植保無(wú)人機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)分析與前景展望

劉照啟 張蔚然

(山東理工大學(xué)，山東 淄博 255000)

1 植保無(wú)人機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

1.1 相比人工施藥的優(yōu)點(diǎn)

與人工施藥方式作對(duì)比，在效率方面，植保無(wú)人機(jī)具有高效、快速的特點(diǎn)，無(wú)人機(jī)在低空作業(yè)時(shí)，飛行速度為3～6m/s，噴幅可達(dá)5～9m，除去續(xù)航加藥時(shí)間，1h作業(yè)面積可達(dá)5～8hm2，其效率是人工遠(yuǎn)不能及的；在安全性方面，大部分的農(nóng)藥對(duì)人體是有傷害的，人工噴灑過(guò)程中極易造成藥物中毒，而無(wú)人機(jī)噴藥不會(huì)有人員的直接參與，減少了農(nóng)民與農(nóng)藥的直接接觸，避免了施藥人員藥物中毒；在效果方面，人工噴藥的藥滴作用在作物葉片表面的居多，對(duì)農(nóng)藥的利用率低，很容易造成農(nóng)藥浪費(fèi)，植保無(wú)人機(jī)通過(guò)霧化噴管噴出的霧滴，在無(wú)人機(jī)下壓風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)生的渦旋擾動(dòng)下，可以使藥物更加均勻地覆蓋在植株葉片上下表面；在施藥的精準(zhǔn)性方面，人工噴藥不能夠準(zhǔn)確地噴灑到每一塊區(qū)域，隨著植保無(wú)人機(jī)逐漸趨于智能化和變量噴藥技術(shù)的發(fā)展，植保無(wú)人機(jī)在起飛前可以進(jìn)行線路規(guī)劃，從而確?？梢試姙⒌矫恳粔K區(qū)域，并且可根據(jù)實(shí)際病蟲害情況調(diào)整用藥量。

1.2 相比地面機(jī)械施藥的優(yōu)點(diǎn)

與地面植保機(jī)械施藥對(duì)比，在空間限制方面，由于地面機(jī)械很難行走在崎嶇不平的山地，山地果樹(shù)的施藥是果農(nóng)們一道困擾的難題，植保無(wú)人機(jī)由于其在空中作業(yè)，作業(yè)方式較為靈活，在山地果樹(shù)施藥中表現(xiàn)較好，為此提供了良好的解決方案，同時(shí)針對(duì)于長(zhǎng)勢(shì)茂盛的植物，植保無(wú)人機(jī)也可以避免地面植保機(jī)械對(duì)植物的損傷和對(duì)土地的壓實(shí)；在效率方面，植保無(wú)人機(jī)航行速度快、智能化程度高，幾乎不通過(guò)人員參與即可進(jìn)行作業(yè)，不受地形限制，在一些丘陵或者是梯田模式的田地依舊可以保持高效、高速噴藥；在經(jīng)濟(jì)性方面，地面式機(jī)械造價(jià)高，往往適用于大量作業(yè)，并且在作業(yè)過(guò)程易造成水和農(nóng)藥的浪費(fèi)，植保無(wú)人機(jī)施藥作業(yè)是小容量、精量化，省水省藥，每畝(1hm2=15畝)地約減少50%農(nóng)藥使用量、90%用水量；在智能化方面，植保無(wú)人機(jī)自動(dòng)化水平高，可以在進(jìn)行作業(yè)之前規(guī)劃好行駛路線，然后將其輸入到控制系統(tǒng)中，植保無(wú)人機(jī)便可以自主飛行進(jìn)行噴灑，作業(yè)完成后返回原地，雖然地面式機(jī)械也可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，但由于受地形影響大，在作業(yè)過(guò)程中不確定因素多，不如植保無(wú)人機(jī)方便、快捷、安全；在社會(huì)效益方面，隨著城市化進(jìn)程的加快，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力日益短缺，勞動(dòng)力成本不斷攀升，使用植保無(wú)人機(jī)施藥，勞動(dòng)力投入少，可以緩解勞動(dòng)力短缺與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的矛盾。

2 植保無(wú)人機(jī)的缺點(diǎn)

2.1 植保無(wú)人機(jī)本身的弊端

植保無(wú)人機(jī)本身存在一些缺點(diǎn)，比如無(wú)人機(jī)電池需要頻繁地更換，普通的植保無(wú)人機(jī)一個(gè)架次大約15min以內(nèi)，這樣大約每15min就要更換一次電池，頻繁地更換電池不僅降低了效率，而且影響無(wú)人機(jī)的使用壽命。如果植保無(wú)人機(jī)噴施不合理，還會(huì)造成農(nóng)藥噴灑漂移，對(duì)操作者及環(huán)境產(chǎn)生危害。農(nóng)藥也會(huì)對(duì)飛機(jī)機(jī)體產(chǎn)生腐蝕，影響植保無(wú)人機(jī)的使用壽命。植保無(wú)人機(jī)價(jià)格較高也是制約植保無(wú)人機(jī)發(fā)展的弊端，并且缺少專業(yè)的操作人員和維修人員，許多農(nóng)戶因此不愿去購(gòu)買植保無(wú)人機(jī)。

2.2 專業(yè)人員匱乏

首先，我國(guó)的植保無(wú)人機(jī)生產(chǎn)廠家并不多，雖然近幾年發(fā)展迅速，但是相比國(guó)外來(lái)講，我國(guó)的無(wú)人機(jī)企業(yè)還有一大段路要走，并且由于市場(chǎng)需求量不高，該領(lǐng)域的專業(yè)人才也一直處于匱乏狀態(tài)，同時(shí)植保無(wú)人機(jī)領(lǐng)域起步較晚，也導(dǎo)致目前我國(guó)的無(wú)人機(jī)領(lǐng)域整體上還是相對(duì)落后，并且近些年來(lái)始終沒(méi)有較大的突破，致使該領(lǐng)域的研究人員始終沒(méi)有被帶動(dòng)起來(lái)，導(dǎo)致很多關(guān)鍵技術(shù)不能突破，進(jìn)而影響植保無(wú)人機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展。此外，人們的思想意識(shí)也沒(méi)有轉(zhuǎn)變，對(duì)新事物的排斥心理依然存在，特別是從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)基層人員，很少有人愿意去學(xué)習(xí)使用植保無(wú)人機(jī)，或者由于客觀條件無(wú)法學(xué)習(xí)植保無(wú)人機(jī)的相關(guān)理論與應(yīng)用，導(dǎo)致在農(nóng)業(yè)植保行業(yè)中始終缺少飛手和維修人員，影響農(nóng)業(yè)航空領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

2.3 法規(guī)體系不健全

首先，國(guó)家缺少專門的監(jiān)管部門，缺少足夠的扶持政策，缺少對(duì)植保無(wú)人機(jī)的宣傳與推廣，雖然近年來(lái)無(wú)人機(jī)行業(yè)被列為國(guó)家補(bǔ)貼試點(diǎn)產(chǎn)品，但是植保無(wú)人機(jī)依然很少被采購(gòu)。其次，由于法律法規(guī)體系的不完善、人們思想意識(shí)不轉(zhuǎn)變，企業(yè)要想在植保無(wú)人機(jī)領(lǐng)域有所發(fā)展，必然要在前期投入大量的宣傳成本，在后期投入大量的售后成本，這些就導(dǎo)致了植保無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展始終缺少企業(yè)的推動(dòng)。同時(shí)，無(wú)人機(jī)行業(yè)商業(yè)鏈條不健全，包括宣傳、購(gòu)買、培訓(xùn)、保險(xiǎn)、售后服務(wù)等，從而導(dǎo)致植保無(wú)人機(jī)行業(yè)發(fā)展缺少依托，影響其發(fā)展。

3 植保無(wú)人機(jī)的前景展望

3.1 發(fā)展歷程穩(wěn)扎穩(wěn)打

2014年、2015年“中央一號(hào)文件”提出“要加強(qiáng)農(nóng)用航空建設(shè)”，這為植保無(wú)人機(jī)提供了重大發(fā)展機(jī)遇；2015年2月，農(nóng)業(yè)部印發(fā)《到2020年農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》，2017年9月，農(nóng)業(yè)部、財(cái)政部和民航局三部委聯(lián)合發(fā)布通知，宣布2017年選擇浙江、安徽、江西、湖南、廣東、重慶等6省市開(kāi)展植保無(wú)人機(jī)補(bǔ)貼試點(diǎn)；2018年3月，農(nóng)業(yè)部、財(cái)政部聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于做好2018-2020年農(nóng)機(jī)新產(chǎn)品購(gòu)置補(bǔ)貼試點(diǎn)工作的通知》，明確表示要鼓勵(lì)無(wú)人機(jī)在植保領(lǐng)域的發(fā)展創(chuàng)新，推動(dòng)植保無(wú)人機(jī)行業(yè)的發(fā)展。

3.2 發(fā)展前景一片大好

植保無(wú)人機(jī)本身具有受地形影響因素小、效果好、效率高、農(nóng)藥利用率高等優(yōu)勢(shì)，目前國(guó)家相關(guān)部門也不斷加強(qiáng)植保無(wú)人機(jī)的宣傳與推廣，許多高校也成立了農(nóng)業(yè)航空領(lǐng)域相關(guān)的團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)該領(lǐng)域的優(yōu)秀人才，科研院所的植保領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)航空領(lǐng)域的教授也在不斷增加，政府不斷推行飛行植保社會(huì)化服務(wù)等等，這些現(xiàn)象都在不斷推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)航空領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，展現(xiàn)出該領(lǐng)域未來(lái)廣闊的發(fā)展空間與前景。