無人飛機在農(nóng)業(yè)植保中的運用及推廣

萬 崇

（江西省崇仁縣植保植檢局，江西崇仁 344200）

1 無人機在農(nóng)業(yè)運用中的現(xiàn)狀分析

農(nóng)業(yè)病蟲害的防治是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關鍵內(nèi)容，是保證農(nóng)業(yè)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基礎。在我國，丘陵山區(qū)占全國土地面積的61%，在油菜等主要農(nóng)作物主產(chǎn)區(qū)使用普通地面設備，很難控制農(nóng)業(yè)病蟲害。

相關數(shù)據(jù)顯示，過去幾年中國水稻病蟲害控制面積約為35%，稻田不同于旱地，用地面設備很難走路。同時，濕地、沼澤等特殊地形不適合地面設備的運行。為了實現(xiàn)這些丘陵山區(qū)植物保護的機械化，只用地面噴涂設備，進而使我國很難結合現(xiàn)代無人機操作技術進行農(nóng)業(yè)植保工作。另外，為了形成一個完整的機械化植保系統(tǒng)，固定翼飛機必須使用跑道進行起降，其不適用于地形復雜、作業(yè)區(qū)域障礙較多的作業(yè)環(huán)境。

近年來，日本和美國等發(fā)達國家的無人機噴涂設備研究得到了飛速發(fā)展。我國由于缺乏先進的噴涂技術和控制手段，無人機噴涂的應用水平不適合我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，與國外相比存在較大差距，因此無人機在中國進行的農(nóng)業(yè)和林業(yè)作物噴霧工作并未廣泛開展。為適應病蟲害防治專業(yè)化趨勢，促進農(nóng)藥使用量減少，植保機械化和農(nóng)藥使用自動化，節(jié)約了農(nóng)業(yè)成本，提高了防治效率，加上新技術和新設備的應用中國無人機產(chǎn)業(yè)將迎來大發(fā)展的春天。

2 無人機在農(nóng)業(yè)植保應用中的制約因素

2.1 政策法規(guī)體系不完善，缺乏詳細的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃 雖然“農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化”“智能農(nóng)業(yè)”“精準農(nóng)業(yè)”的概念曾多次提及，但無論是國家還是地方政府層面，并非專門針對無人機的詳細發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，旨在推廣并加快無人機植物保護應用詳細政策的制定。要想廣泛推廣植保無人機，地方政府還需要進一步加強農(nóng)業(yè)植物保護和無人機支持推廣，形成一整套戰(zhàn)略規(guī)劃，推動農(nóng)業(yè)植保產(chǎn)業(yè)向大規(guī)?；?、標準化、智能化方向發(fā)展[1]。

2.2 配套核心科學技術研究不足 通用無人機的植物保護作業(yè)主要包括空中施肥、植物生長調(diào)節(jié)劑的空中噴灑、空中噴灑除草劑、預防病蟲害和航空遙感等。目前，農(nóng)業(yè)無人機制造和配套噴涂技術等基礎科學研究在核心技術研發(fā)方面較落后，模型太小，難以形成規(guī)模經(jīng)濟，導致價格高昂，維護成本高，影響銷售，最終導致需求減少，進而影響生產(chǎn)規(guī)模，從而形成惡性循環(huán)。

2.3 行業(yè)標準制定進程緩慢 地面對農(nóng)藥制劑和添加劑的要求與航空植保機械有較大差異，目前我國尚缺乏載人直升機和航空植保工作，單軸和多軸無人機配套農(nóng)藥制劑相關技術準，缺乏適用于無機空氣噴霧農(nóng)藥液體表面張力、粘度、有效成分含量、農(nóng)藥配方等評價標準，缺少空調(diào)條件，施用農(nóng)藥對作物生理和農(nóng)藥功效的影響，室內(nèi)外檢測標準?，F(xiàn)有的大多數(shù)操作都是基于經(jīng)驗或參考地面噴霧劑量和配置方法確定的，往往由于數(shù)量或配置對工作質(zhì)量的不科學，從而對環(huán)境有較大的負面影響[2]。

2.4 專業(yè)隊伍人才匱乏 僅限于經(jīng)濟和行業(yè)人員培訓機制，植保工作滯后于無人機現(xiàn)場培訓。少數(shù)國內(nèi)大學和專業(yè)飛行訓練機構的建立相對于國家農(nóng)業(yè)航空規(guī)模而言，是一項完全不足的措施。目前，AOPA中國無人機駕駛培訓系統(tǒng)截至2016年9月僅培訓5 000名無人機駕駛員。全球鷹無人機飛行以及許多無人機培訓機構缺乏專業(yè)人員，因此人們可以加大對無人機行業(yè)的投資力度。

3 無人機在農(nóng)業(yè)領域的優(yōu)勢

3.1 高效安全 以湖南博杭BH380型無人機為例，農(nóng)用無人機的噴涂速度為3～7 m/s，噴涂裝置寬度為3～4 m，作業(yè)寬度為4～8 m，作物最小距離保持在1～3 m的固定高度。規(guī)模經(jīng)營可以達到5.33～6.67 hmz（80～100 667 m2/h），比傳統(tǒng)噴涂效率至少提高100倍。無人駕駛農(nóng)業(yè)直升機的自動飛行控制導航操作最大限度地減少了工作人員接觸殺蟲劑的時間，確保了員工的安全。

3.2 飛行控制導航自主操作 無人機噴涂技術的應用不受地形和高度的限制，只要無人機在現(xiàn)場起飛，或者在高空作物上作業(yè)，就可采用遙控操作和飛行控制導航自主操作功能。人們只需在噴灑前在現(xiàn)場收集莊稼，制定路線，將其輸入地面站的內(nèi)部控制系統(tǒng)，地面站向飛機發(fā)出指示，飛機可攜帶噴灑裝置。噴涂完成后，可自動飛回起飛點。在飛機噴涂作業(yè)的同時，還可通過地面站的顯示界面實時觀察噴涂作業(yè)的進展情況。

3.3 高覆蓋率的控制效果好 每單位面積噴霧溶液的密度和均勻性越高，防治效果越好，操作高度也相對較低。當液滴從噴霧器噴出時，它們通過轉(zhuǎn)子的向下流動而加速，形成氣溶膠流，這直接促使液滴滲透農(nóng)作物并降低了農(nóng)藥浮選的程度。藥液的沉積量和覆蓋率均優(yōu)于常規(guī)方法，因此防治效果優(yōu)于傳統(tǒng)方法，還可以防止農(nóng)藥污染土壤。

3.4 節(jié)約用水和藥品成本低 無人機噴灑技術可以節(jié)省至少50%的農(nóng)藥使用和90%的用水量，這將大大降低資源成本，并且單位勞動力的成本不高，易于維護。

4 無人飛機在農(nóng)業(yè)領域推廣的幾點建議

中國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展朝著中國特色現(xiàn)代化、市場化，文化程度更高，生態(tài)更好，可持續(xù)相互融合，協(xié)調(diào)發(fā)展的方向發(fā)展，為實現(xiàn)這一目標，需要解決的問題包括以下五個方面。

4.1 明確管理 目前，農(nóng)業(yè)無人機管理仍然空白，建議根據(jù)實際使用情況和現(xiàn)場情況確定農(nóng)機部門的管理。

4.2 加大宣傳力度 農(nóng)業(yè)、農(nóng)機、植保等部門密切配合，充分利用技術服務和支持計劃。同時與制造商合作進行飛控手的培訓，并堅持飛控手不具備購買機器的資格。

4.3 穩(wěn)步進展 在第一批用戶選擇時，建議選擇大型農(nóng)機，合作社，植保公司較強，組織技術水平較高，便于集中管理，可及時解決問題。技術成熟后，將推廣到個體戶。

4.4 安全使用 嚴格控制使用范圍，飛行高度，飛行速度等。

4.5 制定標準 盡快建立本地或行業(yè)標準和安全程序。目前，這類產(chǎn)品的標準和操作程序仍然是空白的。

5 結語

隨著無人機技術在農(nóng)業(yè)上的應用，將彌補中國農(nóng)業(yè)在無人機領域應用的空白，也將成為中國農(nóng)業(yè)植保機械化的技術革命，標志著我國進入高科技農(nóng)業(yè)的時代。人們也非常期待中國無人防護飛機飛越的那天。