昆山市淀山湖鎮(zhèn)植保無人機推廣應用現(xiàn)狀及發(fā)展建議

摘 要 通過對植保無人機在江蘇省昆山市淀山湖鎮(zhèn)推廣應用現(xiàn)狀的分析，指出植保無人機仍存在自主避障不成熟和關鍵部件性能低、服務配套體系和政策補貼力度有待加強、缺少專用飛防藥劑、作業(yè)質(zhì)量及防治效果受環(huán)境因素影響大等問題。針對這些問題，提出要提升軟硬件性能、加強售后服務及飛手培訓、提高政策補貼的力度與廣度、多措并舉開展宣傳推廣、加快專用藥劑和助劑的研發(fā)等發(fā)展建議。

關鍵詞 植保無人機；推廣應用；發(fā)展建議；江蘇省昆山市淀山湖鎮(zhèn)

中圖分類號：S252+.3 文獻標志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.13.038

當前，在農(nóng)作物種植管理過程中，病蟲草害的防治仍以傳統(tǒng)的手工或半機械化施藥方式為主[1]。傳統(tǒng)的施藥方式勞動強度大，作業(yè)效率低下，易引發(fā)施藥人員農(nóng)藥中毒。我國每年的農(nóng)藥使用量超過130萬t[2]，而傳統(tǒng)噴施的農(nóng)藥利用率僅有20%，大部分農(nóng)藥通過徑流、滲漏、飄移等方式流失到周邊環(huán)境中，造成水資源污染、土壤惡化、生態(tài)失衡[3]。隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快，農(nóng)村青壯年勞動力大量流失，人工成本大幅上升[4]，加之農(nóng)業(yè)農(nóng)村部對農(nóng)藥減量增效政策的出臺，傳統(tǒng)的農(nóng)藥施用技術已不適應以規(guī)模化、集約化為特征的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求。

植保無人機作為一種新型植保、施肥、播種機械，具有作業(yè)效率高、勞動用工少、安全高效節(jié)水、綜合成本低、地理條件限制小、不損傷作物、不破壞土壤結構等特點[5]。隨著江蘇省昆山市淀山湖鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的推進及土地流轉(zhuǎn)的加速，規(guī)?；a(chǎn)已經(jīng)替代小農(nóng)經(jīng)營方式[6]，植保無人機進行航空施藥、施肥、播種更能滿足當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。

1" 推廣應用現(xiàn)狀

1.1" 保有量

2018年，淀山湖鎮(zhèn)開始使用植保無人機，在省、市農(nóng)機購置補貼的支持下，淀山湖鎮(zhèn)植保無人機保有量從2020年起快速增長，至2023年達到16臺，包含大疆系列植保無人機12臺（T16植保無人機1臺，T20植保無人機1臺，T30植保無人機8臺，T40農(nóng)業(yè)無人機2臺），惠達HD540農(nóng)業(yè)無人機4臺，所有植保無人機均為電池動力驅(qū)動的多旋翼無人機。

1.2" 應用范圍

淀山湖鎮(zhèn)位于昆山市東南部，地處長江三角洲太湖平原，地勢平坦，東、南均與上海青浦區(qū)相接，轄區(qū)內(nèi)連片農(nóng)田均已實現(xiàn)高標準農(nóng)田改造，土地流轉(zhuǎn)面積1 124 hm2，其中糧油種植面積約934 hm2，果品種植面積47 hm2。當前，淀山湖鎮(zhèn)植保無人機主要用于糧食作物（水稻、小麥）的病蟲草害防治，部分農(nóng)戶在施肥及小麥播種時也會選擇植保無人機作業(yè)。

1.3" 作業(yè)效率與效果

以大疆T30無人機作業(yè)為例，電池滿載單次可作業(yè)面積1.33～1.67 hm2，單次飛行時間15 min左右，經(jīng)測算作業(yè)效率是機動噴霧器的10倍，是人工使用擔架式噴霧機作業(yè)效率的5倍。伏榮桃等對不同施藥方式的防治效果研究表明，植保無人機在最適的飛行參數(shù)條件下，對水稻紋枯病、稻曲病及螟蟲的防治效果接近甚至顯著優(yōu)于傳統(tǒng)人工電動噴霧器，并且能提高施藥效率，大大節(jié)約勞動成本和用水量，因而具備大面積推廣的潛力與價值[7]。此外，昆山市持續(xù)開展了農(nóng)用植保無人機與機動噴霧器、擔架式噴霧機等不同防治藥械的防治效果對比試驗，均得出了農(nóng)用植保無人機對稻麥病蟲草害的防治效果較好的結論[8]。經(jīng)調(diào)查，利用植保無人機飛防作業(yè)成本（不含農(nóng)藥投入）在每公頃105元左右，顯著低于傳統(tǒng)人工作業(yè)成本。

1.4" 購買使用主體

近年來，淀山湖鎮(zhèn)農(nóng)民專業(yè)合作社、家庭農(nóng)場、農(nóng)業(yè)企業(yè)等新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體數(shù)量不斷增加。截至2023年，淀山湖鎮(zhèn)共有登記注冊的農(nóng)民專業(yè)合作社36家，家庭農(nóng)場11家，農(nóng)業(yè)企業(yè)14家，其中，省級示范農(nóng)民專業(yè)合作社3家，蘇州市級示范社8家，昆山市級示范社2家；省級示范家庭農(nóng)場1家，蘇州市級示范家庭農(nóng)場2家，昆山市級示范家庭農(nóng)場4家。農(nóng)民專業(yè)合作社及家庭農(nóng)場的管理者較為年輕，思想上更易接納農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新技術、新模式，對植保無人機的認可度高，具有較強的購置使用意愿并且對植保無人機的各項知識和使用技能學習掌握較快。經(jīng)統(tǒng)計，淀山湖鎮(zhèn)現(xiàn)有無人機飛手16人，半數(shù)飛手年齡在50歲以下，60歲以上飛手僅有1人。

在購機政策引導下，自2021年以來，農(nóng)民專業(yè)合作社、家庭農(nóng)場逐步成為購買使用植保無人機的主力，購機量約占總保有量的80%。

2" 存在的問題

2.1" 自主避障不成熟，關鍵部件性能低

植保無人機的自主避障技術不夠成熟是影響推廣應用的重要因素。淀山湖鎮(zhèn)有1/3的耕地（總計約267 hm2）內(nèi)有電線桿或周邊緊鄰高大樹木，無人機在作業(yè)過程中無法有效識別電線桿及細長的電線，易造成炸機事故；對于緊鄰高大樹木分布的田塊，無人機為避障無法靠近耕地邊緣，導致高大樹木周邊及樹下的作物無法受藥受肥，造成漏噴。此外，無人機噴霧部件的性能尚無法完全滿足用戶的要求，霧化效果不穩(wěn)定，噴霧過程中伴隨著漏液的情況易產(chǎn)生藥害；鋰電池續(xù)航時間短，無人機載藥量少，大面積作業(yè)時需要頻繁更換藥箱，影響作業(yè)效率。

2.2" 售后維修、飛手培訓等配套服務體系有待完善

相關的配套服務體系不完善成為制約無人機發(fā)展的又一瓶頸。據(jù)調(diào)查，惠達系列植保無人機在蘇州、昆山及上海暫未設置線下售后網(wǎng)點，大疆系列植保無人機在昆山也未設置線下售后網(wǎng)點，在無人機出現(xiàn)故障后存在維修維護不便的問題，鋰電池年均出現(xiàn)故障1～4次，每次維修時間約10～20 d，常耽誤正常的農(nóng)事操作。此外，無人機使用者的教學培訓大多由無人機廠商完成，由于缺乏規(guī)范統(tǒng)一的教學體系及考核標準，導致培訓質(zhì)量難以保證，從而進一步增加了無人機的使用故障率。

2.3" 缺少專用飛防藥劑

植保無人機作業(yè)與傳統(tǒng)的噴藥方式不同，為保證作業(yè)效率及較低成本，大多采用超低量噴霧，藥液濃度通常為人工作業(yè)濃度的30～60倍，噴灑霧滴細。目前，在我國已有17個超低容量藥劑取得“三證”，但未明確表示專用于飛防，故市面上還沒有真正的專門用于植保無人機噴灑系統(tǒng)的農(nóng)藥制劑[5， 9]。經(jīng)調(diào)查，淀山湖鎮(zhèn)飛防作業(yè)所用的藥劑均為傳統(tǒng)常規(guī)農(nóng)藥，在作業(yè)前通常會對常規(guī)藥劑做好配伍性試驗來摸索適用于無人機噴灑的藥劑劑型及配比，否則混合后常會因藥液的物理穩(wěn)定性差而出現(xiàn)聚沉、分層等現(xiàn)象，從而堵塞或腐蝕無人機噴頭。

2.4" 購機政策補貼力度不足

政策補貼力度不足，無人機購置價格較高，制約了機具的快速普及[10]。目前，在江蘇省只有以農(nóng)機專業(yè)合作社、家庭農(nóng)場、合作農(nóng)場、農(nóng)業(yè)企業(yè)等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營主體新購置植保無人機時，才可以享受江蘇省農(nóng)機購置與應用補貼，個人購置不能享受補貼。不同機型的植保無人機享受的補貼額度從0.4萬～0.8萬元不等，最大補貼額度為0.8萬元。淀山湖鎮(zhèn)某農(nóng)民專業(yè)合作社在2022年購置大疆T30植保無人機價格為5.8萬元，即使享受最高額度0.8萬元補貼后，仍需要支付5萬元，還不包括保險費（約0.5萬元）、網(wǎng)費及保外維修費等費用，購買主體一次性投入大。

2.5" 部分農(nóng)戶對植保無人機的接受程度低

農(nóng)戶群體年齡高、文化水平低、對新生事物接受慢是制約植保無人機推廣應用的重要因素。當前，淀山湖鎮(zhèn)糧油種植戶有98人，果品種植戶16人。其中50歲以上種植戶有97人，占比約85%，受教育程度以初、高中為主，已習慣并有充裕的時間開展人工作業(yè)防治病蟲草害，加之對植保無人機防治效果心存顧慮，因而對使用植保無人機作業(yè)持謹慎態(tài)度。

2.6" 作業(yè)質(zhì)量及防治效果受環(huán)境因素影響大

低空低量無人機施藥與傳統(tǒng)人工施藥相比，更易受到諸如風速、溫度、濕度等環(huán)境因素影響。無人機低空低容量作業(yè)時，通常作業(yè)高度在1～3 m，噴灑出的霧滴粒徑在20～200 μm，如此細小的霧滴在風速超過2 m·s-1的大田環(huán)境中會飄移至數(shù)米乃至數(shù)十米的距離外區(qū)域[11]，導致施藥不均，并造成周邊非作業(yè)區(qū)域（如魚塘、河道、菜地）環(huán)境污染或作物藥害。若作業(yè)時氣溫偏高、濕度低，霧滴在未接觸到靶標作物前可能就蒸發(fā)損失，從而導致防治效果大打折扣，進一步提高了防治成本。

3" 發(fā)展建議

3.1" 提升無人機軟硬件性能

無人機廠商要不斷提升無人機導航飛控系統(tǒng)的智能化調(diào)控水平及可靠性，優(yōu)化無人機航行路線規(guī)劃，提升導航精度，減少重噴、漏噴、錯噴等情況的發(fā)生，實現(xiàn)對不同作業(yè)環(huán)境的靈活應對。加大對噴灑系統(tǒng)的研究與改進，尤其是提升核心部件噴頭的性能，確保噴施作業(yè)中藥液霧化效果穩(wěn)定，提升霧滴覆蓋率和穿透性，減少漏液現(xiàn)象的發(fā)生。電池供應商要提高鋰電池續(xù)航時間，開發(fā)諸如石墨烯、鈉離子、燃料電池等高續(xù)航的新能源電池，以便滿足大面積作業(yè)時高負荷、高頻次起降對電池的需求。

3.2" 加強售后服務及飛手培訓

隨著各地植保無人機保有量的增加，無人機廠商要及時增加并統(tǒng)籌規(guī)劃售后服務網(wǎng)點，配足售后維修人員，提高售后維修效率，切實解決使用者的后顧之憂。農(nóng)業(yè)管理部門要加強與無人機廠商、高校、科研院所及行業(yè)協(xié)會的合作，將植保無人機飛手技能培訓融入到新型職業(yè)農(nóng)民教育中。每年常態(tài)化邀請技術專家開展專業(yè)培訓，加強飛手對農(nóng)藥安全使用、機具維修保養(yǎng)、法律法規(guī)、應急處突等知識技能的掌握，學會在多變的環(huán)境因素下對飛防作業(yè)參數(shù)的調(diào)整與優(yōu)化，提高作業(yè)效率與科學管理水平。

3.3" 提高政策補貼扶持的力度與廣度

適度加大植保無人機購置補貼力度，將更多新機型納入政府購機補貼范圍內(nèi)，完善細化作業(yè)補貼，針對果園等存在施藥難度的場景設置補貼項目，促進植保無人機的推廣應用。政府可以對購買無人機飛防服務的農(nóng)戶進行適度補貼，提高農(nóng)戶使用植保無人機作業(yè)的積極性，促進區(qū)域內(nèi)病蟲草害的統(tǒng)防統(tǒng)治。

3.4" 多措并舉開展宣傳推廣

農(nóng)機推廣部門可以聯(lián)合地方農(nóng)業(yè)新型經(jīng)營主體打造植保無人機病蟲草害防治示范田及示范果園，做好與傳統(tǒng)防治田塊、果園的對比，組織農(nóng)戶參加無人機培訓宣講、飛防作業(yè)現(xiàn)場演示，讓農(nóng)戶直觀感受到無人機高效作業(yè)的優(yōu)勢，增進農(nóng)戶對植保無人機的了解，打消農(nóng)戶顧慮，以示范田、示范果園帶動推廣應用。鼓勵有能力有經(jīng)驗的農(nóng)業(yè)新型經(jīng)營主體成立飛防服務團隊，探索新型農(nóng)業(yè)組織社會化服務模式，為周邊區(qū)域種植戶提供病蟲草害“飛防托管”服務，助力農(nóng)戶增收及使用推廣。

3.5" 加快專用藥劑的研發(fā)

農(nóng)藥企業(yè)要加大飛防專用藥劑的研發(fā)投入，建立與無人機廠商及飛防服務團隊的合作機制，實現(xiàn)三方優(yōu)勢互補、數(shù)據(jù)共享、協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展，促進研發(fā)出殺菌殺蟲譜廣、腐蝕性弱、安全性高、環(huán)境友好的專用藥劑，同時應具備抗蒸發(fā)、防飄移的特性，減少環(huán)境因素對作業(yè)質(zhì)量的影響，填補當前市場上的空白。納米農(nóng)藥制劑作為當前飛防專用藥劑的研究重點，具有高效、緩釋、利用率高等優(yōu)點，且在水稻病蟲害防效實驗中優(yōu)于常規(guī)藥劑，具有較好的應用前景。

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（責任編輯：易" 婧）

收稿日期：2024-03-06

作者簡介：翟照輝（1992—），碩士，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術推廣。E-mail：zhaizhaohui0@163.com。

*為通信作者，E-mail：gguifei@163.com。