無人機技術在小麥病蟲害防治中的最佳融合應用探討

劉新軍

近年來，隨著科技的不斷進步，越來越多的新型技術被應用到農業生產中。作為其中的代表，無人機技術在農業生產中的應用已經取得了顯著的效果。由于無人機具有移動靈活、輕便等特性，使其在農作物種植的各項管控中得到了廣泛的應用。而在小麥病蟲害防治中融入無人機技術，更是科技與農業發展相結合的一種重要方式，引起了業內人士的廣泛關注。因此，本文旨在研究無人機在小麥病蟲害防治方面的工作成效，并探討最佳的融合應用方案。

農業病蟲害本身是影響國內農業發展的主要因素之一，近年來隨著小麥種植面積的逐步拓展，使得各類病蟲害暴發概率呈現出逐年增長的趨勢。另一方面，越來越多農村居民選擇前往城市當中打工，在導致農業生產出現勞動力短缺問題的同時，也增加了農業種植所需成本，傳統農藥噴灑方式已經無法滿足小麥生產需求，此時將無人機應用到病蟲害的防控工作當中，能夠有效改善這類問題。因此，要對無人機與小麥病蟲害防治的融合應用展開現代化研究，強化這類新型技術在其中應用效果。

一、農用無人機技術的概述

無人機是地面操控的無人駕駛飛行器，現已廣泛應用于小麥、玉米等農作物的病蟲害防治。農用無人機主要由導航飛控、飛行平臺和噴灑結構組成，通過地面操作人員的遙控，實現在空中對農作物進行藥物噴灑。與傳統的農作物病蟲害防治方式相比，無人機技術具有更高的效率。通過高空噴灑農藥，不僅能有效保障農民的身體健康，提高農藥噴灑的安全性，同時能顯著提升農作物病蟲害防治效果，保障農作物的正常生長。

二、目前無人機在小麥病蟲害防治當中的應用特性

1、具備極高安全性與工作效率

在小麥種植與管理當中，會涉及到相對較多的病蟲害防治工作，而傳統的小麥病蟲害防治往往需要投入相對較多的人力資源才能實現有效的管控工作，在擠占其他農作物種植管理時間的同時，也會降低農業生產的整體工作效率。此時將無人機應用到小麥種植與生產當中，能夠運用無人機本身所具備的上空飛行能力來實現高效率的農藥噴灑工作，整體工作效率較高、工作耗時較短以及勞動力投入相對較少的特性。由此能夠看出，無人機本身有著顯著的工作效益，在滿足小麥生產所產生的各類病蟲害防治需求，避免工作人員與農藥產生直接接觸，整體安全性相對較高。這是由于無人機技術在應用中主要選用遠程操控的方式，操作人員并不需要與農藥產生直接接觸便可以在種植區域內實現農藥的噴灑工作，發揮出農藥本身的病蟲害防治成效。

2、降低農業生產所需成本

將無人機技術應用到小麥病蟲害現代化防治當中，能夠有效減少種植所需要消耗的資金成本。傳統的小麥病蟲害防治工作會對人力資源產生相對較高的需求，且整體農藥噴灑成效也會受到農民綜合能力意識影響，如果農民不理解農藥的各類應用方式且無法實現均勻噴藥，會在降低農藥噴灑實效的同時，對小麥的正常生產帶來較多的負面影響，不但無法實現病蟲害的有效防控，還會增加小麥生產的實際所需成本。將無人機技術應用到小麥種植過程當中，能夠在優化農藥噴灑的同時，規避農藥因人為因素而出現噴灑量分配不均的情況，這種方式不但能夠規避農藥資源產生過多的浪費問題，還可以減少農藥在噴灑過程當中對周邊生態環境所造成的負面影響。此時，小麥種植工作者可以從需要著重噴灑農藥的區域推進藥物噴灑工作，優化無人機技術應用效果，并提升無人機自身的技術操作。在另一方面，無人機的操作難度相對較低，對操作人員的要求也會相對放低，并且在物聯網高速發展的影響下可以運用統一遠程操控與智能操控來實現大范圍高效率的藥物噴灑，通過控制噴灑量與噴灑范圍的方式來規避農藥的大量浪費。

3、農藥消耗量相對較少

將現代化的無人機技術應用到小麥病蟲害防治工作當中，通常會采用超低量噴霧技術，在實現噴灑范圍有效擴張的同時增加霧滴的細膩程度，幫助農藥能夠被更加均勻地噴灑到農作物的表面，避免出現農藥大量浪費的情況。而優質的農用無人機不但能夠利用霧化噴灑的方式來完成農藥的噴灑工作，還可以降低農藥的整體使用量，避免對周邊植被造成影響并減少農藥資金支出。

三、將無人機技術引用到小麥病蟲害防治的創新途徑

1、遙感監測

無人機可以搭載高分辨率攝像頭或多光譜相機，對小麥田進行遙感監測。利用圖像處理和分析技術，可以檢測出小麥田的病蟲害情況，并生成病蟲害分布圖，幫助農民及時采取防治措施。無人機技術在小麥病蟲害防治中的遙感監測應用是一種非常有效的方法。通過無人機搭載的高分辨率攝像頭或多光譜相機，可以對小麥田進行遙感監測。

優勢：①高分辨率影像：無人機采集的圖像具有高分辨率，能夠提供清晰、詳細地小麥田農作物圖像，使農民、專家和研究人員可以更準確地識別病蟲害的跡象和分布情況。②快速全面：無人機可以迅速飛越整個小麥田，捕捉大量圖像數據。相比于傳統的田間巡視，遙感監測可以更快速地獲取全面的田間信息，幫助及時發現和識別潛在的病蟲害問題。③靈活性與精確性：無人機可以在低空飛行，能夠更接近農作物，獲取更精確的圖像數據。同時，無人機的靈活性意味著可以在特定的時間、地點和角度進行監測，提供更全面、準確的信息。

應用方式：①病蟲害識別：通過無人機搭載高分辨率攝像頭或多光譜相機，可以捕捉小麥田間的紅外、可見光和近紅外等不同波段的圖像。這些圖像可以用于識別農作物的生長狀態、病蟲害跡象、營養狀況等信息，幫助農民及時發現并針對性地采取防治措施。②病蟲害監測與分布圖生成：利用無人機獲取的圖像數據，可以借助圖像處理和分析技術生成病蟲害分布圖。這些分布圖可以直觀、快速地提供小麥田中各區域的病蟲害情況，為農民和專家提供決策依據。③監測數據整合與分析：通過將無人機獲取的圖像數據與其他農業數據，如氣象數據、土壤數據進行整合，可以進行數據分析和統計，并建立預測模型，提前預警病蟲害的發生和傳播狀況，為農民制定防治策略提供科學依據。

2、施藥與噴霧

無人機可以精確投放農藥或生物防治劑，利用控制系統和定位技術，精確計算藥劑量，并將其噴灑在受感染區域。這種方式可以提高施藥的準確性和效率，減少藥物的浪費和對環境的影響。無人機技術在小麥病蟲害防治中的施藥與噴霧應用，可以提供更精確和高效的方式，減少藥劑的浪費和對環境的影響。

優勢：①精確施藥：無人機通過搭載控制系統和定位技術，可以實現精確計算藥劑量，并將其噴灑在受感染區域。相比傳統的手動或機械噴霧，無人機的施藥能夠更準確、均勻地將藥劑噴灑到目標植株上，提高施藥效果。②高效作業：無人機可以快速飛越小麥田，進行噴霧作業。其靈活性和高速性意味著可以在較短的時間內完成大面積的施藥任務，提高作業效率，節省人力物力成本。③保障人員安全：使用無人機進行施藥和噴霧可以減少人工接觸農藥的風險，降低了人員暴露于有害化學品的潛在危險，增加了施藥安全性。

應用方式：①藥劑調配與調控：無人機可通過搭載的傳感器和設備，實時監測并調控噴霧藥劑的噴灑量、濃度和壓力等參數。這樣可以根據病蟲害的情況和小麥田的特點，靈活調整藥劑的使用，提高施藥的效果和效率。②效果評估與記錄：施藥后，無人機可以進行后續的監測和評估。通過再次飛越小麥田，進行圖像采集和數據分析，從而評估施藥效果，記錄藥效區域和施藥方案，為后續防治提供參考依據。

3、早期偵測

無人機可以在小麥生長期間，通過定期巡視和遙感監測，早期偵測病蟲害的跡象。及早發現并識別病蟲害，可以采取針對性的防治措施，減少病蟲害對小麥產量的影響。無人機技術在小麥病蟲害防治中的早期偵測應用是一種非常重要且有效的方法。通過無人機搭載的高分辨率攝像頭或多光譜相機，可以實時監測小麥田的狀況。

應用方式：①定期巡視：無人機可以定期在小麥生長期間進行巡視，捕捉植株生長狀態和癥狀變化。通過對比不同時間點的圖像，可以及早發現小麥田中任何異常跡象，并確定是否存在病蟲害問題。②病蟲害預警：通過無人機采集的數據，結合氣象、土壤等其他數據進行分析和比對，建立預測模型，可以提前預警病蟲害的發生和傳播狀況。這樣農民可以根據預警信息進行針對性的防治，減少小麥病蟲害的損害。

4、數據分析與決策支持

無人機獲取的大量數據可以進行深度學習和數據分析，建立預測模型，對未來可能出現的病蟲害進行預警。同時，也可以將數據與氣象、土壤等其他數據進行整合，幫助農民作出科學合理的防治決策。無人機技術在小麥病蟲害防治中的數據分析與決策支持應用，可以幫助農民和專家更準確地理解農田狀況，制定科學的防治策略。

優勢：①多維數據收集：無人機搭載的傳感器和相機可以收集到各種農業數據，如圖像、氣象、土壤等。這些多維數據可以提供關于小麥狀況、生長環境和病蟲害發生的信息，幫助了解問題的根源和潛在因素。②數據整合與關聯：無人機采集的數據可以與其他農業數據進行整合和關聯。通過與氣象數據、土壤數據等進行分析，可以發現數據之間的關聯性，尋找農田病蟲害發生的模式和規律，為決策提供更準確的依據。

應用方式：①圖像處理與識別：通過無人機采集的圖像數據，可以利用圖像處理和機器學習算法進行病蟲害的自動識別和分類。這樣可以快速準確的判斷農田中病蟲害的種類、嚴重程度和分布情況，為決策提供重要依據。②模式識別與預測：通過對歷史數據和實時數據進行分析，可以建立預測模型，用于預測病蟲害的發生和傳播趨勢。這樣可以提前采取措施，制定合理的防治策略，最大程度地減少病蟲害對小麥產量的影響。③決策支持系統：通過將無人機采集的數據與其他農業信息整合到一個集成的決策支持系統中，可以提供全面、實時的農田狀況和防治建議。這樣農民和專家可以進行數據分析、查詢決策支持系統，并根據系統提供的建議進行決策，實現更準確、高效的小麥防治效果。

5、精準滅蟲

無人機配備紅外線或激光雷達等傳感器，可以通過蟲害顯微鏡檢測獲得蟲害的信息，并使用激光或其它方式精確擊殺有害昆蟲，以減少對農作物的破壞，實現對具體病蟲害目標的精確打擊，提高防治效果，減少藥劑的浪費。

應用方式：①病蟲害目標識別：通過無人機搭載高分辨率攝像頭或多光譜相機，可以實時獲取病蟲害目標的圖像。結合圖像處理和機器學習技術，可以對病蟲害目標進行自動識別和分類。這樣，無人機可以根據識別結果，針對性地進行滅蟲作業。②精確噴灑與投放：無人機配備噴霧設備或噴灑裝置，可以根據小麥病蟲害目標的位置和密度，精確計算藥劑量，并將其噴灑到目標區域。通過控制噴灑設備的參數和噴灑路徑，可以實現藥劑的準確投放和覆蓋，減少藥劑的浪費。③實時監測與調整：無人機可以實時監測噴灑效果，并根據監測結果進行調整。通過搭載的傳感器和設備，可以實時監測藥劑量、藥劑覆蓋度和目標病蟲害的狀況。根據監測結果，可以調整噴灑參數和路徑，以達到更好的小麥防治效果。

6、引誘與監測

利用無人機在小麥田中放置誘蟲劑或誘餌，吸引病蟲害進入特定區域。無人機可通過攝像頭和傳感器監測蟲害數量和行為，從而提供準確的蟲害監測與分布信息。

優勢：①增強探測能力：無人機具備靈活飛行和較大覆蓋面積的特點，可以在短時間內對大面積小麥田進行監測，提升病蟲害探測的效率和范圍。②實時監測：通過無人機搭載的傳感器和相機，可以獲取高分辨率的圖像數據，并通過實時傳輸進行監測分析。這有助于快速發現病蟲害樣本，并進行及時反應和決策。③引誘控制：無人機可搭載光、聲、化學等多種引誘手段，吸引病蟲害進一步控制它們的傳播。例如，通過釋放化學引誘劑來吸引蟲害，或者通過發出特定頻率的聲音吸引鳥類等天敵來控制病蟲害。

應用方式：①偽裝飛行：無人機通過模擬特定病蟲害的氣味、聲音或光線，吸引害蟲進入特定區域。這可以幫助農民集中控制病蟲害，減少其傳播范圍。②引誘物釋放：通過無人機釋放化學引誘劑，如性信息素吸引物、誘殺劑等，可以吸引病蟲害進入特定區域或固定點，從而集中進行防治措施。③衛星通信：無人機可以與衛星通信系統進行連接，將獲取的監測數據傳輸到遠程的決策中心，以便進行實時的小麥數據分析和決策支持。

7、多源數據整合

通過將無人機采集的數據與其他農業數據整合，如土壤水分、氣象等數據，可以建立智能決策支持系統。該系統可以推薦最佳的防治策略，并幫助農民優化農田管理和資源利用。

8、自主協同作業

多臺無人機之間可以自主協同作業，實現任務分工與合作。例如，其中一架無人機進行病蟲害巡視，另一架進行藥劑噴灑，提高作業效率和精準度。

綜上所述，無人機技術的應用，為小麥病蟲害防治帶來了更多創新的可能性。這些創新途徑的應用，能夠提高農業生產的效益，減少對農藥的依賴性，實現可持續農業發展。同時，通過將無人機技術應用到小麥病蟲害防治中，可以提高防治效果、減少勞動力成本，并且更加環保高效。這些創新途徑有望對小麥種植業的可持續發展和增產起到積極的促進作用。需要注意的是，現階段無人機技術依然處在探索階段，針對當前小麥病蟲害防治工作出現的諸多問題，農業部門需要充分重視起各類新型技術的應用效果，調節無人機技術各項應用細節的同時，為當前農業發展提供更加優質的助力。