植保無人機(jī)的重要性與發(fā)展前景

盧昌軍

摘要：長期以來，水田和高稈作物的病蟲害防治只能依賴手動(dòng)噴霧器和背負(fù)式噴霧機(jī)進(jìn)行，在全球氣候變暖的今天，突發(fā)性大面積病蟲害頻繁爆發(fā)，現(xiàn)有植保機(jī)具早已無法滿足防治需求，每年造成巨大的糧食損失。裝備落后、作業(yè)效率低，致使農(nóng)藥噴灑成為我國糧食生產(chǎn)過程中勞動(dòng)強(qiáng)度最高、作業(yè)次數(shù)最多，勞動(dòng)力消耗量最大的環(huán)節(jié)，隨著我國城鎮(zhèn)化步伐加快，大量的農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移到城市，同時(shí)伴隨著人口老齡化問題，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的日益短缺、勞動(dòng)力成本不斷攀升，農(nóng)作物病蟲害防治已成為目前制約我國糧食生產(chǎn)的主要瓶頸。

關(guān)鍵詞：植保無人機(jī)；重要性；發(fā)展前景

中圖分類號(hào)：S252 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.06.013

1植保無人機(jī)的必要性

植物保護(hù)涉及我國糧食安全、食品安全、生態(tài)安全和農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)、農(nóng)民豐收，在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著舉足輕重的作用。對(duì)于占全國糧食種植面積60%以上的水田、玉米等高稈作物，由于其特殊種植模式和作物特性，使得地面機(jī)具無法下田。我國土地資源不足，東北平原、西北、華北平原大規(guī)模土地資源僅占耕地面積的30%左右，而占總種植面積60%以上的小規(guī)模種植模式，大型地面施藥機(jī)具難以適應(yīng)其病蟲害防治要求。由于需要專用的農(nóng)業(yè)航空專用機(jī)場和跑道，在丘陵山區(qū)、家庭式的種植模式下難以發(fā)揮固定翼飛機(jī)施藥的優(yōu)勢。因此，開展農(nóng)用輕型無人機(jī)施藥技術(shù)裝備研究具有十分重要的意義。

1.1符合《綱要》所確定的重點(diǎn)領(lǐng)域

植保無人機(jī)研究內(nèi)容符合《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》重點(diǎn)支持方向；符合“全國新增千億斤糧食生產(chǎn)能力規(guī)劃”和“糧食豐產(chǎn)工程”的要求；符合中央一號(hào)文件“加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化”的要求；符合農(nóng)業(yè)部“關(guān)于推進(jìn)農(nóng)作物病蟲害專業(yè)化防治的意見”精神；符合我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。

1.2突發(fā)性大面積病蟲害防控的有力手段

據(jù)國家農(nóng)業(yè)部2010年統(tǒng)計(jì)，全國農(nóng)作物病蟲害發(fā)生48億畝次，年損失糧食多達(dá)2157萬噸。2012年突發(fā)大面積的玉米黏蟲，缺乏專用高效的施藥技術(shù)裝備致使防治不利，僅這次玉米黏蟲發(fā)生面積近5000萬畝，占全國玉米播種面積的9.72%，其中嚴(yán)重發(fā)生面積650萬畝，占到全國播種面積的1.26%，這類突發(fā)性大面積的病蟲害已經(jīng)嚴(yán)重影響國家糧食安全，破壞農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。無人機(jī)施藥作業(yè)效率高，較常規(guī)機(jī)具可提高100～150倍，而作業(yè)成本5～8元/畝，僅為常規(guī)作業(yè)的1/2～1/3。高效、低成本的無人機(jī)施藥技術(shù)為解決突發(fā)性大面積病蟲害防控難題，提供了全新的技術(shù)與裝備。

1.3土地經(jīng)營模式的必然選擇

我國規(guī)模化的土地資源不足，經(jīng)營模式以一家一戶的聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制為主，土地的分散經(jīng)營、小塊經(jīng)營，使得耕地規(guī)模小、田塊分散、作物品種布局不一、作物長勢不一，大型施藥機(jī)具難以適應(yīng)其病蟲害防治要求，發(fā)展無人機(jī)施藥技術(shù)裝備，是解決制約我國南方分散經(jīng)營模式下，病蟲害機(jī)械化防治的瓶頸問題，是我國現(xiàn)行土地經(jīng)營模式下的必然選擇。

2經(jīng)濟(jì)效益、推廣應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化前景分析

2.1作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益分析

單架油動(dòng)無人直升飛機(jī)使用壽命按5年計(jì)算，作業(yè)效率為500畝/天，每年作業(yè)90天，則單架飛機(jī)作業(yè)總面積為5年×500畝/天×90天=225000畝次；每次施藥作業(yè)按照均價(jià)6元/畝計(jì)算，則使用無人機(jī)5年，可獲得作業(yè)收入225000畝次×6元/畝=135.0萬元。單架電動(dòng)無人直升飛機(jī)使用壽命按3年計(jì)算，作業(yè)效率為200畝/天，每年作業(yè)90天，則單架飛機(jī)作業(yè)總面積為3年×200畝/天×90天=54000畝次；每次施藥作業(yè)按照均價(jià)6元/畝計(jì)算，則使用無人機(jī)5年，可獲得作業(yè)收入54000畝次×6元/畝=32.4萬元。

2.2節(jié)省農(nóng)藥經(jīng)濟(jì)效益分析

單架飛機(jī)作業(yè)每畝可節(jié)省農(nóng)藥20%，即2元/畝，則5年共可節(jié)?。?25000畝次+54000畝次）×2元/畝=55.8萬元。

2.3企業(yè)生產(chǎn)銷售效益分析

每種機(jī)型以每年推廣1000套裝備，20%的利潤計(jì)算：

單架油動(dòng)無人機(jī)施藥裝備，50萬元/套，50萬元/套×1000套×20%=1.0億元；

單架電動(dòng)無人機(jī)施藥裝備，10萬元/套，10萬元/套×1000套×20%=2000萬元。

2.4新型藥劑生產(chǎn)銷售效益分析

開發(fā)的新型航空超低量藥劑，每畝按照150毫升，每百毫升按照10元計(jì)算，年需求（225000畝次+54000畝次）×150毫升/畝次×10元/100=418.5萬元。

2.5與人工噴灑對(duì)比分析

農(nóng)戶使用無人機(jī)施藥裝備，單位植保費(fèi)用可下降30%～50%。人工打藥收費(fèi)20～25元/畝，每天10畝。無人機(jī)打藥收費(fèi)6～10元/畝，每天200～500畝，效率是人工的20～50倍，節(jié)約農(nóng)藥50%，節(jié)水90%，增大經(jīng)濟(jì)效益。

3推廣應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化前景

從防治面積上來看，我國水稻種植面積2892萬公頃，常規(guī)水稻年施灑作業(yè)量10次計(jì)算，則作業(yè)面積為28920萬公頃；同時(shí)，我國水稻主要產(chǎn)區(qū)在南方地區(qū)，田塊面積較小，地形也較為復(fù)雜。小型無人機(jī)無需專用起降機(jī)場，可在田間地頭起降、加油、加注藥液，減少了往返機(jī)場的飛行時(shí)間及燃油消耗，保證了作業(yè)效率噴灑機(jī)具的出現(xiàn)，能夠很好地適合南方水稻作業(yè)條件。我國目前擁有基本農(nóng)田18億畝，由此農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)現(xiàn)每年至少有2萬架的市場需求，市場潛力巨大，前景廣闊。