植保無人機需求分析與展望

曹國強　章敏

摘 要：用于農(nóng)林作物保護作業(yè)的無人駕駛飛機，由于輕巧便捷、運輸方便、操控靈活，對于不同地域、不同作物等具有良好的適應(yīng)性，在我國大部分農(nóng)作物產(chǎn)區(qū)都擁有廣闊的應(yīng)用前景。植保無人飛機一般有飛行平臺、主要由GPS進行飛行控制、且具備噴灑機構(gòu)，通過地面遙控或GPS飛控，來實現(xiàn)農(nóng)林作物噴灑作業(yè)，可以噴灑農(nóng)藥化肥、種子、營養(yǎng)粉劑等。此外，植保無人機還用于森林維護、植物生長、病蟲害監(jiān)控等工作。對發(fā)展科技型農(nóng)業(yè)，加速手動藥械和小型機動藥械的更新?lián)Q代，促進政策、法規(guī)和相關(guān)標準的研究、制定，提升機動施藥裝備的技術(shù)水平具有重大意義。

關(guān)鍵詞：植保；無人機；需求分析

中圖分類號：S251 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161131023

植保無人機由于輕巧便捷、運輸方便、操控靈活，對于不同地域、不同作物等具有良好的適應(yīng)性，在我國大部分農(nóng)作物產(chǎn)區(qū)都擁有廣闊的應(yīng)用前景。它一般有飛行平臺、主要由GPS進行飛行控制、且具備噴灑機構(gòu)，通過地面遙控或GPS飛控，來實現(xiàn)農(nóng)林作物噴灑作業(yè)，可以噴灑農(nóng)藥化肥、種子、營養(yǎng)粉劑等。此外，植保無人機還用于森林維護、植物生長、病蟲害監(jiān)控等工作。在建設(shè)與發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)、科技型農(nóng)業(yè)，加速手動藥械和小型機動藥械的更新?lián)Q代，促進政策、法規(guī)和相關(guān)標準的研究、制定，提升機動施藥裝備的技術(shù)水平具有重大意義。

1 無人機的功能定位

1.1 植保無人機在植物生長監(jiān)控方面的應(yīng)用

植保無人機航拍技術(shù)是運用航空技術(shù)、信息技術(shù)、生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)裝備為支撐點的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)系統(tǒng)集成，具有工作效率高，技術(shù)能力強，靈活機動性好，適應(yīng)性廣泛等優(yōu)點。無人機的平臺能通過搭載不同的指令與任務(wù)系統(tǒng)，對大農(nóng)業(yè)的病蟲害、自然災(zāi)害等情況進行實時動態(tài)的監(jiān)控、農(nóng)作物生長態(tài)勢、病蟲害的監(jiān)測、農(nóng)作物、森林樹種等的授粉，滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)植物專業(yè)化防治對高效、精準的植物噴藥技術(shù)與裝備的迫切需求，同時，也適于消滅暴發(fā)性病蟲害，達到農(nóng)業(yè)植保“統(tǒng)防統(tǒng)治”目的，是實現(xiàn)我國糧食安全、食品安全、環(huán)境安全的重大科技選擇，也是我國從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要標志。

1.2 植保無人機在病蟲害防治方面的應(yīng)用

目前，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)型已進入新的攻堅階段，從原先千家萬戶的小農(nóng)經(jīng)濟已經(jīng)逐步向區(qū)域化集中化的種植作業(yè)集成轉(zhuǎn)變，發(fā)展防治農(nóng)作物病蟲害的專業(yè)化裝備和技術(shù)人員隊伍，如各地出現(xiàn)的“機防隊”和“施藥專業(yè)戶”等。但施藥專業(yè)戶的施藥設(shè)備多為人力攜帶的背負噴霧機具，單臺施藥設(shè)備一天防治面積在0.067～1.33hm2（視操作人員、地塊和作物種類而定），機具品種單一、工作效率低，不能滿足不同作物、不同規(guī)模的病蟲草害防治快速防治的需求，與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需求不符。而植保無人機采用通過遙控或GPS飛控，地面智能操控，實現(xiàn)大面積人工無法完成的噴灑作業(yè)。同時，通過地面遙控器定位系統(tǒng)對無人機的控制，其旋翼產(chǎn)生的向下氣流有助于增加霧流對作物的穿透性，防治效果好，同時遠距離操控施藥大大提高了農(nóng)藥噴灑的安全性。植保無人機正在取代人工，解決目前存在的勞動力緊缺、人工作業(yè)不完善的問題。

2 植保無人機的技術(shù)要求

2.1 機型選擇

目前國內(nèi)外植保無人機分多旋翼和單旋翼2種；單旋翼無人機旋翼大，飛行穩(wěn)定，抗風條件好，風場穩(wěn)定，霧化效果好，下旋風力大，穿透力強，農(nóng)藥可以打到農(nóng)作物的根莖部位。多旋翼無人機，飛行穩(wěn)定，操作簡單，價格相對便宜，能垂直起降、空中懸停，功能更多。

2.2 載重量選擇

作為功能性植保無人機，一般要求最大載重量在15～20kg左右；

2.3 續(xù)航能力及工作量

動力上一般分為電池、汽油2種，以鋰電池作為主要動力，飛行速度在3～8m/s，續(xù)航時間在35min，連續(xù)噴灑時間能達到15min左右，每小時最多可噴灑6.67hm2左右。以汽油作為主要動力，飛行速度在3～6m/s，最長續(xù)航時間能夠達到150min，噴灑寬度4～6m。

3 植保無人機的市場需求

3.1 國外現(xiàn)狀

雖然與中國農(nóng)業(yè)耕地狀況相似，但是日本推進無人機噴灑農(nóng)藥工作比我國早近20a，據(jù)專業(yè)人士預(yù)測，2016年，日本大概有5000多架植保無人飛機在農(nóng)田上空高密度作業(yè)，其中有70%的稻田采用無人機飛防來完成防治的，50%的農(nóng)田植保防治是借助植保無人機來進行作業(yè)的。

種植業(yè)的規(guī)模化對農(nóng)業(yè)技術(shù)的高效率的要求、農(nóng)業(yè)自動化對植保無人機的需求，將會極大地推動農(nóng)業(yè)種植規(guī)模化和自動化的進程。隨著規(guī)模化種植的加快，統(tǒng)防統(tǒng)治成為未來發(fā)展的必然趨勢。無人機的高效率和規(guī)模化操作為生產(chǎn)企業(yè)和種植業(yè)大戶提供了較好的機會，只要有利潤，有前景，這個行業(yè)才能延續(xù)、推進和發(fā)展，直至做大、做強。

3.2 國內(nèi)現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計，在歐美，每個農(nóng)民可以養(yǎng)活95個人，而在我們中國，一個農(nóng)民卻只能養(yǎng)活17個人，為什么有這么大的差距，差距在哪里？目前，在中國，高端農(nóng)業(yè)機械化水平不高，使用植保無人機進行噴藥播種的防治工作的局面并未得以大面積運行起來，因此植保無人機市場規(guī)模目前還難以估計。但是我國農(nóng)田大田作物約1.07億hm2，如果按照平均每667m2施藥2～3次計算，共需3.2億hm2次施藥作業(yè)，由此推算，如果使用植保無人機進行噴藥播種的防治工作全面鋪開、全國推廣，中國的植保無人機市場將可以達到較高的占有率。

4 我國植保無人機發(fā)展目前存在的主要問題及建議

4.1 目前無人機市場需求較大

市場準入門檻不高，市面上缺少成熟可靠的植保無人機。由于業(yè)內(nèi)專業(yè)化細分程度不高，技術(shù)水平提升能力也有限，有不少廠商一味追求業(yè)務(wù)涵蓋范圍，銷售業(yè)績等，但卻忽視了自身研發(fā)水平的提升，專業(yè)化道路的拓展。生產(chǎn)廠商應(yīng)根據(jù)行業(yè)用途，細分無人機市場，主攻1～2種，加大技術(shù)創(chuàng)新力量，加強技術(shù)公關(guān)，將主打產(chǎn)品做強、做大。

4.2 無人機作為一種新生事物

對買家來說，不乏好奇嘗鮮者，因此盲目購買者眾多。而植保無人機，作為一種新技術(shù)運用于農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新產(chǎn)品，使我國農(nóng)業(yè)走向現(xiàn)代化的腳步越來越近。但目前國內(nèi)植保無人機的用戶普遍存在農(nóng)業(yè)專業(yè)知識缺乏，使用效率不高等問題。如專用植物保護知識不足，光憑個人直覺盲目勾兌農(nóng)藥試劑，易出現(xiàn)藥物殘留過高（低）、防治病蟲效果差等問題。如何將現(xiàn)代創(chuàng)新技術(shù)運用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，是農(nóng)業(yè)技術(shù)人員亟待解決的問題。如果是想真正用于農(nóng)林植保，買家應(yīng)實地考察現(xiàn)場，多一些模擬測試，從技術(shù)層面多一些了解，而后入手。

4.3 在培訓(xùn)及售后服務(wù)不到位

買家無人飛、不敢飛，當成了擺設(shè)。生產(chǎn)廠家應(yīng)加強對用戶、農(nóng)業(yè)技術(shù)人員的技術(shù)培訓(xùn)，從技術(shù)流程、實際操控等方面進行全方位培訓(xùn)和指導(dǎo)。

4.4 無人機市場需求量正在逐漸壯大

如何合理制定、細化無人機行業(yè)標準制定，更好的服務(wù)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢，顯得尤為緊迫。而植保無人機作為農(nóng)機補貼，但是目前申請購機補貼很難，技術(shù)界定，國家層面應(yīng)當盡快出臺植保無人機等專業(yè)化無人機行業(yè)的用戶購機補貼標準等。