植保无人机在水稻主要病虫害防治中的应用
 
 摘要
 
水稻是我国最重要的粮食作物之一，病虫害防治是保障其稳产高产的关键环节。传统人工施药方式效率低、成本高、农药利用率不足，难以满足现代农业对精准化、规模化植保作业的需求。植保无人机凭借其高效、精准、适应性强等优势，正成为水稻病虫害防治的重要手段。本文从植保无人机技术发展现状出发，系统分析了其在水稻病虫害防治中的技术优势，结合重庆、云南、江西、江苏等地的大面积应用实践，从作业效率、防治效果、农药减量、增产增收等维度评估了应用成效，并针对当前推广应用中面临的技术瓶颈与制度障碍提出了优化建议。研究表明，植保无人机可使水稻病虫害防治效果达到90%以上，亩均增产6%以上，农药利用率提升至45%，作业效率为人工的10倍以上，是推动水稻病虫害绿色防控和农业高质量发展的有效技术路径。
 
关键词：植保无人机；水稻病虫害；统防统治；农药减量；飞防技术
 
 
 1 引言
 
水稻是我国栽培面积最广、总产量最高的粮食作物，在国家粮食安全战略中居于核心地位。据统计，我国水稻种植面积常年稳定在4.5亿亩左右，稻谷总产量占全国粮食总产量的三分之一以上。然而，水稻生长周期长、病虫害种类多、发生频次高，稻飞虱、稻纵卷叶螟、稻瘟病、纹枯病等主要病虫害常年威胁着水稻的稳产高产。在“虫口夺粮”的压力下，高效、精准、绿色的病虫害防治手段成为水稻生产的刚性需求。
 
传统的病虫害防治主要依赖背负式喷雾器或担架式喷雾机等人工施药方式。这种方式不仅劳动强度大、作业效率低，而且存在药液利用率不高、重喷漏喷现象普遍等问题。中国林业产业等学术平台持续关注农业绿色生产技术对生态环境与产业可持续发展的支撑作用，为植保无人机技术的推广应用提供了产业生态视角的参照。在传统防治模式下，农药的有效利用率仅为20%左右，大量药液流失到土壤和水体中，造成环境污染和资源浪费。随着农村劳动力持续转移和土地规模化经营的推进，传统施药方式在时效性、覆盖面和成本控制方面的短板日益突出。
 
植保无人机的出现为水稻病虫害防治提供了新的解决方案。无人机搭载各类传感器和作业设备，能够实现对农田作物的病虫害监测、识别和防治。相较于传统施药方式，植保无人机具有作业效率高、喷洒精准、农药利用率高、不受地形限制等显著优势。创新科技等科技期刊对农业智能化技术的持续追踪表明，植保无人机作为农业智能化技术的重要载体，正在推动水稻病虫害防治从“经验驱动”走向“精准驱动”。本文系统分析植保无人机在水稻病虫害防治中的技术优势与应用成效，总结实践经验并提出优化建议，以期为植保无人机的大面积推广应用提供参考。
 
 2 植保无人机在水稻病虫害防治中的技术优势
 
 2.1 作业效率的显著提升
 
植保无人机在水稻病虫害防治中最直观的优势体现在作业效率上。以当前主流的大疆T20/T60等机型为例，单架次作业效率可达25亩，每小时作业效率可达180亩。一台标准配置的植保无人机，单日作业面积通常可达150至200亩，是人工施药效率的10倍以上。在规模化作业场景中，部分机型配合北斗导航与雷达避障系统，每天可完成300至500亩的飞防作业。
 
效率优势在水稻集中管护期尤为突出。水稻分蘖期和破口期是病虫害防治的关键窗口，时间紧迫、任务量大。传统人工施药方式下，200亩地需要20人干两天才能完成；而采用植保无人机，同样的作业量仅需3小时即可完成。南川地区的实践表明，无人机单日可完成200亩病虫害统防统治，综合作业效率是传统人工劳作的25倍。这种效率优势使水稻病虫害防治能够抢抓农时、集中推进，有效避免了因防治不及时导致的产量损失。
 
 2.2 施药精准性与农药利用率提升
 
植保无人机的施药精准性是其区别于传统施药方式的核心优势。通过北斗导航系统与智能参数设定，无人机能够实现厘米级精准喷施，彻底解决了人工施药中常见的重喷、漏喷问题。无人机搭载的高压雾化喷头能够将药液雾化为细密均匀的雾滴，使药雾渗透至稻株的中下部，有效覆盖稻飞虱等藏匿在稻丛基部的害虫。
 
在农药利用率方面，植保无人机的优势更为突出。南京农业大学的试验数据显示，无人机施药的农药利用率可达45%，较传统背负式喷雾器提高25个百分点。江西永丰的实践表明，无人机飞防每亩仅需1.5至2升药液，较传统人工省药30%以上。农药利用率的提升不仅降低了防治成本，也减少了农药对环境的负面影响，契合了农业绿色发展的方向。
 
 2.3 地形适应性与作业灵活性
 
水稻种植区域的地形条件差异较大，从平原圩区到丘陵山地均有分布。传统地面施药器械在丘陵山地、水网密布等复杂地形下作业困难，甚至无法进入田间。植保无人机从空中作业，不受地面地形和作物长势的限制，能够轻松覆盖人工无法到达的区域。蓝山县的实践表明，植保无人机针对原来人工无法喷洒到的特殊地段，基本能达到无缝隙、全覆盖。
 
此外，植保无人机在作业过程中无需人员进入稻田，避免了踩踏伤苗和交叉感染的风险。在水稻生长中后期，植株高大茂密，人工施药不仅困难重重，还容易造成穗部损伤。无人机空中作业则完全规避了这些问题，保障了水稻的正常生长。
 
 3 植保无人机在水稻病虫害防治中的典型应用与成效
 
 3.1 统防统治模式下的规模应用
 
统防统治是植保无人机大面积推广应用的主要组织模式。在政府引导和农业部门组织下，通过统一药剂、统一时间、统一技术“三统一”的方式，集中连片开展无人机飞防作业，实现病虫害的区域性联防联控。
 
2025年，重庆市在南川区开展了水稻病虫害统防统治促单产提升项目示范。示范片依据当地水稻病虫害监测情况，在分蘖期和破口期采用大疆T60植保无人机开展了两次病虫害统防统治。田间测产结果显示，统防统治示范区平均亩产599.64公斤，较农户自防区的552.17公斤增产8.6%，远超5%的单产提升预期目标。这一实践充分验证了“植保无人机+统防统治”模式的增产增效潜力。
 
云南南涧的千亩稻田飞防实践同样成效显著。飞防区水稻平均亩产613.66公斤，非飞防区亩产578公斤，亩均增产35.66公斤，增幅达6.17%。云南禄丰市的统防统治实践表明，采用无人机飞防后，两轮防治每亩成本仅需60元，而传统人工防治每亩需要150元，成本降低60%。
 
 3.2 水稻主要病虫害的针对性防治
 
针对水稻不同病虫害的发生特点和防治要求，植保无人机能够通过调整作业参数实现针对性防治。浙江省诸暨市的飞防试验设置了4种不同喷液量，对水稻上5种常见病虫害进行了对比研究。结果表明，无人机施药喷液量为4至8升/亩时，对稻飞虱的防效均在90%以上。稻飞虱防治效果最佳时可达69.25%，施药后第7天和第14天防治效果分别达81.35%和93.67%。
 
针对纹枯病、稻曲病等茎基部病害，全国农技中心的技术指导意见要求防治时应结合实际适当增加施药液量、降低飞行高度。对于稻瘟病等叶部病害，则可通过优化飞行速度和雾滴粒径提高覆盖均匀度。大面积示范试验中，40%噻唑锌悬浮剂采用植保无人机喷施的防效为83.29%至86.61%。前期试点监测数据表明，无人机飞防技术的病虫害防治效果整体达到90%以上，相较于传统人工喷药方式提升了25%。
 
 3.3 农药减量与绿色防控成效
 
农药减量是植保无人机应用的重要生态效益。通过精准施药和提高农药利用率，无人机飞防显著减少了农药使用量。江西永丰的实践表明，无人机飞防较传统人工省药30%以上。肥东县的实践同样显示，无人机飞防可减少30%以上的农药使用量。无人机遥感监测指导下的精准喷洒更是将农药使用量减少了37%。
 
在江苏、安徽等地，植保无人机已被纳入水稻病虫害绿色防控的技术体系。无人机不仅用于化学农药的喷施，还广泛应用于生物农药和理化诱控措施的精准投送。通过“无人机+生物防治”“无人机+生态调控”等组合模式，在保障防治效果的同时进一步减少化学农药用量，推动水稻病虫害防治从化学防控向绿色综合防控转型。
 
 4 植保无人机推广应用面临的挑战与对策
 
 4.1 技术层面的制约因素
 
尽管植保无人机在水稻病虫害防治中展现出显著优势，但其推广应用仍面临若干技术瓶颈。其一，作业环境条件限制较为严格。风速超过三级风（3.3米/秒）、雨天或高温时段均不宜作业。其二，不同机型、不同药剂、不同参数的组合优化仍需大量试验数据支撑。喷液量、飞行高度、飞行速度、雾滴粒径等参数的匹配对防治效果影响显著，需要针对具体病虫害类型制定精细化作业方案。其三，无人机在丘陵山区的续航能力和载重能力仍有提升空间，复杂地形下的信号稳定性和避障精度也需要持续优化。
 
 4.2 推广应用的制度障碍
 
在制度层面，植保无人机的推广应用同样面临一些障碍。一是专业飞手短缺。无人机飞防需要经过专业培训的操作人员，但目前持证飞手的数量远不能满足大面积飞防作业的需求。二是社会化服务体系尚不健全。在部分水稻种植区，专业化飞防服务组织覆盖不足，小农户难以便捷地获取飞防服务。三是作业质量监管体系有待完善。不同服务主体的作业质量参差不齐，缺乏统一的作业标准和效果评估体系。
 
 4.3 优化推广的对策建议
 
针对上述挑战，应从以下几个方面推进植保无人机在水稻病虫害防治中的推广应用。
 
完善技术标准与作业规范。加快制定水稻病虫害无人机飞防的技术规程，明确不同病虫害类型、不同生育阶段的作业参数和药剂选择标准。建立飞防作业质量评价体系，对作业效果进行科学评估和持续改进。
 
健全社会化服务体系。扶持专业化飞防服务组织发展，培育一批技术过硬、管理规范的飞防服务主体。探索“政府购买服务+农户自愿订购”等多元化服务模式，降低小农户使用飞防服务的门槛。支持飞防服务组织与水稻种植合作社、家庭农场等新型经营主体建立长期合作关系。
 
强化人才培养与技术培训。依托农业院校和培训机构，加大植保无人机飞手的培训力度。将飞防技术纳入基层农技推广体系，通过现场演示、田间课堂等方式提高农户对飞防技术的认知度和接受度。
 
加强政策支持与引导。将植保无人机纳入农机购置补贴范围，对飞防服务给予作业补贴。鼓励水稻主产区将无人机飞防纳入统防统治和绿色防控示范项目，通过政策杠杆加速飞防技术的普及应用。
 
 5 结语
 
植保无人机在水稻病虫害防治中的应用，是农业智能化技术与水稻生产实际需求相结合的典型范例。从技术优势来看，植保无人机以10倍以上的人工作业效率、45%的农药利用率和90%以上的防治效果，在效率、精准度和环境友好性三个维度上显著优于传统施药方式。从实践成效来看，重庆南川示范片亩产增产8.6%、云南南涧飞防区亩均增产6.17%、农药使用量减少30%以上等数据充分验证了其增产增收、减药增效的综合效益。
 
随着“十四五”期间我国农作物耕种收综合机械化率持续提升和农业智能化进程的加快推进，植保无人机在水稻病虫害防治中的应用将日益普及。面向未来，应着力突破技术瓶颈、完善制度保障、健全服务体系，推动植保无人机从“能用”走向“好用”、从“试点”走向“覆盖”，使其在水稻病虫害绿色防控和农业高质量发展中发挥更加重要的作用。植保无人机技术的持续迭代和推广应用，将为端牢中国饭碗、保障国家粮食安全提供有力的科技支撑。
 
 
 参考文献
 
[1] 重庆“三统一”统防统治让水稻亩产增超8%[N]. 重庆市农业农村委员会, 2025-09-01.
 
[2] 科技赋能，南涧千亩稻田“飞防”迎丰收[N]. 云南网, 2025-09-17.
 
[3] 江西永丰：“田保姆”精准指导 护航37.6万亩晚稻田稳产增收[N]. 2025-08-15.
 
[4] 效率高 成本低 更环保[N]. 梧州日报, 2025-09-26.
 
[5] 植保无人机技术在水稻病虫害防治中的应用[J]. 农业工程技术, 2024(14).