摘要无人机植保技术作为一种新型高效精准施药技术，能够实现人药分离、药械一体化。相较于传统人工
喷施作业，无人机植保技术具有减工降本、提质增效、统防统治病虫害的优势，已在湖南省衡阳市烟叶生产中广泛应用。本文以湖南省衡阳市常宁市无人机植保服务为例，探讨了烟草病虫害无人机飞防的应用模式，重点阐述了无人机植保飞防的优势、飞防流程、飞防要点、取得的成效，并提出了建议，以期为植保无人机在烟草病虫害防治上的推广应用提供参考。
关键词烟草；病虫害；无人机；飞防流程；飞防要点；成效；建议中图分类号S252+.3;S435.72文献标识码A 文章编号1007-5739(2022)13-0072-04DOI :10.3969/j.issn.1007-5739.2022.13.018开放科学(资源服务)标识码(OSID ):
Exploration on the Implementation Mode of UAV for Tobacco Diseases and Pests Control:Taking UAV Plant Protection Service in Changning Tobacco Area as an Example
HE Yongqiu 1DENG Ping 2ZHAN Liang 1ZHANG Shaobo 1AN Ran 1
(1Changning Branch,Hengyang Company,Hunan Tobacco Company,Changning Hunan 421500;2
Hengnan Branch,Hengyang Company,Hunan Tobacco Company,Hengnan Hunan 421131)
Abstract As a new high-efficiency and accurate pesticide application technology,unmanned aerial vehicle (UAV)plant protection technology can realize the separation of human and pesticide and the integration of pesticide and equipment.Compared with the traditional manual spraying operation,UAV plant protection technology has the advantages of reducing labor and cost,improving quality and efficiency,unified prevention and control of diseases and pests.It is widely used in tobacco production in Hengyang City,Hunan Province.Taking the plant protection service of UAV in Changning City,Hengyang City,Hunan Province as an example,this paper discussed the application mode of UAV flight control of tobacco diseases and pests,focused on the advantages,process,key points and achievements of UAV plant protection flight control,and put forward some suggestions,in order to provide references for the popularization and application of plant protection UAV in tobacco diseases and pests control.
Keywords tobacco;disease and pest;UAV;flight control process;flight control key point;achievement;suggestion
烟草病虫害无人机防控实施模式探析——
—以常宁市烟区无人机植保服务为例何永秋1邓平2詹良1张少搏1安然1
(1湖南省烟草公司衡阳市公司常宁市分公司，湖南常宁421500;
2
湖南省烟草公司衡阳市公司衡南县分公司，湖南衡南421131)
烟叶种植过程中遇到的病虫害较多，包括蚜虫、烟青虫、根茎类病害、叶斑类病害等。农药防治技术是当前农业生产中应用最广、最快捷有效且易于推广应用的病虫害防治技术。特别是在控制危险性及
暴发性病虫害时，农药更显示出不可替代的作用。但是，频繁过量施用农药不仅威胁农产品质量安全，而且会导致面源污染加重、资源浪费、生产成本增加等问题，不符合农业绿化、高质化的发展方向[1]。合理做好农药喷施，对于降低病虫害损失、解决烟叶农药残留问题具有重要意义[2-3]。无人机飞防技术作为一项适应现代农业和现代植保需求的新型技术，以轻小型无人机为载体，在飞行器上搭载农药喷雾设备,
基金项目湖南省烟草公司衡阳市公司科技项目烟草绿防控重大专项。
作者简介何永秋(1987—)，男，湖南益阳人，硕士，农艺师，从事烟叶生产技术创新及推广工作。收稿日期
2021-10-21
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可以实现高效精准施药，实现了植保方式的升级与变革[4-6]。20世纪90年代，我国开发了专门配置于轻
型飞机(如“海燕”等)的农药喷洒设备，应用于大田作物如小麦、棉花等的病虫害防治[7]。近10年来，植保无人机迎来了高速发展期。2018年6月1日，我国第一个农业无人机行业标准《植保无人飞机质量评价技术规范》(NY/T3213—2018)开始实施[8]。目前，无人机在烟草上的应用主要集中在烟田监测方面，即利用遥感方式监测烟叶种植、病虫害发生发展等情况[9-10]。在喷施药剂防治病虫害方面，裴洲洋等[6]利用无人机防治烟蚜，有效提高了农药喷洒效率，其作业均匀性、穿透性均优于人工作业。这说明无人机在烤烟植保上有广阔的应用前景。当前关于烟草无人机飞防植保的研究还较少，且不够系统[11-12]，对于烟草无人机植保技术应用中的关键问题如无人机选购、飞防队伍组建、服务流程、飞防技术要点及注意事项等尚没有相关标准或者经验可以借鉴。为此，湖南省常宁市烟区对植保无人机在烤烟上的应用进行了探索。1无人机植保飞防的优势
1.1统防统治，降低农残
传统人工背负式喷雾器植保模式作业效率低下，难以实施统防统治；且植保过程中乱用药、多用药的现象普遍存在，极易导致烟叶农药残留超标，影响烟叶质量安全。无人机植保飞防可以实现统防统治，统一使用高效、低毒农药防治烟草病虫害，更安全高效。
1.2远程操控，减少隐患
传统人工背负式喷雾器防治病虫害时，人工长时间接触农药，作业人员安全得不到有效保障，易发生农药中毒、高温中暑等安全事故。无人机植保飞防采用远程操控，减少了人工长时间接触农药而中毒以及高温天气田间中暑的可能。
1.3统一作业，减少污染
何启南
传统人工背负式喷雾器防治病虫害一般防治不统一，不利于农药瓶(袋)集中收集处理，易造成环境污染。无人机植保飞防统一作业，可以实现对农药瓶(袋)统一回收与管理；而且用药品种可控，都是使用安全低毒农药；同时，由于雾化效果更好而减少了用药量，更利于保护环境，减少污染。
1.4节约时间，减工降本
无人机植保飞防能够实现对病虫害统防统治，作业效率高，可达到6.67hm2/h左右，大大节约了施
药用工成本，并且可在短时间内实施防控，有利于抢抓晴好天气防控病虫害。在劳动力结构性短缺、农业劳动力成本持续提高的情况下，推广无人机植保对解决农村劳动力不足、稳定烟叶生产具有重要作用。而且，由于无人机植保飞防减少了农药使用量，也降低了烟农农药成本支出。
1.5精准施药，高效防治
采用无人机进行喷药，当药液雾滴从喷洒器喷出时会被旋翼的向下气流加速形成气雾流，直接增加药液雾滴在农作物间的穿透性，减少农药飘失，提高靶标作物上的药液沉积量和覆盖率，让“药”“水”降下来、防效提上去。
2无人机植保实施要点
2.1实施主体
烟农合作社是无人机专业化飞防植保服务的实施主体。
2.2服务流程
无人机植保服务流程包含4个阶段，分别是服务准备、服务实施、质量验收、费用结算。每个阶段包含若干流程，具体如表1所示。
2.3实施要点
2.3.1无人机选购。目前，国内市场上有众多植保无人机生产企业，如大疆、极飞等。要采购到合适的无阶段服务流程
第一阶段：服务准备无人机选购
队伍组建与培训
服务价格制定
签订服务协议
检修设备
准备物资
第二阶段：服务实施作业调度
植保作业
第三阶段：质量验收组建质量验收组
实地抽查验收
满意度调查分析
验收结果汇总分析第四阶段：费用结算计算到户费用
收取农户费用
表1无人机专业化植保服务流程
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人机需要考虑的因素很多，要结合植保需求、当地政
策、无人机价格、机型优点(易操控性、安全性)、电池耐用性、采购数量、售后服务等进行综合考虑。可归纳总结为3个方面，即效果、效率、成本，其中最重要的就是效果。具体可从以下5个方面来把握：一是能否精准喷洒，把农药喷到位；二是能否均匀喷洒，让目标区域均匀着药；三是是否会有重喷漏喷现象；四是能否适应不同作业时间和多种地形；五是作业进
度是否可监控。
2.3.2队伍组建与培训。1台无人机配备1名主飞手和1名助手。主飞手要求年轻化、知识化，尽可能选择熟悉当地情况的人员。主飞手以复合型人才优先，要求不仅能操作无人机飞防植保，还会驾驶插秧机、翻耕起垄机等多种机器，以确保收入，留住人才。选拔的人员要进行安全操作培训，由厂家负责，经培训合格后凭证上岗，并签订安全责任协议，明确
双方权利和义务。
2.3.3服务价格制定。由地方政府、烟草部门指导合
作社测算飞防植保的服务价格，经成员代表大会表
决通过并公示。服务价格由成本和利润构成，一般为150元/hm2，其中成本主要包括人工、机械维修、管理等费用，具体如表2所示。
2.3.4签订服务协议。按照自愿的原则，与需要进行专业化服务的烟农完成委托服务协议的签订，确保专业化服务工作按时开展。委托服务协议包含专业化植保服务内容、质量标准、作业面积、作业地点、服务价格、结算方式等，还要明确双方其他方面的权利和义务。
2.3.5检修设备。合作社在专业化服务开展之前统一组织植保队员开展无人机检修，若检修中发现问题及时联系厂商维修。
2.3.6准备物资。做好无人机植保飞防的物资准备工作，仔细查看药品有效期，严禁使用过期产品和违
禁农药。因为无人机飞防喷雾粒径较小，所以应选择水基化剂型，如水乳剂、微乳剂、乳油、悬浮剂、水剂等。不宜选用粉剂类剂型，以防出现堵塞喷头、缩短水泵寿命等情况。无人机飞防飞行速度较快、用药量少,
药剂不能完全覆盖作物表面，应优先选择内吸剂。
2.3.7作业调度。合作社根据与烟农签订的服务协议，安排专业化植保队员的作业区域，根据分片作业
的原则合理制定作业安排表。
2.3.8植保作业。在烟农监督下，按照病虫害预测预
报消息和技术要求，利用适宜天气适时开展无人机专业化植保作业。宜在晴天的早上或傍晚开展作业，下雨天气和中午温度较高时不宜开展作业。风速越高雾滴穿透能力越弱，漂移性也越强,2~3级以内的微风有利于药剂雾滴沉积，且漂移距离较小。因此，应在3级以内风力下作业。而且，作业过程中应紧密关注风向，确保下风向附近无人畜，避免发生农药中毒事故。15~25℃是开展无人机飞防作业的最适宜温度,10~30℃为可开展无人机飞防作业的温度,0℃以下或35℃以上不宜开展飞防作业。开展无人机飞防较为适宜的湿度范围是40%~90%，湿度较低会导致雾滴蒸发加剧。在湿度较低的条件下作业时，应注意适当提高药液用量、增大雾滴直径、减少雾滴蒸发。根据无人机压力式扇形喷嘴中间多、两侧少的特性，相邻喷嘴应保持幅度30%以上重叠。无人机飞防作业高度一般在2.6~4.0m之间，过高会导致药液漂移和蒸发加剧，过低则造成漏喷。作业速度会影响雾滴穿透性、漂移性，应保持在3~5m/s之间。作业时，行距设为7~8m，可根据作业高度和飞行速度等进行调整。要严格按照植保安全作业要求和农药使用说明书配药、喷药，作业过程中均匀喷洒药液，保证所有烟株无重喷漏喷，病虫害(此处指可用无人机飞防的病虫害)损失率在5%以下，并对废弃包装物集中
回收处理。
2.3.9质量验收。质量验收包括组建质量验收组、实
地抽查验收、满意度调查分析、验收结果汇总分析。烟草部门与地方政府、烟农代表联合对植保质量和数量进行验收,6.67hm2以下的片区，随机抽查3丘
表2无人机专业化服务费用收取依据
项目金额项目金额
主飞手工资30.0培训+购买保险费用15.0
助手工资15.0电池费用15.0
管理费用15.0交通运输费用7.5
飞机折旧及维修费45.0利润7.5注：烟草补贴75元/hm2，烟农出资75元/hm2。
单位:(元·hm-2) 74
田(每丘约667m2)，每增加6.67hm2则增加3丘田，计算病虫危害损失率。病虫危害损失率在5%及以下的为合格。验收不合格的，合作社植保队必须返工。造成烟农重大损失的，由合作社按服务协议赔偿烟农损失。
2.3.10费用结算。根据服务协议与验收结果结算费用。费用结算包括计算到户费用、收取农户费用。向烟农收费计算公式为：服务收费=服务实施量×质量合格率×单价。
3取得的成效
3.1经济效益
相比传统喷雾器人工植保作业，采用无人机专业化飞防可使烟农节约植保成本1305元/hm2(用工成本节约1200元/hm2+用药成本节约105元/hm2)。通过植保无人机飞防服务的开展，合作社获得了一定的经济收入，也增强了专业化服务能力。以2020年为例，合作社通过飞防获得收入30.63万元(烟叶飞防收入1.18万元+大农业飞防收入29.45万)。3.2社会效益
通过无人机植保统防统治，实现了病虫害的高效精准防治，解放了劳动力，缓解了农村劳动力不足的矛盾，降低了病虫害的发生，减少了烟农的开支。该技术广受烟农好评。
3.3生态效益
无人机专业化飞防精准施药提高了烟叶生产的安全性，降低了病虫害防治对环境的破坏程度。
4建议
4.1加强无人机飞手选聘与培训
在实施无人机飞防过程中，重喷、漏喷或喷施浓度过大造成药害等现象时有发生，应加强无人机飞手选聘与培训，尽量减少失误的发生。
4.2拓宽无人机飞防范围
虽然无人机飞防大幅提高了烟叶植保效率，但其对于病虫害的防治仍然存在局限性，比如青枯病、
黑胫病等需要灌根防治的病害就不适宜采用无人机飞防。如何拓宽无人机飞防的范围是未来研究的
重点。
4.3将无人机纳入农机补贴
无人机的购买价格较高，合作社需要贷款经营。而且无人机使用寿命不长，一般为3~5年。此外，电池消耗较大，使用寿命一般为200~300次。无人机飞防成本高、盈利微薄，建议将无人机纳入农机补贴
范围，降低合作社经营风险。
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