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“低空+农业”模式火了!解读无人机作业背后的“科学标尺”

来源:光明网-大国粮策2025-03-04 14:32

  在农业现代化浪潮中,无人机逐渐成为农民的“好帮手”。尤其是在农作物病虫害防控方面,无人机作业优势明显,能高效大面积施药,节省人力,还能精准施药,减少农药浪费与环境污染。

  当下,无人机作业依赖于通用的气象预报。对于很多农业从业者来说,常常会遇到这样的困惑:同样的药剂、同样的无人机,为啥作业效果却大相径庭?是哪些因素在背后“捣鬼”?其实,气象条件就是那个关键的“隐形变量”。

  气象成为“隐形变量”

  “一喷三防”是在小麦生长期,使用杀虫剂、杀菌剂、植物生长调节剂、叶面肥、微肥等混配剂喷雾,达到防病虫害、防干热风,增粒增重,确保小麦增产的一项关键技术措施,目前在全国已经普遍推广应用。

  气象因素在无人机“一喷三防”作业中到底扮演着怎样的角色呢?下面就来详细说说。

  无人机飞航作业(图片来源于网络)

  风速:药剂“漂移”的幕后推手

  风速就像是一把双刃剑,对农药喷洒效率与安全性影响极大。我们可以把农药喷洒过程想象成一场“微观世界的旅行”,雾滴就是这场旅行中的“小旅客”。

  在低风速条件下(风速等级≤2级),就如同微风轻拂,为雾滴创造了一个稳定的“旅行环境”,它们能慢悠悠、均匀地落在目标作物上,有效覆盖作物表面,防治效果自然好。

  当风速等级过高(>4级),强大的气流就像一阵狂风,让雾滴身不由己地“跑偏”,不仅喷洒精准度大打折扣,还可能飘到非目标作物上,造成药害,污染环境,甚至威胁人身安全。就像一场原本规划好的有序旅行,突然遭遇狂风,游客们被吹得四处分散,无法到达目的地。

  气温:药剂的“活力开关”与作物的“吸收调节器”

  气温对药剂效果与作物吸收的影响也不容小觑。当气温处于适宜范围(20°C/p>

  但气温过高(>35°C),药剂分子就像热锅上的蚂蚁,运动加剧,分解速度加快,还没来得及发挥作用就失效了;同时,高温让作物的蒸腾作用变强,刚喷洒的药剂迅速被稀释,就像往浓度高的果汁里加了太多水,药效大打折扣。而气温过低(<10°C)时,作物生长缓慢,细胞活动减弱,对药剂的吸收和渗透就像蜗牛爬行一样慢,防治效果自然不好。

  降水:作业效果的“破坏者”

  在“一喷三防”作业中,降水可谓是个“麻烦制造者”。当降水量较大时,雨滴就像一个个“小炮弹”,重重地砸在作物上,药液和肥液根本来不及附着在叶片和茎秆上,就被冲刷得一干二净,造成极大浪费。而且,降水可能引发麦田积水或地表径流,这就好比把药剂和肥料随意“搬家”,不仅让它们无法发挥作用,还可能带来药害,破坏麦田生态环境。

  掌握气象的“科学标尺”

  为了更科学地评估气象条件对无人机“一喷三防”作业的影响,科研人员基于温度、风速和降水这三个核心气象因素,设计了四个关键气象指标,构建了无人机“一喷三防”气象适宜度指数公式:

  这些数据并不是凭空而来,经过科研人员多年的实验对照和数据分析,构建了一个综合性的无人机“一喷三防”气象适宜度指数公式:

  S=0.25*ST +0.25*ST +0.25*SR+0.25*SV

  其中,ST 是打药当天气温适宜度指数;ST 是打药之后3天的气温适宜度指数;SR是打药当天降水适宜度指数;SV是打药当天风速适宜度指数。这其中,每个指标如果适合作业,权重就是0.7;如果较为适合,但还不是特别理想,权重为0.3。

  那么,这个公式具体该怎么用呢?农民朋友们可以用它综合判断当天的气象条件,到底适不适合无人机工作。

  如果算出来S≥0.6,那就说明这天的天气特别合适,适合用无人机来进行“一喷三防”作业;如果算出来0,那就千万别用无人机作业了,这天的天气实在不合适。

  举个例子,假设明天温度为25℃,打药后三天平均气温为10℃,最低气温大于0℃,没有降水,风速为4m/s。把这些数据代入公式里,就能算出明天无人机“一喷三防”的气象适宜度指数为:

  S=0.7*0.25+0.7*0.25+0.7*0.25+0.3*0.25=0.6。从结果可以看出,明天的气象条件刚刚好,适合用无人机开展作业。

  为了方便记忆,我们让AI编了一首打油诗:

  《无人机打药好时机》

  无人机来真奇妙,一喷三防效率高。

  气温合适药效妙,打药三天别乱套。

  降水要少别成涝,风吹太急可不好。

  综合指数心中晓,庄稼丰收乐逍遥。

  农民朋友们,以后用无人机打药的时候,多留意下天气,参考参考这个指数和咱的打油诗,保准咱的庄稼能长得壮壮实实,有个好收成!

  参考资料:《全国农业气象适用技术汇编》-无人机“一喷三防”气象适用技术

  科学性审核:北京市气象局气候中心正高级工程师李秋月

  撰文:武玥彤

[ 责编:谢芸 ]
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