基于无人机植保技术的马铃薯病虫害防治方案 研究论文

2024-05-16 11:10:30 来源: 作者:zhoudanni
摘要:马铃薯作为重要的农作物之一,其产量和品质直 接关系到农业经济的发展和农民的收入。病虫害问题 一直是制约马铃薯产业发展的关键因素。马铃薯病害 主要包括晚疫病、早疫病、枯萎病、青枯病;虫害方 面主要包括瓢虫、块茎蛾、蚜虫。除了上述的主要病 虫害外,马铃薯还可能受到其他如病毒病、黑痣病、 炭疽病、环腐病以及地老虎、金针虫、蛴螬、蝼蛄等 多种病虫害的威胁。传统病虫害防治主要依赖于化学 农药喷施和人工巡视,而这些方法存在诸多弊端。
摘要:分析了植保无人机应用流程、病虫害出现前、发病中和防治后的应用技术。进行了传统人工防治方法与无人机植保 技术的效果对比试验,结果表明,采用无人机植保技术在马铃薯病虫害防治效果、产量及品质上均表现出显著优势。
关键词:植保无人机,马铃薯,病虫害,防治
1. 引言
马铃薯作为重要的农作物之一,其产量和品质直 接关系到农业经济的发展和农民的收入。病虫害问题 一直是制约马铃薯产业发展的关键因素。马铃薯病害 主要包括晚疫病、早疫病、枯萎病、青枯病;虫害方 面主要包括瓢虫、块茎蛾、蚜虫。除了上述的主要病 虫害外,马铃薯还可能受到其他如病毒病、黑痣病、 炭疽病、环腐病以及地老虎、金针虫、蛴螬、蝼蛄等 多种病虫害的威胁。传统病虫害防治主要依赖于化学 农药喷施和人工巡视,而这些方法存在诸多弊端。首 先,由于批量喷施的方式难以精准控制用药量,常导 致药物过量使用,不仅浪费资源,还可能对非目标生 物造成不必要的伤害。其次,人工巡视虽然在一定程 度上能够发现病虫害,但费时多且效果难以保证。此 外,人工巡视的方式还存在实时监测的局限性,难以 做到及时发现和处理病虫害。因此,传统病虫害防治 方式亟待改进,需要探索更加环保、高效且经济的防 治方法,以确保马铃薯的健康生长和产量稳定。采用 无人机开展马铃薯病虫害的监测和防控,对于提高防 控质量和提高作业效率具有重要的实际意义。
2. 植保无人机使用流程
植保无人机小组配置 2-3 名人员,作业流程主要如下 [1]:
第一,进行飞行前的准备。包括选择适合的飞行设备、规划航线以及制定飞行方案,如确定适宜的飞行高度、速度以及重叠度。
第二,记录工作日志。详细记录当天的风速、天 气情况以及起降坐标等信息,并妥善保存这些数据, 以备日后参考和分析。
第三,建立无线电台和地面站。通过无线电链路, 实现地面站与植保无人机之间的通信,确保数据交换 的顺畅进行。
第四,执行飞行任务。分区执行飞行计划,选择 合适的起飞点,对每块区域进行作业,并实时采集相 关数据。在飞行过程中,技术人员在确认起飞区域安 全后解锁起飞植保无人机。起飞后,通过遥控器控制 飞机飞行,并通过地面站观察飞机状态。当飞机达到 安全高度后,将飞行模式切换为自动任务模式。同时, 技术人员需时刻关注飞机动态,确保飞行安全。
第五,飞行结束后,确保降落地点安全,避免他 人靠近。降落完成后,检查相关数据是否完整。完成 数据获取后,对飞行执行情况进行质量评估,为后续 飞行提供参考依据。
3 基于无人机植保技术的马铃薯病虫害防治方案
3.1 病虫害监测
目前大部分马铃薯已进行规模化种植,种植人员 难以在大片马铃薯土地中仅凭肉眼观察准确判断田间 是否出现病虫害,往往导致一旦发现病虫害,已经造 成了较大面积的感染。因此,如何及时发现病虫害的 苗头成为了马铃薯病虫害防治工作的关键。
无人机具备摄像功能,通过操作无人机可以对马 铃薯田进行拍照,随着无人机拍照技术的不断进步, 其清晰度不断提高,利用不同的拍照功能,可以及时 捕捉马铃薯田内的异常变化。无人机能够随时前往马 铃薯田进行观察,特别是在病虫害易发的季节,通过 增加无人机的使用频率,可以实现定时拍摄。例如, 利用植保无人机可以观察马铃薯植株的生长状态,如 叶片颜色、茎部是否有异常等。一旦发现异常,如叶 片出现斑点、茎部有虫洞等,可以利用植保无人机进 行针对性的药物防治 [2]。
3.2 病虫害防治应用
马铃薯发病时需对症下药,例如针对马铃薯田间 的蚜虫、叶蝉可使用浓度为 1.5% 高效氯氟氰菊酯进 行防治。
植保无人机设备信息如表 1 所示,采用压力式扇形喷嘴进行药液喷洒,为确保喷洒的均匀性,相邻喷 嘴之间的喷幅应保持至少 30% 的重叠,保持行距与 有效喷幅匹配。在作业过程中,飞行高度应控制在 2~3m 之间,同时,无人机的飞行速度应控制在 2.5~5.5m/s 之间。此外,为进一步提高喷雾效果,还 可以考虑引入其他技术手段,如智能导航系统和变量 喷雾技术。
3.3 防治效果检查
病虫害防治工作完成后,植保无人机可进一步收 集药物使用情况的数据,帮助农户了解防治效果,确 保药物能够有效控制病虫害。防治数据将被详细记录 在手册中,为后续的防治工作提供有力支持。此外, 通过无人机的摄像功能,需要在 5 至 7 天的时间内对 防治效果进行细致的检查,使用植保无人机根据实际 的种植面积,以每亩为单位,选取适量的测量点,对马铃薯的生长状况进行仔细观察,看是否存在病虫害 的迹象,未完全消除病虫害则采用适当浓度的药物进 行补喷,及时调整药剂配比和类型,增加药物喷洒频 率,确保马铃薯病虫害问题得到全面有效的治理和管 控 [3]。
4. 防治效果试验
为验证马铃薯病虫害防治方案的有效性,设置对 照试验,与传统人工防治方法进行对比,检验马铃薯 病虫害无人机防治技术的有效性。试验地点选在某马 铃薯种植基地,精心挑选 10 块种植环境相同、面积 均为 10 亩的马铃薯田地进行对比防治。其中地块 1-5 采用无人机防治技术方案,地块 6-10 采用人工方案。 对比结果如表 2 所示。
表 2 试验数据表明,植保无人机防治马铃薯晚疫 病、蚜虫有效率在 98.22%、93.68%, 明显高于人工 防治的 90.86%、83.33%, 植保无人机防治马铃薯病 虫害后平均亩产 14.57t,明显高于人工 13.97t。
5. 总结
通过试验验证了基于无人机植保技术的马铃薯病 虫害防治技术的有效性,与传统人工防治方法相比, 无人机植保技术防治马铃薯晚疫病、蚜虫有效率在 98.22%、93.68%, 防 治 马铃薯病虫 害后平 均 亩产 14.57t,在防治效果、作业效率及成本控制等方面均 表现出显著优势。试验结果不仅为马铃薯病虫害防治 提供了新的技术手段,也为现代农业的可持续发展注 入了新的活力。未来,应进一步优化无人机植保技术 的参数配置,提高防治精度和效率,并探索其在更多农作物病虫害防治中的应用。
参考文献:
[1] 梁海霞 . 无人机植保技术在马铃薯病虫害防治中的应用 [J]. 当代 农机 ,2024.(01):41-42.
[2] 王玉建 . 农业无人机植保技术在玉米病虫害防治中的推广应用 [J]. 农业工程技术 ,2023.43(26):80-81.
[3] 郭建晗 . 农业病虫害与植物保护技术的综合治理分析 [J]. 河北农 机 ,2023.(15):142-14
