仙居县植保无人机飞防技术推广中的几点思考

应俊杰 杨俞娟 林泽宇 应雨蓓 周奶弟 王会福

（1.仙居县农业农村局 浙江仙居317300；2.仙居县埠头镇人民政府 浙江仙居317313；3.仙居县下各镇人民政府 浙江仙居317312；4.台州市农业科学研究院 浙江临海317000）

近年来受农村劳动力的大量转移、农业人口老龄化加剧、农村土地确权全面开展、种粮政策提倡适度规模经营等多方面影响，农村土地流转越来越普遍，催生了大量农业公司、专业合作社、家庭农场、种植大户等开展规模化种植。由于农村劳动力短缺且人工成本高，促进规模化种植主体由传统农业向现代化、机械化、轻简化方向转型升级，以机器换人的方式节本增效，成为主要趋势。植保无人机是以无人驾驶直升机为载体，配置高效低量施药装置，能实现农药低空高效喷施的先进装备，以其高效、节水、省药的优点有良好的市场前景，可以有效解决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。

在此过程中，县级基层农业农村部门在推广植保无人机飞防技术的时候不仅在购置补贴方面给予支持，更在技术应用、试验示范、防效评价、环境风险评估等方面开展相关研究，以提高广大种植户对植保无人机飞防技术的理论支撑，促进植保无人机产业的高质量、高效益和安全可控、健康发展。为此，仙居县农业农村局从2018年开始积极探索植保无人机飞防技术，推动植保技术现代化、机械化水平，现将仙居县在植保无人机飞防技术示范与推广工作进行总结分析，为县级基层农业农村部门开展植保无人机飞防技术推广工作提供参考。

1 当前仙居县植保无人机推广现状

仙居县是典型的浙南山区农业县，有“八山一水一分田”之说，县域总面积200万m2，一直坚持走绿色高质高效发展道路，其中水稻种植技术采取不同轻简化栽培管理策略，主要以“钵苗抛秧+病虫绿色防控体系”为主，打造了神仙居大米、杨丰仙米等一系列区域公共品牌，通过提升农产品溢价来促进农民增收。

但是，长期以来仙居县农作物病虫草防治均以担架式喷雾器和背负式喷雾器等小型植保器械进行人工防治，植保机械化水平不高。仙居县农业农村局根据本县实际，经研究认为电动多旋翼植保无人机具有结构简单、维护方便、操作灵活、起降方便、飞行稳定、作业高效等优点，具有很好的应用前景，有助于提升专业化统防统治和植保机械化水平、提高农作物病虫防治效率等。为此，从2018年开始在水稻、油菜等主要作物上首先开展植保无人机飞防技术示范与推广工作，截至目前全县已有1个服务组织和6个规模种植户，购置12台多旋翼植保无人机，年飞防作业面积达到2.5万亩次。

2 植保无人机在仙居县农作物防治病虫草上的应用

植保无人机飞防的防效到底如何，是管理部门、研究人员、生产厂家和农民都密切关注的问题。根据农业农村部统计，截至2017年底，全国植保无人机保有量为14000多架，从事航空植保的服务组织已超过400家[1]。目前植保无人机已经在包括水稻、小麦、玉米、甘蔗、果树、棉花等多种作物上进行了病虫害防治作业，实际效果证明已经能够达到实用水平，但对植保无人机作业的喷雾质量、防治效果、环境安全等方面还缺乏系统性的评价。此外，农药剂型是影响防效的关键因素，但目前植保无人机施药专用商品化农药制剂仍在研发阶段，市面上的农药标签也没有针对植保无人机飞防的说明和推荐剂量，需要逐步规范，在实际使用上基本使用常规农药添加专用飞防助剂来保障防效[2]。而且植保无人机飞防相关技术如飞行高度、飞行速度及出水量等方面尚需完善，因此在无人机飞防技术示范推广过程中，要重点关注相关试验报道，结合本地实际开展不同作物病虫草上的防治试验示范，在不断总结后逐步渐进式推广应用。

2.1 水稻病虫草害的防治

植保无人机飞防技术在水稻病虫防治上的应用最广泛，技术也相对成熟。大量研究结果表明，植保无人机与常规植保器械对水稻二化螟、稻纵卷叶螟、纹枯病、稻曲病和稻瘟病等水稻主要病虫害的防治效果较好或相近，可替代常规植保器械开展水稻病虫害防治[3-5]。但由于无人机喷雾在水稻冠层的沉积分布为由上到下递减，而电动喷雾器在水稻冠层的沉积分布由上到下分布均匀[6-7]，因此在水稻生育后期在水稻基部取食危害的褐飞虱大发生时的局限性明显，浙江省植保检疫与农药管理总站2020年第11期、12期病虫情报明确表示不建议使用植保无人机防治褐飞虱，确实需要使用的要加大亩用水量到3 L以上（如陈豪明[3]等试验结果显示植保无人机加大水量对褐飞虱防效可以在84%以上）。但是由于水稻褐飞虱防治窗口期短，用工紧张且人工防治效率低下，容易错过防治适期，而使用三氟苯嘧啶等高活性新型农药添加助剂并加大水量开展飞防作业，也可以达到较好的防效（如2020年8～9月在仙居县下各镇独山村等地开展三氟苯嘧啶防治褐飞虱试验，结果显示飞防防效在90%以上）；另外2021年仙居县田间褐飞虱发生严重不均衡，前期应用植保无人机飞防的田块由于添加了少量内吸性好的吡蚜酮兼治褐飞虱，高峰期都未达到防治指标，起到了很好的预防作用。综上所述，植保无人机飞防在仙居县水稻主要病虫害防治上都取得了一定的效果，可以适当推广应用。

需要指出的是，近年来仙居县水稻生产上白叶枯病又有上升流行趋势，该病一旦发生极难防治，单靠化学药剂防治难以达到理想的效果，在此过程中，植保无人机主要有2个方面的应用，一是通过植保无人机加装抛撒装置来替代背负式机械撒施颗粒状化肥，可以有效减少因不当施肥造成水稻叶片损伤，从而减轻了白叶枯病的侵染概率；二是在仙居县下各镇马垟村开展不同器械施药对水稻白叶枯病防治效果的影响试验，结果显示植保无人机对白叶枯病的防效为84.36%，高于常规器械7个百分点，田间表现为能有效防止发病中心进一步扩散。

2.2 油菜病虫害的防治

油菜是仙居县最主要的油料作物，年种植面积约1400 hm2，仙居县农业农村局近年来积极推广“单季稻-油菜”轮作模式，使油菜种植面积进一步扩大，并充分利用资源每年举办油菜花节，是浙江省最具影响力的十大农事节庆之一，极大地带动了全域旅游的蓬勃发展。油菜菌核病是油菜生产上最主要的病害，一般防治适期为油菜初花期，植保无人机相对于常规植保机械开展防治更能保护油菜花景观的完整性、可看性和持久性。例如仙居县在双庙乡公平村、朱溪镇杨丰山村等地结合水旱轮作等农业防治措施开展无人机飞防试验示范，油菜菌核病防效在85%以上，兼治油菜蚜虫，但在山区梯田的操作难度大。

2.3 玉米草地贪夜蛾、红火蚁、蚊蝇类害虫的防治

应用植保无人机在防控玉米草地贪夜蛾、红火蚁及蚊蝇类害虫上也有很好的推广应用价值。例如草地贪夜蛾具有寄主广泛性、迁飞扩散性、危害严重性及繁殖能力强等特点，可应用植保无人机进行统防统治；又如在红火蚁疫情根除过程中可采用地空联合作业，通过植保无人机撒播毒饵的方式以消除人工难以进入开展作业的死角盲区，效果显著。

3 制约仙居县植保无人机发展的因素

3.1 飞防成本高昂

成本高昂是制约无人机飞防技术推广普及的最大因素。种植业效益本就不高，依托适度规模化来节本增效是增加收入的主要途径，在一项新技术的推广阶段，对价格格外注重的种植户往往会持观望态度。植保无人机虽然效率高，但高昂的售价和维护成本与节本背道而驰，而处于快速发展期的植保无人机更新淘汰快，高折旧进一步推高了成本。例如仙居县新梅种养殖专业合作社和仙居县中伟种养殖专业合作社在2019年各购置了3台极飞科技XP2000型四旋翼植保无人机，市价9.2万元/台，推广项目补贴6.5万元/台；又如仙居县羿新农业发展有限公司等3家规模种植户2020年各购置了1台高科新农M45型六旋翼植保无人机，市价5.2万元/台，农机购置补贴2万元/台，而售价更低的高科新农M45型六旋翼植保无人机在飞行稳定性、智能化方面都超过极飞科技XP2000型四旋翼植保无人机，并可实现自主飞行、断点续航、夜间作业等功能，仅1年时间就实现了技术换代、价格腰斩，如果脱离高额的政府补贴，显然是种植户难以接受的。

此外，植保无人机的使用成本还来自人工和电池。目前植保无人机飞防服务价格每亩约8～10元，在飞防作业开展过程中，每台机器需配备2～3人，人工成本占比在40%以上。电池以动力锂电池为主，平均续航时间约10 min，而充电时间约1 h，为保障植保无人机飞防连续作业，需要频繁更换电池。以每天工作6 h计算，至少需要备10～20块电池才能保证正常作业，而1块动力锂电池市价约2800元，轮换电池的价格甚至超过植保无人机价格。根据植保无人机的药电配套技术推算，1块电池每次可防治约1.3 hm2，寿命50～200次充放，平均折旧成本1.4元/亩，加大水量防治则成本更高。而废旧电池目前尚无成熟的回收体系，未经专业处理而丢弃的电池对生态环境的影响显而易见。

3.2 经营理念落后

当前仙居县种植规模化程度还较低，全县水稻规模种植比例仅15%，大部分还是以散户种植为主，规模种植也受各种因素影响难以集中连片，严重制约农业现代化、机械化发展。农业人口普遍老龄化，规模种植户平均年龄也在50岁左右，生产经营理念落后，对新事物、新技术的接受能力有限，各项农事作业都要亲力亲为，不放心统防统治等社会化服务组织提供的服务。农户在配药时很少采取二次稀释法，施药时操作粗放，作业完成后又不注重机械的日常维护、保养和检查，往往防效不如预期，甚至造成药害。此外，田间情况复杂，电线杆、树木、杀虫灯等各类障碍物附近容易漏防，飞防作业结束后不及时补治造成损失。例如2019年仙居县新梅种养殖专业合作社在下各镇马垟村附近田块就因一处电线障碍未补治，在全县褐飞虱轻发生年份出现2处毁秆冒穿情况。

3.3 飞防员培养困难

缺乏大量的专业农民飞防员仍是制约我国植保无人机发展的最大瓶颈，虽然基于RTK技术可以进行航线规划和自主飞行，基本实现植保无人机傻瓜式操作，但目前的技术条件仍不能完全替代手动操作，主要原因在于种植面积小而散、障碍物多及田块复杂等，而手动作业对飞防员的操作技能要求非常高。但熟练飞防员的培养十分困难，例如仙居县新梅种养殖专业合作社和仙居县中伟种养殖专业合作社虽然各购置了3台植保无人机，但都只有1名飞防员能熟练操作，且该型号植保无人机不支持自主飞行，剩下的植保无人机只能轮换和闲置，造成极大的浪费。因此，进一步加强基层植保无人机飞防操作、维修保养等方面的培训，显得十分重要。

3.4 市场恶性竞争

当前植保无人机飞防社会化服务的市场还相对较小，广大散户对植保无人机飞防的接受程度不高，而规模种植户往往更倾向于自己开展防治作业。由于病虫发生高峰窗口期短，规模户基本只能在防治自身田块之余顺便服务周边愿意接受飞防服务的散户，植保无人机闲置时间长、利用率低。而邻近的临海市、黄岩区等地经济条件好，植保无人机的推广普及程度较高，其大力发展的“早稻—西兰花”轮作模式与仙居县单季晚稻为主的种植结构形成错峰，大量持有植保无人机的专业合作社等组织在早稻病虫防治期结束后前来开展飞防服务。这些服务主体以压低服务价格的方式恶性竞争，虽然从短期来看有利于本地农户，但从长远来看不利于植保无人机飞防服务市场的健康发展。

3.5 政策扶持不够

植保无人机飞防技术的商业化需要政府和社会各方面共同参与合作，专业化组织提供收费合理的无人机病虫害防治综合服务，可以使农民逐渐接受这种农作物病虫害防治技术，并在作业中累积经验，有利于开发专业化的病虫害防治体系，应对复杂大规模暴发性病虫害防治工作。浙江省2016年将农作物病虫害专业化统防统治整合到粮食适度规模经营补贴中，2019年将植保无人机纳入农机购置补贴，补贴政策的倾向性导致植保无人机产业链发展并不均衡，上游制造商和农户均享受着市场红利，唯独植保服务这一中间环节亏损严重。结合规模种植或农药经销的植保服务组织都有其他途径的赢利点，而单纯以植保飞防为职业的服务组织则赢利能力都非常弱、甚至亏损，其以高价人力换取农民的低价人力的方式提升生产效率所产生的剩余价值无法满足机械购置、飞防手闲置、运营费用所需要的成本。因此植保无人机飞防服务作为产业链薄弱环节，应当作为政策扶持重点，纳入补贴范围，从而促进该产业健康发展。

4 未来展望

近年来我国植保无人机产业迅猛发展，总体规模持续扩大，产品性能进一步提升。随着行业的不断发展，RTK定位技术、AI智能识别、果树作业模式、无人机空中规划等各种先进的技术将持续引进到植保无人机，进一步提升性能稳定度、降低用户操作难度、减少飞防作业成本，成为保障农业增收的先进生产工具。植保无人机专用喷雾系统及其低空低量的航空施药技术的研发将深入突破，通过专用雾化装置、调压稳压装置、药箱、加药系统、飞防专用农药等研发与优化来改善农药雾化与沉积状态，进一步提高农药利用率，降低重喷、漏喷、漂移等核心问题风险，促进农药的高效、安全使用，适应精细农业和绿色发展的需求。植保飞行作业操作人员岗位培训与资质认证体系和航空植保作业质量、防治效果评价和环境风险评估标准规范将研究制定，实现持证上岗。信息化、自动化水平将大大提高，建立提升大数据植保无人机管理服务平台，实现飞机飞防作业面积测量、作业过程质量管控及实时作业统计等信息过程自动化管理，促进植保无人机产业的高质量、高效益和安全可控、健康发展。