江蘇農墾植保無人機發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

劉 剛

（江蘇省農墾農業(yè)發(fā)展股份有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引言

江蘇農墾現(xiàn)有18個農場，土地面積12.12萬hm2，其中耕地面積6.67萬hm2，主要從事農業(yè)科技研發(fā)、農作物種子育繁與規(guī)模化種植、麥稻與糧油等農產品加工銷售、貿易物流、農業(yè)社會化服務等，圍繞現(xiàn)代農業(yè)實施全產業(yè)鏈一體化經營。江蘇農墾以種植稻麥為主，近幾年，病蟲草害重發(fā)，已威脅到農產品的產量和質量，如何高效精準防治稻麥病蟲草害一直是江蘇農墾實現(xiàn)現(xiàn)代農業(yè)高質量發(fā)展的關鍵課題?！笆濉逼陂g，江蘇農墾病蟲草害防治以自走式噴桿噴霧機為主，該類植保機具有作業(yè)幅寬大、效率高等特點，但存在著農藥有效利用率低、易陷車等問題，長期使用機耕道破壞嚴重，影響稻麥的產量和質量，很難適應現(xiàn)代農業(yè)高質量發(fā)展的要求。

植保無人機是近幾來在農業(yè)裝備領域發(fā)展最快、推廣力度最大的植保機械，其作業(yè)高效、運輸便捷等特點被社會認同。植保無人機的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)農業(yè)的作業(yè)模式，提高了工作效率，節(jié)省了大量的人力、物力等資源，增強了植保作業(yè)安全性，為確保農業(yè)大豐收提供了有力的保障。植保無人機以RTK高精度定位，通過地面遙控或自主飛行實現(xiàn)植保作業(yè)，藥劑、種子、肥料均可噴灑。與傳統(tǒng)高地隙植保機相比，植保無人機作業(yè)具有高效、精準、智能程度高、操作簡單、適用性廣等特點，應用前景非常廣闊。

1 江蘇農墾植保無人機應用現(xiàn)狀

2012年，江蘇農墾濱淮農場從山東易田農業(yè)機械有限公司引進2臺大型自走式噴桿噴藥機開展試驗示范，2013-2015年在江蘇農墾部分農場開展推廣，小麥雖實現(xiàn)了全程機械化，解決了田間管理難題，但因該植保機可靠性不足、故障率高、自重大易陷車，且價格昂貴，并未實現(xiàn)大面積推廣。同年起，江蘇農墾各農場也積極引進植保無人機，引進大疆、極飛、漢和等各類無人機開始試驗，引領農業(yè)生產從傳統(tǒng)人工擔架噴藥、機械噴藥向無人機智能化噴藥轉變。自2012年引進第一臺植保無人機進行試驗示范，到2020年，江蘇農墾航空植保飛防面積達100萬hm2。尤其是2020年上半年，隨著人工成本的急劇增加，務農勞動力年齡越來越大，農業(yè)無人機實現(xiàn)井噴式推廣。目前，江蘇農墾植保無人機推廣了400余臺，主要以多旋翼為主，藥箱容積10～40L，油動植保無人機因靈活性差、機身大、維護較復雜、推廣較少，多旋翼植保無人機逐漸成為推廣主力，以電機為動力源，起降迅速，單次飛行時間一般為10～15min，具有結構簡單、維護方便、飛行穩(wěn)定等特點，逐漸被江蘇農墾各農場認可。

2 存在問題

2.1 適用藥劑缺乏

從傳統(tǒng)的高地隙植保機發(fā)展到大面積推廣的植保無人機，是現(xiàn)代農業(yè)裝備新亮點。在農墾系統(tǒng)實現(xiàn)超大規(guī)模推廣，需要技術配套，缺乏無人機飛防適用藥劑是當前推廣農業(yè)人機的短板之一。使用無人機實現(xiàn)超低量噴霧，減低了用水量，以小麥赤霉病防治為例，從高地隙植保機每667m2用水量20～30kg減少到精量噴霧用水量1.0～1.5kg。水量雖減少但藥液濃度增加，若噴灑不均勻，將降低飛防效果。現(xiàn)有飛防藥劑市場，國內未成功研發(fā)出系列性價比高、質量較好的專用飛防藥劑，國外飛防藥劑研發(fā)雖起步早，但價格昂貴，限制了推廣應用。在植保作業(yè)過程中，為保證無人機飛防效果，通過提高藥劑的濃度、增加畝用水量來完成。但部分藥劑因濃度有使用限制，飛防使用的藥劑種類受限，輪換藥劑難度大，加快了病蟲害抗藥性的提升，防治難度加大。

2.2 缺乏專業(yè)的人才隊伍

專業(yè)的飛手是集植保無人機操作、維修、養(yǎng)護于一體的復合型人才，需要熟悉植保無人機作業(yè)過程所涉及的各個環(huán)節(jié)，包括作業(yè)規(guī)劃、植保及施藥技術、地面協(xié)調組織與安全事項等。當前，植保無人機嚴重缺乏專業(yè)的飛手，誤操作易發(fā)生炸機甚至安全事故。同時，國內高校缺乏植保無人機研發(fā)、飛行專業(yè)設置，社會化專業(yè)培訓機構缺乏，且缺乏健全的培訓機制、培訓費用較為昂貴，致使專業(yè)植保飛行人才隊伍面臨著匱乏的局面。

2.3 植保無人機可靠性能不高

從全國來看，植保無人機生產企業(yè)超過400家，大部分企業(yè)沒有自主研發(fā)能力，主要從事無人機組裝，飛行算法研發(fā)、無人機關鍵部門研發(fā)投入小。大疆、極飛等生產企業(yè)是植保無人機市場的龍頭企業(yè)，均有設計研發(fā)、加工制造能力，且年投入研發(fā)資金較足，每年均有無人機新品發(fā)布，引領了中國植保無人機的發(fā)展。部分企業(yè)因無人機產品更新較快，可靠性未經長期驗證，加之飛手操作不規(guī)范，導致炸機、墜機事故頻發(fā)。

3 江蘇農墾無人機發(fā)展趨勢

3.1 拓展植保無人機“植保+”作業(yè)

2021年，江蘇農墾建立了133.33hm2全程機械化示范園，全程采用無人機實施病蟲草害防治，全程無人機撒肥作業(yè)，通過平衡增產，示范園小麥每667m2平均產量超過650kg，為下一步無人機功能拓展奠定了較好的基礎。無人機實施病蟲草害防治是基礎功能，拓展植保無人機撒肥、播種功能勢在必行，且有較好的技術條件，在現(xiàn)有植保機產業(yè)升級的同時，植保無人機技術飛躍發(fā)展，發(fā)展植保無人機“植保+”作業(yè)未來可期。

3.2 實施精準噴施作業(yè)

精準施藥作業(yè)是植保無人機發(fā)展的重要任務，通過無人機進行作物監(jiān)測，發(fā)揮多光譜效能，對雜草進行精準識別，借助低空遙感無人機進行植物掃描，創(chuàng)建精準的植保作業(yè)處方圖，按照處方圖進行作業(yè)路線的設定、噴灑量的決策，特別適用于精準除草。

3.3 實施無人機作業(yè)監(jiān)管

作業(yè)質量監(jiān)管是否到位也影響著無人機大面積推廣。當前，國內無人機生產企業(yè)數(shù)量多，國內還尚未建立起打通企業(yè)技術保護壁壘的無人機作業(yè)監(jiān)管系統(tǒng)，對無人機飛行速度、藥液用量、飛行高度等技術參數(shù)未實現(xiàn)在線監(jiān)管，植保防效差異性較大，因作業(yè)監(jiān)管不到位，出現(xiàn)了防效明顯下降的現(xiàn)象，部分農場小麥赤霉病、水稻稻瘟病仍堅持使用自走式噴桿噴藥機噴霧，為確保稻麥產品符合國家質量要求，實施多廠家無人機并線作業(yè)監(jiān)管勢在必行。