曉靜,褚世海,楊代斌,等.給農(nóng)業(yè)插上科技的翅膀：植保無人機(jī)低容量噴霧技術(shù)助力農(nóng)藥減施增效[J].植物保護(hù)學(xué)報(bào),2021,48(3):469-476.

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