农药精准施用技术在病虫害防治中的效率提升路径研究

引言：

病虫害是影响农业生产稳定性的重要因素，而农药是当前防治的主要手段。但是，传统施药方式存在用药过量、靶向不清、效率低下等问题，不但增加成本，也带来环境污染和农产品安全风险。随着智能农业与数字技术发展，农药精准施用技术应运而生，是提升防治效率、推动绿色农业发展的重要路径。依托传感器、图像识别、自动控制等手段，实现对病虫害实时监测、变量施药，提高了作业效率与防治精准度。

一、农药精准施用技术在病虫害防治中应用效果

（1）提升作业效率

精准施药技术中自动化设备替代传统人工操作，大幅缩短施药时间，提高了作业效率。例如，无人机喷洒系统在短时间内覆盖大面积农田，作业效率可达传统方式的 5-8 倍。同时，变量施药控制系统根据病虫害分布密度自动调整用药量，避免重复喷洒和漏喷现象发生，提升了整体作业质量。

（2）防治效果更稳定

传统施药方式因施药不均、覆盖不全，造成防治效果波动大。精准施药技术下高精度定位与图像识别技术应用，实现对病虫害区域精准锁定、靶向施药。研究得出，通过精准施药的田块，病虫害发生率降低约 25% 以上，防治成功率提升 15%-30% ，明显优于传统施药方式。

（3）环境影响降低

农药过量使用是造成水体污染、土壤退化与生物多样性下降的主要原因。精准施药技术中经过控制施药量、施药范围，减少农药流失和残留。例如，变量施药系统把农药使用量减少 20%-40% ，同时保持同等防治效果，降低对生态环境负面影响，带动农业绿色发展。

二、农药精准施用技术在病虫害防治中效率提升方法

（1）优化施药路径规划

路径规划是决定精准施药作业效率的重要环节。传统施药方式多采取固定路线或人工判断，易出现重复喷洒、漏喷或作业路径不合理等问题。为提升规划效率，保证作业精度，采用基于人工智能路径优化方法，如遗传算法、深度强化学习模型。根据农田边界、作物分布、病虫害热点区域及设备作业参数，自动生成最优施药方案。例如，结合 GIS 地理信息系统与遥感图像数据，系统识别田块内病虫害高发区域，围绕区域空间设计优先喷洒路线。具体实施中，算法模型综合考虑无人机飞行速度、风速、喷幅宽度与药剂沉降特性，动态调整飞行轨迹和喷洒强度，确保药剂覆盖均匀、无死角。同时，部分先进系统实现多机协同路径调整，支持多架无人机同一田块内同步作业，避免方案冲突，提高整体作业效率。通过多元技术手段，施药路径更为科学合理，减少无效飞行时间和药剂浪费，使作业效率提升 10% 以上。

（2）升级智能施药设备性能

精准施药依托于高性能设备稳定运行、精准执行。目前主流设备涉及多旋翼无人机、自走式喷杆喷雾机与变量施药控制系统。这些设备的结构设计、控制系统方面升级，适应复杂农田环境与多样化施药需要。例如，无人机平台采用碳纤维材料及模块化设计，提高抗风性，保证续航能力，部分机型单次作业时间能够达到 20 分钟以上，覆盖面积达 15 亩。喷洒系统中，高精度压力控制系统每秒多次喷头压力调节，确保药液雾化均匀，喷洒精度达到毫米级。此外，设备集成图像识别与边缘计算模块后，呈现出实时病虫害识别能力，飞行中动态调整施药参数。例如，搭载多光谱摄像头与 AI 识别算法，系统区分健康作物与受害区域，自动减少无害区域用药，集中施药于病虫害发生点。同时，部分高端设备配备风速补偿和高度自适应系统，在不同地形条件下保持稳定飞行、均匀喷洒。技术升级使设备在复杂环境内作业能力得以提升，为精准施药提了硬件支撑。

（3）融合多源数据，提升决策能力

精准施药需多维度数据支撑，保证科学决策、动态调整。目前，主要融合的数据涉及遥感图像、气象预报、土壤墒情、作物生长模型与病虫害监测数据。数据来源广泛，包括卫星遥感、地面传感器、气象站与植保站信息。经过构建农业大数据平台，把数据进行标准化处理、融合分析，构成统一的决策支持体系。例如，遥感图像用于识别作物长势、病虫害分布，结合气象数据预测未来几天内温湿度变化、降雨概率，判断病虫害爆发趋势。同时，土壤传感器提供土壤湿度和养分信息，辅助判断作物抗病能力，明确施药效果。实际应用中，数据融合平台自动生成施药建议，涉及施药时间、药剂种类、施药量与重点区域。例如，某地整合遥感图像与病虫害历史数据，把施药窗口期提前 3-5 天，精准控制了虫害扩散。同时，平台支持历史数据回溯、效果评估，辅助用户优化下一轮施药策略。基于数据驱动的决策机制，使施药更为科学、高效。

（4）完善技术推广，管理协同机制

技术推广是精准施药落地的重要环节。尽管技术和设备持续进步，但基层推广中仍有着认知不足、操作不规范与服务体系不健全等问题。所以，建立多层次推广体系，例如，制定统一技术标准、开展农民培训、建设技术服务站与推动跨部门协作。技术标准中，明确设备操作流程、施药参数设置与数据采集规范，使不同地区、不同用户使用一致的技术标准。例如，部分地区出台精准施药作业指南，包括无人机飞行高度、喷洒速度与药剂配比等参数。培训中，利用线上课程、现场演示与模拟操作，提升农民对精准施药的认知与操作技能。

同时，建立技术服务团队，提供设备维护、故障诊断与作业指导，推动技术稳定运行。同时，推动农机、植保、科研机构与农业管理部门合作，构建“技术+ 设备 + 服务”的一体化推广模式。例如，某地基于政府引导，联合科研单位、企业，打造精准施药示范区，集中展示技术优势、应用效果，引导周边农户推广应用。协同机制下加快了技术普及速度，提升了整体服务效果，为精准施药全面落实做出保障。

结语：

总之，农药精准施用技术是现代病虫害防治中重要手段，对提升施药效率、增强防治效果与减少环境污染等方面展现了明显优势。随着智能装备和农业大数据技术成熟、发展，该技术正向着高效、智能、可持续方向发展。通过进一步优化施药路径规划算法，提升作业精准度和覆盖率；加快智能施药设备升级，提升复杂环境下适应能力；深化多源数据融合运用，促进防治决策由经验驱动向数据驱动转变；同时，健全技术推广和服务体系，提升基层农户认知水平、操作能力。多方协同推进，农药精准施用技术在保障农业生产安全基础上，助力农业绿色转型，高质量发展。

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