江蘇農(nóng)墾植保無人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

劉 剛

（江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引言

江蘇農(nóng)墾現(xiàn)有18個農(nóng)場，土地面積12.12萬hm2，其中耕地面積6.67萬hm2，主要從事農(nóng)業(yè)科技研發(fā)、農(nóng)作物種子育繁與規(guī)模化種植、麥稻與糧油等農(nóng)產(chǎn)品加工銷售、貿(mào)易物流、農(nóng)業(yè)社會化服務(wù)等，圍繞現(xiàn)代農(nóng)業(yè)實(shí)施全產(chǎn)業(yè)鏈一體化經(jīng)營。江蘇農(nóng)墾以種植稻麥為主，近幾年，病蟲草害重發(fā)，已威脅到農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，如何高效精準(zhǔn)防治稻麥病蟲草害一直是江蘇農(nóng)墾實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵課題。“十三五”期間，江蘇農(nóng)墾病蟲草害防治以自走式噴桿噴霧機(jī)為主，該類植保機(jī)具有作業(yè)幅寬大、效率高等特點(diǎn)，但存在著農(nóng)藥有效利用率低、易陷車等問題，長期使用機(jī)耕道破壞嚴(yán)重，影響稻麥的產(chǎn)量和質(zhì)量，很難適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的要求。

植保無人機(jī)是近幾來在農(nóng)業(yè)裝備領(lǐng)域發(fā)展最快、推廣力度最大的植保機(jī)械，其作業(yè)高效、運(yùn)輸便捷等特點(diǎn)被社會認(rèn)同。植保無人機(jī)的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的作業(yè)模式，提高了工作效率，節(jié)省了大量的人力、物力等資源，增強(qiáng)了植保作業(yè)安全性，為確保農(nóng)業(yè)大豐收提供了有力的保障。植保無人機(jī)以RTK高精度定位，通過地面遙控或自主飛行實(shí)現(xiàn)植保作業(yè)，藥劑、種子、肥料均可噴灑。與傳統(tǒng)高地隙植保機(jī)相比，植保無人機(jī)作業(yè)具有高效、精準(zhǔn)、智能程度高、操作簡單、適用性廣等特點(diǎn)，應(yīng)用前景非常廣闊。

1 江蘇農(nóng)墾植保無人機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀

2012年，江蘇農(nóng)墾濱淮農(nóng)場從山東易田農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司引進(jìn)2臺大型自走式噴桿噴藥機(jī)開展試驗(yàn)示范，2013-2015年在江蘇農(nóng)墾部分農(nóng)場開展推廣，小麥雖實(shí)現(xiàn)了全程機(jī)械化，解決了田間管理難題，但因該植保機(jī)可靠性不足、故障率高、自重大易陷車，且價(jià)格昂貴，并未實(shí)現(xiàn)大面積推廣。同年起，江蘇農(nóng)墾各農(nóng)場也積極引進(jìn)植保無人機(jī)，引進(jìn)大疆、極飛、漢和等各類無人機(jī)開始試驗(yàn)，引領(lǐng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從傳統(tǒng)人工擔(dān)架噴藥、機(jī)械噴藥向無人機(jī)智能化噴藥轉(zhuǎn)變。自2012年引進(jìn)第一臺植保無人機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)示范，到2020年，江蘇農(nóng)墾航空植保飛防面積達(dá)100萬hm2。尤其是2020年上半年，隨著人工成本的急劇增加，務(wù)農(nóng)勞動力年齡越來越大，農(nóng)業(yè)無人機(jī)實(shí)現(xiàn)井噴式推廣。目前，江蘇農(nóng)墾植保無人機(jī)推廣了400余臺，主要以多旋翼為主，藥箱容積10～40L，油動植保無人機(jī)因靈活性差、機(jī)身大、維護(hù)較復(fù)雜、推廣較少，多旋翼植保無人機(jī)逐漸成為推廣主力，以電機(jī)為動力源，起降迅速，單次飛行時(shí)間一般為10～15min，具有結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、飛行穩(wěn)定等特點(diǎn)，逐漸被江蘇農(nóng)墾各農(nóng)場認(rèn)可。

2 存在問題

2.1 適用藥劑缺乏

從傳統(tǒng)的高地隙植保機(jī)發(fā)展到大面積推廣的植保無人機(jī)，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備新亮點(diǎn)。在農(nóng)墾系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模推廣，需要技術(shù)配套，缺乏無人機(jī)飛防適用藥劑是當(dāng)前推廣農(nóng)業(yè)人機(jī)的短板之一。使用無人機(jī)實(shí)現(xiàn)超低量噴霧，減低了用水量，以小麥赤霉病防治為例，從高地隙植保機(jī)每667m2用水量20～30kg減少到精量噴霧用水量1.0～1.5kg。水量雖減少但藥液濃度增加，若噴灑不均勻，將降低飛防效果。現(xiàn)有飛防藥劑市場，國內(nèi)未成功研發(fā)出系列性價(jià)比高、質(zhì)量較好的專用飛防藥劑，國外飛防藥劑研發(fā)雖起步早，但價(jià)格昂貴，限制了推廣應(yīng)用。在植保作業(yè)過程中，為保證無人機(jī)飛防效果，通過提高藥劑的濃度、增加畝用水量來完成。但部分藥劑因濃度有使用限制，飛防使用的藥劑種類受限，輪換藥劑難度大，加快了病蟲害抗藥性的提升，防治難度加大。

2.2 缺乏專業(yè)的人才隊(duì)伍

專業(yè)的飛手是集植保無人機(jī)操作、維修、養(yǎng)護(hù)于一體的復(fù)合型人才，需要熟悉植保無人機(jī)作業(yè)過程所涉及的各個環(huán)節(jié)，包括作業(yè)規(guī)劃、植保及施藥技術(shù)、地面協(xié)調(diào)組織與安全事項(xiàng)等。當(dāng)前，植保無人機(jī)嚴(yán)重缺乏專業(yè)的飛手，誤操作易發(fā)生炸機(jī)甚至安全事故。同時(shí)，國內(nèi)高校缺乏植保無人機(jī)研發(fā)、飛行專業(yè)設(shè)置，社會化專業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)缺乏，且缺乏健全的培訓(xùn)機(jī)制、培訓(xùn)費(fèi)用較為昂貴，致使專業(yè)植保飛行人才隊(duì)伍面臨著匱乏的局面。

2.3 植保無人機(jī)可靠性能不高

從全國來看，植保無人機(jī)生產(chǎn)企業(yè)超過400家，大部分企業(yè)沒有自主研發(fā)能力，主要從事無人機(jī)組裝，飛行算法研發(fā)、無人機(jī)關(guān)鍵部門研發(fā)投入小。大疆、極飛等生產(chǎn)企業(yè)是植保無人機(jī)市場的龍頭企業(yè)，均有設(shè)計(jì)研發(fā)、加工制造能力，且年投入研發(fā)資金較足，每年均有無人機(jī)新品發(fā)布，引領(lǐng)了中國植保無人機(jī)的發(fā)展。部分企業(yè)因無人機(jī)產(chǎn)品更新較快，可靠性未經(jīng)長期驗(yàn)證，加之飛手操作不規(guī)范，導(dǎo)致炸機(jī)、墜機(jī)事故頻發(fā)。

3 江蘇農(nóng)墾無人機(jī)發(fā)展趨勢

3.1 拓展植保無人機(jī)“植保+”作業(yè)

2021年，江蘇農(nóng)墾建立了133.33hm2全程機(jī)械化示范園，全程采用無人機(jī)實(shí)施病蟲草害防治，全程無人機(jī)撒肥作業(yè)，通過平衡增產(chǎn)，示范園小麥每667m2平均產(chǎn)量超過650kg，為下一步無人機(jī)功能拓展奠定了較好的基礎(chǔ)。無人機(jī)實(shí)施病蟲草害防治是基礎(chǔ)功能，拓展植保無人機(jī)撒肥、播種功能勢在必行，且有較好的技術(shù)條件，在現(xiàn)有植保機(jī)產(chǎn)業(yè)升級的同時(shí)，植保無人機(jī)技術(shù)飛躍發(fā)展，發(fā)展植保無人機(jī)“植保+”作業(yè)未來可期。

3.2 實(shí)施精準(zhǔn)噴施作業(yè)

精準(zhǔn)施藥作業(yè)是植保無人機(jī)發(fā)展的重要任務(wù)，通過無人機(jī)進(jìn)行作物監(jiān)測，發(fā)揮多光譜效能，對雜草進(jìn)行精準(zhǔn)識別，借助低空遙感無人機(jī)進(jìn)行植物掃描，創(chuàng)建精準(zhǔn)的植保作業(yè)處方圖，按照處方圖進(jìn)行作業(yè)路線的設(shè)定、噴灑量的決策，特別適用于精準(zhǔn)除草。

3.3 實(shí)施無人機(jī)作業(yè)監(jiān)管

作業(yè)質(zhì)量監(jiān)管是否到位也影響著無人機(jī)大面積推廣。當(dāng)前，國內(nèi)無人機(jī)生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量多，國內(nèi)還尚未建立起打通企業(yè)技術(shù)保護(hù)壁壘的無人機(jī)作業(yè)監(jiān)管系統(tǒng)，對無人機(jī)飛行速度、藥液用量、飛行高度等技術(shù)參數(shù)未實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)管，植保防效差異性較大，因作業(yè)監(jiān)管不到位，出現(xiàn)了防效明顯下降的現(xiàn)象，部分農(nóng)場小麥赤霉病、水稻稻瘟病仍堅(jiān)持使用自走式噴桿噴藥機(jī)噴霧，為確保稻麥產(chǎn)品符合國家質(zhì)量要求，實(shí)施多廠家無人機(jī)并線作業(yè)監(jiān)管勢在必行。