江苏农垦植保无人机发展现状与趋势

刘 刚

（江苏省农垦农业发展股份有限公司，江苏 南京 210019）

0 引言

江苏农垦现有18个农场，土地面积12.12万hm2，其中耕地面积6.67万hm2，主要从事农业科技研发、农作物种子育繁与规模化种植、麦稻与粮油等农产品加工销售、贸易物流、农业社会化服务等，围绕现代农业实施全产业链一体化经营。江苏农垦以种植稻麦为主，近几年，病虫草害重发，已威胁到农产品的产量和质量，如何高效精准防治稻麦病虫草害一直是江苏农垦实现现代农业高质量发展的关键课题。“十三五”期间，江苏农垦病虫草害防治以自走式喷杆喷雾机为主，该类植保机具有作业幅宽大、效率高等特点，但存在着农药有效利用率低、易陷车等问题，长期使用机耕道破坏严重，影响稻麦的产量和质量，很难适应现代农业高质量发展的要求。

植保无人机是近几来在农业装备领域发展最快、推广力度最大的植保机械，其作业高效、运输便捷等特点被社会认同。植保无人机的出现，改变了传统农业的作业模式，提高了工作效率，节省了大量的人力、物力等资源，增强了植保作业安全性，为确保农业大丰收提供了有力的保障。植保无人机以RTK高精度定位，通过地面遥控或自主飞行实现植保作业，药剂、种子、肥料均可喷洒。与传统高地隙植保机相比，植保无人机作业具有高效、精准、智能程度高、操作简单、适用性广等特点，应用前景非常广阔。

1 江苏农垦植保无人机应用现状

2012年，江苏农垦滨淮农场从山东易田农业机械有限公司引进2台大型自走式喷杆喷药机开展试验示范，2013-2015年在江苏农垦部分农场开展推广，小麦虽实现了全程机械化，解决了田间管理难题，但因该植保机可靠性不足、故障率高、自重大易陷车，且价格昂贵，并未实现大面积推广。同年起，江苏农垦各农场也积极引进植保无人机，引进大疆、极飞、汉和等各类无人机开始试验，引领农业生产从传统人工担架喷药、机械喷药向无人机智能化喷药转变。自2012年引进第一台植保无人机进行试验示范，到2020年，江苏农垦航空植保飞防面积达100万hm2。尤其是2020年上半年，随着人工成本的急剧增加，务农劳动力年龄越来越大，农业无人机实现井喷式推广。目前，江苏农垦植保无人机推广了400余台，主要以多旋翼为主，药箱容积10～40L，油动植保无人机因灵活性差、机身大、维护较复杂、推广较少，多旋翼植保无人机逐渐成为推广主力，以电机为动力源，起降迅速，单次飞行时间一般为10～15min，具有结构简单、维护方便、飞行稳定等特点，逐渐被江苏农垦各农场认可。

2 存在问题

2.1 适用药剂缺乏

从传统的高地隙植保机发展到大面积推广的植保无人机，是现代农业装备新亮点。在农垦系统实现超大规模推广，需要技术配套，缺乏无人机飞防适用药剂是当前推广农业人机的短板之一。使用无人机实现超低量喷雾，减低了用水量，以小麦赤霉病防治为例，从高地隙植保机每667m2用水量20～30kg减少到精量喷雾用水量1.0～1.5kg。水量虽减少但药液浓度增加，若喷洒不均匀，将降低飞防效果。现有飞防药剂市场，国内未成功研发出系列性价比高、质量较好的专用飞防药剂，国外飞防药剂研发虽起步早，但价格昂贵，限制了推广应用。在植保作业过程中，为保证无人机飞防效果，通过提高药剂的浓度、增加亩用水量来完成。但部分药剂因浓度有使用限制，飞防使用的药剂种类受限，轮换药剂难度大，加快了病虫害抗药性的提升，防治难度加大。

2.2 缺乏专业的人才队伍

专业的飞手是集植保无人机操作、维修、养护于一体的复合型人才，需要熟悉植保无人机作业过程所涉及的各个环节，包括作业规划、植保及施药技术、地面协调组织与安全事项等。当前，植保无人机严重缺乏专业的飞手，误操作易发生炸机甚至安全事故。同时，国内高校缺乏植保无人机研发、飞行专业设置，社会化专业培训机构缺乏，且缺乏健全的培训机制、培训费用较为昂贵，致使专业植保飞行人才队伍面临着匮乏的局面。

2.3 植保无人机可靠性能不高

从全国来看，植保无人机生产企业超过400家，大部分企业没有自主研发能力，主要从事无人机组装，飞行算法研发、无人机关键部门研发投入小。大疆、极飞等生产企业是植保无人机市场的龙头企业，均有设计研发、加工制造能力，且年投入研发资金较足，每年均有无人机新品发布，引领了中国植保无人机的发展。部分企业因无人机产品更新较快，可靠性未经长期验证，加之飞手操作不规范，导致炸机、坠机事故频发。

3 江苏农垦无人机发展趋势

3.1 拓展植保无人机“植保+”作业

2021年，江苏农垦建立了133.33hm2全程机械化示范园，全程采用无人机实施病虫草害防治，全程无人机撒肥作业，通过平衡增产，示范园小麦每667m2平均产量超过650kg，为下一步无人机功能拓展奠定了较好的基础。无人机实施病虫草害防治是基础功能，拓展植保无人机撒肥、播种功能势在必行，且有较好的技术条件，在现有植保机产业升级的同时，植保无人机技术飞跃发展，发展植保无人机“植保+”作业未来可期。

3.2 实施精准喷施作业

精准施药作业是植保无人机发展的重要任务，通过无人机进行作物监测，发挥多光谱效能，对杂草进行精准识别，借助低空遥感无人机进行植物扫描，创建精准的植保作业处方图，按照处方图进行作业路线的设定、喷洒量的决策，特别适用于精准除草。

3.3 实施无人机作业监管

作业质量监管是否到位也影响着无人机大面积推广。当前，国内无人机生产企业数量多，国内还尚未建立起打通企业技术保护壁垒的无人机作业监管系统，对无人机飞行速度、药液用量、飞行高度等技术参数未实现在线监管，植保防效差异性较大，因作业监管不到位，出现了防效明显下降的现象，部分农场小麦赤霉病、水稻稻瘟病仍坚持使用自走式喷杆喷药机喷雾，为确保稻麦产品符合国家质量要求，实施多厂家无人机并线作业监管势在必行。