大型无人机在灭蚊方面的成功应用.pdf

中国科技信息 2024 年第 2 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2024-46-两星推荐研究背景蚊虫对于动物及人类的危害很大，能传播多种疾病，一直威胁到人类的健康。包括北屯市在内的额尔齐斯河流域中下游区域是世界四大“蚊虫王国”之一，以刺叮骚扰闻名，蚊害不仅损害群众健康，更对当地经济发展形成严重阻碍。因此，第十师北屯市自 2000 年起一直开展蚊虫防控工作，2022 年起增加了蚊虫防控专项资金，防控领域覆盖到了周边团场。近20多年来，开展飞机灭蚊已成为师市的常态化工作。师市飞机灭蚊作业一直以来均由新疆通用航空有限公司承接，为引入竞争机制，促进飞机灭蚊工作的健康开展，师市于 2022 年通过招商引资，引入阿拉尔市鼎疆通航有限公司（以下简称鼎疆通航），以北屯市周边团场团部（183 团、187 团、188 团）及北屯南立交桥湿地区域（约 3.2 万亩）作为飞防灭蚊区域，以丰庆机场作为起降机场，使用天域航通公司鸿雁（HY100）牌大型无人机开展灭蚊试点试验。无人机与农用机相比，具备很多优势，如作业效率高，成本低，夜间航行等。此外丰庆机场首次作为飞机灭蚊起降的机场，为能否将该机场作为飞防起降机场提供了合理的预算。十师农科所在20142022这九年期间不断完善总结 第十师北屯市蚊蚋防控实施方案，现已基本搞清本地蚊蚋的滋生地和发生发展规律，掌握了滋生地生态治理技术。在我国，综合治理蚊虫的理念早在20世纪70年代就已经在倡导，综合治理能科学、合理地将蚊虫控制在危害水平以下。因此师市在治理蚊虫时，注重选择综合治理蚊虫的措施。在蚊虫生物防治方面，生物药剂蚊浓核病毒Bti 油悬剂（以下简称 Bti）对本地刺扰伊蚊幼虫的防治，在水域上空喷洒 Bti 对蚊虫幼虫防治率达到 96%以上，成蚊数量下降了 81.6%，防治效果较好，本所现已掌握了Bti的大面积喷洒应用技术。化学防治是蚊虫快速治理的重要方法之一，该方法实施方便、见效快，飞机喷药控制成蚊/蚋的药剂，实现了环保型农药的筛选和替代，从原先的高毒农药敌敌畏、乐果和来福灵配方，向低毒农药啶虫脒和高效氯氟氰菊酯配方过渡。物理诱控方面，在市区街道购置了一种新型的诱蚊灯，其工作原理为将光照、气味、声音集为一体进行诱蚊，并进行太阳能供电，智能清理死虫子，此外还可进行景观照明。在市区街道两旁、居民小区绿化带，大批量种植了驱蚊草及万寿菊，不仅绿化街道及居民居住环境，在驱蚊方面也起到了良好的效果。现在基本确定了以蚊蚋幼虫生物防治技术、生态治理技术、环保型化学农药防治技术这三大主体技术，结合在居民区使用物理诱控技术和生物趋避技术，取得了良好的防治效果。行业曲线开放度创新度生态度互交度持续度可替代度影响力可实现度行业关联度真实度大型无人机在灭蚊方面的成功应用吾木提阿巴合 黄 烁 宋显达 赵继伟 刘泳泳 崔佳伟 刘琰军吾木提阿巴合 黄 烁 宋显达 赵继伟 刘泳泳 崔佳伟 刘琰军新疆生产建设兵团第十师北屯市农业科学研究所吾木提阿巴合，女，技术员。通信作者：刘琰军-47-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2024中国科技信息 2024 年第 2 期两星推荐传统的农用机灭蚊方法不仅费时费力，而且效率低下，无法有效地控制蚊虫的繁殖。为了解决这个问题，此次试点试验引进了一款大型无人机，专门用于进行灭蚊工作。这款无人机采用了先进的喷洒技术，能够精确地将灭蚊药剂喷洒到目标区域，确保灭蚊效果的最大化。在北屯市的湿地区域和团部进行的灭蚊试验中，大型无人机表现出了极高的防效和经济可行性。与传统的农用机灭蚊方法相比，大型无人机不仅可以在短时间内完成大面积的灭蚊工作，还可以大大减少人力和物力的投入，为当地民生改善和旅游业等产业的发展提供了强有力的支持。材料与方法试验材料采购高效低毒环保型药剂，包括蚊浓核病毒Bti 油悬剂215 kg，武汉市拜乐卫生科技有限公司生产 12.5%高效氟氯氰菊酯悬浮剂 850kg、3.5%氯菊四氟醚乳油 850kg，均由南京优嘉生物工程有限公司生产。施药器械本次试验使用天域航通鸿雁（HY100）无人机开展灭蚊作业，由新疆生产建设兵团阿拉尔市鼎疆通航有限公司提供。研究地点：以北屯市周边团场团部（183 团、187 团、188 团）及北屯南立交桥湿地区域（约 3.2 万亩）作为飞防灭蚊区域（飞防区域图如图 2），57 月在蚊虫发生高峰期进行 3 轮灭蚊，团部周围连队及额尔齐斯河对岸非防控区调查监测作为对照进行评价为主。施药方法承载 800kg 的农药，在空中距离树梢 10m 的距离喷施农药，选择丰庆机场作为起降机场，飞行天气条件需天气晴朗，风力低于 2 级。防效调查防效调查采用了三种方法，即捕虫网法、人诱法、诱虫灯诱捕法（图 1），最终以人诱法获取相关防效数据：以三人为一组，在清晨或傍晚时间，暴露小腿，等蚊子叮咬，连续捕捉 15 min，打药区和非打药区连续、同时测三次，将捕获的成蚊拍死，计算密度指数只/15 min（图 1 B）。分析方法使用 Excel 2022 软件记录相关蚊虫监测数据，并计算获取相关成蚊下降率。成蚊下降率=（非打药区域成蚊平均密度-打药区域成蚊平均密度）/非打药区域成蚊平均密度100%。结果2022 年 5 月 24 日7 月 21 日，大型无人机灭蚊以北屯市周边团场团部（183 团、187 团、188 团）及北屯南立交桥湿地区域（约 3.2 万亩）作为飞防灭蚊区域，喷雾完成3 轮灭蚊工作，每轮之间间隔 7 天，有效作业天数 25 天，总飞行架次 129 个架次，飞行时间 60.21 小时。用药量分别为蚊浓核病毒 Bti 油悬剂 215 kg、12.5%高效氟氯氰菊酯悬浮剂 850kg、3.5%氯菊四氟醚乳油 850kg。无人机工作喷药时间均选择早晚蚊虫活动高峰时间（早晨：6：0011：00，傍晚：18：0022：00）。由表 1 防效调查数据可知，三个团场（187 团、183 团、188 团）及湿地区域与非打药区域相比较，成蚊下降率分别为 90.91%、83.33%、72.73%、87.5%，四个区域平均成蚊下降率为 83.6%，傍晚及夜间蚊虫出现高峰期，随机走访居民进行调查，群众回答满意的比例达到 90%以上，非常满意的达 80%以上。摆脱了蚊虫大肆叮咬的周边团场居民夜间可以进行散步、跳广场舞等娱乐活动。表 1 成蚊下降率记录表地点蚊虫 3 次调查平均数量（个/15min）成蚊下降率（%）打药区域对照区域183（团）1690.9187（团）11183.3188（团）31172.7沼泽、湿地区域21687.5团场及湿地成蚊平均下降率（%）83.6%讨论大型无人机灭蚊面积与原城区有人机飞防作业面积、使用药剂、作业支付标准方面都相同，北屯城区农用有人机总飞行架次 293 个架次、飞行时间约 128.57 小时，成蚊下降率在 88.10%左右；大型无人机总飞行架次 129 个架次，飞行时间 60.21 小时，成蚊下降率为 83.6%。从飞防相同面积来看，大型无人机展现出了作业效率高、图 1 A：捕虫网诱捕 B：人诱法 C：诱虫灯诱捕图 2 大型无人机灭蚊区域图（A：183 团，B：187 团，C：188 团，D：湿地区域）中国科技信息 2024 年第 2 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2024-48-两星推荐成本低、可全天候工作等优势。相较于传统的人工方式，无人机能够更加快速、准确地完成作业任务，并且降低了作业成本。此外，大型无人机还可以在各种天气条件下进行工作，不受时间和地域限制，因此此次试点试验拓展了大型无人机在通用航空领域的创新应用。通过使用大型无人机进行灭蚊，可以更加安全、经济有效地进行蚊虫防治。从蚊虫防治效果可以看出，城区的成蚊下降率比团场成蚊下降率多4.5%，防治效果优于传统方法。这可能与市区里除化学防治方法以外，还采用了物理、生物防治等方法综合防治有关。此外，北屯市城区连续防治成蚊89 年，成蚊基数远低于附近团场，团场团部大环境是种植田，给蚊虫提供了大量栖息地，因此，药剂效果的持续性不太理想。因此，在采购药剂时应选择持效性药剂。化学药剂3.5%氯菊四氟醚乳油和 12.5%高效氟氯氰菊酯悬浮剂都是拟除虫菊酯类药剂。这两种药剂是农科所科研人员在经过长期的试验筛选的卫生灭蚊用药配方，对蚊蚋成虫、幼虫兼具速效性和持效性。在蚊虫发生高峰期针对性的喷洒，保证蚊虫密度在可控制范围内。此外，为了确保药剂喷洒的效果和安全性，需要注意喷洒时间和地点。选择早晚蚊虫发生高峰时段进行喷洒，因为此时气温较低，有利于减少高温导致的药剂挥发等问题，并且可以避开农田作业，减少药剂对蜜蜂等有益昆虫的危害。此次项目的实施不仅扩大了蚊虫治理覆盖面积，增加了受益人数，还惠及了民生。通过使用大型无人机进行灭蚊，能够提高灭蚊效率和质量，减少蚊虫滋生地，降低蚊虫密度，保障团场居民的正常生产生活。同时，该项目还提高了人民的获得感和幸福感，为团场居民提供了更加健康、舒适的生活环境。经航空公司技术顾问实地考察，北屯丰庆通航机场基础设施完备，建有塔台、候机楼、机库、油站等地面建筑，目前已升级为 A1 类通航机场获批颁证并通航，满足飞机的正常降落。这一决策的落实，标志着北屯市航空领域的空白被填补，当地民众的出行将更为便捷。北屯丰庆通航机场的升级与获批，不仅体现了国家对于通用航空业发展的重视，也彰显了北屯市在通用航空领域的重要地位。这座现代化的通航机场，将为北屯市及周边地区的经济发展注入新的活力，成为连接各地的重要空中枢纽。目前，无人机应用领域越来越广泛，涉及灾害救援、全景拍摄、环保检测、交通监视、电力巡视等多个方面。这些应用场景不仅对无人机技术提出了更高的要求，也为无人机技术的发展提供了更广阔的空间。然而，大型无人机在多环境下正常作业一直是个难题。如何确保无人机在复杂的外部环境下稳定运行，防止信号干扰等问题，是无人机技术发展面临的重要挑战。此次试点试验的成功完成灭蚊任务，无疑是对这一难题的有力回应。这次试验的成功得益于鼎疆通航具备专业的技术团队。团队成员分工明确，他们通过有人机空中飞行探索飞行轨迹，对飞防区域进行详细的定点和设计，确保了高效率的飞行和良好的灭蚊效果。这充分展示了鼎疆通航在通用航空领域的专业能力和技术实力。为了确保成蚊下降率调查的合理性和准确性，本研究采用了三种截然不同的成蚊捕捉方法，分别是捕虫网诱捕法、诱蚊灯诱捕法以及人诱法。每一种方法都具备其独特的特点和适用范围。捕虫网诱捕法是一种广泛应用的调查方法。它是指在一定时间范围内，固定挥捕次数，并统计捕虫网中成蚊数量。然而，这种方法存在漏扫成蚊的情况，可能会导致调查数据不准确，从而对监测效果产生不良影响。诱蚊灯诱捕法则是一种利用灯光吸引蚊虫，再由电网击打成虫致死的方法。这种方法可以搭配一种收集网袋收集成蚊供统计。此方法的优点在于可以在较大的范围内进行诱捕，然而，它也存在扩大诱捕范围、必须具备通电装备等条件限制。人诱法是通过不同人的体质差异来吸引蚊虫的一种方法。由于不同人的吸引蚊虫的程度存在差异，因此需要通过不同的人、同时间、同一个样点静坐一定时间，统计叮咬蚊虫数量，以减少体质差异导致的误差。这种方法需要严格的操作流程和细致的统计，以确保结果的准确性和可靠性。经过深入的对比和分析，本次试点实验最终选择了人诱法进行诱蚊。人诱法的优点在于其灵活性和便利性，可以随时、随地测试，无需特殊设备和条件限制。同时，这种方法还可以通过利用不同人的体质差异来减少误差，提高调查数据的准确性。因此，在本试点试验中，决定采用人诱法进行成蚊下降率的调查。在实施人诱法时，需要选择合适的时间和地点，并安排专业人员来进行操作。这些人员需要经过培训，了解如何正确地使用这种方法进行诱蚊。同时，在实施过程中，还需要注意安全问题，采取必要的防护措施，确保操作人员的健康和安全。此次试验中，师市与天域航通科技有限公司合作，申报了民航局大型无人机综合应用试点基地，旨在打造无人机产业集聚区的创新试验项目。通过引进大型无人机开展灭蚊作业试验，不仅达到了试验目的，也进一步拓展了大型无人机在通用航空领域的创新应用。在灭蚊作业试验中，大型无人机具备高效、灵活、广泛的优势，能够在短时间内对蚊虫进行大面积的消杀。相较于传统的人工或车辆喷洒灭蚊剂方式，无人机灭蚊具有更高的覆盖率和更低的成本。此外，无人机操作简便，可对人员不易到达或危险区域进行作业，降低了人力和物力成本。在试验过程中，师市与天域航通科技有限公司紧密合作，充分考虑了各种实际因素，制定了切实可行的实施方案。飞防作业实际发生费用按照勤俭节约的原则据实决算，确保了试验的顺利进行和实际效果。此次试验的成功实施，不仅进一步验证了大型无人机在灭蚊等公共卫生领域的应用潜力，也为通用航空领域的技术创新和应用拓展提供了新的思路和方法。未来，随着无人机技术的不断发展和完善，相信其在通用航空领域的应用将会越来越广泛，为人们的生活和健康带来更多的保障和便利。图 3 随机走访小区市民