農(nóng)用無人機(jī)在我縣推廣應(yīng)用初探

金會(huì)芝

摘 要：為探討如何提高植保機(jī)械化效率，尤其是水田植保作業(yè)效率，作者立足杜蒙縣基本情況，對推廣農(nóng)用無人機(jī)植保作業(yè)進(jìn)行初步探討，并對無人機(jī)應(yīng)用前景進(jìn)行展望，事實(shí)證明載藥量為10～15 kg高載重、高效率無人機(jī)進(jìn)行“飛防”作業(yè)，是適應(yīng)農(nóng)業(yè)規(guī)?；⒓s化趨勢，有利于加快推進(jìn)本縣現(xiàn)代高效生態(tài)農(nóng)業(yè)健康有序發(fā)展。

關(guān)鍵詞：植保；無人機(jī)；推廣；應(yīng)用；展望

中圖分類號：S252.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.06.023

農(nóng)用無人機(jī)又稱“空中噴灑機(jī)”、“空中拖拉機(jī)”，是主要用于農(nóng)業(yè)植保作業(yè)的無人駕駛的直升機(jī)，由飛行平臺、GPS飛控、噴灑機(jī)構(gòu)三部分組成，通過北斗衛(wèi)星或GPS定位進(jìn)行飛行控制，來實(shí)現(xiàn)噴灑藥劑、種子等。近年來，在農(nóng)作物耕、種、收機(jī)械化的過程中，機(jī)耕、機(jī)收水平不斷提高，但農(nóng)業(yè)植保作業(yè)多處于以手工、半機(jī)械化操作為主的較低作業(yè)水平，不能適應(yīng)當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模化、集約化經(jīng)營趨勢，隨著農(nóng)機(jī)行業(yè)新星—農(nóng)用無人機(jī)推廣應(yīng)用，將有效解決植保作業(yè)機(jī)械化率低、植保作業(yè)效率低的問題，因此農(nóng)用無人機(jī)發(fā)展前景廣闊，市場潛力巨大。

1 農(nóng)用無人機(jī)推廣應(yīng)用的目的意義

發(fā)達(dá)農(nóng)業(yè)國家依靠農(nóng)用飛機(jī)來完成70%的農(nóng)藥噴灑作業(yè)，我國農(nóng)用無人機(jī)使用尚屬起步階段。與之相比，在無人機(jī)及噴藥技術(shù)方面差距都很大。無人機(jī)植保作業(yè)在泥濘的水田、高稈作物及山地丘陵等人和機(jī)械進(jìn)出困難地帶表現(xiàn)出突出的優(yōu)勢。尤其當(dāng)突發(fā)性、爆發(fā)性病蟲害大面積發(fā)生時(shí)，特別適合利用無人機(jī)飛防作業(yè)。航化作業(yè)能起到地面機(jī)械和人工不可替代的作用，減少勞動(dòng)力，提高作業(yè)效率，降低作業(yè)成本，同時(shí)不會(huì)對土壤造成碾壓，不損傷作物，有利于保障糧食安全生產(chǎn)，不會(huì)造成施藥操作人員中毒現(xiàn)象發(fā)生，也會(huì)減少水土污染。

因此，應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行植保作業(yè)是提高農(nóng)作物病蟲害機(jī)械化重要保證，是增強(qiáng)突發(fā)性大面積病蟲害防控能力、解放勞動(dòng)力的重要措施，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全程機(jī)械化的重要補(bǔ)充，是發(fā)展精準(zhǔn)、高效、安全的現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)、保證糧食安全的重要環(huán)節(jié)，必將極大地推動(dòng)我縣及我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)步伐。

2 農(nóng)用無人機(jī)發(fā)展的國內(nèi)外背景

從世界范圍看，農(nóng)用航空技術(shù)比較成熟的國家主要有美國、俄羅斯、加拿大、澳大利亞、巴西、日本等國家。美國是農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用技術(shù)最成熟的國家之一，而在這些國家中又分成兩個(gè)陣營，第一個(gè)陣營是以美國為代表的戶均耕地面積較大的國家，多數(shù)采用有人駕駛固定翼飛機(jī)作業(yè)；另一個(gè)陣營是以日本為代表的戶均耕地面積較小的國家，廣泛采用無人機(jī)噴藥作業(yè)，無人機(jī)已成為植保的主力軍。

從農(nóng)田狀況和植保田地作業(yè)方式看，我國與日本有相似之處，又都種植相同作物水稻，因此我國比較適宜推廣使用無人機(jī)，但我國目前處于起步階段，主要機(jī)型有單旋翼直升機(jī)和多旋翼直升機(jī)兩種。

從政策層面上看，自2004年以來，國家就意識到防治水稻病蟲害的艱巨性，因此就開始呼吁農(nóng)業(yè)行業(yè)重視無人機(jī)植保作業(yè)。2013 年農(nóng)業(yè)部又出臺《關(guān)于加快推進(jìn)現(xiàn)代植物保護(hù)體系建設(shè)的意見》，提出鼓勵(lì)有條件地區(qū)發(fā)展無人機(jī)防治病蟲害。自 2009 年以來，山東、河南兩省采取撥付專項(xiàng)資金或購機(jī)補(bǔ)貼政策支持鼓勵(lì)推廣無人機(jī)，無人機(jī)推廣應(yīng)用在未來 5年或逐步走向成熟。

3 我縣植保作業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

我縣地處松嫩平原西部，全縣幅員面積6176 km2，主要由平原、丘陵、漫崗和水域等組成，2014年成為黑龍江省產(chǎn)糧大縣，目前正在申報(bào)創(chuàng)建水田全程機(jī)械化示范縣。我縣農(nóng)機(jī)工作得到了較快發(fā)展，截至2014年末，全縣農(nóng)機(jī)總動(dòng)力74.66萬kW，全縣田間作業(yè)綜合機(jī)械化率90.65%，有現(xiàn)代農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社11家。

我縣使用的植保機(jī)械有手動(dòng)、小型機(jī)（電）動(dòng)噴霧機(jī)、拖拉機(jī)懸掛式植保機(jī)械及大中型自走式高桿噴霧機(jī)。但目前全縣僅有自走式高桿噴霧機(jī)100余臺，大型噴霧機(jī)3臺，主要以拖拉機(jī)懸掛式植保機(jī)械作業(yè)為主，部分水田以背負(fù)式電動(dòng)噴霧器和專用拉桿噴霧器作業(yè)為主，全縣植保機(jī)械化率80%以上。我縣植保作業(yè)存在問題是：勞動(dòng)強(qiáng)度大，需要?jiǎng)趧?dòng)力多，作業(yè)成本高，農(nóng)藥用量大，藥液噴施不均勻，作業(yè)效率低。尤其當(dāng)突發(fā)性、爆發(fā)性病蟲害大面積發(fā)生時(shí)，由于防治不及時(shí)，會(huì)造成糧食大幅度減產(chǎn)，嚴(yán)重影響糧食的品質(zhì)。2013年我縣敖林西伯鄉(xiāng)、胡吉吐莫鎮(zhèn)等部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)爆發(fā)大面積玉米粘蟲災(zāi)害，因?qū)I(yè)設(shè)備不足、作業(yè)效率低、防止施藥人員中毒，我們把100余臺消防水泵臨時(shí)改裝成噴藥設(shè)備，噴程雖有10～25 m，藥滴大，霧化不細(xì)不勻，噴施效果不好，只能應(yīng)急。如果無人機(jī)能夠投入到植保作業(yè)中，不僅可以高效率防病滅病，更可以提前分析、預(yù)防病蟲害的發(fā)生，同時(shí)使操作人員免于藥害，實(shí)現(xiàn)預(yù)防與作業(yè)同時(shí)進(jìn)行，最大限度地減少老百姓損失。

推廣高效率防治病蟲害噴施機(jī)械是擺在我們農(nóng)機(jī)推廣人員一個(gè)重要課題，為了讓農(nóng)民早日用上先進(jìn)的植保機(jī)械，我們加大力度進(jìn)行宣傳推廣。2015年7月，在東北農(nóng)大專家無人機(jī)技術(shù)支持下，我們總站首次舉行了無人機(jī)噴施農(nóng)藥現(xiàn)場演示會(huì)。農(nóng)業(yè)中心技術(shù)人員、沿江水稻產(chǎn)業(yè)帶及相關(guān)水田鄉(xiāng)鎮(zhèn)主管領(lǐng)導(dǎo)、主管農(nóng)機(jī)人員帶領(lǐng)水田種植大戶及當(dāng)?shù)剞r(nóng)民全程參加了江灣鄉(xiāng)現(xiàn)場演示。利用東北農(nóng)大專家研制的六軸無人機(jī)進(jìn)行噴藥演示，該機(jī)占地不到1 m2，由6個(gè)旋翼、1套控制總成、一套供電系統(tǒng)和兩個(gè)藥罐組成，載藥量7 kg，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、操作靈活輕便，采用電動(dòng)，利用當(dāng)?shù)谿PS系統(tǒng)，由電腦設(shè)置行進(jìn)路線，只要一鍵即可啟動(dòng)，可空中懸停和平移，穩(wěn)定性非常好，原地自主降落，每分鐘可噴藥1～2畝。與傳統(tǒng)人工噴施作業(yè)相比，在效率、效果、節(jié)約、均勻、環(huán)保等方面均表現(xiàn)突出優(yōu)勢。通過現(xiàn)場觀看，與會(huì)人員對該項(xiàng)技術(shù)非常認(rèn)可，紛紛希望早日能用上該機(jī)，但是擔(dān)心價(jià)位高而望而卻步。

4 無人機(jī)植保作業(yè)的比較優(yōu)勢

無人機(jī)植保作業(yè)與人工噴施相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）操作安全方便。不需要專門的起落場地和駕駛員，采用GPS或北斗衛(wèi)星定位，確定無人機(jī)的路徑，實(shí)現(xiàn)原地起落。

（2）安全性高。采用多翼，旋翼對稱分布，飛行穩(wěn)定；操作人員不容易發(fā)生藥物中毒事故。

（3）噴施效率高。采用GPS設(shè)定路線，無漏噴和重噴現(xiàn)象，每分鐘可噴施1～2畝地，一天作業(yè)6 h，可噴施150～300畝地，相當(dāng)于15～60人/天作業(yè)。

（4）噴施效果好。由于機(jī)翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的下壓氣流帶動(dòng)藥液，藥液霧化均勻，霧滴穿透力強(qiáng)，將其打到葉子的正反面，同時(shí)將藥打到莖部。

（5）節(jié)約水和農(nóng)藥。由于噴灑細(xì)勻，用水少，節(jié)水90%；同時(shí)也節(jié)省農(nóng)藥，可提高農(nóng)藥利用率30%以上，農(nóng)藥殘留低。

（6）環(huán)保實(shí)用。由于旋翼產(chǎn)生的強(qiáng)空氣流直接將藥液壓至作物的各個(gè)部位，藥液飄離少，同時(shí)無人機(jī)可近距離靠近作物作業(yè)，更加提高藥液利用率，減少對水、土及周圍環(huán)境的污染，更加環(huán)保。

5 存在問題

（1）價(jià)位高。目前，農(nóng)民對無人機(jī)植保作業(yè)非常認(rèn)可，也有購買想法，但價(jià)格相對于農(nóng)戶購買力來說還是偏高，希望無人機(jī)能早日納入購機(jī)補(bǔ)貼范疇，讓百姓早日享受到這一福利。

（2）復(fù)雜地況影響作業(yè)。一直以來，人們在進(jìn)行農(nóng)田規(guī)劃時(shí)，沒有把農(nóng)業(yè)航空作業(yè)納入到整體規(guī)劃中來，一家一戶分散經(jīng)營，造成不僅地塊小，而且田埂、溝渠、防風(fēng)林帶、高壓線桿、電信布線等布置狀況相對復(fù)雜，未做整體考慮，因此也影響了農(nóng)用無人機(jī)飛防作業(yè)。

（3）缺乏完善的航空噴施作業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對微小型農(nóng)用無人機(jī)等機(jī)型針對不同作物及不同噴劑進(jìn)行噴施作業(yè)缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

6 農(nóng)用無人機(jī)推廣應(yīng)用展望

農(nóng)業(yè)將是無人機(jī)民用的第一個(gè)領(lǐng)域，發(fā)展前景看好。隨著農(nóng)業(yè)航空技術(shù)的應(yīng)用，不久的將來，我們在實(shí)施綠色農(nóng)業(yè)、有機(jī)農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的技術(shù)革命同時(shí)，還將逐步走入先進(jìn)的數(shù)字農(nóng)業(yè)時(shí)代。隨著家庭農(nóng)場、合作社、服務(wù)組織、新型經(jīng)營主體數(shù)量快速增長，以及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；瘜χ脖C(jī)械的迫切需要，為農(nóng)用無人機(jī)作業(yè)的發(fā)展提供了充足的有利條件。據(jù)專家預(yù)測，截至2020年末中國植保無人機(jī)的需求量是10萬架，無人機(jī)植保從業(yè)人員需求是40萬人，無人機(jī)植保作業(yè)是一個(gè)大有可為的新興農(nóng)機(jī)行業(yè)，助推我們加速實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。

農(nóng)用無人機(jī)噴施作業(yè)在在泥濘水稻田和玉米生長中后期比較實(shí)用。在旱田植保作業(yè)中，當(dāng)玉米在粘蟲爆發(fā)時(shí)，由于莖稈很高，空氣不流通，人工無法下地噴藥，一般機(jī)械也很難下地，而應(yīng)用無人機(jī)噴藥作業(yè)效率高，在短短幾天將粘蟲控制住，最大限制地減少損失。我縣具有種植水稻得天獨(dú)厚的條件，以沿江鄉(xiāng)鎮(zhèn)為主形成優(yōu)質(zhì)水稻產(chǎn)業(yè)帶，每年水田面積都有一定速度增長，每年約噴施4～7次，因此，水稻病蟲害防治任務(wù)十分艱巨，而使用無人機(jī)進(jìn)行噴施作業(yè)以其噴灑作業(yè)質(zhì)量好、作業(yè)效率高、操作靈活方便等特點(diǎn)，保證及時(shí)防病滅蟲。而隨著相關(guān)惠農(nóng)政策的出臺，期盼未來載藥量為10～15 kg高載重、高效率無人機(jī)飛入我縣尋常百姓家，用其“飛防”來改變村民傳統(tǒng)的病蟲害防治方式，實(shí)現(xiàn)病蟲害專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治從地面作業(yè)向空中拓展，全力打造無公害或綠色食品（稻米）產(chǎn)業(yè)鏈，加快推進(jìn)我縣現(xiàn)代高效生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展。

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