◎易建貴（廣西農(nóng)機(jī)鑒定站 530001）

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我國植保無人機(jī)的應(yīng)用前景

◎易建貴
（廣西農(nóng)機(jī)鑒定站 530001）

針對植保無人機(jī)迅速發(fā)展的新形勢，分析植保無人機(jī)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢、發(fā)展應(yīng)用所面臨的問題，探討我國植保無人機(jī)的發(fā)展應(yīng)用前景。

植保無人機(jī)；飛行控制系統(tǒng)；發(fā)展前景

引言

近年來，我國農(nóng)村勞動力大量轉(zhuǎn)移，農(nóng)戶承包土地的經(jīng)營權(quán)流轉(zhuǎn)明顯加快，土地適度規(guī)模經(jīng)營方興未艾，在新的形勢下，一大批新型農(nóng)業(yè)機(jī)械正在涌現(xiàn)。植保無人機(jī)作為現(xiàn)代植保最前沿的技術(shù)，以其作業(yè)靈活、可遠(yuǎn)距離操控等眾多優(yōu)勢，迅速引起了農(nóng)業(yè)部門和廣大種植戶的關(guān)注。植保無人機(jī)，是指用于農(nóng)林植物保護(hù)作業(yè)的無人駕駛機(jī)，由飛行平臺、飛行控制系統(tǒng)、噴灑機(jī)構(gòu)三部分組成，通過地面遙控或GPS飛控，來實現(xiàn)噴灑作業(yè)，可以噴灑藥劑、種子、粉劑等。由于植保無人機(jī)體積小、重量輕、運(yùn)輸方便、可垂直起降、飛行操控靈活，對于不同地域、不同地塊、不同作物等具有良好的適應(yīng)性，因此不管在我國北方還是南方，丘陵還是平原，大地塊還是小地塊，植保無人機(jī)都擁有廣闊的應(yīng)用前景。

一、植保無人機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢

（一）高效安全。植保無人機(jī)飛行速度快，規(guī)模作業(yè)能達(dá)到每小時4～10hm2，其作業(yè)效率是普通地面植保機(jī)具的8倍，是傳統(tǒng)人工作業(yè)的30倍以上，尤其在水田作業(yè)、高稈作物和應(yīng)對爆發(fā)性病蟲害等方面有突出的優(yōu)勢。植保無人機(jī)通過地面遙控或GPS飛控操作，噴灑作業(yè)人員遠(yuǎn)距離操作避免暴露于農(nóng)藥下的危險，提高了噴灑作業(yè)的安全性。

（二）節(jié)約水藥，降低成本。

研究顯示，采用背負(fù)式噴霧器施藥方法得當(dāng)?shù)那闆r下，農(nóng)藥有效附著率也只能達(dá)到15%左右，這就意味著大量的藥液被浪費(fèi)掉，流失到土壤、水體和空氣中，由此對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。植保無人飛機(jī)采用低量噴霧技術(shù)，霧滴小、噴布均勻，至少可以節(jié)約50%的農(nóng)藥使用量，節(jié)約90%的用水量，很大程度的降低資源成本。

（三）防治效果顯著。植保無人機(jī)具有作業(yè)高度低，飄移少，可空中懸停等特點(diǎn)，噴灑農(nóng)藥時旋翼產(chǎn)生的向下氣流有助于增加藥液對農(nóng)作物的穿透性，防治效果相比傳統(tǒng)作業(yè)提高15%～35%。

（四）操作簡便。植保無人機(jī)整體尺寸小，重量輕，起飛停靠不受地域限制，操作人員一般經(jīng)過短期的訓(xùn)練即可掌握要領(lǐng)并執(zhí)行任務(wù)。高端的無人機(jī)甚至可以實現(xiàn)GPS飛控操作，按照設(shè)定的程序執(zhí)行任務(wù)，從而避免漏噴或重噴。

二、植保無人機(jī)發(fā)展所面臨的主要問題

一是農(nóng)業(yè)航空法規(guī)不健全。農(nóng)業(yè)航空作業(yè)涉及到民航、農(nóng)機(jī)、質(zhì)檢等多個部門，目前存在監(jiān)管部門不明確的問題。盡管中國于2010年出臺了1000m以下低空空域?qū)⒅鸩綄γ裼妙I(lǐng)域開放的政策，對農(nóng)業(yè)航空的發(fā)展具有一定的推動作用，但中國對農(nóng)業(yè)航空的管理仍沿用現(xiàn)有民用航空標(biāo)準(zhǔn)，民航法規(guī)體系中的相關(guān)條款存在針對性不強(qiáng)、結(jié)合不緊密等問題。

二是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系不完善。目前植保無人機(jī)產(chǎn)品既無國家標(biāo)準(zhǔn)也無行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，各生產(chǎn)企業(yè)無據(jù)可循，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，農(nóng)民權(quán)益及植保作業(yè)效果也得不到保證，制約了植保無人機(jī)的發(fā)展。而地方標(biāo)準(zhǔn)方面，僅湖南省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于2014年1月13發(fā)布了《超低空遙控飛行植保機(jī)》一個地方標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到保障植保無人機(jī)發(fā)展應(yīng)用的要求。

三是使用成本過高。一個普通的無人植保飛行器的價格基本上在10～20萬元之間，真正的植保無人機(jī)的價格則在30萬元左右，高昂的購置費(fèi)用讓大多數(shù)農(nóng)戶望而卻步。在使用過程中鋰電池的消耗費(fèi)用也不菲，大大增加了植保無人機(jī)的使用成本。同時，由于目前生產(chǎn)的植保無人機(jī)載藥量為10～15kg，續(xù)航能力僅為15分鐘左右，作業(yè)過程中必須通過頻繁的起降來補(bǔ)充能量和藥液，影響了植保無人機(jī)的作業(yè)效率。

四是飛行控制系統(tǒng)仍未成熟。植保無人機(jī)進(jìn)入商業(yè)領(lǐng)域的最后一塊拼圖是導(dǎo)航飛行控制系統(tǒng)的成熟化。雖然目前無人機(jī)的控制系統(tǒng)已經(jīng)由半自動、自動控制發(fā)展到智能控制，但是控制系統(tǒng)仍未成熟，甚至在現(xiàn)場演示過程中都出現(xiàn)過失控和墜落的情況，在實際噴灑農(nóng)藥過程中還會出現(xiàn)重復(fù)噴施或遺漏作業(yè)的問題。

三、我國植保無人機(jī)的發(fā)展應(yīng)用前景

曾經(jīng)的連線雜志主編，現(xiàn)任無人駕駛飛機(jī)制造商3D Robotics的創(chuàng)始人兼CEO 克里斯·安德森（Chris Anderson）曾在Business Insider數(shù)字化年會上暢想了無人機(jī)將帶來的新一輪生產(chǎn)力革命，他認(rèn)為無人機(jī)所帶來的生產(chǎn)效率和行業(yè)革新將媲美1970年個人電腦的出現(xiàn)和興起，而農(nóng)業(yè)也將成為無人機(jī)商業(yè)化的第一個突破口。國際無人機(jī)系統(tǒng)協(xié)會的一份研究報告顯示，以無人機(jī)將在美國2015年正式開始商業(yè)化進(jìn)行評估，在無人機(jī)商業(yè)化的第一個十年當(dāng)中（也就是截止到2025年），這個產(chǎn)業(yè)將創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益820億美元，而其中農(nóng)用無人機(jī)創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益會占到750億美元。

2013年農(nóng)業(yè)部出臺《關(guān)于加快推進(jìn)現(xiàn)代植物保護(hù)體系建設(shè)的意見》指出，要著力改善植保物資裝備條件，因地制宜裝備大中型高效植保機(jī)械，鼓勵有條件地區(qū)發(fā)展無人機(jī)、直升機(jī)和固定翼飛機(jī)防治病蟲害。據(jù)中國農(nóng)機(jī)流通協(xié)會的調(diào)查顯示，農(nóng)機(jī)合作組織、種糧大戶、家庭農(nóng)場、農(nóng)民合作社在消費(fèi)主體中的比重正以15%的年均速度快速增長，新型農(nóng)業(yè)主體的崛起，以及新形勢下農(nóng)機(jī)市場的一系列變革，都在為我國植保無人機(jī)的發(fā)展提供了有利條件。

事實上，我國無人機(jī)產(chǎn)業(yè)已相對成熟，大疆、極飛、智航、億航等多家國內(nèi)生產(chǎn)商已掌握無人機(jī)的核心技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計，在國際市場上，每10臺商用無人機(jī)中就有7臺來自中國，其中大疆則是目前全球最為知名的無人機(jī)生產(chǎn)商?？梢?，我國無人機(jī)的成熟產(chǎn)業(yè)已為植保無人機(jī)的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)，如能將無人機(jī)融入民航空域管理體系，加緊出臺相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過技術(shù)創(chuàng)新解決無人機(jī)高成本的問題，同時農(nóng)機(jī)部門適時地將植保無人機(jī)納入政府補(bǔ)貼，將為植保無人機(jī)的推廣應(yīng)用提供有力的條件。隨著無人機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用，將會創(chuàng)造出意想不到的社會和經(jīng)濟(jì)效益，同時也標(biāo)志著我國農(nóng)業(yè)走向高科技時代。