隨著人口的不斷增長和全球氣候變化的影響，農業(yè)生產面臨著日益嚴峻的挑戰(zhàn)。作物病蟲害導致了大量的產量損失，影響著糧食安全和農民的經濟收益。傳統(tǒng)的病蟲害防控方法存在著效率低下、施藥不夠精準等問題，因此需要尋找更加先進的技術手段來改善這一狀況。
1 農業(yè)無人機在作物病蟲害防控中的應用 1.1 病蟲害監(jiān)測 農業(yè)無人機作為先進的技術手段，在作物病蟲害防控中發(fā)揮著關鍵作用，尤其在病蟲害監(jiān)測方面，其應用正引領農業(yè)領域朝著更精確、高效的方向發(fā)展[1]。病蟲害是嚴重影響作物產量和品質的因素之一，傳統(tǒng)的監(jiān)測方法往往受限于人力、時間和區(qū)域，難以全面把握農田狀況。然而，農業(yè)無人機配備了先進的遙感設備，能夠高效獲取大范圍的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對作物病蟲害的全面監(jiān)測。 首先，農業(yè)無人機搭載多光譜相機，能夠捕捉作物不同波段的反射光譜。這使得無人機能夠觀測到作物的生長狀態(tài)和植被覆蓋情況。病蟲害通常導致植被的異常變化，如顏色、葉片密度等，無人機通過多光譜圖像分析可以快速捕捉這些細微的變化，從而確定病蟲害的分布和嚴重程度。其次，通過搭載紅外熱像儀，農業(yè)無人機能夠測量作物表面的熱輻射，進而分析作物的溫度分布情況。由于病蟲害影響作物的生理狀態(tài)，導致局部溫度的變化，無人機利用紅外熱像技術可以及早發(fā)現(xiàn)這些異常溫度區(qū)域，從而為農民提供預警信息。另外，農業(yè)無人機的優(yōu)勢之一是實時獲取數(shù)據(jù)，將其傳輸?shù)睫r民的終端設備上。這使得農民能夠隨時掌握農田狀況，及早發(fā)現(xiàn)病蟲害的跡象。同時，借助人工智能和機器學習技術，無人機可以對大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，識別出潛在的病蟲害跡象，為農民提供更精準的決策支持。在實際應用中，農業(yè)無人機已經展現(xiàn)出在病蟲害監(jiān)測方面的潛力。例如，在水稻田中，無人機通過多光譜圖像分析，可以檢測到受害水稻的顏色變化，從而判斷出受病蟲害影響的程度。在果園中，無人機的紅外熱像技術能夠發(fā)現(xiàn)果樹葉片的溫度異常，有助于農民及早發(fā)現(xiàn)病蟲害問題。 1.2 精準施藥 農業(yè)無人機在作物病蟲害防控中的另一個重要應用是精準施藥。傳統(tǒng)的農業(yè)施藥方法往往不夠精準，導致藥物的浪費和環(huán)境的污染。然而，農業(yè)無人機借助其高精度的定位和投放技術，可以實現(xiàn)對病蟲害的精準防治，帶來許多優(yōu)勢。 首先，農業(yè)無人機配備了先進的定位導航系統(tǒng)，能夠實時獲取飛行器在空間中的精確位置信息。這使得無人機能夠精準地飛行到指定的農田區(qū)域，從而在病蟲害發(fā)生的地點進行針對性的施藥。這種定位技術極大地提高了施藥的精準度。其次，農業(yè)無人機在施藥過程中采用了精準的投放技術，如風速、風向等因素的實時監(jiān)測和調整。這使得藥物能夠被均勻地噴灑在病蟲害集中的區(qū)域，最大限度地提高了施藥的效果。相比傳統(tǒng)的噴灑方法，無人機的精準投放技術減少了藥物的使用量，減輕了農田對化學物質的暴露[2]。在實際應用中，農業(yè)無人機的精準施藥已經取得了顯著成果。例如，在大片的稻田中，無人機通過精準的定位和投放技術，能夠將農藥精確噴灑在受蟲害影響的區(qū)域，避免了對整個農田的過度噴灑。同樣，在果園中，無人機能夠根據(jù)不同果樹的需求，精準施用植物營養(yǎng)物質，提高果樹的產量和品質。 1.3 環(huán)境感知 農業(yè)無人機在作物病蟲害防控中的又一重要應用領域是環(huán)境感知。無人機搭載的多種傳感器和儀器使其能夠實時監(jiān)測農田的氣象條件、土壤特性以及其他環(huán)境因素，從而更科學地指導病蟲害防治策略的制定。首先，農業(yè)無人機配備了氣象傳感器，能夠測量農田的溫度、濕度、風速等氣象參數(shù)。這些數(shù)據(jù)對于防控病蟲害的爆發(fā)和傳播具有重要意義。例如，某些病蟲害在特定的溫度和濕度條件下更容易擴散，無人機通過監(jiān)測氣象數(shù)據(jù)可以提前預警，幫助農民做好防控準備。其次，農業(yè)無人機可以搭載土壤傳感器，實時監(jiān)測土壤的水分含量、酸堿度等關鍵參數(shù)。這對于作物的生長和病蟲害防治都具有重要意義。例如，過濕或過干的土壤環(huán)境可能導致作物易受病蟲害侵害，無人機通過土壤監(jiān)測可以幫助農民調整灌溉策略，創(chuàng)造更適宜的生長環(huán)境。另外，農業(yè)無人機可以將多種環(huán)境因素進行集成分析，從而更全面地了解農田的狀態(tài)。例如，通過將氣象數(shù)據(jù)和土壤數(shù)據(jù)結合起來，無人機可以預測出可能的病蟲害爆發(fā)時機和范圍，為農民提供更具針對性的防治建議。在實際應用中，農業(yè)無人機的環(huán)境感知技術已經取得了顯著成果。例如，在大規(guī)模的農田中，無人機通過多傳感器數(shù)據(jù)的集成分析，可以實時監(jiān)測氣象和土壤條件，為農民提供及時的防治建議。在森林中，無人機的環(huán)境感知技術可以用于監(jiān)測樹木的健康狀況，以及可能的病蟲害影響。 優(yōu)勢與挑戰(zhàn) 農業(yè)無人機智能化技術在作物病蟲害防控中的應用帶來了顯著的優(yōu)勢。首先，其高效快速的特點使得大面積的農田監(jiān)測成為可能，節(jié)省了人力和時間成本。其次，搭載先進傳感器和相機的無人機能夠實現(xiàn)高分辨率、多光譜的監(jiān)測，從而提供豐富的農田信息，幫助農民更好地了解作物狀況。精準施藥技術不僅減少了藥物的使用量，也降低了環(huán)境污染的風險。此外，環(huán)境感知技術使得農民可以更科學地制定防治策略，最大程度地降低了病蟲害對農田的危害。然而，農業(yè)無人機在應用過程中也面臨一些挑戰(zhàn)。首先，高昂的設備成本和培訓成本使得一部分農民難以承擔和操作。其次，農業(yè)無人機的操作技術要求較高，需要專業(yè)的操作人員，這也限制了其推廣和應用。此外，無人機的飛行管理和空域劃分仍需進一步完善，確保其在農田間的安全飛行。同時，無人機的飛行時間受到電池續(xù)航能力的限制，需要更加高效的能源解決方案[3]。 3 未來展望 農業(yè)無人機智能化技術在作物病蟲害防控中的應用前景充滿著希望。隨著科技的不斷發(fā)展，該技術有望在以下幾個方面取得更大的突破和進步。一是普及與降低成本：隨著技術的不斷成熟，農業(yè)無人機的制造成本可能會逐漸降低，進而降低設備價格。這將有助于更多的農民能夠負擔得起并采用這一技術。同時，政府、企業(yè)和科研機構可以通過提供補貼、培訓和技術支持等方式，促進農業(yè)無人機技術的普及，使其成為農田管理的常規(guī)工具。二是智能化與自主飛行：未來，農業(yè)無人機有望進一步結合人工智能技術，實現(xiàn)更高程度的自主飛行和數(shù)據(jù)分析能力。通過人工智能算法的支持，無人機可以自動識別不同作物的特征，預測病蟲害的爆發(fā)趨勢，從而更加智能地制定防治策略。自主飛行技術的提升將減輕操作人員的負擔，使農民更加便捷地使用無人機進行作業(yè)。三是數(shù)據(jù)分析與決策支持：隨著數(shù)據(jù)處理技術的進步，農業(yè)無人機獲取的海量監(jiān)測數(shù)據(jù)可以更加準確地分析和利用。將遙感數(shù)據(jù)與地理信息系統(tǒng)（GIS）、氣象數(shù)據(jù)等結合，可以實現(xiàn)更準確的病蟲害預測和作物生長分析，為農民提供更全面的決策支持。這有助于優(yōu)化防治策略，提高農業(yè)生產的效益和可持續(xù)性。四是生態(tài)友好與可持續(xù)發(fā)展：農業(yè)無人機的應用有助于降低農田的藥物使用量和化學物質排放，減少了對環(huán)境的負擔，促進了農業(yè)的生態(tài)友好性。隨著技術的進步，農業(yè)無人機還可以與有機農業(yè)、生物防治等技術相結合，形成更為綜合的病蟲害防控體系，推動農業(yè)向著更可持續(xù)的方向發(fā)展。 4 總結 隨著農業(yè)無人機智能化技術的不斷發(fā)展與應用，作物病蟲害防控領域正迎來新的機遇與挑戰(zhàn)。本文從病蟲害監(jiān)測、精準施藥、環(huán)境感知等多個方面探討了農業(yè)無人機在作物病蟲害防控中的重要作用，揭示了其在提高效率、降低成本、環(huán)境保護等方面的巨大優(yōu)勢。然而，仍需解決成本、操作技術、飛行管理等方面的問題，以實現(xiàn)更廣泛的應用。展望未來，隨著技術的進一步成熟，農業(yè)無人機有望在普及與降低成本、智能化與自主飛行、數(shù)據(jù)分析與決策支持、生態(tài)友好與可持續(xù)發(fā)展等方面取得更大突破，為農業(yè)生產的可持續(xù)發(fā)展做出更大貢獻。 參考文獻： [1]趙冰欣,盧海博,趙海超,等.作物病蟲害防控技術研究進展[J].南方農業(yè),2023,17(5):157-162+170. [2]涂國昭.作物病蟲害綠色防控技術應用初探[J].南方農業(yè),2022, 16(10):4-6. [3]廖義國,謝春雷.作物病蟲害綠色防控技術應用[J].山西農經, 2020(12):113-114. 作者單位：山西省農業(yè)農村大數(shù)據(jù)中心