农业植保无人机

       无人机飞防是近几年发展起来的新兴植保作业方式。作为精准施药设备，植保无人机提高了我国机械化施药作业面积，提高了农药利用率，而且具有作业效率高、地形适应能力强、作业安全的特点。

       但是，当前的植保无人机行业还处于发展的初期，植保无人机作业也存在着作业不规范、易产生飘移药害等情况。因此，慧飞学院结合植保无人机的相关特点，制定了以下的技术规范建议。

       植保无人机的作业效果，与药剂、施药器械及作业参数、气象条件、防治时机、抗性情况等息息相关，只有在各个方面做到规范操作后，才能真正保障作业效果，避免产生药害。下面我们将以MG系列植保无人机为例，进行相关规范要求的介绍。

植保无人机作业效果综合影响因素

无人机飞防作业采取的是低容量喷雾方式作业，具有雾滴小、用药少的特点。特殊的作业方式也使其在用药、剂型、作用方式选择方面与其他植保机械有一定不同。

（1）剂型

飞防植保都是使用喷雾方式进行作业，并且喷雾粒径较小，所以不能选用粉剂类剂型，应选用水基化剂型，如水乳剂、微乳剂、乳油、悬浮剂、水剂等。可湿性粉剂、可溶性粉剂有可能造成堵喷头、水泵寿命缩短等情况。

水基化剂型

（2）毒性

飞防药剂因为稀释比例低，所以不能使用剧毒及高毒农药，否则将有可能导致人员中毒。以下高毒及剧毒农药切不可用作飞防植保药剂，如甲拌磷、对硫磷、久效磷、杀虫脒、克百威、甲胺磷、灭多威等。

禁止使用高毒农药

（3）作用方式

由于无人机飞防飞行速度较快，用药量较少，作物体表上不可能每个部位都能黏到药剂，所以如果药剂没有较强的内吸作用，势必造成“漏网之鱼”，所以应首先选择内吸性药剂。内吸性药剂是指使用后可以被植株吸收，并可传导运输到其他部位组织，使害虫吸食或接触后中毒死亡的药剂。

（4）药剂配置规范

配药人员应在穿戴防护设备齐全的前提下，按照二次稀释法的操作要求，在开阔的空间进行配药。禁止在密闭空间、下风向等情况下进行配药，否则将可能造成人体中毒。需要注意的是，部分植保队会使用一次性塑料薄膜手套，这种手套没有弹性且耐用性和适用性也比较差，无法保障配药人员安全。应使用质量较好的丁腈橡胶手套，不仅耐用性好，而且不渗透耐腐蚀。

塑料薄膜手套   

丁腈橡胶手套

植保无人机作业高度较高且雾滴粒径较小，药液易产生飘移与蒸发，所以气象条件对于飞防作业影响较大。

（1） 风力

风力对于雾滴的沉积与飘移具有重大影响，2 级以内的微风有利于雾滴沉积且飘移距离较小，3 级以上风速会造成雾滴沉积减少且雾滴飘移增加。所以植保无人机应在三级以内风速作业，以避免产生飘移问题。除草剂作业为避免产生飘移药害，应尽量在 2 级以内风速作业。

杀虫杀菌作业：应在 3 级以内风速作业。

除草剂作业：应在 2 级以内风速作业。

下表为不同直径雾滴由 3 米高度在不同风速下自由落地的飘移距离。

风力对雾滴的飘移影响

（2）风向

因为雾滴会随风飘移，所以植保无人机下风向空气当中将会存在农药成分，并且喷洒实际区域也会因为风速的大小而产生变化。植保无人机作业过程中因紧密关注风向变化并做到以下几点：

A. 作业人员禁止处于植保无人机下风向，避免农药中毒。

B. 注意作业区域下风向是否存在对药物敏感的动植物，避免产生飘移药害。

C. 如进行除草或其他敏感作业，应在田块下风向边缘区域设置安全隔离区，避免药液飘移到相邻地块产生药害。

敏感作业应设置安全隔离区

（3）温度与湿度

温度对于药液的效果至为重要，低温有可能导致药效不佳，0℃ 以下的低温甚至有可能产生药害。而温度较高，将造成药液蒸发加快，雾滴的沉积量极少。因为不同药剂的温度特性相差较大，所以农药适应的温度差异也较大，但总体应在 15 - 30℃ 之间进行作业。应禁止在 0℃ 以下、35℃ 以上进行作业。

湿度较低会导致雾滴的蒸发加剧，所以在湿度较低区域作业应避免在高温时段作业，以降低药液蒸发。实验发现，由于蒸发，100μm 雾滴在 25℃ 、相对湿度 30% 的情况下，移动 75 厘米后尺寸会减少一半。应避免在温度 30℃ 以上、湿度 40% 以下区域作业。如在湿度较低区域作业应稍提高亩用量、增大雾滴直径，以降低雾滴蒸发。

植保无人机是将药液最终喷洒到作物的植保器械，为保障植保作业效果，应保障雾滴喷洒均匀、分布面积更广、具有一定沉积量。

（1） 高度

根据压力式扇形喷嘴中间多两侧少的特性，相邻喷嘴应保持喷幅 30% 以上重叠才能保障喷洒均匀， MG 系列植保无人机应保持相对作业高度在 1.8 - 2米 范围内。高度过高将造成药液飘移与蒸发加剧，过低则造成漏喷。

两个扇形喷嘴应有 30% 的重叠才能实现有效喷幅

特殊情况：

易倒伏作物（如茭白、未晒田的早稻等）：2 - 2.5 米

地面风沙较多（新疆等沙漠化地区）： 2.3 - 2.5 米

靶标在作物中下部（如二化螟、红蜘蛛、褐飞虱）： 1.6 - 1.8 米

风力达到3级风时（小树枝摇晃）： 1.6 - 1.8 米

（2） 速度

作业速度会影响雾滴穿透性、飘移性，随着作业速度的提高穿透性将会降低，雾滴在作物中下部的沉积减少，而雾滴的飘移将会增加。如水稻、小麦等大田作物，视病虫害情况不同作业速度在 4 - 6 米之间；玉米高粱等高杆作物在中后期进行作业时，根据作物高度情况，速度应控制在 3 - 4 米之间。

下图是 MG-1S 以不同飞行速度对 70 厘米高玉米进行作业的雾滴分布分析，其中药剂、亩使用量、行距等条件完全相同。

飞行速度对雾滴分布的影响

从上面的分析数据可见，随着飞行速度的增加，雾滴的整体沉积率迅速下降。

以水稻、小麦等大田作物为例：

早期预防性作业： 5 - 6 米/秒

正常作业： 4 - 5 米/秒

病虫害危害较重： 3.5 - 4 米/秒

玉米、茶树等高杆或密集作物：

早期预防性作业： 4 - 5 米/秒

中期预防性作业： 4 - 4.5 米/秒

中期病虫害危害较重：3 米/秒

需要注意的是，触杀及胃毒类杀虫剂、保护性杀菌剂应保证雾滴在作物中下部的沉积量，适当减小雾滴粒径、降低作业速度才能够保障作业效果良好。内吸性杀虫剂、杀菌剂对中下部雾滴的沉积覆盖要求比触杀类药剂要低一些，因为作物可通过内吸而达到全株着药的效果。

（3） 行距

行距应与有效喷幅等同，才不会出现重喷与漏喷问题。行距大于喷幅会出现漏喷，反之则会出现重喷。MG 系列植保无人机喷幅与飞行高度、飞行速度密切相关，当高度在 1.5 - 2.5 米之间时，高度越高喷幅越宽；当飞行速度在 3 - 5 米/秒之间时，飞行速度越快喷幅越宽。

所以作业行距的设置应根据作业高度、飞行速度的实际情况进行调整。当MG 系列植保无人机作业高度在 1.8 - 2 米之间，两侧喷嘴的喷洒雾场能够得到有效重叠，是比较推荐的作业高度。作业速度需要根据作物、病虫害的综合情况进行选择，越高越密集的作物应降低作业速度，最常见的作业速度在 3 - 6 米/秒范围。

不同飞行速度下的有效喷幅

另外，液力雾化（压力式）喷洒系统，其行距还与水泵压力相关。以 XR 系列喷嘴为例，当压力达到 2.8 KG 压力时，其喷嘴才可达到 110 度角喷洒范围，以下数据为 MG 系列植保无人机水泵流量为 1.8L / 分钟时所推荐的参数。

初期的小麦、水稻作业：

飞行高度 1.8 - 2 米、速度 5 米/秒时，可将行距设置为 4.5 - 5 米宽。

中后期的小麦、水稻作业：

飞行高度 1.8 米、速度 4 - 4.5 米/秒时，可将行距设置为  4.2 - 4.5 米宽。

初期的玉米、高粱作业：

飞行高度 1.8米、速度 4 - 5 米/秒时，可将行距设置为 4.5 - 5 米宽。

中后期的玉米、高粱作业：

飞行高度 1.8 米、作业速度 3 - 4 米/秒时，可将行距设置为 3.8 - 4.2 米宽。

（4） 亩用量

亩用量是指每亩地块的用药量，他与水泵喷洒速率、行距、作业速度密切相关。同一个亩用量数值下，水泵喷洒速率与作业速度成正比，行距与作业速度成反比。所以亩用量直接反映植保无人机的作业状态，影响作业效果。

飞行速度与亩用量呈反比，亩用量越低飞行速度越快，其雾滴穿透性也越差，较高作物的中下部雾滴沉积也越少。对于高杆作物、密集作物、用水量要求较高的药剂应提高亩用量。

水泵流量与亩用量呈正比，亩用量越高水泵流量越高，喷嘴所产生的雾滴粒径也越小，更小的雾滴会使喷洒覆盖面积更大的同时，飘移与蒸发量也会增加。在 MG 系列植保无人机的设置方式里，在设定好亩用量之后，调节飞行速度时会自动匹配水泵流量。

行距相对其他两个参数对于亩用量的影响较小，因为行距的设置必须与喷幅完全相符，而在大部分情况下， MG 系列的有效喷幅在 4 - 5 米，变化范围较小。

亩用量与几个作业参数之间的关系

不同压力下雾滴粒径变化

在 4 个喷嘴同时开启，喷幅为4 - 4.5 米的前提条件下：

水稻、小麦、棉花等大田作物杀虫与杀菌作业：

预防性作业： 0.8 升/亩

正常作业： 1 升/亩

病虫害较为严重： 1.2 升/亩

密集高杆作物： 2 升/亩

具体参数视作物的高矮浓密适当进行微调。

（1） 预防为主，防治结合

任何病虫草害的发生都是从轻到重的过程，要达到良好的植保效果，应首先强调预防，其次才是控制，也就是预防为主，防治结合。

（2） 抓住作业时间点

注重对于农业知识的掌握，精准把握病虫草害的防治时机，将病虫草害控制在初级阶段。而不能待其已经进入爆发阶段才进行控制，往往事倍功半。例如玉米粘虫应在3龄前进行防治、水稻二化螟应在钻蛀之前进行防治。

二化螟钻蛀后造成稻穗干枯

（1） 提前掌握当地病虫草害抗性情况

必须了解当地的病虫害发生情况、用药习惯，从而预判当地病虫害的抗性情况、抗性方向。例如粘虫在黑龙江一年只发生 2 - 3 代，但是在南方地区却能够发生 8 代，那南方地区粘虫的农药抗性水平一般比黑龙江粘虫更高。如果以黑龙江地区的用药方案来治理南方地区粘虫，有可能达不到防治指标。 最终的防治方案一定要结合当地实际的病虫害情况、用药情况，对作业方案进行调整。

（2） 科学合理的混用和轮换用药

有害生物抗性形成是进化的必然结果，长期连续使用单一农药导致有害生物抗性不断增加。所以克服或延缓病虫抗药性的发生，除农药混用外，采用交替、轮换使用不同品种或不同类型的农药，是行之有效的措施之一。

连续使用单一农药易产生抗性

（1） 周边种植情况

在作业前必须观察周边作物种植情况，是否存在桑树等敏感植物，避免产生飘移性作业事故。要提前查询好药物特性、作物特性，确认安全方可作业，避免产生经济损失。

A. 周边是否存在敏感作物，如西瓜、核桃等药物敏感作物，否则在作业部分杀菌剂、除草剂时极易发生飘移药害。

瓜类易产生药害

B.周边种植情况与作业区域作物属性是否相同，如对水稻进行除草作业，周边存在阔叶的油菜，则很有可能产生飘移药害。同理包括，如果是在小麦区作业，周边是否存在阔叶科的棉花等，也可能产生飘移药害。

（2） 周边养殖情况

如作业区域周边存在养殖情况，则有可能产生养殖牲畜中毒、死亡的可能。如作业不可避免一定要确认农药是否可能对养殖牲畜产生毒害。

A. 鱼塘、虾塘、虾蟹田

大部分的有机氯农药（硫丹、 666 、DDT）、有机磷农药（毒死蜱、敌敌畏、乐果）都有可能对鱼类产生毒害，常见农药包括阿维菌素、菊酯类农药也会造成鱼类死亡。如果作业区域周边有池塘等水产养殖，应选择对水产品安全低毒农药，并保持安全隔离区域。

B. 蜜蜂

大部分的有机氯、有机磷、菊酯类、烟碱类、杂环类农药都有可能造成蜜蜂中毒，其中常见的吡虫啉、噻虫嗪对蜜蜂都具有较高毒性。

a. 作业前应确认作业区域有无蜜蜂及蜂农，应提前告知作业情况，并沟通作业方案。应选用对蜜蜂低毒的农药品种进行作业。

b.如果在作业区域存在大量蜜蜂，应与农户、蜂农协商作业方案、作业时间，避免造成蜜蜂中毒死亡事件发生。

应避免对养殖蜜蜂造成危害

（3） 周边障碍物情况

田块规划时应仔细观察田块内部及边缘障碍物情况，将障碍物进行障碍物测量，避免植保无人机与障碍物产生撞击。

作业航线应避开障碍物

作业区域有可能存在农户拔草、检查等情况，在作业前应清空作业区域，否则植保无人机与地面人员发生撞击将可能造成严重伤害！