植保無人機(jī)需求分析與展望

曹國(guó)強(qiáng)　章敏

摘 要：用于農(nóng)林作物保護(hù)作業(yè)的無人駕駛飛機(jī)，由于輕巧便捷、運(yùn)輸方便、操控靈活，對(duì)于不同地域、不同作物等具有良好的適應(yīng)性，在我國(guó)大部分農(nóng)作物產(chǎn)區(qū)都擁有廣闊的應(yīng)用前景。植保無人飛機(jī)一般有飛行平臺(tái)、主要由GPS進(jìn)行飛行控制、且具備噴灑機(jī)構(gòu)，通過地面遙控或GPS飛控，來實(shí)現(xiàn)農(nóng)林作物噴灑作業(yè)，可以噴灑農(nóng)藥化肥、種子、營(yíng)養(yǎng)粉劑等。此外，植保無人機(jī)還用于森林維護(hù)、植物生長(zhǎng)、病蟲害監(jiān)控等工作。對(duì)發(fā)展科技型農(nóng)業(yè)，加速手動(dòng)藥械和小型機(jī)動(dòng)藥械的更新?lián)Q代，促進(jìn)政策、法規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究、制定，提升機(jī)動(dòng)施藥裝備的技術(shù)水平具有重大意義。

關(guān)鍵詞：植保；無人機(jī)；需求分析

中圖分類號(hào)：S251 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161131023

植保無人機(jī)由于輕巧便捷、運(yùn)輸方便、操控靈活，對(duì)于不同地域、不同作物等具有良好的適應(yīng)性，在我國(guó)大部分農(nóng)作物產(chǎn)區(qū)都擁有廣闊的應(yīng)用前景。它一般有飛行平臺(tái)、主要由GPS進(jìn)行飛行控制、且具備噴灑機(jī)構(gòu)，通過地面遙控或GPS飛控，來實(shí)現(xiàn)農(nóng)林作物噴灑作業(yè)，可以噴灑農(nóng)藥化肥、種子、營(yíng)養(yǎng)粉劑等。此外，植保無人機(jī)還用于森林維護(hù)、植物生長(zhǎng)、病蟲害監(jiān)控等工作。在建設(shè)與發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)、科技型農(nóng)業(yè)，加速手動(dòng)藥械和小型機(jī)動(dòng)藥械的更新?lián)Q代，促進(jìn)政策、法規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究、制定，提升機(jī)動(dòng)施藥裝備的技術(shù)水平具有重大意義。

1 無人機(jī)的功能定位

1.1 植保無人機(jī)在植物生長(zhǎng)監(jiān)控方面的應(yīng)用

植保無人機(jī)航拍技術(shù)是運(yùn)用航空技術(shù)、信息技術(shù)、生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)裝備為支撐點(diǎn)的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)系統(tǒng)集成，具有工作效率高，技術(shù)能力強(qiáng)，靈活機(jī)動(dòng)性好，適應(yīng)性廣泛等優(yōu)點(diǎn)。無人機(jī)的平臺(tái)能通過搭載不同的指令與任務(wù)系統(tǒng)，對(duì)大農(nóng)業(yè)的病蟲害、自然災(zāi)害等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監(jiān)控、農(nóng)作物生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)、病蟲害的監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物、森林樹種等的授粉，滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)植物專業(yè)化防治對(duì)高效、精準(zhǔn)的植物噴藥技術(shù)與裝備的迫切需求，同時(shí)，也適于消滅暴發(fā)性病蟲害，達(dá)到農(nóng)業(yè)植?！敖y(tǒng)防統(tǒng)治”目的，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)糧食安全、食品安全、環(huán)境安全的重大科技選擇，也是我國(guó)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要標(biāo)志。

1.2 植保無人機(jī)在病蟲害防治方面的應(yīng)用

目前，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)型已進(jìn)入新的攻堅(jiān)階段，從原先千家萬戶的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)逐步向區(qū)域化集中化的種植作業(yè)集成轉(zhuǎn)變，發(fā)展防治農(nóng)作物病蟲害的專業(yè)化裝備和技術(shù)人員隊(duì)伍，如各地出現(xiàn)的“機(jī)防隊(duì)”和“施藥專業(yè)戶”等。但施藥專業(yè)戶的施藥設(shè)備多為人力攜帶的背負(fù)噴霧機(jī)具，單臺(tái)施藥設(shè)備一天防治面積在0.067～1.33hm2（視操作人員、地塊和作物種類而定），機(jī)具品種單一、工作效率低，不能滿足不同作物、不同規(guī)模的病蟲草害防治快速防治的需求，與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需求不符。而植保無人機(jī)采用通過遙控或GPS飛控，地面智能操控，實(shí)現(xiàn)大面積人工無法完成的噴灑作業(yè)。同時(shí)，通過地面遙控器定位系統(tǒng)對(duì)無人機(jī)的控制，其旋翼產(chǎn)生的向下氣流有助于增加霧流對(duì)作物的穿透性，防治效果好，同時(shí)遠(yuǎn)距離操控施藥大大提高了農(nóng)藥噴灑的安全性。植保無人機(jī)正在取代人工，解決目前存在的勞動(dòng)力緊缺、人工作業(yè)不完善的問題。

2 植保無人機(jī)的技術(shù)要求

2.1 機(jī)型選擇

目前國(guó)內(nèi)外植保無人機(jī)分多旋翼和單旋翼2種；單旋翼無人機(jī)旋翼大，飛行穩(wěn)定，抗風(fēng)條件好，風(fēng)場(chǎng)穩(wěn)定，霧化效果好，下旋風(fēng)力大，穿透力強(qiáng)，農(nóng)藥可以打到農(nóng)作物的根莖部位。多旋翼無人機(jī)，飛行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，價(jià)格相對(duì)便宜，能垂直起降、空中懸停，功能更多。

2.2 載重量選擇

作為功能性植保無人機(jī)，一般要求最大載重量在15～20kg左右；

2.3 續(xù)航能力及工作量

動(dòng)力上一般分為電池、汽油2種，以鋰電池作為主要?jiǎng)恿?，飛行速度在3～8m/s，續(xù)航時(shí)間在35min，連續(xù)噴灑時(shí)間能達(dá)到15min左右，每小時(shí)最多可噴灑6.67hm2左右。以汽油作為主要?jiǎng)恿Γw行速度在3～6m/s，最長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間能夠達(dá)到150min，噴灑寬度4～6m。

3 植保無人機(jī)的市場(chǎng)需求

3.1 國(guó)外現(xiàn)狀

雖然與中國(guó)農(nóng)業(yè)耕地狀況相似，但是日本推進(jìn)無人機(jī)噴灑農(nóng)藥工作比我國(guó)早近20a，據(jù)專業(yè)人士預(yù)測(cè)，2016年，日本大概有5000多架植保無人飛機(jī)在農(nóng)田上空高密度作業(yè)，其中有70%的稻田采用無人機(jī)飛防來完成防治的，50%的農(nóng)田植保防治是借助植保無人機(jī)來進(jìn)行作業(yè)的。

種植業(yè)的規(guī)?；瘜?duì)農(nóng)業(yè)技術(shù)的高效率的要求、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化對(duì)植保無人機(jī)的需求，將會(huì)極大地推動(dòng)農(nóng)業(yè)種植規(guī)?；妥詣?dòng)化的進(jìn)程。隨著規(guī)?；N植的加快，統(tǒng)防統(tǒng)治成為未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。無人機(jī)的高效率和規(guī)?；僮鳛樯a(chǎn)企業(yè)和種植業(yè)大戶提供了較好的機(jī)會(huì)，只要有利潤(rùn)，有前景，這個(gè)行業(yè)才能延續(xù)、推進(jìn)和發(fā)展，直至做大、做強(qiáng)。

3.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在歐美，每個(gè)農(nóng)民可以養(yǎng)活95個(gè)人，而在我們中國(guó)，一個(gè)農(nóng)民卻只能養(yǎng)活17個(gè)人，為什么有這么大的差距，差距在哪里？目前，在中國(guó)，高端農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平不高，使用植保無人機(jī)進(jìn)行噴藥播種的防治工作的局面并未得以大面積運(yùn)行起來，因此植保無人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模目前還難以估計(jì)。但是我國(guó)農(nóng)田大田作物約1.07億hm2，如果按照平均每667m2施藥2～3次計(jì)算，共需3.2億hm2次施藥作業(yè)，由此推算，如果使用植保無人機(jī)進(jìn)行噴藥播種的防治工作全面鋪開、全國(guó)推廣，中國(guó)的植保無人機(jī)市場(chǎng)將可以達(dá)到較高的占有率。

4 我國(guó)植保無人機(jī)發(fā)展目前存在的主要問題及建議

4.1 目前無人機(jī)市場(chǎng)需求較大

市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻不高，市面上缺少成熟可靠的植保無人機(jī)。由于業(yè)內(nèi)專業(yè)化細(xì)分程度不高，技術(shù)水平提升能力也有限，有不少?gòu)S商一味追求業(yè)務(wù)涵蓋范圍，銷售業(yè)績(jī)等，但卻忽視了自身研發(fā)水平的提升，專業(yè)化道路的拓展。生產(chǎn)廠商應(yīng)根據(jù)行業(yè)用途，細(xì)分無人機(jī)市場(chǎng)，主攻1～2種，加大技術(shù)創(chuàng)新力量，加強(qiáng)技術(shù)公關(guān)，將主打產(chǎn)品做強(qiáng)、做大。

4.2 無人機(jī)作為一種新生事物

對(duì)買家來說，不乏好奇嘗鮮者，因此盲目購(gòu)買者眾多。而植保無人機(jī)，作為一種新技術(shù)運(yùn)用于農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新產(chǎn)品，使我國(guó)農(nóng)業(yè)走向現(xiàn)代化的腳步越來越近。但目前國(guó)內(nèi)植保無人機(jī)的用戶普遍存在農(nóng)業(yè)專業(yè)知識(shí)缺乏，使用效率不高等問題。如專用植物保護(hù)知識(shí)不足，光憑個(gè)人直覺盲目勾兌農(nóng)藥試劑，易出現(xiàn)藥物殘留過高（低）、防治病蟲效果差等問題。如何將現(xiàn)代創(chuàng)新技術(shù)運(yùn)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，是農(nóng)業(yè)技術(shù)人員亟待解決的問題。如果是想真正用于農(nóng)林植保，買家應(yīng)實(shí)地考察現(xiàn)場(chǎng)，多一些模擬測(cè)試，從技術(shù)層面多一些了解，而后入手。

4.3 在培訓(xùn)及售后服務(wù)不到位

買家無人飛、不敢飛，當(dāng)成了擺設(shè)。生產(chǎn)廠家應(yīng)加強(qiáng)對(duì)用戶、農(nóng)業(yè)技術(shù)人員的技術(shù)培訓(xùn)，從技術(shù)流程、實(shí)際操控等方面進(jìn)行全方位培訓(xùn)和指導(dǎo)。

4.4 無人機(jī)市場(chǎng)需求量正在逐漸壯大

如何合理制定、細(xì)化無人機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定，更好的服務(wù)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，顯得尤為緊迫。而植保無人機(jī)作為農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼，但是目前申請(qǐng)購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼很難，技術(shù)界定，國(guó)家層面應(yīng)當(dāng)盡快出臺(tái)植保無人機(jī)等專業(yè)化無人機(jī)行業(yè)的用戶購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)等。