劉科 馬根眾

山東省農(nóng)用植保無人機應用現(xiàn)狀及建議

劉科 馬根眾

一、植保無人機的應用現(xiàn)狀

1.地域分布廣。山東省于2011年由日照市嵐山區(qū)華茂農(nóng)業(yè)技術服務專業(yè)合作社引進購買第一架農(nóng)用植保無人機并開始田間服務作業(yè)，截至2016年6月，全省17市共有植保無人機315臺，平均每市超過18臺，每個市都有無人機，達到市級無人機覆蓋無空白；全省153個縣市區(qū)中，近50%的有植保無人機。

2.植保面積大。據(jù)統(tǒng)計，全省2015年植保無人機開展農(nóng)作物病蟲害防治作業(yè)面積達63.29萬畝、其中小麥45.16萬畝、玉米16.86萬畝、其它作物1. 27萬畝。

3.作業(yè)用途廣。從作業(yè)用途看，主要用于大田糧食作物、經(jīng)濟作物和蘋果、葡萄等林果作物的植保作業(yè)及農(nóng)林漁業(yè)生產(chǎn)的各類航拍調(diào)查。

4.作業(yè)成本低。若不計農(nóng)用植保無人機自身價格、維修保養(yǎng)、操作培訓等間接成本外，植保無人機作業(yè)成本一般在2-5元/畝，其中包括勞動力、用電成本等；若考慮購置及維護成本，因生產(chǎn)企業(yè)建立維修網(wǎng)絡不同，導致作業(yè)成本參差不齊；目前作業(yè)收費視防治植物不同而異，一般為6-15元/畝。

5.扶持政策多。2010年以來，我省連續(xù)7年實施實施山東省農(nóng)業(yè)病蟲害專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治能力建設示范項目，省財政共投入項目經(jīng)費1.25億元，用于購置植保無人飛行噴霧機和單機日作業(yè)能力300畝以上的大型施藥機械和防護裝備，其中購置植保無人機76架，扶持資金達1470.4萬元。2012年以來連續(xù)5年實施“山東省玉米一防雙減”補助項目，共投入資金1.09億元，用于購買藥劑，扶持專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治服務組織開展飛防服務作業(yè)。

6.作業(yè)補貼高。2015年全省共整合使用扶持資金5500萬元，用于飛防作業(yè)補貼，有力促進了我省植保無人機開展服務作業(yè)，其中“中央小麥、蝗蟲防治”補貼經(jīng)費2100萬元、省“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全程社會化服務試點縣”、“蝗蟲防治”貼資金約1300萬元，濟南市等市級財政拿出專項補貼資金600萬元，各縣整合“高產(chǎn)創(chuàng)建”、“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展資金”等補貼資金約1500萬元。

二、植保無人機的應用優(yōu)勢

1.高效安全。植保無人機通過地面遙控或衛(wèi)星定位自動飛控操作，噴灑作業(yè)人員遠距離操作避免暴露于農(nóng)藥下的危險，提高了噴灑作業(yè)的安全性。作業(yè)飛行速度一般控制在3-6米/秒，作業(yè)效率為1-3畝/分鐘。載重5kg型，每次飛防作業(yè)面積10-15畝，日作業(yè)面積100-300畝；載重10kg型，每次飛防作業(yè)面積15-20畝，日作業(yè)面積300-500畝。

2.節(jié)約水藥，降低成本。植保無人機通噴灑技術采用噴霧噴灑方式可以節(jié)約50%的農(nóng)藥使用量，節(jié)約90%的用水量，很大程度的降低資源成本。

3.防治效果顯著。農(nóng)用植保無人飛機作業(yè)時，下沉氣流擾動作物葉片，提高了農(nóng)藥的穿透性，病蟲害防治效果一般到達75%-95%。經(jīng)初步調(diào)查，無人飛機對后期玉米銹病等病害的防治效果在75%以上；對玉米螟等蟲害的防治效果在85%以上。

三、植保無人機的發(fā)展特點

1.電動植保無人機占比大。從機具類型看，電動無人機256臺、燃油無人機59臺，電動無人機保有量占到總數(shù)的81.3%。主要原因是操控簡單，機手易于掌握，維修方便，價格低廉，飛行平穩(wěn)。

2.無人植保機以手動遙控控制、多旋翼、藥箱容量20升以下機型為主。按旋翼類型分：固定翼11臺、單旋翼61臺、多旋翼243臺；按控制類型分：自動39臺、手動遙控276臺；按藥箱容量分：10升以下86臺、10升（含）至20升199臺、20升（含）至30升6臺、30升（含）以上4臺。手動遙控控制、多旋翼、藥箱容量20升以下小型無人植保機，保有量分別占總數(shù)的88%、77.14%、90.48%。通過調(diào)查分析：手動遙控占比大是因為前期植保無人機智能化、自動化程度低，但是自動化、智能無人植保機是發(fā)展方向，今后自動化無人機將快速發(fā)展，智能化也將提上日程；多旋翼占比大原因是電動多旋翼飛行平穩(wěn)，電機自重與載重比高，單機藥液提升重；容量10升以下占比大原因是電動無人總體載重量偏小，增加載重量須增加電機和旋翼數(shù)量，同時電耗速度增加，維持噴藥時間的電池數(shù)量也要增加，造成機體自重增加。因此，解決電池大容量低重量、快充快放問題是提升植保無人機藥量的關鍵。

3.購置價格中間多，兩頭少。從購機價格看，多數(shù)無人機價格在5萬-10萬（15）萬元之間。按購機價格分：5萬元以下20臺、5萬元（含）至10萬元93臺、10萬元（含）至15萬元102臺、15萬元（含）至20萬元45臺、20萬（含）以上35臺，5萬-10萬（15）萬元之間無人機保有量占到總數(shù)的61.91%。原因是生產(chǎn)企業(yè)前期研發(fā)成本高，大量資金轉(zhuǎn)化給購機者，造成價格虛高。其實電動無人機結(jié)構簡單、材料價格低廉，隨著國家標準制定、規(guī)格同意、批量生產(chǎn)，產(chǎn)品價格將快速下降。

4.購置資金補貼多，自籌少。從獲得資金扶持情況看，全省植保無人機共獲得購機扶持資金1470.4萬元，主要由我省農(nóng)業(yè)植保項目提供部分資金或全資購買。

5.購置對象農(nóng)業(yè)合作組織多，個人購買少。從購機主體看，我省植保無人機基本上是各類農(nóng)業(yè)服務組織購買。主要是農(nóng)合組織資金實力雄厚、服務能力強、生產(chǎn)規(guī)模大、服務需求強烈，因此購買欲望高。

四、存在的問題

1.植保無人機生產(chǎn)企業(yè)良莠不齊。由于植保無人機生產(chǎn)資金、技術門檻較低，再加上目前沒有相關的質(zhì)量監(jiān)管體系等，使得植保無人機生產(chǎn)企業(yè)良莠不齊，有的企業(yè)甚至有幾張桌子就能生產(chǎn)出植保無人機。

2.植保無人機自身質(zhì)量和性能整體還處于較低水平。如蓄電池質(zhì)量差，影響續(xù)航能力；頻繁更換電池，影響作業(yè)效率；操作信號抗干擾能力差，高壓線磁場會對操作產(chǎn)生嚴重干擾，在高壓線附近作業(yè)易出現(xiàn)失控現(xiàn)象；距離較遠時，手持操作作業(yè)精度難以保障，飛行高度、速度與航線容易產(chǎn)生偏差；適于航空噴霧作業(yè)的噴灑系統(tǒng)研究不夠。

3.價格和維修成本高。一般一架植保無人機在10-30萬元之間，智能型的價格更高，規(guī)模較小的社會化服務組織，一次性全資購買較為困難。同時，每年的維護費用較高，操作失誤容易導致墜機，每個旋翼300元左右，電動機維修一次，費用超過1000元，一般每架每年平均維修費用在2000-5000元。

4.合格的航飛操作手較少、隊伍穩(wěn)定性差。一名合格的航飛操作機手掊訓費用約需要1.5萬元，培訓時間需要2個月，難以招到樂于參加培訓的學員。在當前農(nóng)村勞動力大量外流的形勢下，若無較好的收益，即使培訓了合格操控手，也難保持其穩(wěn)定性。

5.植保無人機大面積作業(yè)能力不夠。目前使用的植保無人機大部是手動人工操控，操控手連續(xù)飛行易疲勞，再加上手動操控人為控制飛行航線，藥液流量與無人機飛行速度不能較好匹配，噴灑藥液量無法恒定，重噴漏噴現(xiàn)象多，噴灑質(zhì)量防治效果參差不齊，連續(xù)作業(yè)能力和安全等問題較多。

五、發(fā)展建議

1.加強政策、資金扶持。進一步加大研發(fā)投入，提升植保無人機的質(zhì)量和性能；將植保無人機列入農(nóng)機補貼范圍，加快植保無人機的應用，促進行業(yè)良性發(fā)展；對使用植保無人機進行病蟲害防治作業(yè)給予補貼，促進植保無人機在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的推廣使用。

2.加快植保無人機研發(fā)技術創(chuàng)新。通過集成先進技術，將植保無人機向智能化方向發(fā)展，進一步簡化操作難度，實現(xiàn)自主巡航，精確導航，主動避讓，消除地形和障礙物的影響，提高無人機可操作性和超低空作業(yè)穩(wěn)定性；完善無人機的失控保護措施，包括失控保護、故障自動檢測、自動報警等功能，提高植保無人機超低空作業(yè)的安全性。

3.加強應用技術研究。農(nóng)用植保無人機作為新型植保機械，應盡快開發(fā)適合于植保無人機使用的農(nóng)藥藥劑，并針對不同作物、不同防治時期、不同病蟲害等制定相應的噴施作業(yè)技術規(guī)范。

4.加大對操控機手的技術培訓。農(nóng)用植保無人機的應用，不僅是噴霧機具的簡單改變，也帶來整個施藥技術的變化，應加強對植保無人機操作的培訓，同時也應加強植保無人機用藥技術的培訓，提高安全科學用藥水平。