无人机在薄壳山核桃种植生产中的应用

摘要：本文通过综述无人机在薄壳山核桃种植生产中的应用，主要用于授粉、病虫害防治及数据采集等方面。授粉方面，能提高效率与均匀度，显著增加产量和品质；病虫害防治可高效覆盖、精准喷洒，降低发生率并减少污染；数据采集可实时监测，为精准管理提供数据。无人机技术虽面临操作技能等挑战，但智能化、应用场景、数据分析能力不断提升且成本降低，其应用将推动薄壳山核桃产业可持续发展，前景广阔。

关键词：无人机；薄壳山核桃；授粉；病虫害防治；数据采集

Application of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) in the Cultivation and Production of Carya illinoinensis

Li Yan
(Agriculture and Rural Affairs Comprehensive Service Center of Xianghe Town Government, Quanjiao County, Chuzhou, Anhui 239000, China)

Abstract: This article provides a review of the application of UAVs in the cultivation and production of Carya illinoinensis, mainly focusing on aspects such as pollination, pest and disease control, and data collection. In terms of pollination, UAVs can improve efficiency and uniformity, significantly increasing both the yield and quality of the nuts. For pest and disease control, they can achieve high-efficiency coverage and precise spraying, reducing the incidence of pests and diseases while minimizing pollution. In data collection, UAVs can conduct real-time monitoring, providing data for precise management. Although UAV technology faces challenges such as operation skills, with continuous improvements in intelligence, expansion of application scenarios, enhancement of data analysis capabilities, and reduction of costs, its application will promote the sustainable development of the Carya illinoinensis industry and has broad prospects.

Keywords: Unmanned Aerial Vehicle (UAV); Carya illinoinensis; Pollination; Pest and Disease Control; Data Collection

1引言

薄壳山核桃（Carya illinoensis），又名美国山核桃、长山核桃，树体高大、枝叶茂密，寿命长达200年。生态防护功能强，生态效益明显，是道路、园林和庭院绿化的优良树种。树木定植后，4-6年开始挂果，7-8年进入盛果期，盛果期可达60-80年。其果实又名碧根果，是重要的木本油料，核仁出油率70%以上，油脂中不饱和脂肪酸含量90%以上，且不含任何胆固醇，是促进人体心脑血管健康的高档油料，市场潜力巨大。

无人机技术在农业领域的应用日益广泛，吴锐等人研究无人机在现代农业中的应用综述表明，无人机作为一种高效和灵活的工具，可以提升农业生产信息化，改善农业生产条件，更新农业生产方法，进一步提升农业现代化水平。【1】按照杨江生等人研究无人机在现代果树生产中的应用表明， 无人机可以提供果树高糖度生长环境监测，喷洒药剂，高效运输等，无人机为果树生产提供了新的解决方案。无人机的成像技术和点云技术，可以适时监测果树的生长状况，为果农提供最优管理措施，方便对果树实施精细化管理。无人机搭载红外线相机配合多光谱传感器，可以适时对果树病虫害进行监测预警和喷雾防治，无人机还可以作为果实采摘和运输工具，正在逐渐为果树生产带来新的机遇。【2】【3】

本文以薄壳山核桃为例，通过文献综述和实际案例分析，总结了无人机技术在授粉、病

虫害防治及数据采集等方面提高薄壳山核桃产量、品质和种植效率的显著效果，探讨了无人机在薄壳山核桃种植生产中的应用，并对未来无人机在薄壳山核桃种植生产中的应用前景进行了展望，为无人机技术在全椒县薄壳山核桃种植生产中的推广应用提供了参考。

2无人机在薄壳山核桃授粉中的应用

2.1 无人机授粉技术概述

无人机授粉技术是利用无人机搭载授粉装置，将花粉均匀喷洒在果树上的一种新型授粉方式。相比传统的人工授粉和风力授粉，无人机授粉具有效率高、覆盖范围广、授粉均匀等优点。在薄壳山核桃种植中，无人机授粉技术可以有效解决人工授粉效率低、授粉不均匀等问题，提高授粉效果，进而增加果实产量和品质。

2.2 无人机授粉技术应用案例

程建斌等人（2019）研究了无人机辅助授薄壳山核桃花粉对山核桃的结实效应。他们选取15年生山核桃实生林为研究对象，利用无人机喷洒按0.025%质量比调配成的薄壳山核桃花粉水溶液。结果显示，无人机辅助授粉能显著增加山核桃单位面积鲜果产量、单果质量、核质量及果径，但对果高、核高、核径、果仁质量无显著影响。与对照相比，单位面积鲜果增产37.16%，平均单个果实的果质量、核质量、果仁质量分别增加12.02%、5.98%、5.49%，果径增加4.81%。这表明无人机授粉技术在提高薄壳山核桃产量和品质方面具有显著效果。【4】【5】

此外，中国林业科学研究院亚热带林业研究所等单位在安徽阜阳等地开展了无人机授粉试验。试验结果表明，无人机授粉可以显著提高薄壳山核桃的授粉效率和授粉均匀度，进而增加果实产量和品质。同时，无人机授粉还可以降低人工成本和时间成本，提高种植效率。【6】

2.3 无人机授粉技术优势与挑战

无人机授粉技术相比传统授粉方式具有显著优势。无人机授粉效率高、覆盖范围广，可以在短时间内完成大面积果树的授粉工作。其次，无人机授粉授粉均匀度高，可以提高果实的产量和品质。此外，无人机授粉可以降低人工成本和时间成本，提高生产效率。

无人机授粉技术也面临一些挑战。例如，无人机授粉需要专业的操作技能和设备维护知识；不同果树品种和生长环境对无人机授粉的要求也不同；无人机授粉过程中可能存在花粉飘散、授粉不均匀等问题。因此，在实际应用中需要根据具体情况进行调整和优化。

3. 无人机在薄壳山核桃病虫害防治中的应用

3.1 无人机病虫害防治技术概述

无人机病虫害防治技术是利用无人机搭载喷洒装置，将农药或生物制剂均匀喷洒在果树上的一种新型病虫害防治方式。相比传统的地面喷洒和人工喷洒方式，无人机病虫害防治具有效率高、覆盖范围广、喷洒均匀等优点。在薄壳山核桃种植中，无人机病虫害防治技术可以有效解决病虫害防治难度大、成本高等问题，提高防治效果，保障果树的健康生长和高产稳产。【7】【8】【9】

3.2 无人机病虫害防治技术应用案例

近年来，无人机病虫害防治技术在薄壳山核桃种植中得到了广泛应用。例如，全椒县襄河镇部分薄壳山核桃种植大户，采用植保无人机对核桃树进行病虫害防治取得了显著效果。技术人员精心调配了石硫合剂等农药，并将其装入植保无人机的药箱中。随着“无人机飞手”的精准操作，满载农药的无人机腾空而起，沿着碧根果园上空匀速飞行。机翼下方喷洒出均匀的白色药雾，短短4个多小时便高效完成了100多亩地的病虫害防治工作，这个工作量相当于10个壮劳力一天的工作量。这不仅提高了防治效率还降低了人力和财力的投入成本。

此外，中国林业科学研究院亚热带林业研究所等单位也在薄壳山核桃种植中开展了无人机病虫害防治试验。试验结果表明，无人机病虫害防治可以显著提高防治效果降低病虫害发生率同时减少农药使用量降低对环境的污染。

3.3 无人机病虫害防治技术优势与挑战

无人机病虫害防治技术相比传统防治方式具有显著优势。无人机病虫害防治效率高、覆盖范围广可以在短时间内完成大面积果树的防治工作。无人机病虫害防治喷洒均匀度高可以提高防治效果减少病虫害的发生和传播。无人机病虫害防治可以降低人工成本和时间成本，提高防治效率。

无人机病虫害防治技术需要具备无人机操作方面的专业知识。例如，无人机病虫害防治需要专业的操作技能和设备维护知识；不同果树品种和生长环境对无人机病虫害防治的要求也不同；无人机病虫害防治过程中可能存在农药飘散、喷洒不均匀等问题。因此，在实际应用中需要根据具体情况进行优化和调整。

4. 无人机在薄壳山核桃数据采集中的应用

4.1 无人机数据采集技术概述

无人机数据采集技术是利用无人机搭载传感器和摄像头等设备对果树生长环境、病虫害情况、果实产量和品质等进行实时监测和数据采集的一种新型技术手段。相比传统的人工监测和数据采集方式，无人机数据采集具有效率高、覆盖范围广、数据准确等优点。在薄壳山核桃种植中，无人机数据采集技术可以实时监测果树的生长情况和病虫害发生情况为精准管理提供数据支持。【10】

4.2 无人机数据采集技术应用案例

目前，无人机数据采集技术已经在薄壳山核桃种植中得到了初步应用。例如，中国林业科学研究院亚热带林业研究所等单位利用无人机对薄壳山核桃种植基地进行了数据采集和监测。通过无人机搭载的高清摄像头和传感器等设备对果树的生长环境、病虫害情况、果实产量和品质等进行了实时监测和数据采集。这些数据为薄壳山核桃种植精准管理提供了有力支持，帮助种植户及时了解果树的生长情况和病虫害发生情况，并采取相应的管理措施。

4.3 无人机数据采集技术优势与挑战

无人机数据采集技术相比传统监测和数据采集方式具有显著优势。首先，无人机数据采集效率高、覆盖范围广可以在短时间内完成大面积果树的监测和数据采集工作。其次，无人机数据采集数据准确度高可以提供更为精确的数据支持为精准管理提供有力保障。最后，无人机数据采集可以降低人工成本和时间成本提高管理效率。

无人机数据采集技术需要接受一定程度的技术培训。例如，无人机数据采集需要专业的操作技能和设备维护知识；不同果树品种和生长环境对无人机数据采集的要求也不同；无人机数据采集过程中可能存在数据误差、数据丢失等问题。因此，在实际应用中需要根据具体情况进行调整和优化。

5. 结论与展望

无人机技术的应用为薄壳山核桃种植生产注入了全新活力，成功开辟产业发展新路径。在授粉环节，无人机搭载授粉装置作业，相比传统人工与风力授粉，显著提升授粉效率与均匀度；病虫害防治过程中，其搭载的喷洒装置可将农药或生物制剂精准施用于果树；数据采集方面，凭借搭载的传感器与摄像头，能实时、高效监测薄壳山核桃树的生长环境、病虫害状况、果实产量与品质等信息。通过这些应用，薄壳山核桃的产量与品质得到提升，种植成本与管理难度降低，有力推动了产业的可持续发展。但不可忽视的是，实际应用中也面临诸多挑战，如对操作人员技能要求较高，在不同种植环境下的适配性较为复杂，还存在花粉飘散、农药喷洒不均、数据误差等问题。

展望未来，随着人工智能、物联网、大数据、云计算等技术与无人机技术的深度融合，其智能化与自动化水平将进一步提高，可自主完成授粉、病虫害防治、数据采集等复杂任务，极大提升种植效率与管理水平。应用场景也将持续拓展，从授粉、病虫害防治等现有领域，逐步延伸至修剪、灌溉、施肥、采摘等管理环节，实现薄壳山核桃种植生产的全程无人化。【11】在数据分析与应用层面，大数据和云计算技术将深度挖掘无人机采集的大量数据价值，为精准管理提供更精确的数据支撑，助力种植户制定科学合理的种植计划与管理策略。此外，随着无人机技术的成熟与应用规模扩大，制造成本和使用成本将不断降低，使更多种植户能够负担得起，推动无人机在薄壳山核桃种植生产中得到更广泛应用，未来发展前景极为广阔。

参考文献：

[1] 吴锐.无人机在现代农业中的应用综述.农业工程技术，2020，40（27）:44-45.

[2] 杨江生，李帼英，马建芳，等.无人机在现代果树生产中的应用.广角镜，2024（3）:47-48.

[3]黄俭宇.植保无人机在现代农业中的应用研究.农业开发与装备，2024（1）:115-117.

[4]程建斌,汪继斌,王年金,等. 无人机辅助授薄壳山核桃花粉对山核桃的结实效应[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2019, 43(04): 199-202.

[5]汪继斌，程建斌，等.无人机辅助种间授粉对山核桃果实的直感效应.福建林业科技，2019（3）：42-45.

[6]姚小华.山核桃无人机辅助种间异花授粉技术[J].林业科技通讯,2022(7):62-63.

[7]孙立众.无人机在果园植保中的喷雾覆盖效果与优化策略，农业工程技术，2024（6）:32-33.

[8]韩杰.植保无人机在核桃害虫防控中的应用.农业工程技术，2024(11):82-83.

[9]罗建波，甘爱军，等.植保无人机在果树病虫害防控中的应用研究.农业科学，2024（6）：167-170.

[10]郭阳光，夏凯，等.基于无人机影像的山核桃单木检测及冠幅与树高的提取.林业工程学报，2023（8）:159-166.

[11]赵嘉辉，张耀中，等.山核桃采收一体无人机设计构想与矛盾分析.南方论坛，2022（8）:40-44

 *作者简介：李艳（1978-8）女，安徽全椒人，林业助理工程师，主要在基层乡镇林业站从事林业规划调查设计和林业技术指导服务工作。