植保無人機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的推廣

張春林 丁建俊

植物保護是糧食生產(chǎn)的重要組成部分，近幾年機械化植保水平得到了很大的提升，但仍是糧食生產(chǎn)全程機械化的短板，特別是作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)標(biāo)志的航化植保仍處于探索推廣階段。目前，市場上的航化植保主要有有人駕駛和無人駕駛兩種形式，無人駕駛的植保機械不但具有航化作業(yè)特有的效率高、作業(yè)成本低、毒害小、有效減少農(nóng)業(yè)面源污染等優(yōu)點，而且相對有人駕駛的植保飛機，具有對作業(yè)環(huán)境和作業(yè)條件、從業(yè)人員素質(zhì)等要求低、易養(yǎng)護、重量輕、靈活方便，更適合精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)要求等優(yōu)勢，是機械化植保推廣的重點。

一、主流植保無人機的分類

目前，我國生產(chǎn)銷售的植保無人機按旋翼數(shù)量可分為單旋翼和多旋翼型；按動力可分為電動和油動型；按載重量可分5kg、10kg和20kg三個檔次。油動型植保無人機一般采用單旋翼形式，載重量多在10kg以上；由于電動機單機功率較小，所以電動型植保無人機一般采用多旋翼形式，載重量多在15kg以下；經(jīng)科研部門和生產(chǎn)企業(yè)測算，載重量在10～15kg的植保無人機性價比最高，市場上銷量較多的是載重10kg。我國生產(chǎn)的植保無人機科技含量較高，可以借助北斗導(dǎo)航系統(tǒng)進行自動駕駛。為了減輕重量，增加載重量，機身和機翼普遍采用碳素材料，相比使用金屬材，雖然減輕了整機重量，增加了有效載荷，但機體強度顯著較低。

二、植保無人機的作業(yè)優(yōu)勢

（一）降低作業(yè)成本，提高作業(yè)效率

相對于傳統(tǒng)的以手工和機械化操作為主的植保方式，植保無人機作業(yè)效率高、減少勞動力輸出，作業(yè)效果良好。以載重量10kg的電動植保無人機為例，僅需一人就可以遙控，每小時可完成植保作業(yè)40～80畝，是常規(guī)人工噴灑作業(yè)效率的100倍，是地面植保機械中作業(yè)效率最高的高稈式寬幅打藥機的8倍。相對于有人駕駛的大型航空植保飛機，植保無人機不需要飛行員，不需要機場，跨區(qū)作業(yè)方便快捷，價格較為便宜，經(jīng)濟效益更加可觀。

（二）適應(yīng)性強，適用范圍廣

由于植保無人機體積小，重量輕，作業(yè)速度快，采用空中作業(yè)方式，因此，不受地形地勢和土地大小的限制，不僅在地勢較為平坦、面積較大的農(nóng)田適用，在偏坡丘陵、山地等復(fù)雜地形以及水田也同樣可正常作業(yè)。其次，植保無人機不受作物種類限制，即可用于大豆、小麥等低稈作物，也可用于玉米、高粱等高稈作物，特別是對于西瓜等地表作物、蘋果等樹狀作物以及棉花等莖稈易折作物，在目前尚無較好的植保機械的情況下，使用無人機進行植保作業(yè)效果最佳。植保無人機不但能夠噴藥植保，經(jīng)過簡單改裝也可播種傳粉和監(jiān)測作物的生長情況，能夠真正做到了一機多用。

（三）安全高效，環(huán)保節(jié)約

傳統(tǒng)的人工和機械化植保方式效率較低，作業(yè)人員直接與農(nóng)藥接觸，人員傷亡事件時有發(fā)生。而植保無人機采用自動化飛控導(dǎo)航作業(yè)或遠距離遙控作業(yè)，操控人員可以遠離噴灑區(qū)域，最大限度地保證了人員的生命安全。同時，植保無人機在作業(yè)時的飛行高度比較低，旋翼旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的向下氣流增加藥劑霧流對作物的穿透性，減少藥液的漂移損失，提高了作物單位面積上藥液的覆蓋密度，降低了藥液的使用量和作業(yè)環(huán)境中農(nóng)藥的含量，使藥液得到更加充分的利用，從而減少了因農(nóng)藥過量使用對土壤和環(huán)境的污染。

三、存在問題

（一）政策法規(guī)不到位。目前我國植保無人機的研發(fā)和生產(chǎn)還處于初始階段，仍然存在生產(chǎn)應(yīng)用無標(biāo)準(zhǔn)、使用管理無規(guī)范和推廣補貼無政策、行業(yè)內(nèi)以及行業(yè)之間缺少支持植保無人機的整體發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃和無人機生產(chǎn)及銷售市場混亂等問題，植保無人機并未受到足夠的重視，目前尚無具體的推廣政策。

（二）社會化服務(wù)體系不健全。由于植保在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要作用尚未充分凸顯，與植保無人機產(chǎn)業(yè)相配套的多種形式的社會化服務(wù)組織，包括作業(yè)服務(wù)、租賃、人員培訓(xùn)、維修、保養(yǎng)以及推廣等尚未形成規(guī)模，在一定程度上限制了植保無人機的推廣和應(yīng)用。

（三）使用技術(shù)可進一步完善。目前所使用的植保無人機以手動遙控式居多，雖然有以北斗定位，全自動式作業(yè)的無人機，但前期程序設(shè)定工作復(fù)雜，作業(yè)中不能自主識別障礙物，對操作人員有較高的要求，所以要通過航路規(guī)劃、自動導(dǎo)航、環(huán)境實時監(jiān)測等先進的技術(shù)降低操作難度和復(fù)雜性，實現(xiàn)真正意義上的傻瓜式操作。

四、建議

（一）制定發(fā)展模式。使用無人機進行植保作業(yè)時，對無人機的操作、維修保養(yǎng)等方面需要一定的技術(shù)要求，人員素質(zhì)要求高，現(xiàn)有的普通種植戶學(xué)習(xí)能力不強，很難滿足要求，而且無人機價格高、維護費用多，一般農(nóng)戶根本就無法承受。因此，目前形勢下一家一戶的發(fā)展模式不現(xiàn)實，同時也不符合對病蟲害統(tǒng)防統(tǒng)治的要求，因此，應(yīng)制定針對大中型農(nóng)業(yè)合作社、農(nóng)機大戶和家庭農(nóng)場的現(xiàn)實可行的植保無人機產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。

（二）完善政策法規(guī)。一是將植保無人機納入農(nóng)機購置補貼目錄，降低購買者的經(jīng)濟壓力；二是制定相關(guān)的規(guī)章制度，使植保無人機的購買和維修保養(yǎng)得到法律保障，同時約束操作人員正確使用無人機；三是明確植保無人機的管理部門并賦予其職能，逐步建立健全的行業(yè)管理辦法，促進植保無人機步入健康有序發(fā)展軌道。

（三）制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。植保無人機產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)包括生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和鑒定標(biāo)準(zhǔn)，其中生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)包括整機和零部件的設(shè)計要求，無人機的測試、安全性能、操作規(guī)程、維修與護理，產(chǎn)品生產(chǎn)必須具備的條例和認證等內(nèi)容該類標(biāo)準(zhǔn)需盡快制定，明確統(tǒng)一不同類型的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范企業(yè)的生產(chǎn)條件，確保銷售的植保無人機質(zhì)量。作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要根據(jù)不同農(nóng)業(yè)作業(yè)條件，制定相應(yīng)的操作規(guī)程，明確植保無人機操作安全注意事項和作業(yè)后的維修保養(yǎng)要求。

（四）加強教育培訓(xùn)。為了提高植保無人機的應(yīng)用效果，應(yīng)當(dāng)加大對無人機操作人員、后勤服務(wù)人員以及技術(shù)推廣人員的教育培訓(xùn)力度。一是倡導(dǎo)企業(yè)向有購買意向的或者已經(jīng)購買的使用者提供無人機操作、維修保養(yǎng)知識等相關(guān)培訓(xùn)服務(wù)；二是鼓勵社會群體創(chuàng)辦專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)機構(gòu)，提供無人機操作和維護等方面的專業(yè)培訓(xùn)，增加專業(yè)培訓(xùn)和資質(zhì)培訓(xùn)力度，滿足使用需求。

（五）制定操作規(guī)范和管理制度。通過農(nóng)業(yè)部門飛防項目的實施帶動，制定無人機操作規(guī)范及作業(yè)安全各項制度，全面規(guī)范無人機管理，成立植保無人機飛防專業(yè)合作社，建立適合農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的無人機飛防經(jīng)濟體，打造依托5G技術(shù)、北斗技術(shù)與新一代植保無人機技術(shù)有機結(jié)合的飛防網(wǎng)絡(luò)，為糧食安全生產(chǎn)、農(nóng)民增收、鄉(xiāng)村振興作出新的、更大的貢獻。

（作者單位：張春林 萊州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心；丁建俊 萊州市金城鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)站）