應(yīng)俊杰 楊俞娟 林澤宇 應(yīng)雨蓓 周奶弟 王會(huì)福

（1.仙居縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 浙江仙居317300；2.仙居縣埠頭鎮(zhèn)人民政府 浙江仙居317313；3.仙居縣下各鎮(zhèn)人民政府 浙江仙居317312；4.臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院 浙江臨海317000）

近年來受農(nóng)村勞動(dòng)力的大量轉(zhuǎn)移、農(nóng)業(yè)人口老齡化加劇、農(nóng)村土地確權(quán)全面開展、種糧政策提倡適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)等多方面影響，農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)越來越普遍，催生了大量農(nóng)業(yè)公司、專業(yè)合作社、家庭農(nóng)場(chǎng)、種植大戶等開展規(guī)模化種植。由于農(nóng)村勞動(dòng)力短缺且人工成本高，促進(jìn)規(guī)?；N植主體由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化、機(jī)械化、輕簡(jiǎn)化方向轉(zhuǎn)型升級(jí)，以機(jī)器換人的方式節(jié)本增效，成為主要趨勢(shì)。植保無人機(jī)是以無人駕駛直升機(jī)為載體，配置高效低量施藥裝置，能實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥低空高效噴施的先進(jìn)裝備，以其高效、節(jié)水、省藥的優(yōu)點(diǎn)有良好的市場(chǎng)前景，可以有效解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中勞動(dòng)力短缺的問題，對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)穩(wěn)定增產(chǎn)和農(nóng)民持續(xù)增收，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，保障國(guó)家糧食安全具有十分重要的意義。

在此過程中，縣級(jí)基層農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門在推廣植保無人機(jī)飛防技術(shù)的時(shí)候不僅在購置補(bǔ)貼方面給予支持，更在技術(shù)應(yīng)用、試驗(yàn)示范、防效評(píng)價(jià)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等方面開展相關(guān)研究，以提高廣大種植戶對(duì)植保無人機(jī)飛防技術(shù)的理論支撐，促進(jìn)植保無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量、高效益和安全可控、健康發(fā)展。為此，仙居縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局從2018年開始積極探索植保無人機(jī)飛防技術(shù)，推動(dòng)植保技術(shù)現(xiàn)代化、機(jī)械化水平，現(xiàn)將仙居縣在植保無人機(jī)飛防技術(shù)示范與推廣工作進(jìn)行總結(jié)分析，為縣級(jí)基層農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門開展植保無人機(jī)飛防技術(shù)推廣工作提供參考。

1 當(dāng)前仙居縣植保無人機(jī)推廣現(xiàn)狀

仙居縣是典型的浙南山區(qū)農(nóng)業(yè)縣，有“八山一水一分田”之說，縣域總面積200萬m2，一直堅(jiān)持走綠色高質(zhì)高效發(fā)展道路，其中水稻種植技術(shù)采取不同輕簡(jiǎn)化栽培管理策略，主要以“缽苗拋秧+病蟲綠色防控體系”為主，打造了神仙居大米、楊豐仙米等一系列區(qū)域公共品牌，通過提升農(nóng)產(chǎn)品溢價(jià)來促進(jìn)農(nóng)民增收。

但是，長(zhǎng)期以來仙居縣農(nóng)作物病蟲草防治均以擔(dān)架式噴霧器和背負(fù)式噴霧器等小型植保器械進(jìn)行人工防治，植保機(jī)械化水平不高。仙居縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局根據(jù)本縣實(shí)際，經(jīng)研究認(rèn)為電動(dòng)多旋翼植保無人機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、操作靈活、起降方便、飛行穩(wěn)定、作業(yè)高效等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的應(yīng)用前景，有助于提升專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治和植保機(jī)械化水平、提高農(nóng)作物病蟲防治效率等。為此，從2018年開始在水稻、油菜等主要作物上首先開展植保無人機(jī)飛防技術(shù)示范與推廣工作，截至目前全縣已有1個(gè)服務(wù)組織和6個(gè)規(guī)模種植戶，購置12臺(tái)多旋翼植保無人機(jī)，年飛防作業(yè)面積達(dá)到2.5萬畝次。

2 植保無人機(jī)在仙居縣農(nóng)作物防治病蟲草上的應(yīng)用

植保無人機(jī)飛防的防效到底如何，是管理部門、研究人員、生產(chǎn)廠家和農(nóng)民都密切關(guān)注的問題。根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部統(tǒng)計(jì)，截至2017年底，全國(guó)植保無人機(jī)保有量為14000多架，從事航空植保的服務(wù)組織已超過400家[1]。目前植保無人機(jī)已經(jīng)在包括水稻、小麥、玉米、甘蔗、果樹、棉花等多種作物上進(jìn)行了病蟲害防治作業(yè)，實(shí)際效果證明已經(jīng)能夠達(dá)到實(shí)用水平，但對(duì)植保無人機(jī)作業(yè)的噴霧質(zhì)量、防治效果、環(huán)境安全等方面還缺乏系統(tǒng)性的評(píng)價(jià)。此外，農(nóng)藥劑型是影響防效的關(guān)鍵因素，但目前植保無人機(jī)施藥專用商品化農(nóng)藥制劑仍在研發(fā)階段，市面上的農(nóng)藥標(biāo)簽也沒有針對(duì)植保無人機(jī)飛防的說明和推薦劑量，需要逐步規(guī)范，在實(shí)際使用上基本使用常規(guī)農(nóng)藥添加專用飛防助劑來保障防效[2]。而且植保無人機(jī)飛防相關(guān)技術(shù)如飛行高度、飛行速度及出水量等方面尚需完善，因此在無人機(jī)飛防技術(shù)示范推廣過程中，要重點(diǎn)關(guān)注相關(guān)試驗(yàn)報(bào)道，結(jié)合本地實(shí)際開展不同作物病蟲草上的防治試驗(yàn)示范，在不斷總結(jié)后逐步漸進(jìn)式推廣應(yīng)用。

2.1 水稻病蟲草害的防治

植保無人機(jī)飛防技術(shù)在水稻病蟲防治上的應(yīng)用最廣泛，技術(shù)也相對(duì)成熟。大量研究結(jié)果表明，植保無人機(jī)與常規(guī)植保器械對(duì)水稻二化螟、稻縱卷葉螟、紋枯病、稻曲病和稻瘟病等水稻主要病蟲害的防治效果較好或相近，可替代常規(guī)植保器械開展水稻病蟲害防治[3-5]。但由于無人機(jī)噴霧在水稻冠層的沉積分布為由上到下遞減，而電動(dòng)噴霧器在水稻冠層的沉積分布由上到下分布均勻[6-7]，因此在水稻生育后期在水稻基部取食危害的褐飛虱大發(fā)生時(shí)的局限性明顯，浙江省植保檢疫與農(nóng)藥管理總站2020年第11期、12期病蟲情報(bào)明確表示不建議使用植保無人機(jī)防治褐飛虱，確實(shí)需要使用的要加大畝用水量到3 L以上（如陳豪明[3]等試驗(yàn)結(jié)果顯示植保無人機(jī)加大水量對(duì)褐飛虱防效可以在84%以上）。但是由于水稻褐飛虱防治窗口期短，用工緊張且人工防治效率低下，容易錯(cuò)過防治適期，而使用三氟苯嘧啶等高活性新型農(nóng)藥添加助劑并加大水量開展飛防作業(yè)，也可以達(dá)到較好的防效（如2020年8～9月在仙居縣下各鎮(zhèn)獨(dú)山村等地開展三氟苯嘧啶防治褐飛虱試驗(yàn)，結(jié)果顯示飛防防效在90%以上）；另外2021年仙居縣田間褐飛虱發(fā)生嚴(yán)重不均衡，前期應(yīng)用植保無人機(jī)飛防的田塊由于添加了少量?jī)?nèi)吸性好的吡蚜酮兼治褐飛虱，高峰期都未達(dá)到防治指標(biāo)，起到了很好的預(yù)防作用。綜上所述，植保無人機(jī)飛防在仙居縣水稻主要病蟲害防治上都取得了一定的效果，可以適當(dāng)推廣應(yīng)用。

需要指出的是，近年來仙居縣水稻生產(chǎn)上白葉枯病又有上升流行趨勢(shì)，該病一旦發(fā)生極難防治，單靠化學(xué)藥劑防治難以達(dá)到理想的效果，在此過程中，植保無人機(jī)主要有2個(gè)方面的應(yīng)用，一是通過植保無人機(jī)加裝拋撒裝置來替代背負(fù)式機(jī)械撒施顆粒狀化肥，可以有效減少因不當(dāng)施肥造成水稻葉片損傷，從而減輕了白葉枯病的侵染概率；二是在仙居縣下各鎮(zhèn)馬垟村開展不同器械施藥對(duì)水稻白葉枯病防治效果的影響試驗(yàn)，結(jié)果顯示植保無人機(jī)對(duì)白葉枯病的防效為84.36%，高于常規(guī)器械7個(gè)百分點(diǎn)，田間表現(xiàn)為能有效防止發(fā)病中心進(jìn)一步擴(kuò)散。

2.2 油菜病蟲害的防治

油菜是仙居縣最主要的油料作物，年種植面積約1400 hm2，仙居縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局近年來積極推廣“單季稻-油菜”輪作模式，使油菜種植面積進(jìn)一步擴(kuò)大，并充分利用資源每年舉辦油菜花節(jié)，是浙江省最具影響力的十大農(nóng)事節(jié)慶之一，極大地帶動(dòng)了全域旅游的蓬勃發(fā)展。油菜菌核病是油菜生產(chǎn)上最主要的病害，一般防治適期為油菜初花期，植保無人機(jī)相對(duì)于常規(guī)植保機(jī)械開展防治更能保護(hù)油菜花景觀的完整性、可看性和持久性。例如仙居縣在雙廟鄉(xiāng)公平村、朱溪鎮(zhèn)楊豐山村等地結(jié)合水旱輪作等農(nóng)業(yè)防治措施開展無人機(jī)飛防試驗(yàn)示范，油菜菌核病防效在85%以上，兼治油菜蚜蟲，但在山區(qū)梯田的操作難度大。

2.3 玉米草地貪夜蛾、紅火蟻、蚊蠅類害蟲的防治

應(yīng)用植保無人機(jī)在防控玉米草地貪夜蛾、紅火蟻及蚊蠅類害蟲上也有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。例如草地貪夜蛾具有寄主廣泛性、遷飛擴(kuò)散性、危害嚴(yán)重性及繁殖能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可應(yīng)用植保無人機(jī)進(jìn)行統(tǒng)防統(tǒng)治；又如在紅火蟻疫情根除過程中可采用地空聯(lián)合作業(yè)，通過植保無人機(jī)撒播毒餌的方式以消除人工難以進(jìn)入開展作業(yè)的死角盲區(qū)，效果顯著。

3 制約仙居縣植保無人機(jī)發(fā)展的因素

3.1 飛防成本高昂

成本高昂是制約無人機(jī)飛防技術(shù)推廣普及的最大因素。種植業(yè)效益本就不高，依托適度規(guī)?；瘉砉?jié)本增效是增加收入的主要途徑，在一項(xiàng)新技術(shù)的推廣階段，對(duì)價(jià)格格外注重的種植戶往往會(huì)持觀望態(tài)度。植保無人機(jī)雖然效率高，但高昂的售價(jià)和維護(hù)成本與節(jié)本背道而馳，而處于快速發(fā)展期的植保無人機(jī)更新淘汰快，高折舊進(jìn)一步推高了成本。例如仙居縣新梅種養(yǎng)殖專業(yè)合作社和仙居縣中偉種養(yǎng)殖專業(yè)合作社在2019年各購置了3臺(tái)極飛科技XP2000型四旋翼植保無人機(jī)，市價(jià)9.2萬元/臺(tái)，推廣項(xiàng)目補(bǔ)貼6.5萬元/臺(tái)；又如仙居縣羿新農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司等3家規(guī)模種植戶2020年各購置了1臺(tái)高科新農(nóng)M45型六旋翼植保無人機(jī)，市價(jià)5.2萬元/臺(tái)，農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼2萬元/臺(tái)，而售價(jià)更低的高科新農(nóng)M45型六旋翼植保無人機(jī)在飛行穩(wěn)定性、智能化方面都超過極飛科技XP2000型四旋翼植保無人機(jī)，并可實(shí)現(xiàn)自主飛行、斷點(diǎn)續(xù)航、夜間作業(yè)等功能，僅1年時(shí)間就實(shí)現(xiàn)了技術(shù)換代、價(jià)格腰斬，如果脫離高額的政府補(bǔ)貼，顯然是種植戶難以接受的。

此外，植保無人機(jī)的使用成本還來自人工和電池。目前植保無人機(jī)飛防服務(wù)價(jià)格每畝約8～10元，在飛防作業(yè)開展過程中，每臺(tái)機(jī)器需配備2～3人，人工成本占比在40%以上。電池以動(dòng)力鋰電池為主，平均續(xù)航時(shí)間約10 min，而充電時(shí)間約1 h，為保障植保無人機(jī)飛防連續(xù)作業(yè)，需要頻繁更換電池。以每天工作6 h計(jì)算，至少需要備10～20塊電池才能保證正常作業(yè)，而1塊動(dòng)力鋰電池市價(jià)約2800元，輪換電池的價(jià)格甚至超過植保無人機(jī)價(jià)格。根據(jù)植保無人機(jī)的藥電配套技術(shù)推算，1塊電池每次可防治約1.3 hm2，壽命50～200次充放，平均折舊成本1.4元/畝，加大水量防治則成本更高。而廢舊電池目前尚無成熟的回收體系，未經(jīng)專業(yè)處理而丟棄的電池對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響顯而易見。

3.2 經(jīng)營(yíng)理念落后

當(dāng)前仙居縣種植規(guī)?；潭冗€較低，全縣水稻規(guī)模種植比例僅15%，大部分還是以散戶種植為主，規(guī)模種植也受各種因素影響難以集中連片，嚴(yán)重制約農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、機(jī)械化發(fā)展。農(nóng)業(yè)人口普遍老齡化，規(guī)模種植戶平均年齡也在50歲左右，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)理念落后，對(duì)新事物、新技術(shù)的接受能力有限，各項(xiàng)農(nóng)事作業(yè)都要親力親為，不放心統(tǒng)防統(tǒng)治等社會(huì)化服務(wù)組織提供的服務(wù)。農(nóng)戶在配藥時(shí)很少采取二次稀釋法，施藥時(shí)操作粗放，作業(yè)完成后又不注重機(jī)械的日常維護(hù)、保養(yǎng)和檢查，往往防效不如預(yù)期，甚至造成藥害。此外，田間情況復(fù)雜，電線桿、樹木、殺蟲燈等各類障礙物附近容易漏防，飛防作業(yè)結(jié)束后不及時(shí)補(bǔ)治造成損失。例如2019年仙居縣新梅種養(yǎng)殖專業(yè)合作社在下各鎮(zhèn)馬垟村附近田塊就因一處電線障礙未補(bǔ)治，在全縣褐飛虱輕發(fā)生年份出現(xiàn)2處毀稈冒穿情況。

3.3 飛防員培養(yǎng)困難

缺乏大量的專業(yè)農(nóng)民飛防員仍是制約我國(guó)植保無人機(jī)發(fā)展的最大瓶頸，雖然基于RTK技術(shù)可以進(jìn)行航線規(guī)劃和自主飛行，基本實(shí)現(xiàn)植保無人機(jī)傻瓜式操作，但目前的技術(shù)條件仍不能完全替代手動(dòng)操作，主要原因在于種植面積小而散、障礙物多及田塊復(fù)雜等，而手動(dòng)作業(yè)對(duì)飛防員的操作技能要求非常高。但熟練飛防員的培養(yǎng)十分困難，例如仙居縣新梅種養(yǎng)殖專業(yè)合作社和仙居縣中偉種養(yǎng)殖專業(yè)合作社雖然各購置了3臺(tái)植保無人機(jī)，但都只有1名飛防員能熟練操作，且該型號(hào)植保無人機(jī)不支持自主飛行，剩下的植保無人機(jī)只能輪換和閑置，造成極大的浪費(fèi)。因此，進(jìn)一步加強(qiáng)基層植保無人機(jī)飛防操作、維修保養(yǎng)等方面的培訓(xùn)，顯得十分重要。

3.4 市場(chǎng)惡性競(jìng)爭(zhēng)

當(dāng)前植保無人機(jī)飛防社會(huì)化服務(wù)的市場(chǎng)還相對(duì)較小，廣大散戶對(duì)植保無人機(jī)飛防的接受程度不高，而規(guī)模種植戶往往更傾向于自己開展防治作業(yè)。由于病蟲發(fā)生高峰窗口期短，規(guī)模戶基本只能在防治自身田塊之余順便服務(wù)周邊愿意接受飛防服務(wù)的散戶，植保無人機(jī)閑置時(shí)間長(zhǎng)、利用率低。而鄰近的臨海市、黃巖區(qū)等地經(jīng)濟(jì)條件好，植保無人機(jī)的推廣普及程度較高，其大力發(fā)展的“早稻—西蘭花”輪作模式與仙居縣單季晚稻為主的種植結(jié)構(gòu)形成錯(cuò)峰，大量持有植保無人機(jī)的專業(yè)合作社等組織在早稻病蟲防治期結(jié)束后前來開展飛防服務(wù)。這些服務(wù)主體以壓低服務(wù)價(jià)格的方式惡性競(jìng)爭(zhēng)，雖然從短期來看有利于本地農(nóng)戶，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看不利于植保無人機(jī)飛防服務(wù)市場(chǎng)的健康發(fā)展。

3.5 政策扶持不夠

植保無人機(jī)飛防技術(shù)的商業(yè)化需要政府和社會(huì)各方面共同參與合作，專業(yè)化組織提供收費(fèi)合理的無人機(jī)病蟲害防治綜合服務(wù)，可以使農(nóng)民逐漸接受這種農(nóng)作物病蟲害防治技術(shù)，并在作業(yè)中累積經(jīng)驗(yàn)，有利于開發(fā)專業(yè)化的病蟲害防治體系，應(yīng)對(duì)復(fù)雜大規(guī)模暴發(fā)性病蟲害防治工作。浙江省2016年將農(nóng)作物病蟲害專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治整合到糧食適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)補(bǔ)貼中，2019年將植保無人機(jī)納入農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼，補(bǔ)貼政策的傾向性導(dǎo)致植保無人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展并不均衡，上游制造商和農(nóng)戶均享受著市場(chǎng)紅利，唯獨(dú)植保服務(wù)這一中間環(huán)節(jié)虧損嚴(yán)重。結(jié)合規(guī)模種植或農(nóng)藥經(jīng)銷的植保服務(wù)組織都有其他途徑的贏利點(diǎn)，而單純以植保飛防為職業(yè)的服務(wù)組織則贏利能力都非常弱、甚至虧損，其以高價(jià)人力換取農(nóng)民的低價(jià)人力的方式提升生產(chǎn)效率所產(chǎn)生的剩余價(jià)值無法滿足機(jī)械購置、飛防手閑置、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用所需要的成本。因此植保無人機(jī)飛防服務(wù)作為產(chǎn)業(yè)鏈薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)作為政策扶持重點(diǎn)，納入補(bǔ)貼范圍，從而促進(jìn)該產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

4 未來展望

近年來我國(guó)植保無人機(jī)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，總體規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，產(chǎn)品性能進(jìn)一步提升。隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，RTK定位技術(shù)、AI智能識(shí)別、果樹作業(yè)模式、無人機(jī)空中規(guī)劃等各種先進(jìn)的技術(shù)將持續(xù)引進(jìn)到植保無人機(jī)，進(jìn)一步提升性能穩(wěn)定度、降低用戶操作難度、減少飛防作業(yè)成本，成為保障農(nóng)業(yè)增收的先進(jìn)生產(chǎn)工具。植保無人機(jī)專用噴霧系統(tǒng)及其低空低量的航空施藥技術(shù)的研發(fā)將深入突破，通過專用霧化裝置、調(diào)壓穩(wěn)壓裝置、藥箱、加藥系統(tǒng)、飛防專用農(nóng)藥等研發(fā)與優(yōu)化來改善農(nóng)藥霧化與沉積狀態(tài)，進(jìn)一步提高農(nóng)藥利用率，降低重噴、漏噴、漂移等核心問題風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)農(nóng)藥的高效、安全使用，適應(yīng)精細(xì)農(nóng)業(yè)和綠色發(fā)展的需求。植保飛行作業(yè)操作人員崗位培訓(xùn)與資質(zhì)認(rèn)證體系和航空植保作業(yè)質(zhì)量、防治效果評(píng)價(jià)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范將研究制定，實(shí)現(xiàn)持證上崗。信息化、自動(dòng)化水平將大大提高，建立提升大數(shù)據(jù)植保無人機(jī)管理服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)飛防作業(yè)面積測(cè)量、作業(yè)過程質(zhì)量管控及實(shí)時(shí)作業(yè)統(tǒng)計(jì)等信息過程自動(dòng)化管理，促進(jìn)植保無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量、高效益和安全可控、健康發(fā)展。