烟草病虫害无人机防控实施模式探析
——以常宁市烟区无人机植保服务为例

何永秋邓平詹良张少搏安然

（1湖南省烟草公司衡阳市公司常宁市分公司，湖南常宁 421500；2湖南省烟草公司衡阳市公司衡南县分公司，湖南衡南 421131）

烟叶种植过程中遇到的病虫害较多，包括蚜虫、烟青虫、根茎类病害、叶斑类病害等。农药防治技术是当前农业生产中应用最广、最快捷有效且易于推广应用的病虫害防治技术。特别是在控制危险性及暴发性病虫害时，农药更显示出不可替代的作用。但是，频繁过量施用农药不仅威胁农产品质量安全，而且会导致面源污染加重、资源浪费、生产成本增加等问题，不符合农业绿色化、高质化的发展方向[1]。合理做好农药喷施，对于降低病虫害损失、解决烟叶农药残留问题具有重要意义[2-3]。无人机飞防技术作为一项适应现代农业和现代植保需求的新型技术，以轻小型无人机为载体，在飞行器上搭载农药喷雾设备，可以实现高效精准施药，实现了植保方式的升级与变革[4-6]。20世纪90年代，我国开发了专门配置于轻型飞机（如“海燕”等）的农药喷洒设备，应用于大田作物如小麦、棉花等的病虫害防治[7]。近10年来，植保无人机迎来了高速发展期。2018年6月1日，我国第一个农业无人机行业标准《植保无人飞机质量评价技术规范》（NY/T 3213—2018）开始实施[8]。目前，无人机在烟草上的应用主要集中在烟田监测方面，即利用遥感方式监测烟叶种植、病虫害发生发展等情况[9-10]。在喷施药剂防治病虫害方面，裴洲洋等[6]利用无人机防治烟蚜，有效提高了农药喷洒效率，其作业均匀性、穿透性均优于人工作业。这说明无人机在烤烟植保上有广阔的应用前景。当前关于烟草无人机飞防植保的研究还较少，且不够系统[11-12]，对于烟草无人机植保技术应用中的关键问题如无人机选购、飞防队伍组建、服务流程、飞防技术要点及注意事项等尚没有相关标准或者经验可以借鉴。为此，湖南省常宁市烟区对植保无人机在烤烟上的应用进行了探索。

1 无人机植保飞防的优势

1.1 统防统治，降低农残

传统人工背负式喷雾器植保模式作业效率低下，难以实施统防统治；且植保过程中乱用药、多用药的现象普遍存在，极易导致烟叶农药残留超标，影响烟叶质量安全。无人机植保飞防可以实现统防统治，统一使用高效、低毒农药防治烟草病虫害，更安全高效。

1.2 远程操控，减少隐患

传统人工背负式喷雾器防治病虫害时，人工长时间接触农药，作业人员安全得不到有效保障，易发生农药中毒、高温中暑等安全事故。无人机植保飞防采用远程操控，减少了人工长时间接触农药而中毒以及高温天气田间中暑的可能。

1.3 统一作业，减少污染

传统人工背负式喷雾器防治病虫害一般防治不统一，不利于农药瓶（袋）集中收集处理，易造成环境污染。无人机植保飞防统一作业，可以实现对农药瓶（袋）统一回收与管理；而且用药品种可控，都是使用安全低毒农药；同时，由于雾化效果更好而减少了用药量，更利于保护环境，减少污染。

1.4 节约时间，减工降本

无人机植保飞防能够实现对病虫害统防统治，作业效率高，可达到6.67 hm2/h左右，大大节约了施药用工成本，并且可在短时间内实施群防群控，有利于抢抓晴好天气防控病虫害。在劳动力结构性短缺、农业劳动力成本持续提高的情况下，推广无人机植保对解决农村劳动力不足、稳定烟叶生产具有重要作用。而且，由于无人机植保飞防减少了农药使用量，也降低了烟农农药成本支出。

1.5 精准施药，高效防治

采用无人机进行喷药，当药液雾滴从喷洒器喷出时会被旋翼的向下气流加速形成气雾流，直接增加药液雾滴在农作物间的穿透性，减少农药飘失，提高靶标作物上的药液沉积量和覆盖率，让“药”“水”降下来、防效提上去。

2 无人机植保实施要点

2.1 实施主体

烟农合作社是无人机专业化飞防植保服务的实施主体。

2.2 服务流程

无人机植保服务流程包含4个阶段，分别是服务准备、服务实施、质量验收、费用结算。每个阶段包含若干流程，具体如表1所示。

表1 无人机专业化植保服务流程

2.3 实施要点

2.3.1 无人机选购。目前，国内市场上有众多植保无人机生产企业，如大疆、极飞等。要采购到合适的无人机需要考虑的因素很多，要结合植保需求、当地政策、无人机价格、机型优点（易操控性、安全性）、电池耐用性、采购数量、售后服务等进行综合考虑。可归纳总结为3个方面，即效果、效率、成本，其中最重要的就是效果。具体可从以下5个方面来把握：一是能否精准喷洒，把农药喷到位；二是能否均匀喷洒，让目标区域均匀着药；三是是否会有重喷漏喷现象；四是能否适应不同作业时间和多种地形；五是作业进度是否可监控。

2.3.2 队伍组建与培训。1台无人机配备1名主飞手和1名助手。主飞手要求年轻化、知识化，尽可能选择熟悉当地情况的人员。主飞手以复合型人才优先，要求不仅能操作无人机飞防植保，还会驾驶插秧机、翻耕起垄机等多种机器，以确保收入，留住人才。选拔的人员要进行安全操作培训，由厂家负责，经培训合格后凭证上岗，并签订安全责任协议，明确双方权利和义务。

2.3.3 服务价格制定。由地方政府、烟草部门指导合作社测算飞防植保的服务价格，经成员代表大会表决通过并公示。服务价格由成本和利润构成，一般为150元/hm2，其中成本主要包括人工、机械维修、管理等费用，具体如表2所示。

表2 无人机专业化服务费用收取依据 单位：（元·hm-2）

2.3.4 签订服务协议。按照自愿的原则，与需要进行专业化服务的烟农完成委托服务协议的签订，确保专业化服务工作按时开展。委托服务协议包含专业化植保服务内容、质量标准、作业面积、作业地点、服务价格、结算方式等，还要明确双方其他方面的权利和义务。

2.3.5 检修设备。合作社在专业化服务开展之前统一组织植保队员开展无人机检修，若检修中发现问题及时联系厂商维修。

2.3.6 准备物资。做好无人机植保飞防的物资准备工作，仔细查看药品有效期，严禁使用过期产品和违禁农药。因为无人机飞防喷雾粒径较小，所以应选择水基化剂型，如水乳剂、微乳剂、乳油、悬浮剂、水剂等。不宜选用粉剂类剂型，以防出现堵塞喷头、缩短水泵寿命等情况。无人机飞防飞行速度较快、用药量少，药剂不能完全覆盖作物表面，应优先选择内吸性药剂。

2.3.7 作业调度。合作社根据与烟农签订的服务协议，安排专业化植保队员的作业区域，根据分片作业的原则合理制定作业安排表。

2.3.8 植保作业。在烟农监督下，按照病虫害预测预报消息和技术要求，利用适宜天气适时开展无人机专业化植保作业。宜在晴天的早上或傍晚开展作业，下雨天气和中午温度较高时不宜开展作业。风速越高雾滴穿透能力越弱，漂移性也越强，2～3级以内的微风有利于药剂雾滴沉积，且漂移距离较小。因此，应在3级以内风力下作业。而且，作业过程中应紧密关注风向，确保下风向附近无人畜，避免发生农药中毒事故。15～25℃是开展无人机飞防作业的最适宜温度，10～30℃为可开展无人机飞防作业的温度，0℃以下或35℃以上不宜开展飞防作业。开展无人机飞防较为适宜的湿度范围是40%～90%，湿度较低会导致雾滴蒸发加剧。在湿度较低的条件下作业时，应注意适当提高药液用量、增大雾滴直径、减少雾滴蒸发。根据无人机压力式扇形喷嘴中间多、两侧少的特性，相邻喷嘴应保持幅度30%以上重叠。无人机飞防作业高度一般在2.6～4.0 m之间，过高会导致药液漂移和蒸发加剧，过低则造成漏喷。作业速度会影响雾滴穿透性、漂移性，应保持在3～5 m/s之间。作业时，行距设为7～8 m，可根据作业高度和飞行速度等进行调整。要严格按照植保安全作业要求和农药使用说明书配药、喷药，作业过程中均匀喷洒药液，保证所有烟株无重喷漏喷，病虫害（此处指可用无人机飞防的病虫害）损失率在5%以下，并对废弃包装物集中回收处理。

2.3.9 质量验收。质量验收包括组建质量验收组、实地抽查验收、满意度调查分析、验收结果汇总分析。烟草部门与地方政府、烟农代表联合对植保质量和数量进行验收，6.67 hm2以下的片区，随机抽查3丘田（每丘约667 m2），每增加6.67 hm2则增加3丘田，计算病虫危害损失率。病虫危害损失率在5%及以下的为合格。验收不合格的，合作社植保队必须返工。造成烟农重大损失的，由合作社按服务协议赔偿烟农损失。

2.3.10 费用结算。根据服务协议与验收结果结算费用。费用结算包括计算到户费用、收取农户费用。向烟农收费计算公式为：服务收费=服务实施量×质量合格率×单价。

3 取得的成效

3.1 经济效益

相比传统喷雾器人工植保作业，采用无人机专业化飞防可使烟农节约植保成本1 305元/hm2（用工成本节约1 200元/hm2+用药成本节约105元/hm2）。通过植保无人机飞防服务的开展，合作社获得了一定的经济收入，也增强了专业化服务能力。以2020年为例，合作社通过飞防获得收入30.63万元（烟叶飞防收入1.18万元+大农业飞防收入29.45万）。

3.2 社会效益

通过无人机植保统防统治，实现了病虫害的高效精准防治，解放了劳动力，缓解了农村劳动力不足的矛盾，降低了病虫害的发生，减少了烟农的开支。该技术广受烟农好评。

3.3 生态效益

无人机专业化飞防精准施药提高了烟叶生产的安全性，降低了病虫害防治对环境的破坏程度。

4 建议

4.1 加强无人机飞手选聘与培训

在实施无人机飞防过程中，重喷、漏喷或喷施浓度过大造成药害等现象时有发生，应加强无人机飞手选聘与培训，尽量减少失误的发生。

4.2 拓宽无人机飞防范围

虽然无人机飞防大幅提高了烟叶植保效率，但其对于病虫害的防治仍然存在局限性，比如青枯病、黑胫病等需要灌根防治的病害就不适宜采用无人机飞防。如何拓宽无人机飞防的范围是未来研究的重点。

4.3 将无人机纳入农机补贴

无人机的购买价格较高，合作社需要贷款经营。而且无人机使用寿命不长，一般为3～5年。此外，电池消耗较大，使用寿命一般为200～300次。无人机飞防成本高、盈利微薄，建议将无人机纳入农机补贴范围，降低合作社经营风险。