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蒸汽机的发明与应用,在短时间内改变了整个世界的面貌。
——马克思

2016-08-02

中国农村科技 2016年4期
关键词:药械植保机械化

蒸汽机的发明与应用,在短时间内改变了整个世界的面貌。
——马克思

治效果差

当前中国粮食作物生产过程中,植保仍以手工、半机械化操作为主,据统计,中国目前使用的植保机械以手动和小型机(电)动喷雾机为主,其中手动施药药械、背负式机动药械分别占国内植保机械保有量的93.07%和5.53%,拖拉机悬挂式植保机械约占0.57%,植保作业投入的劳力多、劳动强度大,施药人员中毒事件时有发生。据统计,中国每年因防治不及时,病虫害造成的粮食作物产量损失达10%以上。

使用无人机喷药,不仅喷洒均匀,雾化效果好,而且如果使用无人直升机作业的话,作业时会产生一个很强的下压风场可以直接将药物喷洒到植物根茎部,确保防治效果。同时通过人机分离的方式,农药在喷洒过程中避免接触到人体。

2.我国农业植保机械化程度低、进程慢

植保无人机与传统植保方式对比

我国植保机械化程度低、进程慢,主要因为植保环节对机械化要求非常高,农作物在生长阶段,如果机械植保技术不过关,那结果将是毁灭性的。无人机作业适应性非常强,不受山地、丘陵等地形环境、种植方式、植物的高低因素影响,可以非常有效地解决作业难的问题。不受作物长势的限制,可解决作物生长中后期地面机械难以下田作业的问题,例如:作物生长至封行后行垄不清晰,特别是对于玉米等高秆作物,玉米大喇叭口期高度一般都在1.2米以上,与拖拉机配套的普通悬挂式、牵引式喷杆喷雾机难以进入进行杀虫剂、杀菌剂、除草剂以及催熟脱叶剂、增糖剂、叶面肥料等喷洒作业,尤其在丘陵山区交通不便、人烟稀少或内涝严重的地区,地面机械难以进入作业,航空作业可很好地解决这一难题。

农用飞机航空作业速度快、突击能力强、防控效果好,飞机飞行产生的下降气流吹动叶片,能使叶片正反面均能着药,防治效果相比人工与机械提高15%~35%,应对突发、暴发性病虫害的防控效果好。

3.人工药物喷洒无标准,药量不可控,植保无人机可实现农药精准喷施

中国农业大学药械与施药技术研究中心主任何雄奎曾表示“现代农业需要现代植保,现代植保需要高效药械”。我国夏季高温多雨,病虫发生严重,每年防治面积60多亿亩次,每年农药使用量在30万吨以上(市场上商品农药制剂使用量100万吨),这些农药主要靠药械进行喷洒。由于植保机械落后,加上使用方法不当,不能均匀施药,导致农药利用率极低,只有30%左右的农药被有效利用,70%左右的农药不仅没有发挥防治虫害的作用,还对生态环境造成了严重污染。植保无人机则可以采用先进的技术对喷头进行控制药量做到精准喷洒;雾滴的高度雾化可以确保农药在植物表面的有效附着,提升防治效果。

4.规模化、机械化催生了无人机植保的需求

在美国,一个农民可以养活125个人,而中国只有其十分之一,为什么? 究其原因为没有掌握核心技术,机械化程度不高,农村土地流转集约化管理、统防统治难以实现。而植保无人机每天几百亩的作业效率,可以从根本意义上解决规模化作业,推动农业规模种植和机械化进程。

5.国外植保无人机应用趋于成熟,而国内无人机植保渗透率极低,弹性大

农村人口老龄化、缺失,农业机械化有必然性。

据中国农机流通协会的调查显示,农机合作组织、种粮大户、家庭农场、农民合作社在消费主体中的比重正以15%的年均速度快速增长,新型农业主体的崛起,以及新形势下农资市场的一系列变革,都在为我国农用飞机作业的发展提供有利的条件。

农田远离城市,安全飞行距离足够大,不需要飞跃民居或住宅,并且为了达到最佳喷药效果需要低空低速飞行(一般低于3米,飞行速度小于10米/秒),很好的规避了全球大部分市场的空域管理限制,有潜力快速渗透;由于需要负重飞行,对飞行控制、稳定性、巡航能力都有更高的要求,从技术上有别于目前主流的无人机产品,有一定的技术壁垒。

耕地、播种、收割机械化渗透率六成,较为成熟

我国的农业机械化率,由分别计算机耕、机播、机收面积占总用地百分比,再利用权重系数相加而得,可以理解为使用机械的渗透率。2014年中国农业综合机械化率达61%。占全国总耕地比例超70%的小麦、水稻、玉米的机械化率均超75%,且耕地的机械化率均超过95%。

机械化植保作业面积覆盖率极低,无人机应用弹性大

在当前我国农业生产过程中,农作物保护仍以人工加手动、电动喷雾机这样的半机械化装备为主,约占作业总量的99%。机械化植保设备,如拖拉机悬挂式施药施肥机械仅占不到1% 的份额。

据统计,在日本无人机植保已占总耕地面积的54%,美国占50%,世界平均水平也已经达17%以上,这些数据表明无人机植保对世界而言已不是一个全新的概念。对这个行业代表国之一的日本而言,无人机植保在其国内已经发展了近30年,2012年,业内有人士估计日本约有3000架无人机在日本农田上作业,其中有60%的水稻田采用无人机完成。

6.植保无人机属于农机系列,农业智能化装备迎来了国家政策的支持

在我国,政策也是推动市场发展的重要因素。从深圳高交会以及合肥的“第31届中国植保信息交流暨农药械交易会”传出的信息显示,我国工业级别的无人机市场,有望从植保无人机兴起。

第一,中央一号文件连续13年聚焦“三农”问题,连续3年主题为加快推进农业现代化。明确提出“要加强农用航空建设”, 为植保无人机提供了重大机遇。

第二,农业部的《制定2020年农药使用量零增长行动方案》。农业植保无人机采用喷雾喷洒方式,效率高于常规喷洒数十倍,并可以节约50%的农药使用量、90%的用水量。2015年2月,农业部印发《制定2020年农药使用量零增长行动方案》,要求淘汰传统喷洒工具,推进主要农作物生产全程机械化作业;2016年500个县试点,重点推进高效植保设备。

第三,土地流转政策。随着土地流转步伐加快,土地大量集中之后,对现代化智能农机的需求越来越大。

第四,部分省份区域已将植保无人机纳入农机补贴。中央补贴政策出台后,预计2016年起,江西、福建等省份会将农用无人机纳入补贴名单。我国关于农机补贴的范围、品目、地方农机机具自定等规定不断调整日趋完善,植保无人机纳入农机补贴范围会在不久的将来实现。

发展前景:全产业链具备经济性,推广热度大

农业航空植保效益高

无人机成本回收

中国植保机械以手动和小型机(电)动喷雾机为主,手动施药药械占国内植保机械(地面)保有量的93.07%,背负式机动药械5.53%和拖拉机悬挂式植保机械占比0.57%。25千克有效载荷的单旋翼油动力无人机和15千克有效载荷的单旋翼电动无人机进行喷施作业的年度收益分别是机动喷雾机的33倍和25倍,是人工手动喷雾(不含人工成本)的133倍和93倍。

无人机具有更高性价比

在病虫害防治、卫生防疫消杀上有优势。但若作业过高,雾滴飘移难控制且易造成污染,若作业过低,易发生撞击事故。人机与无人机相比,载液量更大、喷洒作业效率更高,在大面积农田无人机中,油动力无人机药箱容量一般为1 0~2 5升,较电动无人机8~1 7升的大,且作业效率高。但是相对电动无人机,其进入门槛更高,操作复杂,售价高,回收周期长。目前电动无人机更具有吸引力。

专业无人机市场空间最大

以农业大省河南为例:全省1.6亿亩农田,当前流转面积25%,通过草根调研了解到市场一般应用情况,即每万亩土地需要无人机3架,当前需要无人机=16000万亩×25%流转×3架=1.2万架无人机。无人机植保服务市场空间巨大,全国20.27亿亩耕地,2013年农作物病虫草鼠发生面积73亿亩次,每亩15~20元收费,按全国农作物虫害面积33%渗透率计算,年植保服务费361~482亿元(注:普通大田作物收费15元/亩,经济作物、果树等收费30元/亩)。

综上述,植保无人机定会成为农业机械化,智能化生产中的必备工具,成就未来千亿级植保市场,开启一个全新的农业植保时代。蒸汽机之于18世纪的工业革命正像是现在的植保无人机之于农业植保升级。植保无人机必将成为农业植保的“蒸汽机”,引领中国植保进入“飞时代”。

四旋翼植保机

从未来农业的发展来看,使用无人机技术和机器人技术,引入大数据服务于精细农业是大势所趋。而这些技术的普及很大程度上依赖整个国家的科技、工业水平。从当前来看,我国无人机植保距离真正的实现市场化还有一段很长的路要走。

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