探讨植保无人机在小麦种植中的应用及推广措施

known 发布于 2025-08-24 阅读(443)

国家经济发展中,农业扮演着极其重要的角色,切实开展农业生产相关内容的科研攻关,对更好地提升农业生产效率和生产质量有很大帮助。近年来,农机装备得到了进一步的升级换代,现代化的农机和农业生产技术在农业生产领域得到了进一步的推广,切实提升了生产效率和生产质量,将农民群众从繁重的农业劳作中解脱出来。小麦作为重要的粮食性作物,生产过程中通过积极推广植保无人机机械,能够保证小麦栽培管理得更加合理,更加高效。本文主要结合实际工作经验,探讨了植保无人机在小麦种植中的推广措施,希望通过研究对广大同行有所帮助。

小麦作为我们饮食结构中的重要农作物,在大众的饮食结构中扮演着重要的角色。传统小麦种植过程中往往需要投入较高的人力成本,工作效率低下,再加上病虫害防治的不到位,导致小麦产能和品质受到影响。新发展背景之下,就需要进一步明确现代农机装备在小麦种植环节的应用价值,积极推广应用新技术新手段,引导农民群众转变传统的栽培管理方式,力求使小麦的种植效益得到进一步的提升。植保无人机作为一种现代的农机装备,在小麦种植中有着更为广泛的应用价值,小麦栽培管理期间应该结合生产要求积极推广应用适用性较好的植保无人机,并完善相应的应用技术方案,不断加强技术设备的推广和应用,为提升小麦产量品质奠定坚实基础。

一、植保无人机的基本结构

机身是植保无人机的主体部分,通常由轻质材料制成,以降低重量和提高飞行效率。机身结构包括机翼、尾翼、机体等部分。动力系统是植保无人机的核心部分,为无人机提供飞行动力。动力系统通常包括内燃机、电动机、电池等组件,根据不同型号的无人机,动力系统也有所不同。飞行控制系统是植保无人机的“大脑”,负责控制无人机的飞行方向、速度和高度,系统包括自动驾驶仪、遥控器、传感器等部分。导航系统是植保无人机的重要组成部分,负责无人机的位置、速度和高度信息的接收和处理,常用的导航系统包括了全球定位系统(GPS)惯性导航系统(INS)等组件。喷洒系统是植保无人机用于喷洒农药、肥料等的装置,包括喷头、药箱、泵等部分。遥控系统是植保无人机与地面操作人员之间的通信工具,用于控制无人机的飞行和喷洒操作,包括遥控器、信号发射器、接收器等组件。电子设备是植保无人机中的重要组成部分,包括传感器、通信模块、数据处理单元等,这些电子设备用于实时监测无人机的飞行状态,并将数据传输给遥控系统。

二、植保无人机在小麦种植中应用的现实意义

1、提高小麦种植效率和产量

植保无人机在小麦种植中的应用,首要体现在提高种植效率和产量上。无人机可以进行大规模、高效率的农药喷洒,短时间内完成对大面积小麦田的防治工作,相比传统的人工或地面设备,效率得到了极大的提升。同时,无人机可以根据小麦生长的实际情况,精确喷洒农药,避免过量使用,从而保证小麦的健康生长,提高产量。

2、减少农药使用,降低环境污染

传统小麦病虫害防控过程中主要采用人力防治,通过积极推广应用植保无人机,能够切实提升病虫害防治的针对性和合理性,有助于减少农药使用,降低环境污染。由于无人机可以精确喷洒,避免了农药的过量使用,从而降低了农药残留和环境污染的风险。作业期间农药直接喷洒在作物上,减少了农药在空气中的传播,保护了农业工人的身体健康,也有利于环境保护。

3、节约农业生产成本,推动农业现代化发展进程

植保无人机的应用,可以显着节约农业生产成本。无人机作业效率高,减少了人力和物力的投入,降低了农业生产成本。同时,无人机可以根据小麦生长的实际情况进行精准喷洒,从而降低了农药购买和使用的成本,这种低成本的农业生产方式,更有利于推动农业现代化的发展进程。

三、植保无人机在小麦种植中的具体应用

1、植保无人机的选择

小麦栽培管理过程中,植保无人机的选择应该依据大田情况综合确定,植保无人机旋翼类型多种多样,常见的有多旋翼(4-8个旋翼)和固定翼,前者稳定性好,悬停精准,适合精细喷洒,后者速度快,覆盖面积大,适合大面积喷洒。同时,根据小麦栽培过程中所需的药液量和喷洒幅宽选择载重能力合适的无人机,一般植保无人机的载重量能够达到 1 0-2 0 k g ,每次携带药液可以控制在 喷洒系统根据小麦病虫害的类型和药液特性选择合适的喷嘴(平喷、雾化、微滴),喷幅宽度在 6-8 m ,覆盖小麦行距,能够精准控制药液流量,以确保均匀喷洒。定位系统采用GPS或北斗导航系统,确保无人机准确定位和航线规划,并配置避障系统,确保操作界面简单易用,便于用户设置喷洒参数和规划航线。除此之外,在植保无人机选型过程中还需要充分考量续航时间、噪声水平和品牌信誉。不管选择哪种类型的植保,无人机都应该确保机械设备的每次航时不少于 2 0 min ,载重不少于 1 5 k g ,飞行速度不少于 1 0 m / s ,作业高度离地面 0 . 5 -3 m 作业宽度不少于 级风下仍能稳定作业,防水性能IPX4及以上,配备全向雷达或其他避障系统,能够自动规划作业航线,实时监控飞行状态。机械设备采用高强度碳纤维或其他轻质材料抗摔打,主要部件(如电机、螺旋桨、电池)采用成熟技术,确保稳定运行,关键部件(如电机)采用双重冗余设计,提高可靠性,遥控距离不少于 。同时配备降落伞或其他安全措施,防止意外跌落,电气采用防短路、过压保护电路,电池管理系统配备智能电池管理系统,监测电池电量和状态。

2、飞防作业

在作业前,根据麦田面积和作业需求,选择合适的植保无人机,确保无人机续航能力、载药量等参数满足作业需求。根据病虫害防治需求,准备相应的农药、植物生长调节剂等混合液,注意农药的配比和浓度,确保防治效果。提前将麦田划分为若干作业区块,每个区块设置起降点,方便无人机起降和作业,同时对作业人员进行无人机操作、农药使用、安全防护等方面的培训,确保作业人员具备相关技能。在飞行作业期间重点检查无人机各项性能,确保正常运行,调整无人机喷洒量、喷洒速度等。喷洒参数,按照作业区块在指定起降点进行无人机起降,确保无人机在空中稳定飞行。利用无人机APP或GPS系统,根据地块高精度测量数据,自动生成航线,航线规划设计应考虑地块形状、地形、障碍物等因素,然后按照规划好的航线,进行喷洒作业,确保喷洒均匀,覆盖全部麦田。飞行作业过程中要做到实时监控无人机作业情况,如发现喷洒不均匀、漏喷等问题,及时调整航线或喷洒参数,完成作业区块的喷洒后,返回起降点进行无人机降落。在具体非防作业过程中需要根据麦田面积、无人机载药量和喷洒速度,确定作业时间。例如 麦田,无人机喷洒宽度6 m ,一桶药剂可喷洒 ,一天可完成 的喷洒作业,使用农药 ,喷洒速度为 3 m / s ,平均作业面积为 。在进行飞行作业过程中要严格遵守农药使用规定,注意无人机飞行安全,避免碰撞、坠落等事故,对无人机进行维护保养,确保设备正常运行。

3、效果评估

在作业后3-7d内,对作业区域小麦病虫害发生情况进行观察,从作业区域随机选取若干样本点,采集小麦叶片、穗部等部位,进行病虫害样本分析,对采集到的数据进行病虫害发生面积、防治效果、药剂残留量等数据分析,然后计算飞防作业的无人机租赁、药剂购买、人工费用等成本,评估飞防作业的经济效益。同时,收集作业区域内农户、农业技术人员对飞防作业的反馈意见,了解作业过程中存在的问题,为今后作业提供改进方向。数据分析完成之后汇总作业前后的病虫害发生情况、防治效果、作业成本,对作业数据进行统计分析,得出飞防作业的效果评估结论,针对作业过程中存在的问题,提出改进措施和建议,将作业数据、评估结果、改进建议等内容整理成报告,提交相关部门。

四、植保无人机在小麦种植中的推广措施

1、加大适用于小麦种植的植保无人机的研发力度

针对小麦种植的实际需求,植保无人机应集成更为智能化的农药喷洒系统,该系统可以根据地形、作物生长状态和病虫害发生情况实时调整喷洒参数,例如喷洒量、压力和覆盖范围,以确保农药的均匀分布和最小化用量。此外,植保无人机还应该搭载先进的传感器,如多光谱成像仪和深度相机,帮助识别作物疾病和害虫的早期信号。通过对这些数据的分析,无人机能够实现精准定位喷洒,从而针对性地处理问题区域,避免前面喷洒造成的资源浪费。同时,考虑到小麦种植面积广阔,植保无人机应具备更高的耐久性和更长的续航能力,以适应大规模作业的需要。这要求无人机的材料必须轻质高强,动力系统更为高效。在操作方面,植保无人机应支持自主飞行,能够根据预设的飞行路线自动完成任务,同时具备避障能力,确保在复杂环境中的安全性。未来的研发还应关注植保无人机的群体协作能力。通过建立无人机之间的通信网络,多台无人机可以协同作业,大幅提高作业效率。群体协作还可以实现作业数据的实时共享和分析,为决策提供更准确的数据支持。

2、采用政府 + 企业 + 合作社 + 农户的联合推广模式

在推广植保无人机在小麦种植中的应用过程中,政府、企业、合作社和农户的协同参与至关重要。通过构建联合推广模式,可以充分发挥各方的优势,提高无人机在小麦种植中的普及率和应用效果。政府在植保无人机推广中发挥着主导作用,通过制定相关政策,为无人机应用提供政策支持和保障。例如,政府可以提供财政补贴,降低农户购买无人机的成本,通过宣传和培训,提高农户对无人机技术的认知和接受程度。此外,政府还可以推动无人机产业的发展,鼓励企业投人研发和创新,提高无人机性能和可靠性。企业是无人机技术研发和推广的主体,应当注重技术创新,不断提高无人机性能。针对小麦种植的需求,企业可以研发专用的植保无人机,具备高效、节能、安全等特点。同时,企业还需加强与农户、合作社的沟通与合作,了解一线需求,优化产品设计,提高无人机在实际应用中的效果。合作社可以组织无人机培训和技术指导,帮助农户掌握无人机使用方法,提高无人机应用水平。另外,合作社还可以协助政府和企业开展无人机示范推广活动,发挥示范带动作用,促进无人机在小麦种植中的广泛应用。通过政府、企业和合作社的共同努力,提高农户对无人机的认知和接受程度,并逐步引导农民积极参与无人机培训,掌握无人机使用技巧,充分发挥无人机在小麦种植中的优势,提高小麦产量和质量。

3、明确植保无人机在小麦种植中的使用标准

当前植保机在小麦种植中的应用,主要是开展病虫害防治,所以在利用植保无人机,开展小麦病虫害防控过程中一定要明确相应的使用标准。植保无人机在应用之前应该选择适宜当地环境、抗病能力强的小麦品种,结合气候特点和生育周期进行选择,全新品种需要在当地种植3年以上,以确保其适应性。充分利用植保无人机进行病虫害防治,提高防治质量和效率。在春季等病虫害高发季节,针对性地采取防治措施,如对蚜虫、黏虫等常见病虫害进行及时防治。选用具有高性能、稳定性的植保无人机,然后根据小麦病虫害种类和发生程度,选择适宜的农药,并按照生产厂家提供的说明书进行配比。根据无人机性能和农药特性,合理设置喷洒速度、喷洒量、飞行高度等参数,飞行速度控制在 1-3 m / m i n 。同时在飞行作业期间,还需要密切监测气象参数。例如,在高温和干燥的天气条件下,需要适当减少农药的浓度,以防止农药挥发。而在大风天气中,需要避免作业,以免无人机失控和农药飘逸。在病虫害发生的高峰期,需要加大作业频率,及时进行防治。而在小麦生长的关键时期,需要避免作业,以免影响小麦的生长。

4、制定植保无人机补贴政策,鼓励地方政府将植保无人机纳入农业机械化推广项目

为了进一步推动植保无人机在小麦种植中的应用,国家可以出台相关补贴政策,并鼓励地方政府将植保无人机纳入农业机械化推广项目,有效减少农民购买和使用无人机的成本,提高其使用意愿。补贴政策不仅应涵盖无人机设备的采购,还应包括操作培训、维护和技术支持等方面,确保农民能够充分掌握和利用这一新兴技术。此外,补贴政策的设计应根据各地小麦种植的具体情况进行调整。例如,在小麦种植面积较大的地区,可以提供更高比例的补贴,以促进规模化应用。而在小麦种植面积较小或分散的地区,可以通过提供补贴来支持农民联合购买和使用无人机,形成合作社模式,提高资源利用效率。此外,地方政府还可以设立专项基金,支持植保无人机企业的发展,推动本地无人机生产、研发和服务企业的成长。

5、建立植保无人机社会化服务组织,鼓励植保无人机服务企业开展跨区域合作

为了更好地推广和应用植保无人机技术,可以建立社会化服务组织,为农民提供飞行操作、病虫害监测、数据分析和技术咨询等全方位的无人机植保服务,通过社会化服务组织,农民可以以较低的成本享受到专业化的无人机植保服务,从而提高小麦种植的效率和效益。政府和行业协会应积极推动植保无人机社会化服务组织的建立,制定相关标准和规范,确保服务质量和安全性,还可以通过政策支持和资金扶持,鼓励服务企业进行技术创新和业务拓展,不断提升服务水平。与此同时植保无人机服务企业应加强与科研机构和高等院校的合作,开展技术研发和人员培训,提升技术水平和服务能力。

综上所述,伴随着智慧农业建设进程的逐渐推进,农业生产方式发生了翻天覆地的变化,并逐渐由传统生产向着自动化、智能化方向转变。大数据技术、互联网技术等现代化的科学技术,在农业生产中所伴有的作用日益显现。今后小麦栽培过程中就需要借助植保无人机等现代化的农机装备和智能技术,提升生产效率,减少人力成本投入,进一步提高农业生产活动的安全性。

(作者单位:276000山东省临沂市郑城街道办事处农业综合服务中心)

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