近年來，我國在農業航空施藥技術的發展上取得了一系列成果。但是，與發達國家的農業航空應用相比，我國在航空施藥基礎理論、低空噴灑沉降規律、航空靜電噴霧技術、航空變量施藥技術等方面，還存在不足 。這一期，我將從航空施藥關鍵技術、航空施藥配套裝備等方面，聊聊中國農業航空施藥的發展現狀，希望能夠為國內科研機構、企業的研究應用提供參考。
無人機施藥關鍵技術的發展
現階段，無人機因其效率高、性能優越、應對突發災害能力強等優點，在中國呈井噴式發展。尤其是近年，無人機低空低容量噴灑、遠程控制施藥等技術在中國均取得突破性進展。
在農業病蟲害防治中，無人機的作業高度、氣流場對霧滴均勻性、霧滴沉積和飄失有較大影響。比如，為明確小型無人機的工作參數，以及探索適用于其施藥的藥劑劑型，研究人員應用無人機噴施了不同劑型的毒死蜱防治玉米螟。試驗表明，飛行速度為 5 m/s 時，試驗設定的 3 個飛行高度中，以離植株頂部高度為 2.5 m 時防治效果最好。飛行過高影響防治效果，過低影響作業效率。
又比如，在小麥吸漿蟲的防治中，應用了小型無人機進行低空噴灑，試驗使用了不同霧化方式的噴頭噴灑不同藥劑、不同劑型以及添加不同助劑的藥劑，在對霧滴沉積分布狀況及防治效果進行分析后發現，兩種霧化方式相比，離心式霧化噴頭的霧滴沉積密度優于液力霧化噴頭。
離心噴頭工作示意圖
無人機施藥配套裝備與技術的發展
航空噴嘴的試驗與改進
目前，世界發達國家農用航空飛機作業，主要使用液力霧化噴嘴和旋轉離心式霧化噴嘴，目的是實現霧滴可控、噴灑流量大、不易堵塞、噴頭數少，且實現低量噴霧，能夠在提高航空作業效果的同時，最大化降低環境污染。
中國大型農用施藥飛機直接從國外采購，大都采用旋轉離心式霧化噴頭。對于這種噴頭的作業效果如何，是否需要針對實際生產對其升級開發，有待開展系列試驗驗證。
無人機要實現低空、低量、均勻噴施、高功效的噴灑要求，必須對其霧化部件進行優化與選擇。我國科研人員已展開無人機噴嘴的結構、性能及應用效果的測試研究，并取得了一定進展。
但是，我國現開發的噴嘴多存在霧滴譜寬、漂移量大、霧化效果不可控等不足，以后需從噴嘴結構設計上加大研究力度。如重點借鑒發達國家使用的超低容量施藥技術的應用經驗，開發適用于大型農用飛機和不同型號農用無人機的專用可控霧化噴嘴，以提高藥液的利用率。
先進傳感器的開發與應用
當前，霧滴飄移監測、霧滴沉積量評估、霧滴圖像處理系統等傳感器的開發與使用，是航空施藥領域的研究熱點。
比如，有科研人員開發了航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢遙測系統，利用近紅外成像儀在一定距離獲取航空施藥的霧滴云團圖像，分析其紅外成像光譜特征，對藥霧云團進行識別，進而反演藥霧云團的濃度圖像，實現藥霧飄移趨勢預測。
農業部南京農業機械化研究所針對無人機旋翼風場測試、航空飄移預測模型等內容開展了系列測試試驗。華南農業大學成功研制風場無線傳感器網絡測量系統，為航空噴施等作業參數的優化選擇提供了依據。
還有研究人員開發了一套航空施藥霧滴分布指標的檢測裝置及系統，通過對水敏試紙的掃描圖像進行處理，獲得霧滴分布指標，降低霧滴分布指標的測量誤差，用于提高霧滴沉積測量效率。
中國農業航空施藥的發展前景
中國無論是在固定翼飛機、旋翼無人機的數量、作業面積等方面都和國外主要國家有較大差距。同時，也說明農用施藥飛機、無人機在中國有巨大的發展和應用前景。
我們應立足于國內農業實際生產需求，借鑒美國、俄羅斯、日本、韓國及巴西等應用較為成熟的國家在農用施藥機型上的配置經驗，比如大型農用飛機生產服務可參考歐美標準，小型無人機可參考日韓標準;應大力開發設計具有自主知識產權的農用施藥飛機( 以開放程度較高、資金投入少的無人機為主) ，進而建立完善的農用航空施藥飛機作業行業標準。
中國與發達國家航空施藥技術對照_宇辰網_讓世界讀懂無人機_全球專業無人機服務資訊平臺中國與發達國家航空施藥技術對照/圖 來源網絡
近年來，我國在農業航空施藥技術的發展上取得了一系列成果。但是，與發達國家的農業航空應用相比，我國在航空施藥基礎理論、低空噴灑沉降規律、超低容量噴霧技術、航空變量施藥技術等方面，還存在不足。
由表 2 可知，對于世界航空施藥的最新技術，如中低速風洞風場模擬、航空飄移預測模型構建、靜電噴霧技術、處方圖變量噴藥、無線傳感監測霧滴沉積等方面，國內的北京農業智能裝備技術研究中心、南京農業機械化研究所、華南農業大學、中國農業大學都有相關研究團隊開展了跟蹤研究。但由于配套設備和專項資金支持方面的缺乏等，一些理論研究成果投入到實際應用仍有較大差距。
隨著綠色植保、精準農業、食品安全等熱點領域的發展需求，國家對農業航空施藥領域予以了重點扶持。我國的科研機構和科技工作者應抓住這一戰略發展期，根據國情和實際應用需求，在以下幾個方面重點發力:
1、建立并使用專業風洞風場研究基地，進一步深化航空施藥理論研究;
2、根據國家地域特點和種植區劃分，開展有針對性的施藥技術探索，形成大型農用飛機、無人直升機、多旋翼無人機等多機型作業的生產服務體系;
3、突破霧滴飄移預測、靜電噴霧、變量施藥等前沿技術，形成實用可行的技術體系。
在未來的 5 ~ 10 年，隨著國家加強對農業航空發展政策的制定與深入宣傳，航空施藥配套設備專門企業的培育與發展，中國將在航空精準噴霧基礎理論研究和相關設備研發方面取得突破，這將有力推動航空精準施藥技術的快速發展和應用普及，真正實現高效、環保、安全的農業植保要求。
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