无人机技术在小麦病虫害防治中的最佳融合应用探讨

刘新军

近年来，随着科技的不断进步，越来越多的新型技术被应用到农业生产中。作为其中的代表，无人机技术在农业生产中的应用已经取得了显著的效果。由于无人机具有移动灵活、轻便等特性，使其在农作物种植的各项管控中得到了广泛的应用。而在小麦病虫害防治中融入无人机技术，更是科技与农业发展相结合的一种重要方式，引起了业内人士的广泛关注。因此，本文旨在研究无人机在小麦病虫害防治方面的工作成效，并探讨最佳的融合应用方案。

农业病虫害本身是影响国内农业发展的主要因素之一，近年来随着小麦种植面积的逐步拓展，使得各类病虫害暴发概率呈现出逐年增长的趋势。另一方面，越来越多农村居民选择前往城市当中打工，在导致农业生产出现劳动力短缺问题的同时，也增加了农业种植所需成本，传统农药喷洒方式已经无法满足小麦生产需求，此时将无人机应用到病虫害的防控工作当中，能够有效改善这类问题。因此，要对无人机与小麦病虫害防治的融合应用展开现代化研究，强化这类新型技术在其中应用效果。

一、农用无人机技术的概述

无人机是地面操控的无人驾驶飞行器，现已广泛应用于小麦、玉米等农作物的病虫害防治。农用无人机主要由导航飞控、飞行平台和喷洒结构组成，通过地面操作人员的遥控，实现在空中对农作物进行药物喷洒。与传统的农作物病虫害防治方式相比，无人机技术具有更高的效率。通过高空喷洒农药，不仅能有效保障农民的身体健康，提高农药喷洒的安全性，同时能显著提升农作物病虫害防治效果，保障农作物的正常生长。

二、目前无人机在小麦病虫害防治当中的应用特性

1、具备极高安全性与工作效率

在小麦种植与管理当中，会涉及到相对较多的病虫害防治工作，而传统的小麦病虫害防治往往需要投入相对较多的人力资源才能实现有效的管控工作，在挤占其他农作物种植管理时间的同时，也会降低农业生产的整体工作效率。此时将无人机应用到小麦种植与生产当中，能够运用无人机本身所具备的上空飞行能力来实现高效率的农药喷洒工作，整体工作效率较高、工作耗时较短以及劳动力投入相对较少的特性。由此能够看出，无人机本身有着显著的工作效益，在满足小麦生产所产生的各类病虫害防治需求，避免工作人员与农药产生直接接触，整体安全性相对较高。这是由于无人机技术在应用中主要选用远程操控的方式，操作人员并不需要与农药产生直接接触便可以在种植区域内实现农药的喷洒工作，发挥出农药本身的病虫害防治成效。

2、降低农业生产所需成本

将无人机技术应用到小麦病虫害现代化防治当中，能够有效减少种植所需要消耗的资金成本。传统的小麦病虫害防治工作会对人力资源產生相对较高的需求，且整体农药喷洒成效也会受到农民综合能力意识影响，如果农民不理解农药的各类应用方式且无法实现均匀喷药，会在降低农药喷洒实效的同时，对小麦的正常生产带来较多的负面影响，不但无法实现病虫害的有效防控，还会增加小麦生产的实际所需成本。将无人机技术应用到小麦种植过程当中，能够在优化农药喷洒的同时，规避农药因人为因素而出现喷洒量分配不均的情况，这种方式不但能够规避农药资源产生过多的浪费问题，还可以减少农药在喷洒过程当中对周边生态环境所造成的负面影响。此时，小麦种植工作者可以从需要着重喷洒农药的区域推进药物喷洒工作，优化无人机技术应用效果，并提升无人机自身的技术操作。在另一方面，无人机的操作难度相对较低，对操作人员的要求也会相对放低，并且在物联网高速发展的影响下可以运用统一远程操控与智能操控来实现大范围高效率的药物喷洒，通过控制喷洒量与喷洒范围的方式来规避农药的大量浪费。

3、农药消耗量相对较少

将现代化的无人机技术应用到小麦病虫害防治工作当中，通常会采用超低量喷雾技术，在实现喷洒范围有效扩张的同时增加雾滴的细腻程度，帮助农药能够被更加均匀地喷洒到农作物的表面，避免出现农药大量浪费的情况。而优质的农用无人机不但能够利用雾化喷洒的方式来完成农药的喷洒工作，还可以降低农药的整体使用量，避免对周边植被造成影响并减少农药资金支出。

三、将无人机技术引用到小麦病虫害防治的创新途径

1、遥感监测

无人机可以搭载高分辨率摄像头或多光谱相机，对小麦田进行遥感监测。利用图像处理和分析技术，可以检测出小麦田的病虫害情况，并生成病虫害分布图，帮助农民及时采取防治措施。无人机技术在小麦病虫害防治中的遥感监测应用是一种非常有效的方法。通过无人机搭载的高分辨率摄像头或多光谱相机，可以对小麦田进行遥感监测。

优势：①高分辨率影像：无人机采集的图像具有高分辨率，能够提供清晰、详细地小麦田农作物图像，使农民、专家和研究人员可以更准确地识别病虫害的迹象和分布情况。②快速全面：无人机可以迅速飞越整个小麦田，捕捉大量图像数据。相比于传统的田间巡视，遥感监测可以更快速地获取全面的田间信息，帮助及时发现和识别潜在的病虫害问题。③灵活性与精确性：无人机可以在低空飞行，能够更接近农作物，获取更精确的图像数据。同时，无人机的灵活性意味着可以在特定的时间、地点和角度进行监测，提供更全面、准确的信息。

应用方式：①病虫害识别：通过无人机搭载高分辨率摄像头或多光谱相机，可以捕捉小麦田间的红外、可见光和近红外等不同波段的图像。这些图像可以用于识别农作物的生长状态、病虫害迹象、营养状况等信息，帮助农民及时发现并针对性地采取防治措施。②病虫害监测与分布图生成：利用无人机获取的图像数据，可以借助图像处理和分析技术生成病虫害分布图。这些分布图可以直观、快速地提供小麦田中各区域的病虫害情况，为农民和专家提供决策依据。③监测数据整合与分析：通过将无人机获取的图像数据与其他农业数据，如气象数据、土壤数据进行整合，可以进行数据分析和统计，并建立预测模型，提前预警病虫害的发生和传播状况，为农民制定防治策略提供科学依据。

2、施药与喷雾

无人机可以精确投放农药或生物防治剂，利用控制系统和定位技术，精确计算药剂量，并将其喷洒在受感染区域。这种方式可以提高施药的准确性和效率，减少药物的浪费和对环境的影响。无人机技术在小麦病虫害防治中的施药与喷雾应用，可以提供更精确和高效的方式，减少药剂的浪费和对环境的影响。

优势：①精确施药：无人机通过搭载控制系统和定位技术，可以实现精确计算药剂量，并将其喷洒在受感染区域。相比传统的手动或机械喷雾，无人机的施药能够更准确、均匀地将药剂喷洒到目标植株上，提高施药效果。②高效作业：无人机可以快速飞越小麦田，进行喷雾作业。其灵活性和高速性意味著可以在较短的时间内完成大面积的施药任务，提高作业效率，节省人力物力成本。③保障人员安全：使用无人机进行施药和喷雾可以减少人工接触农药的风险，降低了人员暴露于有害化学品的潜在危险，增加了施药安全性。

应用方式：①药剂调配与调控：无人机可通过搭载的传感器和设备，实时监测并调控喷雾药剂的喷洒量、浓度和压力等参数。这样可以根据病虫害的情况和小麦田的特点，灵活调整药剂的使用，提高施药的效果和效率。②效果评估与记录：施药后，无人机可以进行后续的监测和评估。通过再次飞越小麦田，进行图像采集和数据分析，从而评估施药效果，记录药效区域和施药方案，为后续防治提供参考依据。

3、早期侦测

无人机可以在小麦生长期间，通过定期巡视和遥感监测，早期侦测病虫害的迹象。及早发现并识别病虫害，可以采取针对性的防治措施，减少病虫害对小麦产量的影响。无人机技术在小麦病虫害防治中的早期侦测应用是一种非常重要且有效的方法。通过无人机搭载的高分辨率摄像头或多光谱相机，可以实时监测小麦田的状况。

应用方式：①定期巡视：无人机可以定期在小麦生长期间进行巡视，捕捉植株生长状态和症状变化。通过对比不同时间点的图像，可以及早发现小麦田中任何异常迹象，并确定是否存在病虫害问题。②病虫害预警：通过无人机采集的数据，结合气象、土壤等其他数据进行分析和比对，建立预测模型，可以提前预警病虫害的发生和传播状况。这样农民可以根据预警信息进行针对性的防治，减少小麦病虫害的损害。

4、数据分析与决策支持

无人机获取的大量数据可以进行深度学习和数据分析，建立预测模型，对未来可能出现的病虫害进行预警。同时，也可以将数据与气象、土壤等其他数据进行整合，帮助农民作出科学合理的防治决策。无人机技术在小麦病虫害防治中的数据分析与决策支持应用，可以帮助农民和专家更准确地理解农田状况，制定科学的防治策略。

优势：①多维数据收集：无人机搭载的传感器和相机可以收集到各种农业数据，如图像、气象、土壤等。这些多维数据可以提供关于小麦状况、生长环境和病虫害发生的信息，帮助了解问题的根源和潜在因素。②数据整合与关联：无人机采集的数据可以与其他农业数据进行整合和关联。通过与气象数据、土壤数据等进行分析，可以发现数据之间的关联性，寻找农田病虫害发生的模式和规律，为决策提供更准确的依据。

应用方式：①图像处理与识别：通过无人机采集的图像数据，可以利用图像处理和机器学习算法进行病虫害的自动识别和分类。这样可以快速准确的判断农田中病虫害的种类、严重程度和分布情况，为决策提供重要依据。②模式识别与预测：通过对历史数据和实时数据进行分析，可以建立预测模型，用于预测病虫害的发生和传播趋势。这样可以提前采取措施，制定合理的防治策略，最大程度地减少病虫害对小麦产量的影响。③决策支持系统：通过将无人机采集的数据与其他农业信息整合到一个集成的决策支持系统中，可以提供全面、实时的农田状况和防治建议。这样农民和专家可以进行数据分析、查询决策支持系统，并根据系统提供的建议进行决策，实现更准确、高效的小麦防治效果。

5、精准灭虫

无人机配备红外线或激光雷达等传感器，可以通过虫害显微镜检测获得虫害的信息，并使用激光或其它方式精确击杀有害昆虫，以减少对农作物的破坏，实现对具体病虫害目标的精确打击，提高防治效果，减少药剂的浪费。

应用方式：①病虫害目标识别：通过无人机搭载高分辨率摄像头或多光谱相机，可以实时获取病虫害目标的图像。结合图像处理和机器学习技术，可以对病虫害目标进行自动识别和分类。这样，无人机可以根据识别结果，针对性地进行灭虫作业。②精确喷洒与投放：无人机配备喷雾设备或喷洒装置，可以根据小麦病虫害目标的位置和密度，精确计算药剂量，并将其喷洒到目标区域。通过控制喷洒设备的参数和喷洒路径，可以实现药剂的准确投放和覆盖，减少药剂的浪费。③实时监测与调整：无人机可以实时监测喷洒效果，并根据监测结果进行调整。通过搭载的传感器和设备，可以实时监测药剂量、药剂覆盖度和目标病虫害的状况。根据监测结果，可以调整喷洒参数和路径，以达到更好的小麦防治效果。

6、引诱与监测

利用无人机在小麦田中放置诱虫剂或诱饵，吸引病虫害进入特定区域。无人机可通过摄像头和传感器监测虫害数量和行为，从而提供准确的虫害监测与分布信息。

优势：①增强探测能力：无人机具备灵活飞行和较大覆盖面积的特点，可以在短时间内对大面积小麦田进行监测，提升病虫害探测的效率和范围。②实时监测：通过无人机搭载的传感器和相机，可以获取高分辨率的图像数据，并通过实时传输进行监测分析。这有助于快速发现病虫害样本，并进行及时反应和决策。③引诱控制：无人机可搭载光、声、化学等多种引诱手段，吸引病虫害进一步控制它们的传播。例如，通过释放化学引诱剂来吸引虫害，或者通过发出特定频率的声音吸引鸟类等天敌来控制病虫害。

应用方式：①伪装飞行：无人机通过模拟特定病虫害的气味、声音或光线，吸引害虫进入特定区域。这可以帮助农民集中控制病虫害，减少其传播范围。②引诱物释放：通过无人机释放化学引诱剂，如性信息素吸引物、诱杀剂等，可以吸引病虫害进入特定区域或固定点，从而集中进行防治措施。③卫星通信：无人机可以与卫星通信系统进行连接，将获取的监测数据传输到远程的决策中心，以便进行实时的小麦数据分析和决策支持。

7、多源数据整合

通过将无人机采集的数据与其他农业数据整合，如土壤水分、气象等数据，可以建立智能决策支持系统。该系统可以推荐最佳的防治策略，并帮助农民优化农田管理和资源利用。

8、自主协同作业

多台无人机之间可以自主协同作业，实现任务分工与合作。例如，其中一架无人机进行病虫害巡视，另一架进行药剂喷洒，提高作业效率和精准度。

综上所述，无人机技术的应用，为小麦病虫害防治带来了更多创新的可能性。这些创新途径的应用，能够提高农业生产的效益，减少对农药的依赖性，实现可持续农业发展。同时，通过将无人机技术应用到小麦病虫害防治中，可以提高防治效果、减少劳动力成本，并且更加环保高效。这些创新途径有望对小麦种植业的可持续发展和增产起到积极的促进作用。需要注意的是，现阶段无人机技术依然处在探索阶段，针对当前小麦病虫害防治工作出现的诸多问题，农业部门需要充分重视起各类新型技术的应用效果，调节无人机技术各项应用细节的同时，为当前农业发展提供更加优质的助力。