植保無人機的優缺點分析與前景展望

劉照啟 張蔚然

(山東理工大學，山東 淄博 255000)

1 植保無人機的優點

1.1 相比人工施藥的優點

與人工施藥方式作對比，在效率方面，植保無人機具有高效、快速的特點，無人機在低空作業時，飛行速度為3～6m/s，噴幅可達5～9m，除去續航加藥時間，1h作業面積可達5～8hm2，其效率是人工遠不能及的；在安全性方面，大部分的農藥對人體是有傷害的，人工噴灑過程中極易造成藥物中毒，而無人機噴藥不會有人員的直接參與，減少了農民與農藥的直接接觸，避免了施藥人員藥物中毒；在效果方面，人工噴藥的藥滴作用在作物葉片表面的居多，對農藥的利用率低，很容易造成農藥浪費，植保無人機通過霧化噴管噴出的霧滴，在無人機下壓風場產生的渦旋擾動下，可以使藥物更加均勻地覆蓋在植株葉片上下表面；在施藥的精準性方面，人工噴藥不能夠準確地噴灑到每一塊區域，隨著植保無人機逐漸趨于智能化和變量噴藥技術的發展，植保無人機在起飛前可以進行線路規劃，從而確保可以噴灑到每一塊區域，并且可根據實際病蟲害情況調整用藥量。

1.2 相比地面機械施藥的優點

與地面植保機械施藥對比，在空間限制方面，由于地面機械很難行走在崎嶇不平的山地，山地果樹的施藥是果農們一道困擾的難題，植保無人機由于其在空中作業，作業方式較為靈活，在山地果樹施藥中表現較好，為此提供了良好的解決方案，同時針對于長勢茂盛的植物，植保無人機也可以避免地面植保機械對植物的損傷和對土地的壓實；在效率方面，植保無人機航行速度快、智能化程度高，幾乎不通過人員參與即可進行作業，不受地形限制，在一些丘陵或者是梯田模式的田地依舊可以保持高效、高速噴藥；在經濟性方面，地面式機械造價高，往往適用于大量作業，并且在作業過程易造成水和農藥的浪費，植保無人機施藥作業是小容量、精量化，省水省藥，每畝(1hm2=15畝)地約減少50%農藥使用量、90%用水量；在智能化方面，植保無人機自動化水平高，可以在進行作業之前規劃好行駛路線，然后將其輸入到控制系統中，植保無人機便可以自主飛行進行噴灑，作業完成后返回原地，雖然地面式機械也可實現自動控制，但由于受地形影響大，在作業過程中不確定因素多，不如植保無人機方便、快捷、安全；在社會效益方面，隨著城市化進程的加快，農業勞動力日益短缺，勞動力成本不斷攀升，使用植保無人機施藥，勞動力投入少，可以緩解勞動力短缺與農業生產發展的矛盾。

2 植保無人機的缺點

2.1 植保無人機本身的弊端

植保無人機本身存在一些缺點，比如無人機電池需要頻繁地更換，普通的植保無人機一個架次大約15min以內，這樣大約每15min就要更換一次電池，頻繁地更換電池不僅降低了效率，而且影響無人機的使用壽命。如果植保無人機噴施不合理，還會造成農藥噴灑漂移，對操作者及環境產生危害。農藥也會對飛機機體產生腐蝕，影響植保無人機的使用壽命。植保無人機價格較高也是制約植保無人機發展的弊端，并且缺少專業的操作人員和維修人員，許多農戶因此不愿去購買植保無人機。

2.2 專業人員匱乏

首先，我國的植保無人機生產廠家并不多，雖然近幾年發展迅速，但是相比國外來講，我國的無人機企業還有一大段路要走，并且由于市場需求量不高，該領域的專業人才也一直處于匱乏狀態，同時植保無人機領域起步較晚，也導致目前我國的無人機領域整體上還是相對落后，并且近些年來始終沒有較大的突破，致使該領域的研究人員始終沒有被帶動起來，導致很多關鍵技術不能突破，進而影響植保無人機的進一步發展。此外，人們的思想意識也沒有轉變，對新事物的排斥心理依然存在，特別是從事農業生產的相關基層人員，很少有人愿意去學習使用植保無人機，或者由于客觀條件無法學習植保無人機的相關理論與應用，導致在農業植保行業中始終缺少飛手和維修人員，影響農業航空領域的進一步發展。

2.3 法規體系不健全

首先，國家缺少專門的監管部門，缺少足夠的扶持政策，缺少對植保無人機的宣傳與推廣，雖然近年來無人機行業被列為國家補貼試點產品，但是植保無人機依然很少被采購。其次，由于法律法規體系的不完善、人們思想意識不轉變，企業要想在植保無人機領域有所發展，必然要在前期投入大量的宣傳成本，在后期投入大量的售后成本，這些就導致了植保無人機領域的發展始終缺少企業的推動。同時，無人機行業商業鏈條不健全，包括宣傳、購買、培訓、保險、售后服務等，從而導致植保無人機行業發展缺少依托，影響其發展。

3 植保無人機的前景展望

3.1 發展歷程穩扎穩打

2014年、2015年“中央一號文件”提出“要加強農用航空建設”，這為植保無人機提供了重大發展機遇；2015年2月，農業部印發《到2020年農藥使用量零增長行動方案》，2017年9月，農業部、財政部和民航局三部委聯合發布通知，宣布2017年選擇浙江、安徽、江西、湖南、廣東、重慶等6省市開展植保無人機補貼試點；2018年3月，農業部、財政部聯合印發了《關于做好2018-2020年農機新產品購置補貼試點工作的通知》，明確表示要鼓勵無人機在植保領域的發展創新，推動植保無人機行業的發展。

3.2 發展前景一片大好

植保無人機本身具有受地形影響因素小、效果好、效率高、農藥利用率高等優勢，目前國家相關部門也不斷加強植保無人機的宣傳與推廣，許多高校也成立了農業航空領域相關的團隊，培養該領域的優秀人才，科研院所的植保領域、農業航空領域的教授也在不斷增加，政府不斷推行飛行植保社會化服務等等，這些現象都在不斷推動我國農業航空領域的進一步發展，展現出該領域未來廣闊的發展空間與前景。