引言

柳城县是一个低丘谷地、岩溶、低山交错的半丘陵地 区。融江自北向南流，将县境划为东西两大块，东部为丘 陵和山地，西部系岩溶石山和丘陵交错地区。西北部地势 较高，由东、西两面向中部融江递降。中部融江沿岸以低 丘平原为主，地势平缓，海拔 200 m 以下。可耕地资源多并且宜果宜林面积大，有利于发展生态农业和生态林业。柳城县地处桂中以北，属亚热带季风气候，气候温和，光热 充足，雨量充沛，多年平均气温为 20. 1 ℃ ，极端最高温度为 39. 4 ℃ ，极端最低温度 - 2. 5 ℃ ，平均无霜期 334 天，年平均降雨量1348. 6 mm，最大降雨量1623. 8 mm，最小降雨量 986 mm，年平均蒸发量 1419. 5 mm，相对湿度 78% 。现年降雨量少于蒸发量，3 ～ 5 年间常有旱灾或洪涝出现。常年主导风向为东南风，平均风速 1. 4 m / s。我国的农业发展中，水稻是重要的粮食供给作物。为确保水稻产量， 在种植水稻时要采取科学措施有效防治病虫害，以免因病 虫害影响水稻产量。我国在防治水稻种植病虫害中，采取 传统的人工喷药的方式。在农业机械化的发展中，水稻种 植也逐渐朝机械化方向发展，在防治病虫害方面采取的有 效方式就是小型植保无人机。本文主要介绍国内外小型 植保无人机的发展现状，并介绍小型植保无人机在水稻全 程病虫害防治中的应用。

1 国内外应用小型植保无人机的现状

小型植保无人机在国外的应用主要是在亚洲，使用较 多的国家是韩国和日本。欧美美国在喷洒农药时，通常是 利用的大型飞机。比如美国有广阔的土地面积，其有较多 耕地，而比较集中。小型植保无人机的作业面积比较小， 在喷洒农药的时候效果不够好，并且美国的航空非常发 达，使用大型飞机防治水稻的病虫害更为方便。日本最早 研究和应用小型植保无人机，同时也是该项技术最为成熟 的一个国家。日本有较大的人口密度，但耕种土地有限， 地少人多，因此每户耕地面积较小，而日本的主要种植作 物就是水稻［1］。日本单一化的耕种环境，为发展小型植保无人机创造了良好条件。

我国也是处于地少人多的状态，种植水稻主要是小型、分散式的农田，在喷洒农药的时候，大型机械到农田中工作很容易出现机械沉陷。所以，我国种植水稻、防治水稻病虫害都是采取人工作业方式。依据我国种植水稻的特点，创新和改良小型植保无人机，从而更加符合我国种植农田的情况。我国从 2011 年开展大规模地示范和使用小型植保无人机，不但使种植水稻的机械化程度得到提升，在防治病虫害中也取得了较好的应用成果。

2 水稻全程病虫害防治中小型植保无人机的应用

2. 1 小型植保无人机提供给农民全面植保方案

在农业生产中，小型植保无人机属于新型科技产品， 研制和应用小型植保无人机能提供全面植保方案，使农民 有科学的依据可以遵循，从而提高农业种植产量。生产小 型植保无人机的成本比较高，并且需要操作人员具备一定 专业知识，目前应用小型植保无人机的大部分是专业植保 公司。专业化植保公司会提供给农民有效防治水稻种植 中病虫害的方案，在认可该方案后农民会和植保公司签订 一整年防治病虫害的指标，专业植保公司依据防治指标实 施全机械化的作业，从而有效处理水稻种植中出现的病虫 害［2］。研究和使用小型植保无人机改变了植保公司提供 服务的模式，促进植保公司朝正规化方向发展。植保公司 在依据防治指标来防控病虫害时，逐渐创建更多专业化的 航空喷雾团队，从而使水稻生产中使用机械的概率得到有 效提升，确保水稻种植的经济效益。

2. 2 水稻生产机械化得到有效提高

近几年，科学技术不断发展，我国水稻的生产已经实 现了收割和插秧的机械化。而在防治水稻生产病虫害中， 我国采用的主要是人工防治措施。作业过程中消耗大量 人力，作业效率不高。在机械化防治病虫害中，最早时我 国采用的是大型植保机，但是在喷洒农药的过程中常常会 导致陷泥，严重影响到喷洒农药的效率和进度。而小型植 保无人机的喷洒作业主要是在空中完成，能有效节省人 力，有效避免植保机械陷泥的问题，避免了人工喷洒和大 型化植保机械在喷洒时的劣势。

2. 3 小型植保无人机的喷洒作业适合各种地形

在农业生产的机械化进程中，研究主要问题之一就是 机械无法有效适应各种地形，假如地形较为崎岖不适合开 展机械工作，或机械在农田工作中不能正常停歇，都会严 重影响农业生产的机械化。小型植保无人机完成喷洒作 业主要是在空中，作业过程不会被地形所影响。同时，小 型植保无人机体型较小，在喷洒作业的时候不用构建专门 的升降平台，只要在田间腾出大概 2. 25 m2 的正方形空地，小型植保无人机就可以有效升降［3］。因此，田间的闲 置道路、空地等都能作为升降小型植保无人机的平台。假 如种植水稻的地形是丘陵、山地等不适合无人机停放，在 要开展农药喷洒作业的时候，可以人工搭建平台，从而确 保小型植保无人机可以在这些不平坦的地形中也能升降， 正常实施农药喷洒作业。

2. 4 符合环保和节约用药用水的要求

近几年，我国在防治水稻生产病虫害的主要要求是： 环保、节约用药和用水，防治病虫害过程中小型植保无人 机的有效应用能够满足这些要求。农药喷洒时，依据飞行 速度、防治对象（ 也就是病虫害） 的要求、所用农药特点等差异，控制小型植保无人机喷雾量在 300 ～ 1000 mL / 亩之间。相比常规喷雾，小型植保无人机的喷雾特点是： 喷洒的雾滴分布更均匀、雾化效果更好。小型植保无人机在开 展喷雾作业时，农药中可加入防飘逸的助剂、抑制蒸腾的 药剂、渗透剂和展着剂等等，从而使劳动力成本、农民投入 都得到一定程度的减少，有效提升水稻生产的经济效益。除此之外，在利用小型植保无人机开展农药喷洒的作业 时，还可以借助气流作用将药剂均匀地喷洒到水稻叶片和 茎秆表面，避免药剂长期残留在水层和田间的土壤中，可 达到更好的环保效果。

2. 5 保障农药喷洒作业人员的安全

在喷洒防治水稻病虫害的农药时，假如农药喷洒作业人员和药剂的接触距离过近，药剂有可能会沾染在作业者的身上，严重影响到作业者人身安全。在利用小型植保无人机喷洒农药时，采取的喷洒方式是远距离遥控，作业者主要利用地面站对卫星信号进行接收，远距离遥控小型植保无人机，有效防止作业人员与药剂直接接触，从而有效保障农药喷洒作业者人身安全。

3 小型植保无人机发展存在的问题

我国小型植保无人机的应用尚且处于发展阶段，大部分农业地区都还没有普及和应用。小型植保无人机在发展中存在一些技术问题：

（ 1） 国内小型植保无人机的荷载能力通常比较小，其作业面积也较小。尽管小型植保无人机的体积小，能够使工作效率大幅度提高，然而在用于大型农场中时，假如操作人员不具备专业技术基础，无法在短时间里完成防治水稻病虫害的喷洒工作。

（ 2） 小型植保无人机还处于发展初期，没有制定基本行业标准和行业规范，专业培训机器使用的组织还比较少。这种情况导致农民在使用机器中假如遇到问题，就只好和厂家沟通，通常会导致作业被耽搁，工作效率大大降低。

（ 3） 在小型植保无人机中所喷洒的专用药剂，还未制定行业或国家层面的使用要求和统一化标准，通常情况 下，农民都会用一般化药剂，对药剂使用量也没有科学掌 握，很多时候是凭感觉凭经验使用，往往会造成设备故障、堵塞喷头等问题，这些问题都会对使用小型植保无人机防 止病虫害的效果造成不良影响［4］。

（ 4） 种植水稻有固定季节与时间，所以每年都有小型

植保无人机使用的淡季与旺季。因为旺季防治病虫害有较大的市场需求，很容易导致订单多，而在淡季就会出现长时间的闲置，其利用率较低，对小型植保无人机企业的经济效益造成影响。

4 小型植保无人机的发展前景

尽管小型植保无人机在防治水稻全程的病虫害中还存在一定的技术问题，不过随着我国科技发展与技术创新，这些技术问题都能慢慢得到解决。在我国大力发展农业生产的大背景下，农业领域的一个发展关键就是植保无人机，要依据我国农业实际与实际需求发展植保技术。在小型植保无人机的应用中，通过制定行业规范和行业标准，使其成为国家专项补贴的农机，降低小型植保无人机的售价，从而提升购买率和市场上的保有量，扩大小型植保无人机的应用。同时，生产企业要成立和健全培训体系和售后服务体制，构建完整产业链，从而使植保技术行业逐渐形成良性化的循环。我国有辽阔的土地、多样化的作物种类、气候差距和地形差距，这些给农业的机械化发展造成阻力，但在科学技术的不断创新下，利用小型植保无人机有效防治水稻全程的病虫害不是难题。

5 结语

在水稻防治病虫害中，小型植保无人机有较好的应用。在专业化、机械化发展水稻种植的背景下，越来越多的水稻种植户开始重视应用小型植保无人机。国家要积极制定行业标准，确保小型植保无人机的研发和应用井然有序，从而有效促进小型植保无人机在防治水稻病虫害中的发展，提高水稻种植产量，推动我国农业领域的发展。