農用無人機進入發展快車道

楊 柳

我國作為農業大國，18億畝的基本農田需要大量的農業植保作業。目前，我國三大主糧作物小麥、水稻、玉米的綜合機械化水平均超過了80%，然而，在勞動強度非常大、農民最望而生畏的的植保環節，機械化植保的水平仍比較低，很多統計資料都省略去了此項。以水稻為例，水稻常年種植面積達3000多萬公頃，稻種植的各環節中，除了病蟲草害的防治，其它環節都已基本實現機械化，而病蟲草害嚴重影響著水稻產量。資料顯示，我國歷年水稻病蟲草害的防治面積約占35%。但是，由于稻田條件特殊，不同于旱地，地面裝備在田中行走較為困難。農業機械難以進入地塊噴施農藥，即使選用先進的農藥噴施機械也會對農作物植株造成一定的損傷，影響產量。人工手動噴霧器和背負式噴霧器也存在作業勞動強度大、時間長、作業質量差等問題，而且受藥面積和受藥程度不均勻，達不到預期效果。于是，專業化病蟲害防治成為新的要求。專業化病蟲害防治專業技術要求高、實際田間情況差異大，發展緩慢。

近年來，隨著植保機使用場景更加廣泛，作業效率高，人員傷亡率低，讓許多農民感覺到了它的優勢，同時也引起了地方政府的高度重視。隨著近年來一些地方不斷加大植保無人機購置補貼試點并在2021年正式納入中央財政購置補貼范圍，遙控飛行植保機的發展前景將更加廣闊。

2020年補貼公示銷量數據顯示，包括江蘇省、湖南省、山東青島等在內的23個地區、單位，均有植保無人飛機的銷售數據，共計銷售1.6萬余臺，實現銷售額8.07億元。從植保無人飛機的地區銷量分布來看，只有江蘇省、湖南省和安徽省，這3個地區銷量，超過了1000臺。前十大暢銷植保無人飛機產品銷售12869臺，占總銷量的80%。

市場前景廣

從農業生產過程來看，病蟲防治是技術含量最高、用工最多、勞動強度最大、風險控制最難的環節。許多病蟲害具有跨國界、跨區域遷飛和流行的特點，還有一些爆發性和新發生的疑難病蟲也危害嚴重，農民一家一戶難以應付，常常出現“漏治一點，危害一片”現象。加之農村大量青壯年外出務工，務農勞動力結構性短缺，病蟲害防治是當前農業生產者遇到的最大難題。

而農用航空植保機具有的一系列的優點，讓無人機在農業領域有著廣闊的應用前景。首先，無人機作業效率高，每架每小時的作業效率可以達到60畝，每天作業面積300畝，是地面機械的3倍，人工噴灑的30倍，有利于病蟲害統防統治與土地流轉后的組織化、規模化經營，解決人力短缺問題。用水量少，配套藥劑要求高，一定程度上推動了先進農藥品種、環保劑型的應用；防治效果好，減少農藥浪費，大型器械噴霧霧滴細，覆蓋范圍廣，農藥使用率高。

而無人機低量噴霧可保證土壤健康質量，又能節約農民的投入成本。農業無人直升機采用低量噴霧，可節省90%的水和50%農藥，農藥有效利用率35%以上。通過噴灑裝置將藥劑高度霧化，直接作用在農作物上，避免了與土地的直接接觸，使藥劑對于土地的影響降到最低，保證“土壤健康質量”，而且無人機是遙感作業，可以保證作業人員不受農藥危害。

植保無人機空中作業，不受地形環境影響，起到地面機械和人工不可替代的作用。尤其是遇到內澇嚴重季節、山地、丘陵等地面機械無法進行地面作業，此時惟有飛機可以發揮它的獨特性能，實現農事操作，并有利于在作物生育期內增加葉面噴施微量元素、葉面施肥、促進作物早熟、健身防病、提高品質。工作中旋翼產生的向下氣流使植物葉面發生翻轉，對農藥產生向下作用力，有助于增加霧流對作物的穿透性，使葉片正反面均能著肥著藥，同時還能殺死空氣中流動的病原菌和害蟲，提高防治效果。

目前，在國內外無人機噴灑技術均已經比較成熟，如中小田塊的病蟲草害防治或大田內局部的精準施藥以及丘陵山區的病蟲害防治等。目前，美國已開展了無人機的航空噴灑方面的研究，日本從20世紀90年代起將遙控直升機用于大田作物、果樹和蔬菜的病蟲害防治，從而實現合理施肥和農作物品質管理，還可判斷作物的生長狀態。

體系配套需協同

眾所周知，隨著近年來農業現代化進程的不斷推進和市場需求的不斷增加，無人遙控飛行植保機正不斷應用到實際植保作業中。面對龐大的農業植保市場，國家相關部門和企業紛紛加大技術研發和資金投入，隨著通用航空技術和無人機技術水平的逐漸成熟，農業遙控飛行植保機械的功能，技術水平和安全水平也在逐漸完善提高。從飛行控制系統、到發動機、電機、遙控通訊設備、導航系統等都已達到航空植保的技術要求和低成本價格區間，所以，僅從技術和成本方面來說，已具備大規模推廣使用農業無人遙控植保機械的基礎和前提條件。

目前農業遙控無人植保機械生產企業良莠不齊，很多生產企業都是從模型行業轉行而來，不具備較強的技術力量、研發實力和后續維修保障能力，又沒有相應的行業標準和國家標準進行規范，造成產品質量參差不齊，在實際應用中容易出現安全事故及質量糾紛。

植保無人機的發展還需要相關產業如農藥產業的協同發展和相關標準的跟進。有資料顯示，我國每年農藥中毒人數有10萬之眾，致死率約20%。我國傳統的植保作業主要還是使用人工和半機械化噴灑，大多采用傳統的農藥制劑，在使用過程中需加入大量的水進行稀釋。而航空植保的特性所至，一般應采用高濃縮藥液，通過航空專用噴頭進行霧化噴灑作業。但與此相對應的，中國目前大多農藥生產廠家并沒有專業針對航空植保研發生產高濃縮藥，嚴重阻礙了航空植保的推廣及應用。而最重要的是，沒有專門的航空農藥制劑相匹配，無人遙控航空植保機械進行植保作業時，容易造成滅殺效果不佳或噴灑過量等藥害問題。

農業遙控無人植保機械的作業區域、飛行高度和飛行范圍管理目前還處于空白，沒有相關的植保作業飛行規范和飛行區域劃分和限定。目前農業遙控無人植保機械應用方興未艾，為使行業的健康發展，也亟待制定相關行業標準和國家標準，使農業遙控無人植保機械生產、銷售、維修等做到有章可循、健康有序發展，同時還要大力推進配套航空高濃縮藥液的研發、生產、推廣使用。

安全指標最關鍵

誠然，在所有產品指標中，安全指標無疑是最重要的。相對于軍用無人機系統，農用遙控飛行機械雖是近距離應用，但飛行條件和環境更復雜，特別是中國農村，低空、坡地、丘陵山區、小地塊、田間高壓輸電線路、房屋建筑、田間林網大量存在，可能產生的飛防作業過程中的載荷變化、電磁干擾等，對飛行機械系統、機身結構、耐腐性能及遙控遙測信號數據傳輸等精準可靠性要求更高。

不同于傳統農用機械，無人植保機對操作人員素質及技術水平精度要求較高。不僅要熟悉飛行控制和整體系統的知識，還要求做事細致態度嚴謹，嚴格遵照操作流程及飛行標準執行，定期參加培訓和相關內容的學習，熟練飛行。

中國農機化協會農用航空分會主任委員楊林稱，有些飛機在噴灑農藥的過程中存在安全隱患，這有幾方面的原因：一是買了零部件和飛控系統自己組裝，二是自己研發的產品性能不高，三是操作起來復雜，不容易上手。由于以上幾個方面的原因，國內農用無人機企業還需要進一步提升技術、質量與安全水平。他認為，無人植保機的安全是需要無人機公司、藥企、培訓機構、協會、科研院所、政府、合作社、農業集團等多方合作才能做到的，加強技術研發和創新、提供從業人員素質、建立無人機標準、人員培訓考核標準、安全生產標準，建立無人機分級管理，建立作業人員資格分級、認定、備案機制，建立無人機準入機制，引入飛行器、作業人員、第三者商業保險，監督相關農藥、藥械的管理。

2018年發布的《植保無人飛機質量評價技術規范》作為我國首個植保無人飛機行業標準，該項標準的發布實施，將引導企業規范植保無人機的生產經營活動，促進植保無人飛機推廣應用，為相關的檢測機構提供檢測依據，滿足農業部、財政部、民航局《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》中試點產品技術條件檢測的需要。標準的全面實施，將大幅提升植保無人飛機的安全性，淘汰部分不合格產品，凈化市場，使得未來植保無人飛機產品完全滿足政府主管部門的監管需求，推進民用無人飛機合法化進程；同時，也將提升植保作業效率、降低農業生產成本，促進農業發展方式轉變，破解我國農業生產中勞動力短缺的問題，對促進農業穩定增產和農民持續增收，加快推進農業現代化，保障國家糧食安全具有十分重要的意義。