盧宇懷

（中山市農業(yè)局，中山 528400）

0 引言

農業(yè)機械化離不開植保機械化，在農業(yè)生產的各個環(huán)節(jié)中，耕種收都實現(xiàn)了機械化作業(yè)，唯有植保環(huán)節(jié)的機械化程度最低，仍以手動和機（電）動噴霧機等半機械化噴藥模式為主。如何補齊植保機械化這塊“短板”？關鍵在于新型高效植保機械的推廣應用。植保無人機是用于農業(yè)航空植保作業(yè)的無人駕駛飛機。隨著世界各國對植保無人機的研發(fā)和推廣力度不斷加大，植保無人機不但在技術上高端大氣上檔次，而且在應用上高效實用接地氣。根據農業(yè)生產的植保需要，結合嶺南地區(qū)的地形特點，植保無人機是值得重點關注的新型高效植保機械之一。中山市農業(yè)部門以植保無人機的推廣應用為抓手，積極推進植保機械化，使植保無人機逐漸進入了中山農業(yè)生產一線。本文從國外推進植保機械化的路徑選擇入手，闡述了引入植保無人機的現(xiàn)實意義，分析了應用植保無人機的作業(yè)效果，提出了推廣植保無人機的對策建議，以期為相關研究領域提供新的思路。

1 國外推進植保機械化的路徑選擇

在世界范圍內，由于國情不一、政策不一，各國推進植保機械化的路徑有所差異。根據所采用的機型，大致分為有人機和無人機兩種。在美國等人均耕地面積較大的國家，主要采用有人駕駛固定翼飛機進行植保作業(yè)；而在日本等人均耕地面積較小的國家，主要采用植保無人機作業(yè)。

美國曾經由于水稻人工植保成本太高，一度放棄在國內種植水稻，大米全部進口。后來由于實現(xiàn)了水稻植保機械化，在20世紀70年代末期，一躍成為世界上主要稻米出口國之一。目前，美國65%的農藥由飛機完成噴灑，其中水稻植保100%實現(xiàn)機械化飛防作業(yè)。近年來，隨著無人機需求量的不斷增多，美國政府對無人機政策也逐漸放寬。2016年, 美國聯(lián)邦航空管理局正式頒布《小型無人機系統(tǒng)的運行和審定》，新法案放寬了對無人機的監(jiān)管，越來越多的美國農民將無人機投入到農業(yè)領域。隨著新政策的放松管控，無人機在美國農業(yè)領域的應用前景將更為廣闊。

日本的糧食作物以水稻為主。水稻田不同于旱地的特殊環(huán)境使得地面植保機械行走困難。而日本國內丘陵和山地較多，也不適合有人駕駛固定翼飛機進行水稻植保作業(yè)。植保無人機和有人駕駛固定翼飛機相比，優(yōu)點在于不需要專用機場，不受起降場地和使用地點限制，體積輕巧，操控靈活，飛行便捷，更能滿足復雜地形農業(yè)生產的植保需要。此外，為了應對日本人口老齡化特別是農業(yè)勞動力老齡化問題，日本政府十分鼓勵植保無人機的科技研發(fā)。1991年，日本農林水產省出臺政策，大力扶持植保無人機在水稻生產中的推廣應用。至今，日本60%以上的水稻田由植保無人機進行飛防作業(yè)。日本農林水產省還與植保無人機的主要生產企業(yè)合作，共建了一個農田植保作業(yè)信息系統(tǒng)平臺，該平臺為指導植保無人機集中作業(yè)提供很大便利，同時也節(jié)約成本。從地形因素來看，我國嶺南地區(qū)的地形狀況和日本的比較相似。從作物類型來看，同樣都種植水稻。

2 引入植保無人機的現(xiàn)實意義

2.1 助力實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略

黨的十九大報告提出實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略是決勝全面建成小康社會的一項重大戰(zhàn)略部署，是新時代做好“三農”工作的總抓手。推進鄉(xiāng)村振興，生態(tài)宜居是關鍵。2017年中央農村工作會議進一步強調，走中國特色社會主義鄉(xiāng)村振興道路，必須堅持人與自然和諧共生，走鄉(xiāng)村綠色發(fā)展之路。鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，為農業(yè)現(xiàn)代化規(guī)劃了一條資源節(jié)約、環(huán)境友好的發(fā)展道路。這就需要大力推行植保機械化等綠色生產方式。人工植保由于缺少行業(yè)標準，農藥用量大，作業(yè)成本高，浪費比較嚴重，農藥的有效利用率約為30%，另有70%的農藥流失到土壤、水源或漂移到空氣中，帶來水土環(huán)境污染、農業(yè)資源浪費和農殘超標隱患等問題，已經難以適應綠色生態(tài)農業(yè)的發(fā)展要求。植保無人機低空施藥飛控模式采用高精度GPS測量方法RTK（實時動態(tài)）載波相位測量定位技術，基于載波相位觀測值進行實時動態(tài)定位，通過差分的方式除去大部分誤差，得出高精度厘米級的定位結果，實現(xiàn)農藥的精準噴灑，能夠節(jié)省30%～50%的農藥使用量和90%的用水量。植保無人機搭載RTK高精度GPS采集測量技術，可以憑借精確定位功能、厘米級采集精度、實時數(shù)據交互、高穩(wěn)定性等特性，為植保作業(yè)提供精確的數(shù)據來源和可靠的噴藥依據，減少農藥霧流在非噴灑區(qū)的飄移，避免了農藥對環(huán)境造成污染。因此，引入植保無人機，能夠有效節(jié)約資源，降低農藥用量，減少農藥污染，實現(xiàn)農業(yè)節(jié)本增效，保護鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境，留住美麗綠水青山，推動農業(yè)農村可持續(xù)發(fā)展，助力鄉(xiāng)村振興。

2.2 助推農業(yè)供給側結構性改革

2018年中央一號文件提出深化農業(yè)供給側結構性改革。農業(yè)供給側結構性改革，要求運用現(xiàn)代農業(yè)裝備，改善農業(yè)生產條件，促進農業(yè)轉型升級，推動農業(yè)供需關系在更高水平上實現(xiàn)新平衡。以水稻生產為例，水田的泥腳深度大多在200 mm以上。由于噴藥的農民多為留守農村的中老年人，加上夏季氣候炎熱，在濕熱環(huán)境中進行田間植保，勞動強度非常大。而且人工植保效率低，重噴漏噴比較普遍，防治效果不理想，進行大面積植保還需要投入較多的勞動力。當前農村青壯年勞動力逐漸稀缺，人工成本越來越高，廣東省部分地區(qū)每天200元的人工噴藥價格也一工難求，加上農藥對人體傷害較大，有的地方曾經發(fā)生過人工噴灑農藥中毒而打官司要求經濟賠償?shù)氖吕虼宿r民都希望引入新型高效的植保機械。植保無人機的作業(yè)速度能夠達到40～180畝/h，其效率是人工噴藥的40～60倍，而且能夠斷點續(xù)噴，噴灑均勻，重噴漏噴少，霧化效果好。植保無人機的旋翼還可以產生強大下降氣流，增加農藥霧流對農作物的上下穿透性，使葉片正反面均能著藥，有效提高農藥利用率，促進農業(yè)節(jié)本降耗。同時，植保無人機采用遠距離遙控操作，實現(xiàn)了人藥分離，消除了作業(yè)人員與農藥直接接觸的風險，相比于人工噴藥，安全性大大提高。因此，引入植保無人機，可以有效解決農忙季節(jié)農村植保勞動力不足的問題，提高農業(yè)生產效率，降低農業(yè)生產成本，增加農業(yè)經濟效益，加速農業(yè)轉型升級步伐，助推農業(yè)供給側結構性改革。

2.3 有利水稻生產全程機械化

廣東省農業(yè)農村重點工作之一是推進水稻生產全程機械化，引進一批適應丘陵山區(qū)的國外先進農機具，解決某些生產環(huán)節(jié)無機可用的問題。由于農作物生長階段的不可毀壞性，水稻生產植保環(huán)節(jié)對機械化的要求很高。地走式植保機械作業(yè)存在損苗率過高的問題。在水稻生長中后期，拖拉機配套的懸掛式、牽引式植保機具下田作業(yè)會造成水稻枝葉受損。加上水稻田具有爛、滑、陷等特點，不像旱田那樣可以機械化隨意操作，地走式植保機械難以下田作業(yè)。植保無人機操控靈活，可以貼著作物冠層飛行作業(yè)，不受水稻生長周期和機具使用時間限制。因此，引入植保無人機實現(xiàn)水稻植保環(huán)節(jié)的機械化，可以解決水稻生產全程機械化的瓶頸問題，有效推進水稻生產全程機械化。丘陵山區(qū)由于交通不便，地走式農業(yè)機械難以進入，植保無人機對地形要求低，作業(yè)不受海拔限制，在田間地頭均可垂直平穩(wěn)起降，適應性強，整體尺寸小、質量輕，攜帶方便，能夠滿足嶺南地區(qū)不同地形特別是丘陵山區(qū)的農業(yè)生產需求。

3 應用植保無人機的效果分析

近年來國家相繼發(fā)布的一系列“三農”工作指導文件為植保無人機的應用提供了政策支持。2015年，農業(yè)部印發(fā)《到2020年農藥使用量零增長行動方案》，提出推廣植保無人機等現(xiàn)代植保機械。2016年國務院印發(fā)《全國農業(yè)現(xiàn)代化規(guī)劃（2016—2020年）》，提出發(fā)展農用航空以促進農業(yè)機械化提檔升級。中山市農業(yè)部門認真貫徹落實有關文件要求，積極應用植保無人機開展試驗示范。由中山市農業(yè)科技推廣中心對試驗示范點的植保無人機進行應用效果數(shù)據收集，積累作業(yè)經驗，進而逐步在全市推廣應用。試驗示范點是位于中山市沙溪鎮(zhèn)的水稻田，種植面積為100畝，其中10畝進行人工噴藥，90畝進行植保無人機噴藥。調查統(tǒng)計采用五點隨機取樣，每點調查5叢，記錄活、死蟲數(shù)，把人工噴藥效果與植保無人機噴藥效果進行對比分析。試驗示范點采取機械化育插秧技術，種植品種為馬壩銀占，土壤條件為粘性壤土，灌溉水為岐江河水。人工噴藥采用背負式電動噴霧器。植保無人機噴藥采用六旋翼植保無人機YT-M-15，其技術參數(shù)見表1。

在水稻進入揚花抽穗期前進行第一次噴藥。本次人工噴藥與植保無人機噴藥對稻飛虱的防治效果數(shù)據見表2。

在水稻進入揚花抽穗期后進行第二次噴藥，本次人工噴藥與植保無人機噴藥對稻縱卷葉螟的防治效果數(shù)據見表3。

表1 六旋翼植保無人機YT-M-15技術參數(shù)

表2 對稻飛虱防治效果

表3 對稻縱卷葉螟防治效果

從表2、表3可見，植保無人機噴藥對稻飛虱、稻縱卷葉螟的防治效果比較理想。特別是當水稻進入揚花抽穗期后進行噴藥作業(yè)，噴藥后3 d對稻縱卷葉螟防治效果達49.02%，比人工噴藥防治效果提高19.61%，噴藥后7 d對稻縱卷葉螟防治效果達66.92%，比人工噴藥防治效果提高3.63%，對比顯著。

4 我國推廣植保無人機的對策建議

隨著農業(yè)適度規(guī)模經營的發(fā)展，對大面積連片作物實行病蟲害機械化統(tǒng)防統(tǒng)治是未來植保的大勢所趨，農民合作社、家庭農場、種植大戶、農業(yè)企業(yè)等對植保無人機的剛性需求正在增加。植保無人機市場潛力巨大，應用前景廣闊。建議針對植保機械化的需求，從以下幾個方面加大植保無人機的推廣力度：

4.1 制訂植保無人機的發(fā)展規(guī)劃

從頂層設計上對植保無人機的推廣應用進行部署。研究制訂植保無人機的性能鑒定標準、植保作業(yè)標準、質量檢測標準和安全飛行標準，形成植保無人機的準入制度，防止未達標的植保無人機進行農業(yè)航空作業(yè)，避免造成農業(yè)安全生產事故和環(huán)境污染。

4.2 實施植保無人機的購置補貼

據了解，目前國內植保無人機的產品價格基本保持在5萬～20萬元。建議加大政策引導和扶持力度，將植保無人機納入農機購置補貼范圍，消除植保無人機的價格壁壘，降低植保無人機的購置成本，讓植保無人機叫好又叫座。

4.3 建立植保無人機的服務體系

支持農機專業(yè)合作社購置植保無人機組建植保服務隊伍，上門為農戶提供植保飛防 “一站式”服務。農戶不僅可以省去購買和維護植保無人機的費用，還可以避免作業(yè)過程中遇到的技術和操作問題。鼓勵懂技術、熟悉互聯(lián)網的青年大學畢業(yè)生應用植保無人機開展創(chuàng)業(yè)，成為新型科技農民，為農業(yè)現(xiàn)代化增添生力軍。

4.4 開展植保無人機的配套研究

植保無人機由于噴灑速度快，對農藥的要求與地面植保有很大不同。目前國內還缺少與之適配的飛防藥劑。現(xiàn)有植保無人機作業(yè)大多參考地面植保確定農藥劑量和配置。建議研究開發(fā)植保無人機的配套專用藥劑。此外，植保無人機的載荷和續(xù)航也會影響作業(yè)效果，建議針對植保無人機配套的電池開展研究攻關，突破技術瓶頸，改進電池性能，提高植保無人機的載荷，延長植保無人機的續(xù)航。

4.5 實施“互聯(lián)網+”植保無人機

推進植保無人機智能化，開發(fā)植保無人機手機應用APP。推動農業(yè)物聯(lián)網與植保無人機的融合，通過植保無人機低空遙感信息獲取平臺，結合農業(yè)物聯(lián)網測控體系，建立農情信息采集及作物生長精準管理系統(tǒng)，對作物生長狀態(tài)進行智能分析，實現(xiàn)精準作業(yè)。