申天兵，王慶瑩，趙亞洲

（天津市農(nóng)業(yè)機械推廣總站，天津 300020）

農(nóng)用無人機作為一種高效、先進的農(nóng)業(yè)裝備，近年來在中國發(fā)展迅速，作業(yè)市場初步形成，競爭也日益激烈。目前，國內(nèi)從事植保無人機研發(fā)與生產(chǎn)的企業(yè)越來越多，并呈快速增長趨勢。國內(nèi)現(xiàn)有無人機生產(chǎn)企業(yè)近400家，天津市也達到10余家。隨著天津市土地流轉(zhuǎn)速度加快，規(guī)?；?jīng)營面積不斷擴大，農(nóng)用無人機作業(yè)市場需求明顯增加，農(nóng)民認可度不斷上升，已有多家專業(yè)合作社、服務組織等購置了農(nóng)用無人機，作業(yè)效果良好，受到廣大農(nóng)戶的歡迎。然而天津市農(nóng)用無人機發(fā)展還存在各種限制因素，比如購買價格貴、培訓飛手成本高、安全隱患多、缺少作業(yè)規(guī)范等，影響了農(nóng)用無人機的快速發(fā)展。

筆者通過電話、實地訪問、發(fā)放問卷等多種形式，調(diào)研了相關農(nóng)業(yè)合作社、種植大戶、作業(yè)服務組織、經(jīng)銷商，了解天津市農(nóng)用無人機應用現(xiàn)狀、應用前景，分析了目前無人機應用存在的問題，提出了相應的對策建議。

1 應用現(xiàn)狀

天津市最初引進油動單旋翼無人機，特點是載重量大，操作難度高，價格相對較高。因當時技術不夠成熟，使用效果不理想，未大規(guī)模應用。隨著技術的進步，電動多旋翼無人機迅速發(fā)展，具有體積小、操作簡單、價格相對便宜等優(yōu)點，迅速進入市場。

調(diào)查表明，截止到2017年末，天津市農(nóng)用無人機保有量30多臺，2017年累計作業(yè)面積2.7 萬余hm2，應用農(nóng)作物對象主要為水稻、小麥、玉米、高粱。應用地區(qū)為天津市武清區(qū)、北辰區(qū)、寶坻區(qū)、津南區(qū)、寧河區(qū)、靜海區(qū)。

從無人機類型來看，基本為多旋翼電動無人機，購買時間在2016年之后，這與近兩年無人機技術發(fā)展成熟及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求旺盛相對應。從購買主體來看，主要為農(nóng)機合作社，作業(yè)服務公司、種植大戶等。目前，農(nóng)民認可度不斷提高，對農(nóng)用無人機的需求也越來越高，超過80%的用戶表示農(nóng)用無人機作業(yè)效果高于人工作業(yè)，尤其是在玉米、高粱等作物的植保方面效果顯著。

2 應用前景

2.1 技術分析

農(nóng)用無人機按照旋翼結構分為固定翼、單旋翼和多旋翼；按動力類型分為油動無人機和電動無人機，其中油動無人機約占3%，其余均為電動無人機。

分析顯示，不同植保作業(yè)類型差異較大（表1）。人工植保作業(yè)存在過量使用農(nóng)藥問題，而且人工噴灑農(nóng)藥不均勻，易造成環(huán)境污染、人身藥害事故和農(nóng)藥殘留超標等安全隱患。據(jù)統(tǒng)計，常規(guī)噴霧法的農(nóng)藥有效利用率只有20%～30%，其余均沉降到地面或漂移到周圍環(huán)境中，不僅浪費資源，增加農(nóng)民負擔而且造成環(huán)境污染。

無人機施藥采用低容量噴霧技術替代粗放的大容量噴霧技術，運用高精度GPS自動導航技術，實現(xiàn)航空噴霧與作業(yè)噴幅的精確對接，極大地提高了植保作業(yè)的質(zhì)量，農(nóng)藥有效利用率提高35%以上。而且無人機植保作業(yè)效率高，作業(yè)時間短，預防病蟲害的發(fā)生更及時有效。

表1 不同植保方式對比

2.2 效益分析

以購置2臺載重10 L電動無人機為例，其中：（1）固定成本：2臺無人機，12組電池，2臺充電器，1臺柴油發(fā)電機，總投資約11.5萬元；（2）年運行成本：折舊費約4萬元，飛手工資約10萬元，其他費用約4萬元；（3）年收入：每臺農(nóng)用無人機每天作業(yè)面積20 hm2左右，按每年作業(yè)時間2個月計算，年作業(yè)量1 200 hm2。作業(yè)收費120元·hm2，2臺無人機年作業(yè)量2 400 hm2，則年收入28.8萬元；（4）年利潤：扣除運行成本，每年利潤10.8萬元。

農(nóng)用無人機雖一次性投入較高，但只要能達到正常的作業(yè)量即可實現(xiàn)可觀的經(jīng)濟效益。

2.3 需求分析

農(nóng)用無人機不受地形和作物高度限制，作業(yè)方式簡便，可在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的多個方面應用。既可噴藥，噴施液體肥，也可為作物授粉，適用于小麥、大豆、水稻、油葵、玉米、棉花、高粱等高矮稈作物和林果等，還適用于丘陵山區(qū)作業(yè)，實用性強。此外，農(nóng)用無人機可進行農(nóng)田航拍監(jiān)測，用于病蟲害、灌溉及農(nóng)作物長勢監(jiān)測，便于農(nóng)民更好地進行田間管理。

天津市糧食作物種植面積33 萬余hm2，2017年主要農(nóng)作物綜合機械化水平已達86%，而植保機械化水平還較低，人工植保占比仍較大。如有50%的種植面積采用無人機作業(yè)，按每年作業(yè)2次，每臺作業(yè)量1 200 hm2·a-1計算，則至少需要270多臺農(nóng)用無人機。未來幾年農(nóng)用無人機的作業(yè)需求將不斷增多，應用范圍也將不斷擴大，服務也將更加專業(yè)化、高效化，帶動天津市農(nóng)機裝備水平和作業(yè)水平的提升。

2.4 政策分析

2015年，農(nóng)業(yè)部印發(fā)了《到2020年農(nóng)藥使用量零增長行動方案》，提出：“推廣新型高效植保機械。因地制宜推廣自走式噴桿噴霧機、高效常溫煙霧機、固定翼飛機、直升機、植保無人機等現(xiàn)代植保機械，采用低容量噴霧、靜電噴霧等先進施藥技術，提高噴霧對靶性，降低飄移損失，提高農(nóng)藥利用率。”

2017年農(nóng)業(yè)部出臺《農(nóng)業(yè)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(nóng)機購置補貼引導植保無人飛機規(guī)范應用試點工作的通知》，選擇浙江（含寧波）、安徽、江西、湖南、廣東、重慶等6個省（市）開展以農(nóng)機購置補貼引導植保無人飛機規(guī)范應用試點工作。重慶、河南、湖南等地已經(jīng)出臺了地方標準，國家層面的農(nóng)用無人機行業(yè)標準、鑒定標準等也即將出臺，農(nóng)業(yè)部正在制訂《農(nóng)用遙控飛行器通用技術要求》、《農(nóng)用遙控飛行噴霧機安全施藥技術規(guī)范》等相關標準，下一步將通過制定《農(nóng)業(yè)航空植保發(fā)展指南》，重點規(guī)范飛機噴藥作業(yè)行為，落實防范措施。這些標準、規(guī)范的出臺為農(nóng)用無人機的規(guī)范發(fā)展提供了保障。

3 應用案例

3.1 天津市津南區(qū)應用案例

天津市津南區(qū)小站鎮(zhèn)東花園村，由于農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)，由村集體牽頭成立農(nóng)業(yè)合作社，2016年購買了3臺多旋翼農(nóng)用無人機。因缺乏經(jīng)驗，操作技術不到位，機具故障率較高，應用效果不理想。2017年新購置4臺大疆MG-1S型農(nóng)用無人機，培訓飛手6人，并配備柴油發(fā)電機3臺，運輸車1臺。4臺無人機每天作業(yè)100 hm2左右，2017年累計作業(yè)量3 000 余hm2，其中水稻2 400 余 hm2，玉米、高粱 600 余 hm2。

由于該合作社成立不久，人員操作技術不高，作業(yè)量未達到最佳水平，今后應進一步提高作業(yè)技術水平，提高作業(yè)效率和應用范圍。

3.2 天津市武清區(qū)應用案例

位于天津市武清區(qū)的天津保農(nóng)倉農(nóng)業(yè)科技有限公司于2016年底購買6臺農(nóng)用無人機，2017年正式投入使用，并成立了專業(yè)合作社，承擔了天津市農(nóng)作物病蟲害統(tǒng)防統(tǒng)治任務，在集中連片地塊開展植保作業(yè)，其他較小地塊輔助人工作業(yè)。該合作社擁有多年的植保經(jīng)驗，專業(yè)技術人員和配套設施完備，規(guī)劃合理，2017年作業(yè)面積1.6 萬余hm2，在病蟲害統(tǒng)防統(tǒng)治中發(fā)揮了重要作用。

該合作社作為專業(yè)性的植保團隊，運營規(guī)范化，并聘請植保專家進行技術指導。針對不同作物，從藥液配比、噴灑高度等方面開展了大量試驗，總結出一套實用的操作規(guī)范。今后擬在蔬菜植保、園林綠化、荒草防治等方面進行探索。

4 制約因素

天津市農(nóng)用無人機目前處于起步階段，存在著下列制約因素：

4.1 政府管理部門重視程度不夠

一是缺乏相應的扶持政策。作為新型農(nóng)業(yè)裝備，農(nóng)用無人機科技含量較高，價格也較高，投資較大，但目前天津市還未出臺相應的補貼和優(yōu)惠政策。二是宣傳推動力度不夠。目前主要以經(jīng)銷商或企業(yè)進行宣傳，雖然天津市農(nóng)機推廣部門近2年也召開了幾次演示培訓會，但由于缺乏項目支撐，無法開展相關的試驗示范，對指導農(nóng)戶規(guī)范作業(yè)以及與農(nóng)藝技術融合程度等有較大差距。

4.2 缺少成熟的經(jīng)營模式

天津市農(nóng)用無人機處于剛起步階段，缺少成熟的經(jīng)營模式。主要問題有：一是前期投入較高。除購買無人機外，還需要購買電池、充電器、發(fā)電機、運輸車等一整套設備，無人機價格僅占整套設備的1/3左右，農(nóng)戶單獨購買無人機往往不能取得較好的效果。二是運行成本較高，尤其是雇傭飛手的工資昂貴。而且，目前農(nóng)用無人機主要以植保作業(yè)為主，時間集中，每年累計作業(yè)時間3個月左右，其余時間均閑置，如在集中作業(yè)時間內(nèi)達不到理想的作業(yè)量，則很難運營下去。需將政府、企業(yè)、經(jīng)營主體和種植戶緊密聯(lián)結起來，探索合作經(jīng)營模式，發(fā)揮規(guī)模效應，形成良好的市場和有效的運行模式。

4.3 缺少作業(yè)標準，影響作業(yè)效果

目前，缺乏農(nóng)用無人機針對不同作物應用的作業(yè)標準，導致作業(yè)效果不理想，有時還容易出現(xiàn)藥害，尤其是剛剛購買農(nóng)用無人機的用戶，因缺乏使用經(jīng)驗，也沒有權威的作業(yè)規(guī)范指導，初期作業(yè)時容易出現(xiàn)各種問題，急需相關部門研究制定針對性強的無人機作業(yè)標準。

5 發(fā)展建議

5.1 加強政策扶持

一是對購機實行補貼，盡快將農(nóng)用無人機納入購機補貼范圍。2017年有6個省市開展了補貼試點，效果顯著。天津市目前只有北辰區(qū)農(nóng)機服務中心對本區(qū)農(nóng)機服務專業(yè)合作社給予購買無人機每臺2萬元的資金補貼。二是加強對專業(yè)植保服務組織的扶持。農(nóng)業(yè)植保的趨勢是由專業(yè)組織提供專業(yè)化服務，而植保無人機的應用涉及到飛機維護、保養(yǎng)、維修、保險、法律法規(guī)、植保應用等相關行業(yè)，需要政府部門進行扶持和規(guī)范管理。三是放寬對農(nóng)用無人機的飛行限制規(guī)定。由于農(nóng)用無人機飛行高度為2～5 m，高度較低，且飛行地點位于農(nóng)田等，一般不會對其他工作生活產(chǎn)生不良影響，而且由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)季節(jié)性較強，病蟲害爆發(fā)時需集中作業(yè)，建議政府出臺相應政策，盡可能減少對農(nóng)用無人機作業(yè)的限制。

5.2 加強監(jiān)管和指導

借鑒各試點省市的先進經(jīng)驗，逐步完善對農(nóng)用無人機的監(jiān)管。一是指導農(nóng)民選擇技術過關、質(zhì)量可靠的農(nóng)用無人機產(chǎn)品，如應具有自動作業(yè)、防撞系統(tǒng)，自動返航等功能，并指導購買相應的商業(yè)保險；二是加強對無人機作業(yè)的監(jiān)管，如加強對飛手的作業(yè)要求，飛手應取得相應的資格證書才能進行飛行作業(yè)等。

5.3 加強作業(yè)技術規(guī)范研究

農(nóng)用無人機作業(yè)效果除受自身性能影響外，還與操作技術有關，如作業(yè)時間、農(nóng)藥種類、飛行高度與速度、噴藥量等。不同作物、不同病蟲害對噴灑農(nóng)藥的農(nóng)藝要求不同，因此，應加強相關部門的合作，農(nóng)機農(nóng)藝融合，開展不同作物、不同病蟲害防治的試驗示范，研究制定適合天津市應用的農(nóng)用無人機作業(yè)技術規(guī)范，為農(nóng)用無人機應用提供技術支撐。