植保無人機為何在我國得到迅猛發展

何志輝，何雄奎，任延昭

(1.中國農業大學信息與電氣工程學院，北京 100083；2.中國農業大學藥械與施藥技術研究中心，北京 100193)

日本是最早將小型無人機用于農業生產的國家。日本山葉公司(YAMAHA)于1990年推出世界第一架用于噴灑農藥的植保無人機 “R50”，掛載5kg的藥箱。此后，無人機在日本農林業方面的應用發展迅速。我國植保無人機研發起步較晚，2008年農業部南京農業機械化研究所、中國農業大學、中國農業機械化研究院、南京林業大學、總參謀部第六十研究所等單位共同承擔的科技部國家“863”計劃項目 “水田超低空低量施藥技術研究與裝備創制”進入執行，標志著國內科研機構正式開始探索植保無人機航空施藥技術[1]。從2008年算起，至今10多年時間，我國植保無人機取得了舉世矚目的成就，其原因經過分析主要有一下幾個方面。

1 小型無人機技術的進步

植保無人機施藥是無人機在農業植保領域的具體應用。植保無人機在我國取得成功首先和小型無人機技術的進步是分不開的。例如：四旋翼的概念由來已久，但是由于技術水平受限，沒有重量輕、體積小的MEMS(MEMS，Micro Electro Mechanical System，微機電系統)慣性導航器件，進入二十一世紀之前一直沒有小型四旋翼無人機出現。直到2002年前后，MEMS技術的發展帶來了小型四旋翼的春天[2]。另外隨著APM、PX4、MWC等優秀的開源飛控項目和平臺的成功，拉低了小型無人機研究的技術門檻，極大促進了多旋翼無人機的推廣和發展[3]。

2 植保無人機優點眾多

我國植保無人機迅猛發展和廣泛應用，在社會上引起了廣泛的關注和植保無人機自身優點是分不開的。農藥噴灑無人機的作業方式與傳統的人工背負式手動施藥以及地面機械施藥方式相比，具有作業效率高、成本低、節水、節藥、人藥分離，對人的危害較小等特點；并且其適應性廣，可以適應于水田、玉米、林地、濕地等地面裝備難以進入的區域之內作業，而不會破壞土壤物理結構，不會留下轍印和損傷作物、不影響作物后期生產等特點；應付突發災害能力強，方便進行連片大面積農田病蟲害防治作業[4，5]。

3 市場的巨大需求

市場的巨大需求也是我國植保無人機迅猛發展的又一重要因素。我國城鎮化速度加快，農業勞動力價格迅速攀升；農業勞動力女性化、老齡化、低文化特征明顯，農業勞動力短缺日益突現[6，7]。另外隨著我國土地流轉的速度加快，農業規模化經營已成為一種趨勢，這迫切需要高效的新型植保作業方式[5]，因此采用超低空超低容量施藥方式的植保無人機在我國有著巨大的市場空間。在巨大的市場需求驅動下，近年來我國農用植保無人機生產企業急劇增加，截至2017年底，全國在用的農用無人機共 253種，生產植保無人機的工廠 300余家，全國植保無人機裝機量達到 14 000余架，植保無人機及其施藥技術得以快速發展[1]。

4 國家及地方政策的促進作用

從中央到地方的相關政策也是促進我國植保無人機大發展的原因。中央1號文件連續多年年聚焦三農，堅持農業基礎地位不動搖，加快推進農業現代化。2014年中央1號文件，“推進農業科技創新”、“加快農用航空建設”。2015年農業部下發《到2020年化肥使用量零增長行動方案》和《到2020年農藥使用量零增長行動方案》。“兩個行動”分別提出目標：到2020年，化肥利用率達到40%以上、比2013年提高7個百分點，力爭實現農作物化肥使用量零增長；主要農作物農藥利用率達40%以上、比2013年提高5個百分點，力爭實現農藥使用量零增長[8]。

在地方政策方面，早在 2014年，河南省財政就列出專項資金給予植保無人機購機補貼，農民或合作組織購置植保無人機將享受到1/3省財政專項資金補貼和 1/3農機購置補貼；江蘇省在 2014年也給予了農戶購買植保無人機進行飛防作業最高可獲得無人機售價總額的 50%補貼[5]。2017年9月18日，為了響應植保無人機行業需求，推動植保無人機產業快速發展，農業農村部、財政部、民航局聯合下發《農業農村部辦公廳、財政部辦公廳、中國民用航空局綜合司關于開展農機購置補貼引導植保無人飛機規范應用試點工作的通知》，決定2017年選擇浙江(含寧波)、安徽、江西、湖南、廣東、重慶6個省(市)，開展以農機購置補貼引導植保無人飛機規范應用試點工作[9]。到2019年有重慶、吉林、安徽、江西、湖北、江蘇、甘肅、浙江、陜西、山東、寧夏等多個省出臺了最新植保無人機補貼政策。

5 資本市場的推動

正是由于我國植保無人機的巨大市場需求和國家以及地方的相關政策促使從2015年開始各類資本相繼進入植保無人機領域，社會資本的進入助推植保無人機在我國的迅猛發展。2015年深圳大疆創新以自有資金投入研發，并于2015年年底在北京發布 MG-1電動多旋翼植保無人機，宣布正式進軍農用無人機領域；深圳極飛科技和無錫漢和背后都有強大的資本推動。2018年極飛已經完成了兩輪商業融資，累計融資金額超過1億美金。2017年漢和也從資本市場融到1.5億塊資金。農田管家自 2015年成立以后就獲得了順為資本、云啟資本等市場資本的青睞，相繼完成了多輪融資[1]。由資本力量的推動，加速國內植保無人機行業的發展。

6 高校、科研單位與企業聯合研發

我國小型農用植保無人機的生產和加工主要從航模無人機及軍工生產加工企業發展而來[10]。10多年前，國內部分研究無人直升機的單位以及航模企業，進行了無人直升機噴灑農藥的嘗試，但因其沒有專業的植保及藥械方面的知識，另外對植保市場也很陌生，因此進展不大[11]。這些航模無人機企業及軍工企業和擁有專業的植保知識和藥械知識的高校及科研單位聯合研發，加快了我國植保無人機的發展。

南京農業機械化研究所與總參謀部以 Z-3無人直升機為平臺，合作研發了天鷹-3小型農用植保無人直升機[12]。2008年中國農業大學植保機械與施藥技術研究中心與山東衛士植保機械公司、臨沂風云航空科技公司開始合作進行低空低量遙控多旋翼無人機施藥機的研發工作，于2009年研制出國內外第一款多旋翼植保無人機，包括搭載10L藥箱的 8旋翼機和搭載15L藥箱的18旋翼機 2種機型，并在全國多個省市進行了省市進行了示范和推廣。2010年，中國農業大學植保機械與施藥技術研究中心與珠海銀通公司開始合作進行低空低量遙控電動單旋翼植保無人機的研發合作，于 2012年研制出國內第一款電動單旋翼植保無人機，可搭載 10L藥箱的藥箱[1]。2016年5月28日，國家航空植保科技創新聯盟在河南安陽成立，安陽全豐航空植保科技有限公司為理事長單位，中國農業大學、華南農業大學等 7家單位為副理事長單位，共同助推植保無人機產業發展。

7 政企聯合推廣

近幾年，自從農用植保無人機推向市場后，全國各地政府和企業紛紛開展聯合推廣演示。由于農用植保無人機有一定的特殊性，單靠企業推廣難度比較大，但其應用前景廣闊，非常值得投入，因此全國各地政府積極引導和支持農用植保無人機的研究、研制和推廣。2015年，阜陽市在市政府的扶持和推動下也成立了首家無人機公司—安徽天鷹兄弟無人機科技創新有限公司，并已開始投產[13]。2016年5月4日，荊州市聯合蘇州綠農航空植保無人機有限公司在江陵縣召開了植保無人機作業示范推廣會，來自各縣(市)的農機推廣部門及農機專業合作社120余人參會，參會人員還一并來到田間地頭實地觀摩了無人機現場作業演示。另外北京、河南、安徽、海南、寧夏、山西等地主管農業的相關部門也已經在小麥、玉米、水稻等作物上開展了農用植保無人機噴灑農藥等現場觀摩會，為植保無人機的推廣工作打下了良好的基礎。

8 電視媒體的積極宣傳

央視及各地方媒體也積極報道植保無人機，對國內廣大用戶接受這個新型的植保方式起到了促進作用。

2016年8月，由中國農業電影電視協會(CCTV-7農業頻道)和中國農業大學聯合主辦的首屆中國無人機與機器人應用大賽在江蘇蘇州正式啟動；10月，在江西南昌舉辦了大賽初賽“農業植保無人機應用賽”，初賽有國內二十四家知名植保無人機企業參賽。2017年 9月，在湖北武穴正式舉行了植保無人機決賽，將來自國內 18家知名品牌的植保無人機企業和服務隊，通過電視媒體和網絡向社會進行宣傳[1]。

總之，我國植保無人機這一新興的植保作業方式，經過短短的十多年時間的發展，取得了舉世矚目的成就，其背后的原因是多方面，上文從八個方面進行了簡要分析，希望對我國農業現代建設中的其它精準農業裝備的發展起到借鑒作業。