农用无人机进入发展快车道

杨 柳

我国作为农业大国，18亿亩的基本农田需要大量的农业植保作业。目前，我国三大主粮作物小麦、水稻、玉米的综合机械化水平均超过了80%，然而，在劳动强度非常大、农民最望而生畏的的植保环节，机械化植保的水平仍比较低，很多统计资料都省略去了此项。以水稻为例，水稻常年种植面积达3000多万公顷，稻种植的各环节中，除了病虫草害的防治，其它环节都已基本实现机械化，而病虫草害严重影响着水稻产量。资料显示，我国历年水稻病虫草害的防治面积约占35%。但是，由于稻田条件特殊，不同于旱地，地面装备在田中行走较为困难。农业机械难以进入地块喷施农药，即使选用先进的农药喷施机械也会对农作物植株造成一定的损伤，影响产量。人工手动喷雾器和背负式喷雾器也存在作业劳动强度大、时间长、作业质量差等问题，而且受药面积和受药程度不均匀，达不到预期效果。于是，专业化病虫害防治成为新的要求。专业化病虫害防治专业技术要求高、实际田间情况差异大，发展缓慢。

近年来，随着植保机使用场景更加广泛，作业效率高，人员伤亡率低，让许多农民感觉到了它的优势，同时也引起了地方政府的高度重视。随着近年来一些地方不断加大植保无人机购置补贴试点并在2021年正式纳入中央财政购置补贴范围，遥控飞行植保机的发展前景将更加广阔。

2020年补贴公示销量数据显示，包括江苏省、湖南省、山东青岛等在内的23个地区、单位，均有植保无人飞机的销售数据，共计销售1.6万余台，实现销售额8.07亿元。从植保无人飞机的地区销量分布来看，只有江苏省、湖南省和安徽省，这3个地区销量，超过了1000台。前十大畅销植保无人飞机产品销售12869台，占总销量的80%。

市场前景广

从农业生产过程来看，病虫防治是技术含量最高、用工最多、劳动强度最大、风险控制最难的环节。许多病虫害具有跨国界、跨区域迁飞和流行的特点，还有一些爆发性和新发生的疑难病虫也危害严重，农民一家一户难以应付，常常出现“漏治一点，危害一片”现象。加之农村大量青壮年外出务工，务农劳动力结构性短缺，病虫害防治是当前农业生产者遇到的最大难题。

而农用航空植保机具有的一系列的优点，让无人机在农业领域有着广阔的应用前景。首先，无人机作业效率高，每架每小时的作业效率可以达到60亩，每天作业面积300亩，是地面机械的3倍，人工喷洒的30倍，有利于病虫害统防统治与土地流转后的组织化、规模化经营，解决人力短缺问题。用水量少，配套药剂要求高，一定程度上推动了先进农药品种、环保剂型的应用；防治效果好，减少农药浪费，大型器械喷雾雾滴细，覆盖范围广，农药使用率高。

而无人机低量喷雾可保证土壤健康质量，又能节约农民的投入成本。农业无人直升机采用低量喷雾，可节省90%的水和50%农药，农药有效利用率35%以上。通过喷洒装置将药剂高度雾化，直接作用在农作物上，避免了与土地的直接接触，使药剂对于土地的影响降到最低，保证“土壤健康质量”，而且无人机是遥感作业，可以保证作业人员不受农药危害。

植保无人机空中作业，不受地形环境影响，起到地面机械和人工不可替代的作用。尤其是遇到内涝严重季节、山地、丘陵等地面机械无法进行地面作业，此时惟有飞机可以发挥它的独特性能，实现农事操作，并有利于在作物生育期内增加叶面喷施微量元素、叶面施肥、促进作物早熟、健身防病、提高品质。工作中旋翼产生的向下气流使植物叶面发生翻转，对农药产生向下作用力，有助于增加雾流对作物的穿透性，使叶片正反面均能着肥着药，同时还能杀死空气中流动的病原菌和害虫，提高防治效果。

目前，在国内外无人机喷洒技术均已经比较成熟，如中小田块的病虫草害防治或大田内局部的精准施药以及丘陵山区的病虫害防治等。目前，美国已开展了无人机的航空喷洒方面的研究，日本从20世纪90年代起将遥控直升机用于大田作物、果树和蔬菜的病虫害防治，从而实现合理施肥和农作物品质管理，还可判断作物的生长状态。

体系配套需协同

众所周知，随着近年来农业现代化进程的不断推进和市场需求的不断增加，无人遥控飞行植保机正不断应用到实际植保作业中。面对庞大的农业植保市场，国家相关部门和企业纷纷加大技术研发和资金投入，随着通用航空技术和无人机技术水平的逐渐成熟，农业遥控飞行植保机械的功能，技术水平和安全水平也在逐渐完善提高。从飞行控制系统、到发动机、电机、遥控通讯设备、导航系统等都已达到航空植保的技术要求和低成本价格区间，所以，仅从技术和成本方面来说，已具备大规模推广使用农业无人遥控植保机械的基础和前提条件。

目前农业遥控无人植保机械生产企业良莠不齐，很多生产企业都是从模型行业转行而来，不具备较强的技术力量、研发实力和后续维修保障能力，又没有相应的行业标准和国家标准进行规范，造成产品质量参差不齐，在实际应用中容易出现安全事故及质量纠纷。

植保无人机的发展还需要相关产业如农药产业的协同发展和相关标准的跟进。有资料显示，我国每年农药中毒人数有10万之众，致死率约20%。我国传统的植保作业主要还是使用人工和半机械化喷洒，大多采用传统的农药制剂，在使用过程中需加入大量的水进行稀释。而航空植保的特性所至，一般应采用高浓缩药液，通过航空专用喷头进行雾化喷洒作业。但与此相对应的，中国目前大多农药生产厂家并没有专业针对航空植保研发生产高浓缩药，严重阻碍了航空植保的推广及应用。而最重要的是，没有专门的航空农药制剂相匹配，无人遥控航空植保机械进行植保作业时，容易造成灭杀效果不佳或喷洒过量等药害问题。

农业遥控无人植保机械的作业区域、飞行高度和飞行范围管理目前还处于空白，没有相关的植保作业飞行规范和飞行区域划分和限定。目前农业遥控无人植保机械应用方兴未艾，为使行业的健康发展，也亟待制定相关行业标准和国家标准，使农业遥控无人植保机械生产、销售、维修等做到有章可循、健康有序发展，同时还要大力推进配套航空高浓缩药液的研发、生产、推广使用。

安全指标最关键

诚然，在所有产品指标中，安全指标无疑是最重要的。相对于军用无人机系统，农用遥控飞行机械虽是近距离应用，但飞行条件和环境更复杂，特别是中国农村，低空、坡地、丘陵山区、小地块、田间高压输电线路、房屋建筑、田间林网大量存在，可能产生的飞防作业过程中的载荷变化、电磁干扰等，对飞行机械系统、机身结构、耐腐性能及遥控遥测信号数据传输等精准可靠性要求更高。

不同于传统农用机械，无人植保机对操作人员素质及技术水平精度要求较高。不仅要熟悉飞行控制和整体系统的知识，还要求做事细致态度严谨，严格遵照操作流程及飞行标准执行，定期参加培训和相关内容的学习，熟练飞行。

中国农机化协会农用航空分会主任委员杨林称，有些飞机在喷洒农药的过程中存在安全隐患，这有几方面的原因：一是买了零部件和飞控系统自己组装，二是自己研发的产品性能不高，三是操作起来复杂，不容易上手。由于以上几个方面的原因，国内农用无人机企业还需要进一步提升技术、质量与安全水平。他认为，无人植保机的安全是需要无人机公司、药企、培训机构、协会、科研院所、政府、合作社、农业集团等多方合作才能做到的，加强技术研发和创新、提供从业人员素质、建立无人机标准、人员培训考核标准、安全生产标准，建立无人机分级管理，建立作业人员资格分级、认定、备案机制，建立无人机准入机制，引入飞行器、作业人员、第三者商业保险，监督相关农药、药械的管理。

2018年发布的《植保无人飞机质量评价技术规范》作为我国首个植保无人飞机行业标准，该项标准的发布实施，将引导企业规范植保无人机的生产经营活动，促进植保无人飞机推广应用，为相关的检测机构提供检测依据，满足农业部、财政部、民航局《关于开展农机购置补贴引导植保无人飞机规范应用试点工作的通知》中试点产品技术条件检测的需要。标准的全面实施，将大幅提升植保无人飞机的安全性，淘汰部分不合格产品，净化市场，使得未来植保无人飞机产品完全满足政府主管部门的监管需求，推进民用无人飞机合法化进程；同时，也将提升植保作业效率、降低农业生产成本，促进农业发展方式转变，破解我国农业生产中劳动力短缺的问题，对促进农业稳定增产和农民持续增收，加快推进农业现代化，保障国家粮食安全具有十分重要的意义。