植保无人机的优缺点分析与前景展望
2020-01-08刘照启张蔚然
刘照启 张蔚然
(山东理工大学,山东 淄博 255000)
1 植保无人机的优点
1.1 相比人工施药的优点
与人工施药方式作对比,在效率方面,植保无人机具有高效、快速的特点,无人机在低空作业时,飞行速度为3~6m/s,喷幅可达5~9m,除去续航加药时间,1h作业面积可达5~8hm2,其效率是人工远不能及的;在安全性方面,大部分的农药对人体是有伤害的,人工喷洒过程中极易造成药物中毒,而无人机喷药不会有人员的直接参与,减少了农民与农药的直接接触,避免了施药人员药物中毒;在效果方面,人工喷药的药滴作用在作物叶片表面的居多,对农药的利用率低,很容易造成农药浪费,植保无人机通过雾化喷管喷出的雾滴,在无人机下压风场产生的涡旋扰动下,可以使药物更加均匀地覆盖在植株叶片上下表面;在施药的精准性方面,人工喷药不能够准确地喷洒到每一块区域,随着植保无人机逐渐趋于智能化和变量喷药技术的发展,植保无人机在起飞前可以进行线路规划,从而确保可以喷洒到每一块区域,并且可根据实际病虫害情况调整用药量。
1.2 相比地面机械施药的优点
与地面植保机械施药对比,在空间限制方面,由于地面机械很难行走在崎岖不平的山地,山地果树的施药是果农们一道困扰的难题,植保无人机由于其在空中作业,作业方式较为灵活,在山地果树施药中表现较好,为此提供了良好的解决方案,同时针对于长势茂盛的植物,植保无人机也可以避免地面植保机械对植物的损伤和对土地的压实;在效率方面,植保无人机航行速度快、智能化程度高,几乎不通过人员参与即可进行作业,不受地形限制,在一些丘陵或者是梯田模式的田地依旧可以保持高效、高速喷药;在经济性方面,地面式机械造价高,往往适用于大量作业,并且在作业过程易造成水和农药的浪费,植保无人机施药作业是小容量、精量化,省水省药,每亩(1hm2=15亩)地约减少50%农药使用量、90%用水量;在智能化方面,植保无人机自动化水平高,可以在进行作业之前规划好行驶路线,然后将其输入到控制系统中,植保无人机便可以自主飞行进行喷洒,作业完成后返回原地,虽然地面式机械也可实现自动控制,但由于受地形影响大,在作业过程中不确定因素多,不如植保无人机方便、快捷、安全;在社会效益方面,随着城市化进程的加快,农业劳动力日益短缺,劳动力成本不断攀升,使用植保无人机施药,劳动力投入少,可以缓解劳动力短缺与农业生产发展的矛盾。
2 植保无人机的缺点
2.1 植保无人机本身的弊端
植保无人机本身存在一些缺点,比如无人机电池需要频繁地更换,普通的植保无人机一个架次大约15min以内,这样大约每15min就要更换一次电池,频繁地更换电池不仅降低了效率,而且影响无人机的使用寿命。如果植保无人机喷施不合理,还会造成农药喷洒漂移,对操作者及环境产生危害。农药也会对飞机机体产生腐蚀,影响植保无人机的使用寿命。植保无人机价格较高也是制约植保无人机发展的弊端,并且缺少专业的操作人员和维修人员,许多农户因此不愿去购买植保无人机。
2.2 专业人员匮乏
首先,我国的植保无人机生产厂家并不多,虽然近几年发展迅速,但是相比国外来讲,我国的无人机企业还有一大段路要走,并且由于市场需求量不高,该领域的专业人才也一直处于匮乏状态,同时植保无人机领域起步较晚,也导致目前我国的无人机领域整体上还是相对落后,并且近些年来始终没有较大的突破,致使该领域的研究人员始终没有被带动起来,导致很多关键技术不能突破,进而影响植保无人机的进一步发展。此外,人们的思想意识也没有转变,对新事物的排斥心理依然存在,特别是从事农业生产的相关基层人员,很少有人愿意去学习使用植保无人机,或者由于客观条件无法学习植保无人机的相关理论与应用,导致在农业植保行业中始终缺少飞手和维修人员,影响农业航空领域的进一步发展。
2.3 法规体系不健全
首先,国家缺少专门的监管部门,缺少足够的扶持政策,缺少对植保无人机的宣传与推广,虽然近年来无人机行业被列为国家补贴试点产品,但是植保无人机依然很少被采购。其次,由于法律法规体系的不完善、人们思想意识不转变,企业要想在植保无人机领域有所发展,必然要在前期投入大量的宣传成本,在后期投入大量的售后成本,这些就导致了植保无人机领域的发展始终缺少企业的推动。同时,无人机行业商业链条不健全,包括宣传、购买、培训、保险、售后服务等,从而导致植保无人机行业发展缺少依托,影响其发展。
3 植保无人机的前景展望
3.1 发展历程稳扎稳打
2014年、2015年“中央一号文件”提出“要加强农用航空建设”,这为植保无人机提供了重大发展机遇;2015年2月,农业部印发《到2020年农药使用量零增长行动方案》,2017年9月,农业部、财政部和民航局三部委联合发布通知,宣布2017年选择浙江、安徽、江西、湖南、广东、重庆等6省市开展植保无人机补贴试点;2018年3月,农业部、财政部联合印发了《关于做好2018-2020年农机新产品购置补贴试点工作的通知》,明确表示要鼓励无人机在植保领域的发展创新,推动植保无人机行业的发展。
3.2 发展前景一片大好
植保无人机本身具有受地形影响因素小、效果好、效率高、农药利用率高等优势,目前国家相关部门也不断加强植保无人机的宣传与推广,许多高校也成立了农业航空领域相关的团队,培养该领域的优秀人才,科研院所的植保领域、农业航空领域的教授也在不断增加,政府不断推行飞行植保社会化服务等等,这些现象都在不断推动我国农业航空领域的进一步发展,展现出该领域未来广阔的发展空间与前景。