蒸汽機的發明與應用,在短時間內改變了整個世界的面貌。
——馬克思
治效果差
當前中國糧食作物生產過程中,植保仍以手工、半機械化操作為主,據統計,中國目前使用的植保機械以手動和小型機(電)動噴霧機為主,其中手動施藥藥械、背負式機動藥械分別占國內植保機械保有量的93.07%和5.53%,拖拉機懸掛式植保機械約占0.57%,植保作業投入的勞力多、勞動強度大,施藥人員中毒事件時有發生。據統計,中國每年因防治不及時,病蟲害造成的糧食作物產量損失達10%以上。
使用無人機噴藥,不僅噴灑均勻,霧化效果好,而且如果使用無人直升機作業的話,作業時會產生一個很強的下壓風場可以直接將藥物噴灑到植物根莖部,確保防治效果。同時通過人機分離的方式,農藥在噴灑過程中避免接觸到人體。
2.我國農業植保機械化程度低、進程慢

植保無人機與傳統植保方式對比
我國植保機械化程度低、進程慢,主要因為植保環節對機械化要求非常高,農作物在生長階段,如果機械植保技術不過關,那結果將是毀滅性的。無人機作業適應性非常強,不受山地、丘陵等地形環境、種植方式、植物的高低因素影響,可以非常有效地解決作業難的問題。不受作物長勢的限制,可解決作物生長中后期地面機械難以下田作業的問題,例如:作物生長至封行后行壟不清晰,特別是對于玉米等高稈作物,玉米大喇叭口期高度一般都在1.2米以上,與拖拉機配套的普通懸掛式、牽引式噴桿噴霧機難以進入進行殺蟲劑、殺菌劑、除草劑以及催熟脫葉劑、增糖劑、葉面肥料等噴灑作業,尤其在丘陵山區交通不便、人煙稀少或內澇嚴重的地區,地面機械難以進入作業,航空作業可很好地解決這一難題。
農用飛機航空作業速度快、突擊能力強、防控效果好,飛機飛行產生的下降氣流吹動葉片,能使葉片正反面均能著藥,防治效果相比人工與機械提高15%~35%,應對突發、暴發性病蟲害的防控效果好。
3.人工藥物噴灑無標準,藥量不可控,植保無人機可實現農藥精準噴施
中國農業大學藥械與施藥技術研究中心主任何雄奎曾表示“現代農業需要現代植保,現代植保需要高效藥械”。我國夏季高溫多雨,病蟲發生嚴重,每年防治面積60多億畝次,每年農藥使用量在30萬噸以上(市場上商品農藥制劑使用量100萬噸),這些農藥主要靠藥械進行噴灑。由于植保機械落后,加上使用方法不當,不能均勻施藥,導致農藥利用率極低,只有30%左右的農藥被有效利用,70%左右的農藥不僅沒有發揮防治蟲害的作用,還對生態環境造成了嚴重污染。植保無人機則可以采用先進的技術對噴頭進行控制藥量做到精準噴灑;霧滴的高度霧化可以確保農藥在植物表面的有效附著,提升防治效果。
4.規模化、機械化催生了無人機植保的需求
在美國,一個農民可以養活125個人,而中國只有其十分之一,為什么? 究其原因為沒有掌握核心技術,機械化程度不高,農村土地流轉集約化管理、統防統治難以實現。而植保無人機每天幾百畝的作業效率,可以從根本意義上解決規模化作業,推動農業規模種植和機械化進程。
5.國外植保無人機應用趨于成熟,而國內無人機植保滲透率極低,彈性大
農村人口老齡化、缺失,農業機械化有必然性。
據中國農機流通協會的調查顯示,農機合作組織、種糧大戶、家庭農場、農民合作社在消費主體中的比重正以15%的年均速度快速增長,新型農業主體的崛起,以及新形勢下農資市場的一系列變革,都在為我國農用飛機作業的發展提供有利的條件。
農田遠離城市,安全飛行距離足夠大,不需要飛躍民居或住宅,并且為了達到最佳噴藥效果需要低空低速飛行(一般低于3米,飛行速度小于10米/秒),很好的規避了全球大部分市場的空域管理限制,有潛力快速滲透;由于需要負重飛行,對飛行控制、穩定性、巡航能力都有更高的要求,從技術上有別于目前主流的無人機產品,有一定的技術壁壘。
耕地、播種、收割機械化滲透率六成,較為成熟
我國的農業機械化率,由分別計算機耕、機播、機收面積占總用地百分比,再利用權重系數相加而得,可以理解為使用機械的滲透率。2014年中國農業綜合機械化率達61%。占全國總耕地比例超70%的小麥、水稻、玉米的機械化率均超75%,且耕地的機械化率均超過95%。
機械化植保作業面積覆蓋率極低,無人機應用彈性大
在當前我國農業生產過程中,農作物保護仍以人工加手動、電動噴霧機這樣的半機械化裝備為主,約占作業總量的99%。機械化植保設備,如拖拉機懸掛式施藥施肥機械僅占不到1% 的份額。
據統計,在日本無人機植保已占總耕地面積的54%,美國占50%,世界平均水平也已經達17%以上,這些數據表明無人機植保對世界而言已不是一個全新的概念。對這個行業代表國之一的日本而言,無人機植保在其國內已經發展了近30年,2012年,業內有人士估計日本約有3000架無人機在日本農田上作業,其中有60%的水稻田采用無人機完成。
6.植保無人機屬于農機系列,農業智能化裝備迎來了國家政策的支持


在我國,政策也是推動市場發展的重要因素。從深圳高交會以及合肥的“第31屆中國植保信息交流暨農藥械交易會”傳出的信息顯示,我國工業級別的無人機市場,有望從植保無人機興起。
第一,中央一號文件連續13年聚焦“三農”問題,連續3年主題為加快推進農業現代化。明確提出“要加強農用航空建設”, 為植保無人機提供了重大機遇。
第二,農業部的《制定2020年農藥使用量零增長行動方案》。農業植保無人機采用噴霧噴灑方式,效率高于常規噴灑數十倍,并可以節約50%的農藥使用量、90%的用水量。2015年2月,農業部印發《制定2020年農藥使用量零增長行動方案》,要求淘汰傳統噴灑工具,推進主要農作物生產全程機械化作業;2016年500個縣試點,重點推進高效植保設備。
第三,土地流轉政策。隨著土地流轉步伐加快,土地大量集中之后,對現代化智能農機的需求越來越大。
第四,部分省份區域已將植保無人機納入農機補貼。中央補貼政策出臺后,預計2016年起,江西、福建等省份會將農用無人機納入補貼名單。我國關于農機補貼的范圍、品目、地方農機機具自定等規定不斷調整日趨完善,植保無人機納入農機補貼范圍會在不久的將來實現。
農業航空植保效益高

無人機成本回收
中國植保機械以手動和小型機(電)動噴霧機為主,手動施藥藥械占國內植保機械(地面)保有量的93.07%,背負式機動藥械5.53%和拖拉機懸掛式植保機械占比0.57%。25千克有效載荷的單旋翼油動力無人機和15千克有效載荷的單旋翼電動無人機進行噴施作業的年度收益分別是機動噴霧機的33倍和25倍,是人工手動噴霧(不含人工成本)的133倍和93倍。
無人機具有更高性價比
在病蟲害防治、衛生防疫消殺上有優勢。但若作業過高,霧滴飄移難控制且易造成污染,若作業過低,易發生撞擊事故。人機與無人機相比,載液量更大、噴灑作業效率更高,在大面積農田無人機中,油動力無人機藥箱容量一般為1 0~2 5升,較電動無人機8~1 7升的大,且作業效率高。但是相對電動無人機,其進入門檻更高,操作復雜,售價高,回收周期長。目前電動無人機更具有吸引力。
專業無人機市場空間最大
以農業大省河南為例:全省1.6億畝農田,當前流轉面積25%,通過草根調研了解到市場一般應用情況,即每萬畝土地需要無人機3架,當前需要無人機=16000萬畝×25%流轉×3架=1.2萬架無人機。無人機植保服務市場空間巨大,全國20.27億畝耕地,2013年農作物病蟲草鼠發生面積73億畝次,每畝15~20元收費,按全國農作物蟲害面積33%滲透率計算,年植保服務費361~482億元(注:普通大田作物收費15元/畝,經濟作物、果樹等收費30元/畝)。
綜上述,植保無人機定會成為農業機械化,智能化生產中的必備工具,成就未來千億級植保市場,開啟一個全新的農業植保時代。蒸汽機之于18世紀的工業革命正像是現在的植保無人機之于農業植保升級。植保無人機必將成為農業植保的“蒸汽機”,引領中國植保進入“飛時代”。

四旋翼植保機
從未來農業的發展來看,使用無人機技術和機器人技術,引入大數據服務于精細農業是大勢所趨。而這些技術的普及很大程度上依賴整個國家的科技、工業水平。從當前來看,我國無人機植保距離真正的實現市場化還有一段很長的路要走。