植保无人机作业操作技术规范
植保无人机作业操作技术规范 UAV

植保无人机作业操作技术规范

2019-11-08 16:22
当前的植保无人机行业还处于发展的初期,植保无人机作业也存在着作业不规范、易产生飘移药害等情况。因此,慧飞学院结合植保无人机的相关特点,制定了以下的技术规范建议


植保无人机作业效果综合影响因素

 

 

一.飞防药剂选用与配置

无人机飞防作业采取的是低容量喷雾方式作业,具有雾滴小、用药少的特点。特殊的作业方式也使其在用药、剂型、作用方式选择方面与其他植保机械有一定不同。

(1)剂型

飞防植保都是使用喷雾方式进行作业,并且喷雾粒径较小,所以不能选用粉剂类剂型,应选用水基化剂型,如水乳剂、微乳剂、乳油、悬浮剂、水剂等。可湿性粉剂、可溶性粉剂有可能造成堵喷头、水泵寿命缩短等情况。

水基化剂型

(2)毒性

飞防药剂因为稀释比例低,所以不能使用剧毒及高毒农药,否则将有可能导致人员中毒。以下高毒及剧毒农药切不可用作飞防植保药剂,如甲拌磷、对硫磷、久效磷、杀虫脒、克百威、甲胺磷、灭多威等。

禁止使用高毒农药

(3)作用方式

由于无人机飞防飞行速度较快,用药量较少,作物体表上不可能每个部位都能黏到药剂,所以如果药剂没有较强的内吸作用,势必造成“漏网之鱼”,所以应首先选择内吸性药剂。内吸性药剂是指使用后可以被植株吸收,并可传导运输到其他部位组织,使害虫吸食或接触后中毒死亡的药剂。

(4)药剂配置规范

配药人员应在穿戴防护设备齐全的前提下,按照二次稀释法的操作要求,在开阔的空间进行配药。禁止在密闭空间、下风向等情况下进行配药,否则将可能造成人体中毒。需要注意的是,部分植保队会使用一次性塑料薄膜手套,这种手套没有弹性且耐用性和适用性也比较差,无法保障配药人员安全。应使用质量较好的丁腈橡胶手套,不仅耐用性好,而且不渗透耐腐蚀。

塑料薄膜手套

丁腈橡胶手套

神州明达

二、作业气象

植保无人机作业高度较高且雾滴粒径较小,药液易产生飘移与蒸发,所以气象条件对于飞防作业影响较大。

(1) 风力

风力对于雾滴的沉积与飘移具有重大影响,2 级以内的微风有利于雾滴沉积且飘移距离较小,3 级以上风速会造成雾滴沉积减少且雾滴飘移增加。所以植保无人机应在三级以内风速作业,以避免产生飘移问题。除草剂作业为避免产生飘移药害,应尽量在 2 级以内风速作业。

杀虫杀菌作业:应在 3 级以内风速作业。

除草剂作业:应在 2 级以内风速作业。

下表为不同直径雾滴由 3 米高度在不同风速下自由落地的飘移距离。

风力对雾滴的飘移影响

(2)风向

因为雾滴会随风飘移,所以植保无人机下风向空气当中将会存在农药成分,并且喷洒实际区域也会因为风速的大小而产生变化。植保无人机作业过程中因紧密关注风向变化并做到以下几点:

A. 作业人员禁止处于植保无人机下风向,避免农药中毒。

B. 注意作业区域下风向是否存在对药物敏感的动植物,避免产生飘移药害。

C. 如进行除草或其他敏感作业,应在田块下风向边缘区域设置安全隔离区,避免药液飘移到相邻地块产生药害。

敏感作业应设置安全隔离区

(3)温度与湿度

温度对于药液的效果至为重要,低温有可能导致药效不佳,0℃ 以下的低温甚至有可能产生药害。而温度较高,将造成药液蒸发加快,雾滴的沉积量极少。因为不同药剂的温度特性相差较大,所以农药适应的温度差异也较大,但总体应在 15 - 30℃ 之间进行作业。应禁止在 0℃ 以下、35℃ 以上进行作业。

湿度较低会导致雾滴的蒸发加剧,所以在湿度较低区域作业应避免在高温时段作业,以降低药液蒸发。实验发现,由于蒸发,100μm 雾滴在 25℃ 、相对湿度 30% 的情况下,移动 75 厘米后尺寸会减少一半。应避免在温度 30℃ 以上、湿度 40% 以下区域作业。如在湿度较低区域作业应稍提高亩用量、增大雾滴直径,以降低雾滴蒸发。

 

三、作业参数

植保无人机是将药液最终喷洒到作物的植保器械,为保障植保作业效果,应保障雾滴喷洒均匀、分布面积更广、具有一定沉积量。

(1) 高度

根据压力式扇形喷嘴中间多两侧少的特性,相邻喷嘴应保持喷幅 30% 以上重叠才能保障喷洒均匀, MG 系列植保无人机应保持相对作业高度在 1.8 - 2米 范围内。高度过高将造成药液飘移与蒸发加剧,过低则造成漏喷。

两个扇形喷嘴应有 30% 的重叠才能实现有效喷幅

特殊情况:

易倒伏作物(如茭白、未晒田的早稻等):2 - 2.5 米

地面风沙较多(新疆等沙漠化地区): 2.3 - 2.5 米

靶标在作物中下部(如二化螟、红蜘蛛、褐飞虱): 1.6 - 1.8 米

风力达到3级风时(小树枝摇晃): 1.6 - 1.8 米

(2) 速度

作业速度会影响雾滴穿透性、飘移性,随着作业速度的提高穿透性将会降低,雾滴在作物中下部的沉积减少,而雾滴的飘移将会增加。如水稻、小麦等大田作物,视病虫害情况不同作业速度在 4 - 6 米之间;玉米高粱等高杆作物在中后期进行作业时,根据作物高度情况,速度应控制在 3 - 4 米之间。

下图是 MG-1S 以不同飞行速度对 70 厘米高玉米进行作业的雾滴分布分析,其中药剂、亩使用量、行距等条件完全相同。

飞行速度对雾滴分布的影响

从上面的分析数据可见,随着飞行速度的增加,雾滴的整体沉积率迅速下降。

以水稻、小麦等大田作物为例:

早期预防性作业: 5 - 6 米/秒

正常作业: 4 - 5 米/秒

病虫害危害较重: 3.5 - 4 米/秒

玉米、茶树等高杆或密集作物:

早期预防性作业: 4 - 5 米/秒

中期预防性作业: 4 - 4.5 米/秒

中期病虫害危害较重:3 米/秒

需要注意的是,触杀及胃毒类杀虫剂、保护性杀菌剂应保证雾滴在作物中下部的沉积量,适当减小雾滴粒径、降低作业速度才能够保障作业效果良好。内吸性杀虫剂、杀菌剂对中下部雾滴的沉积覆盖要求比触杀类药剂要低一些,因为作物可通过内吸而达到全株着药的效果。

(3) 行距

行距应与有效喷幅等同,才不会出现重喷与漏喷问题。行距大于喷幅会出现漏喷,反之则会出现重喷。MG 系列植保无人机喷幅与飞行高度、飞行速度密切相关,当高度在 1.5 - 2.5 米之间时,高度越高喷幅越宽;当飞行速度在 3 - 5 米/秒之间时,飞行速度越快喷幅越宽。

所以作业行距的设置应根据作业高度、飞行速度的实际情况进行调整。当MG 系列植保无人机作业高度在 1.8 - 2 米之间,两侧喷嘴的喷洒雾场能够得到有效重叠,是比较推荐的作业高度。作业速度需要根据作物、病虫害的综合情况进行选择,越高越密集的作物应降低作业速度,最常见的作业速度在 3 - 6 米/秒范围。

不同飞行速度下的有效喷幅

另外,液力雾化(压力式)喷洒系统,其行距还与水泵压力相关。以 XR 系列喷嘴为例,当压力达到 2.8 KG 压力时,其喷嘴才可达到 110 度角喷洒范围,以下数据为 MG 系列植保无人机水泵流量为 1.8L / 分钟时所推荐的参数。

初期的小麦、水稻作业:

飞行高度 1.8 - 2 米、速度 5 米/秒时,可将行距设置为 4.5 - 5 米宽。

中后期的小麦、水稻作业:

飞行高度 1.8 米、速度 4 - 4.5 米/秒时,可将行距设置为 4.2 - 4.5 米宽。

初期的玉米、高粱作业:

飞行高度 1.8米、速度 4 - 5 米/秒时,可将行距设置为 4.5 - 5 米宽。

中后期的玉米、高粱作业:

飞行高度 1.8 米、作业速度 3 - 4 米/秒时,可将行距设置为 3.8 - 4.2 米宽。

(4) 亩用量

亩用量是指每亩地块的用药量,他与水泵喷洒速率、行距、作业速度密切相关。同一个亩用量数值下,水泵喷洒速率与作业速度成正比,行距与作业速度成反比。所以亩用量直接反映植保无人机的作业状态,影响作业效果。

飞行速度与亩用量呈反比,亩用量越低飞行速度越快,其雾滴穿透性也越差,较高作物的中下部雾滴沉积也越少。对于高杆作物、密集作物、用水量要求较高的药剂应提高亩用量。

水泵流量与亩用量呈正比,亩用量越高水泵流量越高,喷嘴所产生的雾滴粒径也越小,更小的雾滴会使喷洒覆盖面积更大的同时,飘移与蒸发量也会增加。在 MG 系列植保无人机的设置方式里,在设定好亩用量之后,调节飞行速度时会自动匹配水泵流量。

行距相对其他两个参数对于亩用量的影响较小,因为行距的设置必须与喷幅完全相符,而在大部分情况下, MG 系列的有效喷幅在 4 - 5 米,变化范围较小。

亩用量与几个作业参数之间的关系

不同压力下雾滴粒径变化

在 4 个喷嘴同时开启,喷幅为4 - 4.5 米的前提条件下:

水稻、小麦、棉花等大田作物杀虫与杀菌作业:

预防性作业: 0.8 升/亩

正常作业: 1 升/亩

病虫害较为严重: 1.2 升/亩

密集高杆作物: 2 升/亩

具体参数视作物的高矮浓密适当进行微调。

 

四、防治时机

(1) 预防为主,防治结合

任何病虫草害的发生都是从轻到重的过程,要达到良好的植保效果,应首先强调预防,其次才是控制,也就是预防为主,防治结合。

(2) 抓住作业时间点

注重对于农业知识的掌握,精准把握病虫草害的防治时机,将病虫草害控制在初级阶段。而不能待其已经进入爆发阶段才进行控制,往往事倍功半。例如玉米粘虫应在3龄前进行防治、水稻二化螟应在钻蛀之前进行防治。

二化螟钻蛀后造成稻穗干枯

 

五、 抗性情况

(1) 提前掌握当地病虫草害抗性情况

必须了解当地的病虫害发生情况、用药习惯,从而预判当地病虫害的抗性情况、抗性方向。例如粘虫在黑龙江一年只发生 2 - 3 代,但是在南方地区却能够发生 8 代,那南方地区粘虫的农药抗性水平一般比黑龙江粘虫更高。如果以黑龙江地区的用药方案来治理南方地区粘虫,有可能达不到防治指标。 最终的防治方案一定要结合当地实际的病虫害情况、用药情况,对作业方案进行调整。

(2) 科学合理的混用和轮换用药

有害生物抗性形成是进化的必然结果,长期连续使用单一农药导致有害生物抗性不断增加。所以克服或延缓病虫抗药性的发生,除农药混用外,采用交替、轮换使用不同品种或不同类型的农药,是行之有效的措施之一。

连续使用单一农药易产生抗性

 

六、作业环境

(1) 周边种植情况

在作业前必须观察周边作物种植情况,是否存在桑树等敏感植物,避免产生飘移性作业事故。要提前查询好药物特性、作物特性,确认安全方可作业,避免产生经济损失。

A. 周边是否存在敏感作物,如西瓜、核桃等药物敏感作物,否则在作业部分杀菌剂、除草剂时极易发生飘移药害。

瓜类易产生药害

B.周边种植情况与作业区域作物属性是否相同,如对水稻进行除草作业,周边存在阔叶的油菜,则很有可能产生飘移药害。同理包括,如果是在小麦区作业,周边是否存在阔叶科的棉花等,也可能产生飘移药害。

(2) 周边养殖情况

如作业区域周边存在养殖情况,则有可能产生养殖牲畜中毒、死亡的可能。如作业不可避免一定要确认农药是否可能对养殖牲畜产生毒害。

A. 鱼塘、虾塘、虾蟹田

大部分的有机氯农药(硫丹、 666 、DDT)、有机磷农药(毒死蜱、敌敌畏、乐果)都有可能对鱼类产生毒害,常见农药包括阿维菌素、菊酯类农药也会造成鱼类死亡。如果作业区域周边有池塘等水产养殖,应选择对水产品安全低毒农药,并保持安全隔离区域。

B. 蜜蜂

大部分的有机氯、有机磷、菊酯类、烟碱类、杂环类农药都有可能造成蜜蜂中毒,其中常见的吡虫啉、噻虫嗪对蜜蜂都具有较高毒性。

a. 作业前应确认作业区域有无蜜蜂及蜂农,应提前告知作业情况,并沟通作业方案。应选用对蜜蜂低毒的农药品种进行作业。

b.如果在作业区域存在大量蜜蜂,应与农户、蜂农协商作业方案、作业时间,避免造成蜜蜂中毒死亡事件发生。

应避免对养殖蜜蜂造成危害

(3) 周边障碍物情况

田块规划时应仔细观察田块内部及边缘障碍物情况,将障碍物进行障碍物测量,避免植保无人机与障碍物产生撞击。

作业航线应避开障碍物

 

七、 作业区域人员清空

作业区域有可能存在农户拔草、检查等情况,在作业前应清空作业区域,否则植保无人机与地面人员发生撞击将可能造成严重伤害!

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