中國(guó)農(nóng)業(yè)航空發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策建議

周志艷，明 銳，臧 禹，何新剛，羅錫文，蘭玉彬

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中國(guó)農(nóng)業(yè)航空發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策建議

周志艷1,2,3,4，明 銳1,2,3，臧 禹1,2,3，何新剛1,2,3，羅錫文1,2,3※，蘭玉彬1,2,3

（1. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院/廣東省農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用工程技術(shù)研究中心，廣州 510642；2. 國(guó)家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)國(guó)際聯(lián)合研究中心，廣州 510642；3. 農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書處，廣州510642；4. 南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心，長(zhǎng)沙 410128）

農(nóng)業(yè)航空是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分，為全面、深入地了解中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，同時(shí)反映行業(yè)面臨的困難和問(wèn)題，增強(qiáng)社會(huì)公眾對(duì)農(nóng)業(yè)航空的了解和認(rèn)知，推動(dòng)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)的健康快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書處組織編寫了《中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)發(fā)展報(bào)告》。該文以該報(bào)告為基礎(chǔ)，從有人駕駛航空器和無(wú)人駕駛航空器涉農(nóng)航化作業(yè)2個(gè)方面對(duì)近年來(lái)中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)的發(fā)展情況進(jìn)行了綜述，比較全面地展示了中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)的總體狀況，分析了目前行業(yè)發(fā)展中有人駕駛航空器農(nóng)林航化作業(yè)時(shí)間穩(wěn)步增長(zhǎng)、無(wú)人駕駛航空器發(fā)展勢(shì)頭良好的特點(diǎn)，以及在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)體系、核心技術(shù)以及配套經(jīng)營(yíng)主體、社會(huì)化服務(wù)等方面存在的亟待解決的主要問(wèn)題：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的建設(shè)滯后，尚未形成完善的標(biāo)準(zhǔn)化體系；農(nóng)業(yè)航空相關(guān)政策及法規(guī)體系不健全；研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入不足，共性核心關(guān)鍵技術(shù)研究滯后；發(fā)展模式未成型，社會(huì)化組織的服務(wù)能力不強(qiáng)；企業(yè)規(guī)模小，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，市場(chǎng)無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)。隨后，針對(duì)上述問(wèn)題，該文從管理、模式、標(biāo)準(zhǔn)、創(chuàng)新、應(yīng)用和政策6個(gè)方面提出了進(jìn)一步促進(jìn)中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)健康發(fā)展的對(duì)策與建議，包括應(yīng)進(jìn)一步明確中國(guó)農(nóng)業(yè)航空的管理辦法、探討中國(guó)農(nóng)業(yè)航空的發(fā)展模式、加強(qiáng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定、加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新研究、加強(qiáng)技術(shù)推廣應(yīng)用以及制定促進(jìn)中國(guó)農(nóng)業(yè)航空發(fā)展的政策等，可為政府引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展和企業(yè)規(guī)劃自身發(fā)展提供參考。

農(nóng)業(yè)；航空；無(wú)人機(jī)；遙感；植保；對(duì)策建議

0 引 言

農(nóng)業(yè)航空是指為農(nóng)業(yè)（包括林、牧、漁業(yè)）生產(chǎn)服務(wù)的航空事業(yè)，主要包括農(nóng)業(yè)航空作業(yè)平臺(tái)技術(shù)（飛行器本體）、農(nóng)業(yè)航空遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)及裝備、農(nóng)業(yè)航空作業(yè)（噴藥、施肥、除草劑、播種、輔助授粉等）技術(shù)及裝備等[1]。

農(nóng)業(yè)航空是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分?！稗r(nóng)用無(wú)人機(jī)”被麻省理工學(xué)院（MIT）評(píng)為2014年度“10大最具突破性的科技創(chuàng)新”?！凹訌?qiáng)農(nóng)用航空建設(shè)”被列為2014年中央一號(hào)文件“推進(jìn)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新”的重要內(nèi)容。農(nóng)業(yè)部2015年2月印發(fā)了《到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》和《到2020年農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》，農(nóng)業(yè)航空技術(shù)作為高工效作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，是實(shí)現(xiàn)化肥和農(nóng)藥用量零增長(zhǎng)目標(biāo)的迫切需要[2]。大力發(fā)展農(nóng)業(yè)航空技術(shù)對(duì)應(yīng)對(duì)突發(fā)性爆發(fā)性農(nóng)業(yè)災(zāi)害，保障中國(guó)糧食安全與生態(tài)安全，提高農(nóng)業(yè)作業(yè)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)具有重大意義[3]。因此，當(dāng)前中國(guó)正興起一股農(nóng)用航空關(guān)鍵技術(shù)研究、開發(fā)及推廣應(yīng)用的熱潮。

2011年，為順應(yīng)國(guó)內(nèi)對(duì)農(nóng)業(yè)航空的巨大需求，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位聯(lián)合組建了國(guó)內(nèi)首個(gè)“農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”，聯(lián)盟成立以來(lái)，對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)航空的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。一方面，社會(huì)各界對(duì)農(nóng)業(yè)航空的關(guān)注度空前高漲，特別是農(nóng)用無(wú)人機(jī)，吸引了來(lái)自研發(fā)、生產(chǎn)、制造、服務(wù)、培訓(xùn)、市場(chǎng)管理、產(chǎn)品檢測(cè)鑒定、技術(shù)推廣，以及融資租賃和保險(xiǎn)等相關(guān)單位的廣泛關(guān)注[4]；另一方面，國(guó)家監(jiān)管部門陸續(xù)出臺(tái)管理規(guī)定、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等以規(guī)范農(nóng)業(yè)航空行業(yè)，尤其是農(nóng)用無(wú)人機(jī)的管理，得到了監(jiān)管部門的高度重視[5]。

為全面、深入地了解中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，全力展現(xiàn)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)的最新進(jìn)展，重點(diǎn)推介中國(guó)農(nóng)業(yè)航空領(lǐng)域的優(yōu)秀成果，突出宣傳活躍在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一線的企業(yè)及相關(guān)產(chǎn)品，同時(shí)反映行業(yè)面臨的困難和存在的問(wèn)題，增強(qiáng)社會(huì)公眾對(duì)農(nóng)業(yè)航空的了解和認(rèn)知，推動(dòng)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)的健康快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書處組織編寫了《中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)發(fā)展報(bào)告》，使國(guó)家行業(yè)主管部門、行業(yè)協(xié)會(huì)、大專院校、科研院所以及生產(chǎn)經(jīng)銷企業(yè)等群體全面了解農(nóng)業(yè)航空行業(yè)現(xiàn)狀。本文以該報(bào)告為基礎(chǔ)，對(duì)近年來(lái)中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)的發(fā)展情況進(jìn)行了綜述，分析了行業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)、面臨的困難和存在的問(wèn)題，同時(shí)提出了進(jìn)一步促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展的對(duì)策與建議。

1 中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r

中國(guó)農(nóng)業(yè)航空開始于1951年[6]，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，中國(guó)農(nóng)業(yè)航空已經(jīng)由最初的有人駕駛航空器作業(yè)為主發(fā)展到目前的有人駕駛航空器作業(yè)和無(wú)人駕駛航空器作業(yè)并存的局面[7]。當(dāng)前中國(guó)農(nóng)業(yè)航空作業(yè)量的統(tǒng)計(jì)主要分為有人駕駛航空器涉農(nóng)航化作業(yè)和無(wú)人駕駛飛行器涉農(nóng)航化作業(yè)2部分，前者主要由中國(guó)民用航空局通航管理部門歸口統(tǒng)計(jì)，后者目前尚無(wú)權(quán)威統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，本文有關(guān)無(wú)人駕駛飛行器涉農(nóng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)主要來(lái)源于聯(lián)盟秘書處的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源統(tǒng)計(jì)結(jié)果[8]。

1.1 有人駕駛航空器涉農(nóng)航化作業(yè)情況

據(jù)文獻(xiàn)《2015從統(tǒng)計(jì)看民航》以及中國(guó)民航局2016年5月發(fā)布的《2015年民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》數(shù)據(jù)顯示，2014年中國(guó)有人駕駛航空器的持證通航企業(yè)239家，其中實(shí)際開展涉農(nóng)航化作業(yè)56家，2014年涉農(nóng)航化作業(yè)飛行小時(shí)數(shù)為38 220 h，其中防治病蟲害占65%，航空護(hù)林占18%，占總作業(yè)飛行時(shí)間的83%。2014年度有人駕駛航空器涉農(nóng)航化作業(yè)情況如表1所示[9]，不同作業(yè)類型的占比情況如圖1所示[10]。

表1 2014年度有人駕駛航空器農(nóng)林航化作業(yè)情況[9]

圖1 2014年度有人駕駛航空器不同作業(yè)類型作業(yè)時(shí)間占比

盡管自2001年以來(lái)，中國(guó)農(nóng)業(yè)航空作業(yè)總量在總航空量中所占比例逐年下降，但從2011年至2014年，占總比一直保持在5%～8%之間。2015年，中國(guó)農(nóng)林航空作業(yè)時(shí)間雖然依然只占通用航空飛行總時(shí)間的5.4%，但是已經(jīng)突破往年的最大作業(yè)時(shí)間38 220 h，達(dá)到了42 100 h，比2014年增長(zhǎng)了10.1%[9]。從數(shù)據(jù)中可以看出，中國(guó)有人駕駛航空器農(nóng)林航化作業(yè)時(shí)間正穩(wěn)步增長(zhǎng)。

農(nóng)業(yè)航空作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分和反映農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一[11]，有人駕駛航空器農(nóng)林航化作業(yè)時(shí)間的上升標(biāo)志著中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)已進(jìn)入蓬勃發(fā)展的重要階段。

1.2 無(wú)人駕駛航空器涉農(nóng)航化作業(yè)情況

截至2016年12月，據(jù)農(nóng)業(yè)航空聯(lián)盟網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示[8]，涉及農(nóng)用無(wú)人機(jī)的科研、生產(chǎn)銷售、作業(yè)服務(wù)、人才培訓(xùn)、金融保險(xiǎn)等單位約192家，來(lái)自23個(gè)省市自治區(qū)。從單位類型分，科研類單位約占13%，生產(chǎn)銷售類單位約占61%，作業(yè)服務(wù)類單位約占16%，人才培訓(xùn)類單位約占6%，金融保險(xiǎn)單位約占3%，其他類型單位占1%（圖2）。從來(lái)源地區(qū)分，其中廣東省最多，達(dá)41家單位，約占全國(guó)總數(shù)的21.3%，其次是北京市，24家，約占全國(guó)總數(shù)的12.5%。上述數(shù)據(jù)表明，當(dāng)前農(nóng)用無(wú)人機(jī)生產(chǎn)銷售類單位所占比例已經(jīng)超過(guò)了一半，但科研類、作業(yè)服務(wù)類單位仍較低，可見(jiàn)，共性核心關(guān)鍵技術(shù)的研究和推廣應(yīng)用的力度仍需加強(qiáng)。

a. 單位分布

a. Organization distribution

b. 單位類型

植保無(wú)人機(jī)機(jī)型數(shù)約233個(gè)，其中單旋翼機(jī)型64個(gè)，約占27.5%，多旋翼機(jī)型168個(gè)，約占72.1%，固定翼機(jī)型1個(gè)，約占0.4%（圖3a）；油動(dòng)力約占19.7%，電池動(dòng)力約占80.3%（圖3b），氫燃料電池[12-14]、石墨稀電池[15-16]等新型高效能源的測(cè)試機(jī)型已有報(bào)道，但尚未見(jiàn)用于實(shí)際生產(chǎn)的機(jī)型。上述數(shù)據(jù)表明，當(dāng)前中國(guó)植保無(wú)人機(jī)以電池為動(dòng)力的多旋翼機(jī)型為主。同時(shí)由于多旋翼無(wú)人機(jī)相對(duì)于單旋翼無(wú)人機(jī)和固定翼無(wú)人機(jī)具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)易以及對(duì)起飛地點(diǎn)要求不高等特點(diǎn)[17]，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年內(nèi)，中國(guó)植保無(wú)人機(jī)仍將以多旋翼電動(dòng)無(wú)人機(jī)為主。

在上述機(jī)型中，有效載荷量為10、5、15、20、30 kg的機(jī)型是主流，其中有效載荷量為10 kg的機(jī)型最多，約占29.6%，其次是5 kg機(jī)型，約占12.0%，15 kg機(jī)型約占9.9%，20 kg機(jī)型約占9.4%（圖4）。上述數(shù)據(jù)表明，當(dāng)前中國(guó)植保無(wú)人機(jī)機(jī)型的有效載荷量以10 kg為主。從作業(yè)效率角度來(lái)看，有效載荷量越大，單個(gè)架次的作業(yè)面積也就越大，作業(yè)效率也越高，但同時(shí)單位時(shí)間內(nèi)消耗的動(dòng)力能量越多[18]，綜合成本也更高。從目前動(dòng)力部件的技術(shù)水平來(lái)看，有效載荷量為10 kg的機(jī)型應(yīng)該處于綜合成本—效益曲線的最佳結(jié)合點(diǎn)，因此成為當(dāng)前的主流機(jī)型。

圖3 植保無(wú)人機(jī)升力部件和動(dòng)力部件類型及占比

據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2016年6月底，中國(guó)植保無(wú)人機(jī)保有量是4 890架，2016年上半年植保無(wú)人機(jī)作業(yè)面積達(dá)47.6萬(wàn)hm2/次（圖5）。2015年底，全國(guó)植保無(wú)人機(jī)保有量達(dá)2 324架（31個(gè)省統(tǒng)計(jì)），比2014年度增長(zhǎng)234.3%；總作業(yè)面積達(dá)76.9萬(wàn)hm2/次，比2014年度增長(zhǎng)170.6%。該數(shù)據(jù)表明，農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)用于航空植保作業(yè)正逐漸興起，發(fā)展勢(shì)頭良好。

圖4 植保無(wú)人機(jī)機(jī)型的有效載荷量分布情況

a. 保有量

b. Numbers

b. 作業(yè)面積

截至2016年12月31日，持有中國(guó)航空器擁有者及駕駛員協(xié)會(huì)（AOPA-China）民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員合格證人數(shù)10 255人，比2014年增長(zhǎng)近41倍（圖6）。該數(shù)據(jù)一方面反映出近幾年來(lái)，隨著中國(guó)針對(duì)無(wú)人機(jī)管理的法律法規(guī)逐步出臺(tái)以及行業(yè)體系的逐步完善，無(wú)人機(jī)駕駛員人才的培訓(xùn)日漸受到重視；另一方面也反映出當(dāng)前無(wú)人機(jī)駕駛員人才的數(shù)量的嚴(yán)重不足，相較于目前中國(guó)農(nóng)業(yè)航空的巨大需求（據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)3個(gè)五年計(jì)劃，假若中國(guó)農(nóng)業(yè)航空年處理耕地面積達(dá)到總耕地面積的50%，需要新增飛機(jī)投入465億元以上，新增飛機(jī)數(shù)量約10萬(wàn)架[5]，需要配套合格的駕駛員約15萬(wàn)人），當(dāng)前無(wú)人機(jī)駕駛員人才，尤其是有經(jīng)驗(yàn)的無(wú)人機(jī)駕駛員人才仍然處于極度困乏的局面。

圖6 中國(guó)民用無(wú)人機(jī)駕駛員人才數(shù)量

2 中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)發(fā)展中亟待解決的主要問(wèn)題

總體來(lái)看，中國(guó)農(nóng)業(yè)航空的應(yīng)用水平和國(guó)外該領(lǐng)域的發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大[19]，目前有人駕駛航空器作業(yè)水平尚處于“跟跑”階段；農(nóng)用無(wú)人駕駛航空器在作物長(zhǎng)勢(shì)低空遙感監(jiān)測(cè)、航空植保作業(yè)、航空播撒、輔助授粉等方面的應(yīng)用正逐漸興起，未來(lái)有望從“并跑”階段進(jìn)入“領(lǐng)跑”階段。然而，中國(guó)農(nóng)業(yè)航空正處于快速發(fā)展的前期，要更好地支持中國(guó)未來(lái)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)農(nóng)業(yè)航空的巨大需求，行業(yè)發(fā)展中還有許多重要問(wèn)題亟待解決。

2.1 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的建設(shè)滯后，尚未形成完善的標(biāo)準(zhǔn)化體系

2013年以前，中國(guó)農(nóng)業(yè)航空以有人駕駛的固定翼飛機(jī)為主，因此，農(nóng)業(yè)航空相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要圍繞有人駕駛航空器農(nóng)林航化作業(yè)開展。截至2016年12月，有人駕駛航空器農(nóng)林航化作業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)約為25項(xiàng)（表2），其中民航行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)21項(xiàng)，農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)。

從事非農(nóng)領(lǐng)域的無(wú)人機(jī)本體和管理標(biāo)準(zhǔn)化工作的組織和機(jī)構(gòu)主要有全國(guó)航空器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（TC435）（秘書處為中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所）、中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所、中國(guó)（深圳）無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)。其中，TC435于2016年開始將民用航空器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（2項(xiàng)）列入制定計(jì)劃。中國(guó)（深圳）無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)累計(jì)發(fā)布團(tuán)體（聯(lián)盟）標(biāo)準(zhǔn)不足10項(xiàng)。

國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)專門從事無(wú)人駕駛航空器（農(nóng)用無(wú)人機(jī)）涉農(nóng)航化作業(yè)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織和機(jī)構(gòu)，國(guó)家級(jí)和省級(jí)TC/SC均為空白。2013年以來(lái)，隨著無(wú)人機(jī)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)已有少量組織如“農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”等開始關(guān)注農(nóng)用無(wú)人機(jī)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)制訂及行業(yè)規(guī)范。截至2016年12月，無(wú)人駕駛航空器（農(nóng)用無(wú)人機(jī)）涉農(nóng)航化作業(yè)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)約為18項(xiàng)（表3），其中地方標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)（審定中2項(xiàng)），團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)11項(xiàng)。

表2 有人駕駛航空器農(nóng)林航化作業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

表3 無(wú)人駕駛航空器涉農(nóng)航化作業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

綜上，近兩年來(lái)農(nóng)用無(wú)人機(jī)，特別是植保無(wú)人機(jī)發(fā)展迅猛[20]，但截至目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)農(nóng)用無(wú)人機(jī)方面的專門標(biāo)準(zhǔn)化組織和機(jī)構(gòu)，雖然已有少量地方及團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)，但距離完善的農(nóng)用無(wú)人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系建立還有大量工作要做，特別是有關(guān)農(nóng)用無(wú)人機(jī)生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)以及作業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)均處于空白狀態(tài)。缺乏完善、規(guī)范的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及作業(yè)規(guī)程，沒(méi)有行業(yè)準(zhǔn)入機(jī)制的約束，安全隱患日益凸顯，亟需加快完善農(nóng)業(yè)航空標(biāo)準(zhǔn)體系，特別是農(nóng)用無(wú)人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化體系的建設(shè)[21]。

2.2 農(nóng)業(yè)航空相關(guān)政策及法規(guī)體系不健全

2014年中央一號(hào)文件明確提出了關(guān)于“加強(qiáng)農(nóng)用航空建設(shè)”的要求，2015年、2016年中央一號(hào)文件也圍繞智慧農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，提出了大力發(fā)展農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用的需求，同時(shí)，國(guó)務(wù)院印發(fā)的《全國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化規(guī)劃（2016－2020年）》明確提出要“發(fā)展農(nóng)業(yè)航空”，農(nóng)業(yè)部編制的《全國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃》中也明確提出到2020年農(nóng)業(yè)航空作業(yè)面積要明顯增加。盡管國(guó)家層面充分表現(xiàn)出了對(duì)發(fā)展農(nóng)業(yè)航空的高度重視，部分政策及法規(guī)正陸續(xù)出臺(tái)，但要為行業(yè)的健康發(fā)展保駕護(hù)航，相關(guān)政策及法規(guī)體系仍不夠健全[22]。特別是無(wú)人駕駛航空器的管理，目前世界各國(guó)的相關(guān)政策和法規(guī)正在逐步完善中，中國(guó)無(wú)人駕駛航空器相關(guān)政策法規(guī)如表4所示，而專門針對(duì)農(nóng)用無(wú)人機(jī)的政策和法規(guī)仍在討論和研究中。同時(shí)，由于農(nóng)業(yè)航空涉及多個(gè)部門單位，管理部門不明確問(wèn)題依然存在[23]。

表4 無(wú)人駕駛航空器相關(guān)政策法規(guī)

此外，政府對(duì)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)的扶持力度還需進(jìn)一步加大。例如，目前，國(guó)家在購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼、作業(yè)補(bǔ)貼以及稅收、金融等優(yōu)惠政策方面還比較欠缺，雖然已有部分省份開始進(jìn)行試點(diǎn)，但仍沒(méi)有形成健全的保障體系，多數(shù)企業(yè)面臨低空作業(yè)申報(bào)手續(xù)困難、經(jīng)營(yíng)成本高、融資力度小等困難，國(guó)家應(yīng)在政策層面掃除阻礙行業(yè)發(fā)展的壁壘，加大對(duì)農(nóng)業(yè)航空企業(yè)的扶持力度。

2.3 研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入不足，共性核心關(guān)鍵技術(shù)研究滯后

盡管近年來(lái)中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)受到了社會(huì)各界的廣泛重視，但整個(gè)行業(yè)仍存在研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入不足，導(dǎo)致共性核心關(guān)鍵技術(shù)研究依然滯后于行業(yè)發(fā)展期望的問(wèn)題[24]。農(nóng)業(yè)航空相關(guān)企業(yè)的研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入情況尚未統(tǒng)計(jì)，但從最新的十三五國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)的布局來(lái)看，涉及農(nóng)業(yè)航空類技術(shù)研發(fā)的專項(xiàng)主要有“化學(xué)肥料和農(nóng)藥減施增效綜合技術(shù)研發(fā)”試點(diǎn)專項(xiàng)和“智能農(nóng)機(jī)裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)，前者設(shè)置了“地面與航空高工效施藥技術(shù)及智能化裝備”項(xiàng)目，后者設(shè)置了“農(nóng)用航空作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究與裝備研發(fā)”項(xiàng)目，兩個(gè)項(xiàng)目包括了一部分農(nóng)業(yè)航空行業(yè)發(fā)展中亟需解決的共性關(guān)鍵技術(shù)，投入的總經(jīng)費(fèi)合計(jì)約為1.12億元。總體上來(lái)看，國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)發(fā)展中共性核心關(guān)鍵技術(shù)的重視程度與該行業(yè)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中起到的作用相比極不相稱[25]。目前亟須解決的核心關(guān)鍵技術(shù)主要包括：

1）航空噴施專用劑型

航空噴施具有高效率、不受地形限制、氣流作用有利于霧滴沉降和葉片正反面著藥等顯著特點(diǎn)[26-27]，但當(dāng)前航空噴施作業(yè)中選用的劑型大多參考地面機(jī)械，特別是植保無(wú)人機(jī)，由于載荷量有限，在需要保證一定作業(yè)效率的前提下，不得不減少單位面積的施用量，相應(yīng)地需要提高藥液濃度降低藥液粒徑來(lái)達(dá)到同等的作業(yè)效果，然而，高濃度小粒徑霧滴帶來(lái)的蒸發(fā)損失、漂移損失以及可能出現(xiàn)的藥害風(fēng)險(xiǎn)不容忽視[28-29]，而適用于地面機(jī)械的低容量大粒徑劑型很難克服上述問(wèn)題[30]，因此亟需開發(fā)適用于航空噴施作業(yè)的抗蒸發(fā)、防漂移、附著力強(qiáng)的專用劑型。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)已有部分研究單位開展了航空噴施專用助劑的研發(fā)，如表5所示。但由于中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中作物品類繁雜，病蟲草害種類多樣，導(dǎo)致相對(duì)應(yīng)的處方藥劑在有效成分含量、表面張力、黏度等方面都有較大差異，因此，航空噴施專用劑型還需要針對(duì)不同作業(yè)機(jī)型的霧化效果、藥效以及對(duì)作物生理的影響，制定相應(yīng)的室內(nèi)、室外評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，開展大量的試驗(yàn)研究[29]。

2）精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空技術(shù)

農(nóng)情信息的快速、無(wú)損、大面積獲取是開展航空精準(zhǔn)變量噴施作業(yè)的前提和基礎(chǔ)[31]。通過(guò)遙感技術(shù)和空間統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合，將遙感數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成處方圖，從而實(shí)現(xiàn)航空變量噴施作業(yè)[32]。當(dāng)前，中國(guó)在遙感獲取作物信息方面的研究較多，但仍存在理論深度不夠和實(shí)際應(yīng)用比較困難的問(wèn)題[33]。未來(lái)需要加強(qiáng)多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)、航空變量噴施作業(yè)系統(tǒng)等方面的研究，進(jìn)一步提高噴施作業(yè)的準(zhǔn)確性和針對(duì)性，使藥液的利用更加合理和有效，從而降低用量、減少成本投入和保護(hù)環(huán)境[34]。

表5 中國(guó)現(xiàn)有航空噴施專用助劑開發(fā)情況

3）智能化噴施作業(yè)模型

航空噴施作業(yè)中，影響作業(yè)質(zhì)量的主要因素包括[35]：①作業(yè)條件，包括地形、作物對(duì)象、作業(yè)時(shí)間、氣象條件（風(fēng)向、風(fēng)速等）；②飛行器參數(shù)，包括作業(yè)機(jī)型、噴霧參數(shù)（噴嘴型號(hào)、噴霧壓力、噴射角度、霧滴粒徑等）；③作業(yè)參數(shù)，包括飛行器路徑規(guī)劃、作業(yè)高度和速度等；④藥液劑型及配方。如何建立智能化的噴施作業(yè)模型，實(shí)現(xiàn)上述因素的最佳配合，以達(dá)到最佳噴施作業(yè)效果（藥液利用率最高，藥害、環(huán)境污染等負(fù)面影響最?。?，是該領(lǐng)域當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。

目前，國(guó)外針對(duì)有人駕駛飛行器，已有一些較完善的噴施作業(yè)模型，例如噴嘴模型[36-37]、漂移模型（AGDISP）[38-39]等，供飛行員噴施作業(yè)時(shí)進(jìn)行決策參考。針對(duì)植保無(wú)人機(jī)，國(guó)內(nèi)研究人員近年來(lái)已開展了大量作業(yè)參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)[40-41]，但迄今為止尚未形成一套科學(xué)完善的智能化噴施作業(yè)模型，用于對(duì)不同作物、不同噴施劑型進(jìn)行航空噴施時(shí)的作業(yè)時(shí)機(jī)、作業(yè)環(huán)境（溫度、濕度、風(fēng)速）、飛行高度、飛行速度、航線規(guī)劃與導(dǎo)航控制等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化決策參考，以達(dá)到最佳的噴施作業(yè)效果。

4）高智能化、高可靠性的航空作業(yè)關(guān)鍵部件

在有人駕駛航空器農(nóng)林航化作業(yè)方面，國(guó)外目前在關(guān)鍵部件制造、輔助駕駛及作業(yè)控制等方面已較成熟[42]。但目前國(guó)內(nèi)在實(shí)際開展農(nóng)林業(yè)航化作業(yè)的通航企業(yè)中，用于農(nóng)林航化作業(yè)（通用航空丙類作業(yè)）的有人駕駛固定翼飛機(jī)和直升飛機(jī)，中國(guó)自主研制的機(jī)型所占比例低于國(guó)外機(jī)型，高智能化、高可靠性的輔助駕駛及作業(yè)控制系統(tǒng)還不夠成熟，需要加強(qiáng)自主創(chuàng)新能力。

在無(wú)人駕駛航空器涉農(nóng)航化作業(yè)方面，近年來(lái)農(nóng)用無(wú)人機(jī)發(fā)展迅速，在飛控系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力電池等方面取得了較大的進(jìn)展，制造和使用成本持續(xù)下降，部分機(jī)型已配備高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，能自動(dòng)規(guī)劃航線，進(jìn)行超視距、超低空飛行作業(yè)，但仍然存在許多實(shí)際作業(yè)問(wèn)題需要大力創(chuàng)新和突破：①由于中國(guó)農(nóng)田環(huán)境復(fù)雜多變，在定高定速仿地飛行、障礙物識(shí)別和規(guī)避（尤其是田間的細(xì)小纜線）等智能化技術(shù)以及低故障率、高可靠性等方面，仍需大力創(chuàng)新；②盡管目前壓力噴嘴、離心噴頭[36]、靜電噴霧[43]等技術(shù)正逐步完善，但在植保無(wú)人機(jī)作業(yè)時(shí)，藥液噴出后在旋翼風(fēng)場(chǎng)的影響下，藥液在作物冠層沉積分布仍存在規(guī)律性差、霧滴粒徑變異過(guò)大等問(wèn)題，植保作業(yè)質(zhì)量不夠高[44]。此外，由于植保無(wú)人機(jī)噴霧霧滴粒徑小，還需要進(jìn)一步研發(fā)高精度、高可靠性的航空作業(yè)關(guān)鍵部件，提高飛行和噴施作業(yè)控制精度，減少漏噴、重噴以及霧滴飄移帶來(lái)的無(wú)效作業(yè)、藥害或次生災(zāi)害等負(fù)面影響[45-46]。

2.4 發(fā)展模式未成型，社會(huì)化組織的服務(wù)能力不強(qiáng)

據(jù)報(bào)道，國(guó)際上通用航空產(chǎn)業(yè)投入產(chǎn)出比為1:10，就業(yè)帶動(dòng)比為1:12，具有極強(qiáng)的拉動(dòng)效應(yīng)[5]。農(nóng)業(yè)航空作為通用航空的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，相比其他領(lǐng)域而言，其產(chǎn)業(yè)鏈更長(zhǎng)，牽涉到農(nóng)情信息快速獲?。ㄗ魑镩L(zhǎng)勢(shì)及病蟲草害等脅迫的快速檢測(cè)）、配套農(nóng)資、部件級(jí)研發(fā)生產(chǎn)、整機(jī)集成開發(fā)制造、航空作業(yè)服務(wù)、機(jī)務(wù)維修和售后保障以及人才培訓(xùn)、技術(shù)推廣、市場(chǎng)管理、產(chǎn)品檢測(cè)鑒定、融資租賃、農(nóng)業(yè)航空保險(xiǎn)等諸多環(huán)節(jié)。

總的來(lái)說(shuō)，中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)無(wú)論是產(chǎn)業(yè)鏈，還是創(chuàng)新鏈、資金鏈、人才鏈和政策鏈，目前還沒(méi)有成型的發(fā)展模式。對(duì)于進(jìn)入該行業(yè)的投資者來(lái)說(shuō)，更看重的還是利益，對(duì)于整個(gè)行業(yè)應(yīng)該如何發(fā)展、產(chǎn)業(yè)鏈上各單位如何融合互補(bǔ)的了解程度仍待提高。

例如，植保無(wú)人機(jī)作業(yè)的流程通常包括需求洽談、作物病蟲草害檢驗(yàn)、作物病蟲草害災(zāi)情診斷、作業(yè)處方?jīng)Q策、藥劑配方調(diào)制、飛行航線規(guī)劃和作業(yè)超控、藥效查定及回訪等，各環(huán)節(jié)的專業(yè)性要求都非常高。植物保護(hù)從某種意義上講就是植物醫(yī)療，為植物的健康成長(zhǎng)提供保障。如果把植物保護(hù)的流程與人類醫(yī)療的流程進(jìn)行類比，上述各個(gè)環(huán)節(jié)理應(yīng)分別由持有相應(yīng)從業(yè)資格的專門技術(shù)人員進(jìn)行實(shí)施，包括導(dǎo)醫(yī)（需求洽談）、檢驗(yàn)師（作物病蟲草害檢驗(yàn)）、醫(yī)生（作物病蟲草害災(zāi)情診斷、作業(yè)處方?jīng)Q策、藥效查定及回訪）、藥劑師（藥劑配方調(diào)制）、護(hù)師（飛行航線規(guī)劃和作業(yè)超控）。然而，當(dāng)前中國(guó)植保無(wú)人機(jī)行業(yè)內(nèi)部尚未形成細(xì)致而完善的分工，大部分航空作業(yè)服務(wù)單位的無(wú)人機(jī)駕駛員（相當(dāng)于護(hù)師）通常身兼數(shù)職，幾乎包攬了導(dǎo)醫(yī)、檢驗(yàn)師、醫(yī)生、藥劑師等崗位的所有職能，這種分工方式不合理，對(duì)整個(gè)行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展也是有害的。

截止至2016年年底，中國(guó)持有民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員合格證人數(shù)10 255人，但相較于目前中國(guó)農(nóng)業(yè)航空市場(chǎng)的巨大需求，仍然難以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年，若要使中國(guó)農(nóng)業(yè)航空年處理耕地面積可達(dá)到總耕地面積的30%，按照其中40%采用植保無(wú)人機(jī)作業(yè)計(jì)算，未來(lái)將需要新增添植保無(wú)人機(jī)約75 000架，按照每架植保無(wú)人機(jī)需要駕駛員1.5人計(jì)算，需要新增駕駛員約11.25萬(wàn)人，因此，人才培訓(xùn)任務(wù)艱巨。

目前中國(guó)農(nóng)業(yè)航空市場(chǎng)上已陸續(xù)出現(xiàn)少量專業(yè)服務(wù)組織，包括作業(yè)服務(wù)、售后保障、融資租賃、人才培訓(xùn)、農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)等專業(yè)公司，但是仍處于初級(jí)階段。植保無(wú)人機(jī)生產(chǎn)企業(yè)包打天下，從生產(chǎn)、銷售、推廣、作業(yè)處方、糾紛處理，到培訓(xùn)、售后服務(wù)等，全部包攬。植保無(wú)人機(jī)的機(jī)務(wù)維修目前僅僅在滿足生產(chǎn)企業(yè)自身的定檢維修任務(wù)，并沒(méi)有真正進(jìn)入市場(chǎng)狀態(tài)，資源相對(duì)分散，維修能力相對(duì)偏弱。由于植保無(wú)人機(jī)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)尚未發(fā)布，目前產(chǎn)品檢測(cè)鑒定相關(guān)的專業(yè)服務(wù)組織尚未出現(xiàn)。在中國(guó)農(nóng)業(yè)航空市場(chǎng)的巨大需求下，只有形成一定規(guī)模的專業(yè)服務(wù)組織，才能夠推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。

當(dāng)然，全行業(yè)發(fā)展模式的成型和社會(huì)化服務(wù)組織的完善還需時(shí)間。只有產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)同創(chuàng)新，形成好的發(fā)展模式和完善的配套社會(huì)化服務(wù)組織，才能促進(jìn)農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)化水平的提升。

2.5 企業(yè)規(guī)模小，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，市場(chǎng)無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)

目前中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)相關(guān)的單位總數(shù)近300家，但注冊(cè)資本超億元的企業(yè)數(shù)量非常少，大部分企業(yè)處于成長(zhǎng)的初期階段，規(guī)模比較小，且產(chǎn)業(yè)集群度不高，產(chǎn)品同質(zhì)化較嚴(yán)重，產(chǎn)業(yè)鏈上下游間的協(xié)同創(chuàng)新能力不足，沒(méi)有形成互補(bǔ)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

特別是多旋翼電動(dòng)植保無(wú)人機(jī)，由于航模器件的普及，整機(jī)集成開發(fā)成本快速下降，行業(yè)的入門門檻較低[47]，同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，企業(yè)利潤(rùn)下降。

在航空作業(yè)服務(wù)上，龍頭企業(yè)和品牌影響力在市場(chǎng)上的作用不夠突出，無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)、惡性競(jìng)爭(zhēng)等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。少數(shù)企業(yè)通過(guò)偷工減料、降低作業(yè)質(zhì)量來(lái)降低成本，嚴(yán)重?cái)_亂了市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)秩序，損害了企業(yè)與用戶之間的交易信用環(huán)境。

因此，農(nóng)業(yè)航空行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整有待進(jìn)一步加快調(diào)整，特別是植保無(wú)人機(jī)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要由同質(zhì)化轉(zhuǎn)變成差異化、個(gè)性化，市場(chǎng)結(jié)構(gòu)要從滿足用戶需求到為消費(fèi)者創(chuàng)造需求。只有形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動(dòng)行業(yè)內(nèi)的資源聚集，形成大規(guī)模的聚集效應(yīng)，才能促進(jìn)整個(gè)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)的健康有序發(fā)展。

3 中國(guó)農(nóng)業(yè)航空發(fā)展對(duì)策及建議

中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)近年來(lái)快速發(fā)展，帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，也面臨上述多種問(wèn)題，解決這些實(shí)際問(wèn)題應(yīng)多角度、多方面、多層次思考，同時(shí)從管理、模式、標(biāo)準(zhǔn)、創(chuàng)新、應(yīng)用和政策六個(gè)方面入手，從而謀求中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)的大發(fā)展。

3.1 管理：進(jìn)一步明確中國(guó)農(nóng)業(yè)航空的管理辦法

目前中國(guó)通用航空主要由民航部門進(jìn)行管理，有人駕駛航空器農(nóng)林航化作業(yè)納入通用航空丙類作業(yè)進(jìn)行管理，但無(wú)人駕駛航空器涉農(nóng)航化作業(yè)目前尚未明確特定的部門進(jìn)行統(tǒng)一管理。為了能夠加快中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)的發(fā)展，亟需明確農(nóng)業(yè)航空的政府主管部門，由該主管部門統(tǒng)籌管理全國(guó)農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展，制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，建立市場(chǎng)準(zhǔn)入制度和管理規(guī)范，實(shí)現(xiàn)政府對(duì)農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)技術(shù)產(chǎn)品質(zhì)量和作業(yè)安全的有效監(jiān)管，確保農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。

3.2 模式：進(jìn)一步探討中國(guó)農(nóng)業(yè)航空的發(fā)展模式

中國(guó)農(nóng)業(yè)航空應(yīng)結(jié)合中國(guó)國(guó)情走出一條具有中國(guó)特色的發(fā)展道路。

有人駕駛與無(wú)人駕駛兩種農(nóng)業(yè)航空作業(yè)方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。在航化作業(yè)機(jī)型的選擇上，應(yīng)結(jié)合中國(guó)農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)，因地制宜，走“多機(jī)型、多作業(yè)方式并舉”的道路，根據(jù)各地區(qū)的實(shí)際情況選擇適宜機(jī)型：例如東北、新疆等視野開闊的大面積、大農(nóng)墾地區(qū)，宜采用有人駕駛固定翼飛機(jī)作業(yè)；而在南方丘陵、地形復(fù)雜的小地塊區(qū)域宜采用小型農(nóng)用無(wú)人機(jī)作業(yè)，以此提高航化作業(yè)的適應(yīng)性。

在行業(yè)的總體發(fā)展模式上，應(yīng)通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈，圍繞創(chuàng)新鏈完善資金鏈，同時(shí)構(gòu)建人才鏈和政策鏈提供強(qiáng)有力支撐，在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、資金鏈、人才鏈和政策鏈5鏈融合的基礎(chǔ)上，推動(dòng)農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)整體升級(jí)。農(nóng)業(yè)航空行業(yè)“5鏈融合”體系發(fā)展模式工作思路如圖7所示。

圍繞行業(yè)發(fā)展需求，整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游優(yōu)勢(shì)資源，統(tǒng)一協(xié)調(diào)、互惠互利、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，梳理契約式協(xié)作、技術(shù)轉(zhuǎn)移和回饋的良性發(fā)展模式，建設(shè)有效的資源共享平臺(tái)，形成適用于農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“產(chǎn)、學(xué)、研、推、用”創(chuàng)新機(jī)制，促進(jìn)行業(yè)創(chuàng)新資源有效分工與合理銜接。完善與農(nóng)業(yè)航空作業(yè)所配套的租賃、中介、培訓(xùn)、維修、保險(xiǎn)及推廣、融資等社會(huì)化服務(wù)體系。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)：進(jìn)一步加強(qiáng)中國(guó)農(nóng)業(yè)航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定

通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)重復(fù)性事物和概念進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定，以規(guī)范各種各樣的市場(chǎng)客體[48]。在某種意義上，標(biāo)準(zhǔn)本身就是一種技術(shù)法規(guī)，缺乏技術(shù)法規(guī)的約束，一個(gè)行業(yè)的健康快速發(fā)展很難得到保證。目前，中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)明顯滯后，尚未形成完善的標(biāo)準(zhǔn)化體系，特別是農(nóng)用無(wú)人機(jī)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是當(dāng)前行業(yè)發(fā)展亟待解決的主要問(wèn)題中的重中之重。

農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟已于2016年8月5日成立了聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，圖8是聯(lián)盟標(biāo)委會(huì)按照GB/T 13016－2009《標(biāo)準(zhǔn)體系表編制原則和要求》編制的中國(guó)農(nóng)用無(wú)人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系框架。該框架第2層根據(jù)農(nóng)用無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)體征進(jìn)行大類劃分，分為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)身部件標(biāo)準(zhǔn)、子系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、農(nóng)業(yè)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及管理標(biāo)準(zhǔn)；第3層是各門類、類別詳細(xì)規(guī)范，是對(duì)上一層結(jié)構(gòu)的具體化。

通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)體系框架的完善，迅速建立農(nóng)用無(wú)人機(jī)產(chǎn)品檢測(cè)體系和認(rèn)證制度，參照歐美國(guó)家的作法，迅速建立起相關(guān)的檢測(cè)體系和認(rèn)證制度，形成行業(yè)的準(zhǔn)入門檻，保障行業(yè)的健康發(fā)展。

圖7 農(nóng)業(yè)航空行業(yè)“5鏈融合”體系發(fā)展模式工作思路

圖8 中國(guó)農(nóng)用無(wú)人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系框架

3.4 創(chuàng)新：進(jìn)一步加強(qiáng)中國(guó)農(nóng)業(yè)航空關(guān)鍵技術(shù)的協(xié)同創(chuàng)新研究

發(fā)展快是好事情，但是一定要加強(qiáng)協(xié)同創(chuàng)新。中國(guó)農(nóng)業(yè)航空行業(yè)近年來(lái)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，在動(dòng)力系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、農(nóng)藥助劑、噴施部件以及農(nóng)機(jī)農(nóng)業(yè)融合方面都取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但核心關(guān)鍵技術(shù)依然滯后于行業(yè)發(fā)展期望。未來(lái)3個(gè)五年計(jì)劃中，行業(yè)內(nèi)的高校、科研院所、企業(yè)等單位應(yīng)聯(lián)合組成協(xié)同創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，共同研發(fā)解決農(nóng)業(yè)航空本體技術(shù)、農(nóng)業(yè)航空遙感技術(shù)和農(nóng)業(yè)航空噴霧技術(shù)等農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)的前瞻性和戰(zhàn)略性技術(shù)。

通過(guò)研究關(guān)鍵技術(shù)，產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合實(shí)現(xiàn)裝備創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新；通過(guò)構(gòu)建農(nóng)業(yè)航空技術(shù)體系與規(guī)范，促進(jìn)農(nóng)業(yè)航空作業(yè)的大面積示范與推廣。中國(guó)農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新技術(shù)體系圖9所示。

圖9 中國(guó)農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新技術(shù)體系

3.5 應(yīng)用：進(jìn)一步加強(qiáng)農(nóng)業(yè)航空技術(shù)的推廣應(yīng)用

盡管農(nóng)用無(wú)人機(jī)推向市場(chǎng)后，各個(gè)無(wú)人機(jī)企業(yè)單位積極在全國(guó)開展推廣演示，但與國(guó)外農(nóng)業(yè)航空發(fā)達(dá)國(guó)家相比（美國(guó)農(nóng)業(yè)航空作業(yè)覆蓋面積約占耕地總面積的40%以上），目前中國(guó)農(nóng)業(yè)航空的應(yīng)用范圍上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠[49]。

在進(jìn)一步加強(qiáng)中國(guó)農(nóng)業(yè)航空技術(shù)的推廣應(yīng)用中，建議重點(diǎn)做好如下幾方面的工作：

1）安全第一，包括飛行安全、環(huán)境安全，既要保障作業(yè)中飛機(jī)本身的飛行安全，又要保證作業(yè)過(guò)程中不能對(duì)環(huán)境造成污染，形成次生災(zāi)害。

2）保證質(zhì)量，包括裝備的制造質(zhì)量和航化作業(yè)的質(zhì)量。

3）提高農(nóng)業(yè)航空作業(yè)的效益，包括經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)效益。

4）拓展航空作業(yè)覆蓋的領(lǐng)域，除了航空植保，還可覆蓋農(nóng)情信息采集，以及施肥、播種、輔助授粉等其他作業(yè)類型。

5）培育好農(nóng)業(yè)航空技術(shù)的應(yīng)用載體，單家獨(dú)戶購(gòu)買飛機(jī)不現(xiàn)實(shí)，也不利于提高機(jī)具的利用率，應(yīng)結(jié)合新型經(jīng)營(yíng)主體，通過(guò)專業(yè)大戶、家庭農(nóng)場(chǎng)、合作社、農(nóng)業(yè)企業(yè)等主體來(lái)承載農(nóng)業(yè)航空技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展[35]。

3.6 政策：進(jìn)一步制定促進(jìn)中國(guó)農(nóng)業(yè)航空發(fā)展的政策

政策、法規(guī)的制定應(yīng)能促進(jìn)行業(yè)更好地發(fā)展，避免出現(xiàn)影響甚至限制行業(yè)發(fā)展的情形出現(xiàn)。目前國(guó)家層面充分表現(xiàn)出了對(duì)發(fā)展農(nóng)業(yè)航空的高度重視，部分政策及法規(guī)正陸續(xù)出臺(tái)。建議在進(jìn)一步制定促進(jìn)中國(guó)農(nóng)業(yè)航空發(fā)展的政策時(shí)，充分考慮以下幾方面：

1）簡(jiǎn)化農(nóng)業(yè)航空作業(yè)飛行審批程序。農(nóng)業(yè)航空作業(yè)的高度和作業(yè)區(qū)域，具有非常明顯的特征，作業(yè)高度通常不超過(guò)15 m，作業(yè)范圍通常在人煙稀少的田間，因此，建議將當(dāng)前的飛行計(jì)劃報(bào)批制度修改為作業(yè)備案制度，簡(jiǎn)化農(nóng)業(yè)航空作業(yè)飛行，特別是微小型農(nóng)用無(wú)人機(jī)的審批程序，以確保農(nóng)時(shí)，為農(nóng)業(yè)航空行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造適宜的政策環(huán)境。

2）參照中國(guó)現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，研究制定支持中國(guó)農(nóng)用飛機(jī)及其作業(yè)裝備制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，包括生產(chǎn)制造企業(yè)的扶持政策（包括稅收減免、技術(shù)改造給予貼息或半貼息貸款等）、購(gòu)機(jī)財(cái)政補(bǔ)貼政策、作業(yè)補(bǔ)貼政策等。

3）對(duì)專業(yè)化和社會(huì)化的農(nóng)業(yè)航空服務(wù)組織，在培訓(xùn)服務(wù)、融資貸款、經(jīng)營(yíng)稅收等方面提供優(yōu)惠政策。

4 結(jié) 論

農(nóng)業(yè)航空具有作業(yè)效率高、作業(yè)質(zhì)量好、作業(yè)適應(yīng)性廣、作業(yè)成本低、應(yīng)付突發(fā)災(zāi)害能力強(qiáng)等特點(diǎn)，但目前中國(guó)農(nóng)業(yè)航空業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈還很不完善，很多領(lǐng)域尚處于空白或剛起步階段，包括農(nóng)用飛機(jī)制造，租賃、中介、培訓(xùn)等配套運(yùn)營(yíng)支持，維修服務(wù)以及推廣、融資、保險(xiǎn)等應(yīng)用需求。隨著行業(yè)內(nèi)協(xié)同創(chuàng)新、聯(lián)合攻關(guān)能力的加強(qiáng)，農(nóng)業(yè)航空核心關(guān)鍵技術(shù)研究不斷深入，產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式不斷完善，同時(shí)，如果國(guó)家配套扶持政策和長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃得當(dāng)，將會(huì)刺激中國(guó)農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展。

通過(guò)健全和完善農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品的研究、開發(fā)、生產(chǎn)、制造、服務(wù)、農(nóng)業(yè)航空市場(chǎng)管理、產(chǎn)品檢測(cè)鑒定、技術(shù)推廣、以及融資租賃和保險(xiǎn)等整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)整體升級(jí)，未來(lái)3個(gè)五年計(jì)劃中，中國(guó)農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)整體水平有望達(dá)到與發(fā)達(dá)國(guó)家“并跑”狀態(tài)，其中農(nóng)用無(wú)人航空器作業(yè)預(yù)期可達(dá)到“領(lǐng)跑”狀態(tài)。同時(shí)，通過(guò)聯(lián)盟、協(xié)會(huì)的組織，將科研單位的農(nóng)業(yè)航空技術(shù)與企業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)以及農(nóng)業(yè)大戶的大面積推廣應(yīng)用緊密聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)航空領(lǐng)域技術(shù)成果迅速轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，可為整個(gè)農(nóng)業(yè)行業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

致謝：本文在撰寫和調(diào)研過(guò)程中，得到了廣東省標(biāo)準(zhǔn)化研究院、“農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”各成員單位以及其他農(nóng)用無(wú)人機(jī)企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員的大力支持和幫助，在此表示深深的謝意！

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Development status and countermeasures of agricultural aviation in China

Zhou Zhiyan1,2,3,4, Ming Rui1,2,3, Zang Yu1,2,3, He Xingang1,2,3, Luo Xiwen1,2,3※, Lan Yubin1,2,3

(1.,/,510642,; 2.,510642,; 3.,510642,; 4.,410128,)

Agricultural aviation is one of the most important parts of modern agriculture. In order to understand the development status and trend of Chinese agricultural aviation industry comprehensively and in depth, and reflect the difficulties and problems that the whole industry need to face recently, the secretary department of China Agricultural Aviation Industry Alliance (CAAIA) organized to publish the, which will enhance public understanding and awareness of agricultural aviation, and promote the rapid and healthy development of agricultural aviation industry. The paper summarized the development and application of Chinese agricultural aviation industry in recently years, mainly involving manned aircraft and unmanned aerial vehicles (UAV). The overall situation of Chinese agricultural aviation was presented; some statuses, for example, the flight time used in agricultural aviation has been grown steadily, and the development of unmanned aircraft has shown a pleasant increasing tendency, were analyzed. The main problems to be solved in Chinese agricultural aviation in industry standards, laws and regulations system, the core technology, the main supporting business and social services, and other aspects, were pointed out. As the chain of Chinese agricultural aviation industry is still imperfect, many areas are still in blank or start-up stage, including application requirements like agricultural aircraft manufacturing, leasing, intermediary, training and other auxiliary operational support, maintenance services and promotion, financing, insurance and other application requirements. At the same time, the main problems that need to be solved instantly show that there are the lagging construction industry standards and a perfect system has not yet been formed for agricultural aviation standardization; policies and regulations related to agricultural aviation are not well organized; due to the research funding shortage, the core and key technology researches on agricultural aviation lag behind its application; the immature development pattern has caused a weak service ability of social organization; and the small enterprise scale brings about the unreasonable industrial structure, and disorderly competition happens on the market sometimes. Then, aiming at the above problems, from management, pattern, standard, innovation, application and policy, this paper puts forward countermeasures and suggestions to promote the healthy development of Chinese agricultural aviation industry, mainly including 6 aspects: To further clarify the management measures, to further explore the development pattern, to further strengthen the formulation of standards and collaborative innovation of key technologies for agricultural aviation, to further promote the aerial application in agriculture, and to further issue the policies that are good for the industry development. These can guide the development of agricultural aviation industry and provide a reference for the government. In the next 3 five-year plans, the development goals of Chinese agricultural aviation industry should be as follows: The overall level should be at the same pace with the developed countries, and furthermore, it is expected to reach the “l(fā)eading” status for the agricultural unmanned aircraft operations.

agriculture; aviation; unmanned aviation vehicle; remote sensing; plant protection; countermeasures and suggestions

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.20.001

S25

A

1002-6819(2017)-20-0001-13

2017-10-10

廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2014B090904073，2015B020206003，2017B090907031）；廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（2017LM2153）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFD0200700）

周志艷，博士，教授，主要從事農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用技術(shù)研究。Email：zyzhou@scau.edu.cn。中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)會(huì)員：周志艷E042100021M

※通信作者：羅錫文，中國(guó)工程院院士，教授，主要從事農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究。Email：xwluo@scau.edu.cn。中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)會(huì)員：羅錫文E041200118S

周志艷，明 銳，臧 禹，何新剛，羅錫文，蘭玉彬. 中國(guó)農(nóng)業(yè)航空發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策建議[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2017，33(20)：1－13. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.20.001 http://www.tcsae.org

Zhou Zhiyan, Ming Rui, Zang Yu, He Xingang, Luo Xiwen, Lan Yubin. Development status and countermeasures of agricultural aviation in China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(20): 1－13. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.20.001 http://www.tcsae.org