扬州市植保无人机发展现状分析

徐剑

植物保护涉及我国粮食安全、食品安全、生态安全和农业丰产、农民丰收，在农业生产中起着举足轻重的作用。我国能以不到世界10%的耕地，解决世界22%人口的粮食问题，机械化防治发挥了极其重要的作用。近年来，江苏省扬州市高效机械化防治技术得到了较快发展，但散户作业和背负式、担架式机械植保仍然占据主导地位，在全球气候变暖的今天，突发性大面积病虫害频繁爆发，现有植保机具早已无法满足全市防治需求。装备落后、作业效率低，致使农药喷洒成为粮食生产过程中劳动强度最高、作业次数最多、劳动力消耗最大的环节。随着城镇化步伐加快，大量的农村劳动力转移到城市，同时伴随着人口老龄化，农村劳动力日益短缺、劳动力成本不断攀升，农作物病虫害防治已成为目前制约实现粮食生产全程机械化的主要瓶颈。

植保无人机的问世，在很大程度上解决了当前农作物防治中装备落后、劳动力短缺等问题。植保无人机是通过遥控器控制的用于农业植保作业的飞行器，有固定翼、单旋翼、多旋翼三种类型（多旋翼居多），具有用途固定，低空、低速飞行等特点。其主要优势包括：作业效率高，有利于规模化生产；体积小巧，方便转场和运输；操作简便，作业灵活；适用性好，应用范围广；安全性高，降低作业人员危险性和劳动强度。因此不管在我国北方还是南方，丘陵还是平原，大地块还是小地块，农用植保无人机都拥有广阔的应用前景。

1 国内外及扬州市发展现状

1.1 国外发展状况

从世界范围来看，农业植保无人机应用较为普遍的有日本、韩国等农业机械化水平较发达的国家。由于美国农业组织方式采用大农场为主，大面积农业植保采用载质量更大的有人驾驶飞机喷药，使用无人机植保较少。

日本农民户均耕地面积小，地形多山，因此适应单旋翼植保无人机作业。早在1987年Yamaha（雅马哈）公司受日本农业部委托，生产出世界上第一台20 kg级喷药无人机“R-50”。经过20多年的发展，目前日本已有2 346架已注册的农用无人直升机，操作人员14 163人，成为世界上应用无人机植保的第一大国。日本雅马哈公司生产的植保无人机可以实现短时间内更换油箱、补充药剂、定高飞行、傻瓜式操作，用户只要一键操作，飞机将自主起飞，达到设定高度后悬停，用户可方便地操纵飞机前进后退，降低了对农民的技术要求，飞机的稳定性、作业效率和安全性大大提高。[1]

1.2 国内发展现状

我国植保无人机起步于2004年，科技部“863”计划、农业部南京农机化所等开始植保无人机的研究和推广，至2007年我国第一架工程型植保无人机开始产业化探索。从2010年起，随着国家政策推动，全国无人机企业达到300多家。深圳高科新农植保无人机产品从2012年开始参与国家杂交水稻全程机械化制种的项目研究，其节约农药使用量、提高产量的效果明显，得到多方肯定。截至目前，该公司已经在黑龙江、内蒙古、新疆、河南、安徽、海南等地对其生产的HY-B-15L型植保无人机做了大量田间试验,对性能和植保效果进行了充分验证。广州极飞在新疆试点组建了植保无人机直营服务团队，由传统的农民购买农机向购买植保服务转变，总作业面积累计达到了3.73万hm2[2]。极飞植保无人机从载机、动力系统、飞控系统、喷洒系统、航测系统、调度系统到智能气象系统等主要装备技术系统均自主研发生产，并可实现“自主规划航线，定高定速、精准飞行”，该公司开发应用“远程调度系统”，运用互联网技术，可通过手持地面站对无人机实施远程控制，大大降低了操控者的难度系数。深圳市大疆创新科技有限公司于2015年11月推出的一款智能农业喷洒防治无人机——大疆MG-1农业植保机，其精准控制的药剂喷洒泵能有效调整喷洒的方案，应对不同地形时可选择智能、手动及增强型手动的不同操作模式，该机能在无药时自动记忆中断坐标点，补充药液后可返回中断坐标点继续作业，数据保护功能可有效保障飞控系统等不受断电的影响，并能自动保持与农作物的间距。

1.3 扬州市植保无人机发展现状

扬州市位于长江中下游，属于里下河地区，全市种植面积20.8万hm2，是江苏省粮、油、畜的重要产区。全市的航空植保也随着全国发展的步伐快速前进。2015年底，扬州红旗电缆联合具有多年航空植保研究经验技术的专家，共同出资成立了江苏红旗航空科技有限公司，并于2016年推出了两款具备国内先进技术水平的植保无人机——红旗N10型和红旗N15型，这两种机型具备独有专利技术的结构设计及外观设计，一改以往植保无人机粗糙、笨重的视觉感受，小巧精致；具备全自主作业模式，作业过程无需人工干预，无人机自动生成作业轨迹，循迹性能优越，直线飞行误差极小；高精准的地形匹配系统，能适应不同地形地貌，实现自动仿地飞行功能；其系统随动的喷洒控制系统，能在作业过程中精准匹配施药量，并实时监控流量流速；配置的一体式地面站操作系统，操作尤为简单易用，用户只需如同操作普通手机一样，极大提升了非专业技术人员的作业能力。

近年来，植保无人机在全市已经出现小规模的使用，已拥有植保无人机85架（其中：宝应9架、高邮45架、仪征4架、邗江27架），均为电动多旋翼，控制模式有手动和电动遥控式，药液容量大都在10 L以上，品牌以大疆、极飞、新和莱特、红旗、绿农、即墨等为主。全市范围内，仅邗江区（2016年区财政补贴45%、2017年区财政补贴35%）、高邮市的部分乡镇（从0.5万～1.5万元不等）对购机者实施购机补贴政策，其他县（市、区）尚无相关优惠政策。全市植保无人机的作业模式主要表现为单户自购自用及开展植保服务，2016年，全市无人机植保面积近2 000 hm2，2017年达到了6 000 hm2，无人机植保在扬州市发展空间巨大。邗江区还专门成立了“飞防大队”，作业区域除了周边地区外，还进行了跨省作业，2017年以来该大队已累计完成植保服务面积6 667 hm2。

通过调研发现，一架植保无人机可盛放10 L农药，为0.67 hm2左右的农作物进行农药喷洒，每架飞机每天可以起降50次，完成植保作业33.3 hm2左右。以植保水稻价格120元/hm2计算，一架无人机一天收入可达4 000元，一切顺利的情况下，用户一年左右就能收回成本。而人工打药的作业效率大致为0.67～1 hm2/d，植保无人机作业是人工作业效率的30～50倍；人工打药作业的人工费约为150～200元/d，约225元/hm2，植保无人机作业费用仅需120元/hm2，以全市20.8万hm2种植面积计算，如果全部采用植保无人机进行植保作业，可直接节省费用2 000万元左右。在收益可观的同时，植保无人机的用户也反映了使用过程中存在的一些不足：植保无人机充电比较麻烦、续航时间短、电池价格高，操作要求高，遇电网电磁干扰大，药剂效果不明显，维修不方便等。

2 当前制约植保无人机发展的因素

2.1 农业航空法规不健全

农业航空作业涉及到民航、农机、质检等多个部门，目前存在监管部门不明确的问题。尽管我国出台了1 000 m以下低空空域将逐步对民用领域开放和 《民用无人驾驶航空器从事经营性飞行活动管理办法（征求意见稿）》等政策，对农业航空的发展具有一定的推动作用，但相关法规体系中的相关条款存在针对性不强、结合不紧密等问题。

2.2 产品标准体系不完善

目前植保无人机产品既无国家标准也无行业标准，各生产企业无据可循，导致产品质量参差不齐，农民权益及植保作业效果也得不到保证，制约了植保无人机的发展。而地方标准方面，仅湖南省质量技术监督局于 2014年1月13发布了《超低空遥控飞行植保机》一个地方标准，远远没有达到保障植保无人机发展应用的要求。

2.3 使用成本过高

一架植保无人机的价格基本上在5万～10万元之间，有的甚至10万元以上，另外还要额外配备发电机和10～12组电池，昂贵的购置费用让大多数农户望而却步。在使用过程中电池两年就要更换，其费用也不菲，大大增加了植保无人机的使用成本。

2.4 起降次数频繁

由于目前生产的植保无人机载药量为10 L左右，续航能力仅为 10 min左右，作业过程中必须通过频繁的起降来补充能量和药液，影响了植保无人机的作业效率。

2.5 飞行控制系统仍未成熟

植保无人机进入商业领域的最后一块拼图是导航飞行控制系统的成熟化。虽然目前无人机的控制系统已经由半自动、自动控制发展到智能控制，但是控制系统仍未成熟，甚至在现场演示过程中都出现过失控和坠落的情况。一旦坠落进水，飞行器将完全报废，损失惨重。在实际喷洒农药过程中还会出现重复喷施或遗漏作业的问题。

2.6 未纳入农业政策性保险

我国绝大多数植保无人机未纳入农业政策性保险，其问题在于：一是定损难。车险理赔定损因为有大量的4S店存在，有可资参考的依据。与汽车不同，无人机缺乏大量实体的4S店，具体零部件的价格与修理价格在市场上尚没有一个统一的标准，一旦发生坠机或炸机事故，理赔定损成了难题。二是保费高。无人机一年的保费少则数千、多则上万，让很多机友望而却步，这也是众多植保无人机没有参加保险的重要根源所在。

3 相关对策和建议

3.1 配套完善相关标准和政策法规

相关管理部门应早日制定我国农业无人机的制造标准、鉴定标准等，争取尽早将农业航空飞行器纳入农机补贴目录，将植保无人机纳入农业保险的扶持范畴，加大无人机植保技术的宣传，使其在生产中早日推广普及。

3.2 加强技术人员培养扩充人才储备

从农业生产需求看，农用植保无人机的需求旺盛，市场潜力巨大，需要的技术人员数量多。植保无人机属于高科技产品，操作难度大，需大量专业飞手，而目前全国无人机操作培训学校较少，目前全国仅有三家企业获得 “民用无人驾驶航空系统驾驶员训练机构合格证”。国家应出台相应政策，增加和扶持无人机操作培训技工学校,以培养更多的无人机飞手。

3.3 创新核心技术

无人机的便携性、操控性、智能化是决定用户能否正常使用与获得良好体验的关键。植保无人机必须在以下几个方面加大创新，打造产品差异性：一是创新设计，提升动力系统的续航能力；二是优化操控，打造简单、便捷、智能的飞控系统；三是优化性能，适应低空低量飞行，进一步提升喷雾均匀度（按照国际标准，无人机喷雾不均匀度要求是10%以下，但我国大部分植保无人机喷雾不均匀度高达40%～50%），提高产品适应性；四是对标国际标杆，学习改进，进一步提升产品整体品质。

3.4 完善售后服务体系

植保无人机面向广大农民朋友，这一用户群体决定了任何厂家想要构建更完善的售后服务体系，就需要建立一体化服务站点，必须要有专业的维修与技术人员向作业人员普及、指导必要的技术知识。从当前情况来看，这方面专业人才缺口巨大，大部分公司在短时间难以培养足够的专业人才和投入较大的售后网点资金。同时，只有产品在当地有很大销量时，厂家才会考虑建立自己的服务站点。因此，我国植保无人机售后服务体系还需进一步完善。

[1]中国无人机应用创新中心.农用植保无人机技术白皮书：2015 修订[R/OL].(2015-07-07)[2018-03-06].https：//wenku.baidu.com/view/2481cd3d65ce050877321386.html?qq-pf-to=pcqq.c2c###.

[2]中投顾问产业研究中心.中国植保无人机产业化发展分 析 [R/OL].(2016-10-15)[2018-03-06].https：//wenku.baidu.com/view/f5cb972f360cba1aa911dab0.html?qq-pfto=pcqq.c2c.