■张 驰

美国农用航空应用技术最成熟

1921年，美国使用飞机喷洒砷素剂防治牧草害虫成功，开创了农用航空的历史。1932年Huff-Daland飞机制造公司在其原有机型的基础上进行改进，制造出一架应用于农业领域的飞机。与此同时，该公司在乔治亚州开始了农用航空作业商业化服务。后来，Huff-Daland公司将自己的农用航空业务部门出售给南方商业集团，从此成立了美国第一家农用航空服务公司——达美航空服务公司。达美航空服务公司成功地运营了农用航空作业的相关业务，其中包括飞行员培训、飞机维修与维护、完善作业技术、提供农作物植物保护方面的知识等全方位的服务。

现在，美国已是农业航空应用技术最成熟的国家之一，已形成较完善的农业航空产业体系。据统计，美国农业航空对农业的直接贡献率为15%以上。目前美国有农用航空相关企业有2000多家，已成立国家农业航空协会和近40个州级农业航空协会。目前美国在用农用飞机4000多架，品种大约20多个机型，分为单翼、双翼和直升机，其中有人驾驶固定翼飞机约占88%，在册的农用飞机驾驶员3200多名。年作业服务60%以上的耕地面积（3亿多亩），美全国65%的化学农药采用飞机作业完成喷洒，其中水稻施药作业100%采用航空作业方式。飞机植保使美国农业产业结构得到合理调整，此前，美国因农业劳动人工成本太高，一度放弃水稻种植，大米全部进口；推广使用航空植保等作业后，水稻种植得到发展，而且在20世纪70年代末成为稻米出口国之一。

国家大力扶持农业航空产业的发展是美国农业航空发达的重要原因之一。美国从上世纪70年代就开始研究航空喷施作业技术参数的优化模型，用户输入喷嘴、药液、飞机类型、天气因素等，通过对内部数据库调用，即可预测可能产生的飘移、雾滴的运动和地面沉积模式等。美国豁免农用飞机每次起降100美元的机场使用费，2014年美国预算继续投入73亿美元支持农用飞机的使用，以降低农业航空作业的成本。自2002年以来已投入约700万美元用于农业航空技术研发，继续大力支持开发更高效、使用成本更低的农业航空相关技术。

重视遥感与精准施药等技术的研发

德克萨斯州的德州农工大学是美国农用航空技术的主要研发基地。德州农工大学始创于1876年，是一所公立研究型综合大学，许多著名的农用航空技术专家汇集在这里。近年所研究的主要成果有：一是大面积病虫害信息获取技术（农用航空遥感技术）；二是农用航空精准施药技术系统，包括航空施药变量控制技术、航空施药效果评价、航空喷药防漂移技术等。

农用航空遥感技术在精细农业中的应用主要是通过飞行器或人造卫星装载的传感获取即时田间数据，通过不同的电磁波段周期性地收集农作物和土壤确切信息，了解农作物和土壤的空间变异情况，进行管理决策。将TerraHauk遥感系统和MS4001高分辨率照相机装载在小型农用飞机或遥感飞机上，通过得到的数据和分析工具，就可以精确地进行最佳优化喷洒决策。

变量航空喷洒技术是适应不同地区、不同作物、不同土壤和不同作物生长环境的需要，变量航空喷洒技术成为精细农业体系中重要组成部分。该项技术是将不同空间单元的数据（土壤性质、病虫草害、气候等）叠加分析，根据不同地块的不同要求，有针对性地进行播种、施肥、除草等项作业。

农用航空遥感技术必将在农用航空作业中发挥越来越重要的作用。精准的农用航空喷洒作业系统使得农药的利用更加合理有效，从而满足农业植保要求及达到节能环保目的。

美国农用航空发展的经验

一是利用农业航空协会管理农用航空作业。农用航空作业技术标准、质量检测标准全部由协会制定，并由协会出面协调各方的关系。美国农业航空协会共有会员3700多名，以农用飞机驾驶员为主。

二是注重培训飞行员。美国农用航空飞行员普遍比较熟悉作业技术，能够安全使用各类农药，最大限度地避免喷施农药给生态和环境带来的危害。

三是重视提高农用飞机的利用率。美国农用航空领域以现代成本观念为核心，非常重视提高飞机的利用率。这是因为较高的农用飞机利用率，其作业成本相对降低，投资回收就会缩短；如果飞机的利用率不能提高，则作业成本就相对增加，该领域的持续发展和投资就将受到影响。但农用航空有天然约束，作业有季节性，喷洒农药的最佳时期很短。所以美国农用航空协会在这方面及时配合政府主管部门，针对需求对农用飞机进行统一协调调度，相对集中使用，随气候、温度、纬度及农作物品种、种植及需喷洒作业的时间差，组织对不同区域提供逐区农航作业服务。

四是增强对农用航空经济观念的认识。美国飞机喷洒农药更重视预防病虫害的发生，因为病虫害一旦大规模发生再进行全面防治，往往比预防要增加大量成本，且对农业的危害也大幅增加。