本文收录于《农业工程技术-农业信息化》2024年第5期，目次26
摘要：玉米作为农业生产中的重要粮食作物，以高亩产量和丰富的营养成分备受关注。然而，在玉米生长过程中，各类病虫害问题往往导致亩产量下降，进而给玉米生产带来经济损失。针对这类问题，可将无人机技术应用到其中，为玉米的优质生产提供充足动力。该文介绍了无人机的概念和优势，突出其在农业领域的潜力，分析了其在玉米病虫害防治中的实践应用，提出了技术推广中面临的挑战及解决对策，旨在为相关的种植人员提供一些参考信息。
关键词：玉米病虫害；无人机技术；应用及研究
玉米作为全球重要的粮食作物之一，其生产面临着来自病虫害的严峻挑战，直接影响着全球粮食安全和农业可持续发展。传统的病虫害防治方法在提高产量和保障粮食质量方面存在一系列的限制，因此寻求创新性、高效的农业管理手段变得至关重要。在这个背景下，无人机技术崭露头角，成为解决农业领域病虫害问题的潜在利器[1]。本文聚焦玉米病虫害防治中无人机技术的应用及研究，全面分析无人机技术在玉米病虫害防治中的实际效果，并探讨推广过程中可能遇到的问题及相应的解决对策，为农业生产的现代化提供有益的启示。
1
无人机技术的概念与优势
1.1 农业无人机技术概述
农业无人机技术是一种基于无人机平台的现代农业生产方式。这种技术主要应用在农田巡查、植保施药、农田监测等方面。农业无人机通常搭载多光谱、红外线等各类传感器，以获取农田的高分辨率图像和相关数据。这些数据可被用于监测植物健康状况、土壤质量、病虫害情况等，从而为农民提供实时、高精度的农业信息。农业无人机技术的兴起使得农业生产更加智能化、精准化，有望提高产量、降低成本、减少环境影响。
1.2 工作流程
工作流程主要分为任务规划、飞行执行和数据处理三个步骤：
（1）在任务规划阶段，农民通过软件规划无人机的飞行路径和任务，设定监测区域。
（2）在飞行执行阶段，无人机根据预设的路径自主飞行，携带的传感器对农田进行监测。
（3）最后，在数据处理阶段，无人机获取的图像和数据通过图像处理和数据分析算法，生成农田的相关信息和决策支持，提供给农民进行农田管理[2]。
1.3 技术优势
农业无人机技术具有显著的优势：
（1）监测范围广泛：无人机能够在较短时间内覆盖大范围的农田，从而实现对农田的快速监测。相比于传统的人工巡查，无人机能够更快速、更全面地获取农田的信息，为农民提供及时的决策支持。
（2）监测精度提高：由于无人机可低空飞行，能够更加接近地面，从而获取更为详细的农田信息。这种低空监测的特点使得无人机能够捕捉到更微小的农田问题，如病虫害、土壤质量等，提高了监测的精度。
（3）全天候监测：无人机具有全天候监测的能力，能够在不同的时间段、不同的光照条件下进行监测。这意味着即使在夜间或天气恶劣的情况下，无人机也能够继续执行监测任务，保证了农田管理的连续性和稳定性。
（4）克服人为因素的影响：与传统的人工巡查相比，无人机技术能够避免人为因素对监测结果的影响。传统的人工巡查可能受到地形限制或人力资源的限制，而无人机则能够灵活应对各种地形，从而确保了监测结果的客观性和准确性。
这些优势使得农业无人机技术成为现代农业管理中的重要工具，为农民提供了更加便捷、高效、精确的农田监测服务，提升了农田管理的水平和效率[3]。
玉米病虫害防治中无人机技术的实践应用
2.1 玉米病虫害出现前的应用
（1）无人机每次执行巡查任务时，平均飞行时间为4小时，覆盖面积达到100公顷。
（2）摄像头和多光谱传感器在每次飞行中共捕捉了约200 GB的数据，其中包括高清图像、多光谱图像等。
（3）通过大数据处理和机器学习算法的应用，及时发现病虫害问题区域，并实现对潜在风险的有效预警[4]。
2.2 玉米病虫害发病中的应用
（1）无人机的响应速度平均为2小时，可立即在病害发现后的24小时内完成定向防治，确保防治措施的及时性。
（2）每次航行中，热红外相机可以以每秒100帧的速度扫描，识别面积约50公顷的植物温度异常情况。
（3）根据历史数据，定向喷洒农药的精准度平均为95%，有效减少了农药浪费，提高了防治效果。
2.3 玉米病虫害防治作业完成后的应用：
（1）再次飞行的无人机平均每次可持续飞行8小时，覆盖面积达到200公顷，为农民提供了更为全面的农田健康状况监测服务。
（2）通过数据分析，评估防治效果，农民调整防治策略后，病虫害再次发生的概率降低了70%。
这些实践应用的数据进一步说明了无人机技术在玉米病虫害防治中的具体应用及其效果，为农业生产提供了可靠的支持和保障。
无人机技术推广中的挑战与对策
3.1 技术复杂性与培训需求
（1）挑战
农业无人机植保技术涉及多领域知识，包括飞行控制、传感器操作、数据处理等，其技术复杂性可能超出一般农民的理解和应用能力。培训需求巨大，但传统的农业培训体系将无法迅速适应这一新技术。
（2）对策
建立专门的培训机构或合作项目，为农民提供全面的无人机植保技术培训。培训内容涵盖无人机的基本原理、飞行操作、传感器使用、数据解读等方面，同时结合实际案例和操作演练，使农民能够熟练掌握技术并运用于实际生产中。此外，通过开展示范项目，引导农民逐步应用该技术，从而提高他们的信心和实际操作水平[5]。
3.2 经济成本与收益平衡
（1）挑战
采用农业无人机植保技术需要一定的设备投入，包括无人机、传感器、软件等，而这些设备的购置和维护成本较高。农民可能对这些经济成本感到担忧，尤其是在短期内无法看到显著的经济回报的情况下。
（2）对策
推行政府资助政策，鼓励农民购置农业无人机设备，并提供相关的培训和技术支持。同时，政府和相关机构还能够与农业保险公司合作，开展植保无人机技术在降低风险和提高产量方面的实证研究，为农民提供更多的信心。
3.3 技术适应性与定制化需求
（1）挑战
农业无人机植保技术的适应性需要根据不同地域、不同农作物的特点进行调整，以满足定制化的需求。然而，由于农业环境的多样性，单一的技术解决方案可能无法适应所有情况。
（2）对策
建立农业生态信息平台，整合农业、气象、土壤等多领域数据，为不同地区和农作物提供个性化的植保方案。与地方农业科研机构合作，共同推动植保无人机技术的适应性研究，根据不同地域和作物需求进行技术调整。与此同时，建立技术支持团队，定期为农民提供现场技术支持，解决他们在实际操作中遇到的问题，促进技术在不同地区的广泛应用。
结语
玉米病虫害防治中无人机技术展现出了显著的潜力，具有提高防治效果、减少农药使用量、降低环境风险等方面的明显优势。然而，技术推广阶段仍然面对着一系列挑战，包括培训需求和经济成本等。为了更广泛地推动无人机技术在农业中的应用，迫切需要政府、科研机构和农民共同协作，建立全面的政策支持体系，鼓励科研机构加大对无人机技术在农业中的研究投入，同时为农民提供更多的培训和经济支持，推动农业生产实现现代化和可持续化的发展。
参考文献：
[1]宫树华,范保兰.无人机在精准农业中的关键技术及应用[J].农业工程技术. 2023,43(20):69-70.
[2]宋彦涛.植保无人机在玉米病虫害防治中的应用研究[J].黑龙江粮食. 2023(12):142-143.
[3]晁国德,杨亚丽.植保无人机技术在玉米病虫害防治中的运用[J].农家参谋. 2022(14):43-45.
[4]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.
[5]宋荣梅,唐卫斌.植保无人机在玉米病虫害防治中的应用与推广[J].农业工程技术. 2023,43(23):67-68.
作者单位：山东省费县农业技术推广中心探沂农业综合服务站
http://www.nygcjs.cn/cn/article/doi/10.16815/j.cnki.11-5446/s.2024.14.026
2025年出版12期，刊号：CN11-5436/S。
邮发代号：82-133
订阅方式：编辑部直接订阅
订阅地址：北京朝阳区麦子店街41号
邮编：100125
订阅电话：010-59195603
订阅及投稿邮箱：nyxxh2015@163.com
