金会芝

摘 要：为探讨如何提高植保机械化效率，尤其是水田植保作业效率，作者立足杜蒙县基本情况，对推广农用无人机植保作业进行初步探讨，并对无人机应用前景进行展望，事实证明载药量为10～15 kg高载重、高效率无人机进行“飞防”作业，是适应农业规模化、集约化趋势，有利于加快推进本县现代高效生态农业健康有序发展。

关键词：植保；无人机；推广；应用；展望

中图分类号：S252.3 文献标识码：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.06.023

农用无人机又称“空中喷洒机”、“空中拖拉机”，是主要用于农业植保作业的无人驾驶的直升机，由飞行平台、GPS飞控、喷洒机构三部分组成，通过北斗卫星或GPS定位进行飞行控制，来实现喷洒药剂、种子等。近年来，在农作物耕、种、收机械化的过程中，机耕、机收水平不断提高，但农业植保作业多处于以手工、半机械化操作为主的较低作业水平，不能适应当前农业生产规模化、集约化经营趋势，随着农机行业新星—农用无人机推广应用，将有效解决植保作业机械化率低、植保作业效率低的问题，因此农用无人机发展前景广阔，市场潜力巨大。

1 农用无人机推广应用的目的意义

发达农业国家依靠农用飞机来完成70%的农药喷洒作业，我国农用无人机使用尚属起步阶段。与之相比，在无人机及喷药技术方面差距都很大。无人机植保作业在泥泞的水田、高秆作物及山地丘陵等人和机械进出困难地带表现出突出的优势。尤其当突发性、爆发性病虫害大面积发生时，特别适合利用无人机飞防作业。航化作业能起到地面机械和人工不可替代的作用，减少劳动力，提高作业效率，降低作业成本，同时不会对土壤造成碾压，不损伤作物，有利于保障粮食安全生产，不会造成施药操作人员中毒现象发生，也会减少水土污染。

因此，应用无人机进行植保作业是提高农作物病虫害机械化重要保证，是增强突发性大面积病虫害防控能力、解放劳动力的重要措施，是实现农业生产全程机械化的重要补充，是发展精准、高效、安全的现代生态农业、保证粮食安全的重要环节，必将极大地推动我县及我国现代农业建设步伐。

2 农用无人机发展的国内外背景

从世界范围看，农用航空技术比较成熟的国家主要有美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、巴西、日本等国家。美国是农业航空应用技术最成熟的国家之一，而在这些国家中又分成两个阵营，第一个阵营是以美国为代表的户均耕地面积较大的国家，多数采用有人驾驶固定翼飞机作业；另一个阵营是以日本为代表的户均耕地面积较小的国家，广泛采用无人机喷药作业，无人机已成为植保的主力军。

从农田状况和植保田地作业方式看，我国与日本有相似之处，又都种植相同作物水稻，因此我国比较适宜推广使用无人机，但我国目前处于起步阶段，主要机型有单旋翼直升机和多旋翼直升机两种。

从政策层面上看，自2004年以来，国家就意识到防治水稻病虫害的艰巨性，因此就开始呼吁农业行业重视无人机植保作业。2013 年农业部又出台《关于加快推进现代植物保护体系建设的意见》，提出鼓励有条件地区发展无人机防治病虫害。自 2009 年以来，山东、河南两省采取拨付专项资金或购机补贴政策支持鼓励推广无人机，无人机推广应用在未来 5年或逐步走向成熟。

3 我县植保作业发展现状

我县地处松嫩平原西部，全县幅员面积6176 km2，主要由平原、丘陵、漫岗和水域等组成，2014年成为黑龙江省产粮大县，目前正在申报创建水田全程机械化示范县。我县农机工作得到了较快发展，截至2014年末，全县农机总动力74.66万kW，全县田间作业综合机械化率90.65%，有现代农机专业合作社11家。

我县使用的植保机械有手动、小型机（电）动喷雾机、拖拉机悬挂式植保机械及大中型自走式高杆喷雾机。但目前全县仅有自走式高杆喷雾机100余台，大型喷雾机3台，主要以拖拉机悬挂式植保机械作业为主，部分水田以背负式电动喷雾器和专用拉杆喷雾器作业为主，全县植保机械化率80%以上。我县植保作业存在问题是：劳动强度大，需要劳动力多，作业成本高，农药用量大，药液喷施不均匀，作业效率低。尤其当突发性、爆发性病虫害大面积发生时，由于防治不及时，会造成粮食大幅度减产，严重影响粮食的品质。2013年我县敖林西伯乡、胡吉吐莫镇等部分乡镇爆发大面积玉米粘虫灾害，因专业设备不足、作业效率低、防止施药人员中毒，我们把100余台消防水泵临时改装成喷药设备，喷程虽有10～25 m，药滴大，雾化不细不匀，喷施效果不好，只能应急。如果无人机能够投入到植保作业中，不仅可以高效率防病灭病，更可以提前分析、预防病虫害的发生，同时使操作人员免于药害，实现预防与作业同时进行，最大限度地减少老百姓损失。

推广高效率防治病虫害喷施机械是摆在我们农机推广人员一个重要课题，为了让农民早日用上先进的植保机械，我们加大力度进行宣传推广。2015年7月，在东北农大专家无人机技术支持下，我们总站首次举行了无人机喷施农药现场演示会。农业中心技术人员、沿江水稻产业带及相关水田乡镇主管领导、主管农机人员带领水田种植大户及当地农民全程参加了江湾乡现场演示。利用东北农大专家研制的六轴无人机进行喷药演示，该机占地不到1 m2，由6个旋翼、1套控制总成、一套供电系统和两个药罐组成，载药量7 kg，结构简单、体积小、操作灵活轻便，采用电动，利用当地GPS系统，由电脑设置行进路线，只要一键即可启动，可空中悬停和平移，稳定性非常好，原地自主降落，每分钟可喷药1～2亩。与传统人工喷施作业相比，在效率、效果、节约、均匀、环保等方面均表现突出优势。通过现场观看，与会人员对该项技术非常认可，纷纷希望早日能用上该机，但是担心价位高而望而却步。

4 无人机植保作业的比较优势

无人机植保作业与人工喷施相比具有以下优点：

（1）操作安全方便。不需要专门的起落场地和驾驶员，采用GPS或北斗卫星定位，确定无人机的路径，实现原地起落。

（2）安全性高。采用多翼，旋翼对称分布，飞行稳定；操作人员不容易发生药物中毒事故。

（3）喷施效率高。采用GPS设定路线，无漏喷和重喷现象，每分钟可喷施1～2亩地，一天作业6 h，可喷施150～300亩地，相当于15～60人/天作业。

（4）喷施效果好。由于机翼旋转产生的下压气流带动药液，药液雾化均匀，雾滴穿透力强，将其打到叶子的正反面，同时将药打到茎部。

（5）节约水和农药。由于喷洒细匀，用水少，节水90%；同时也节省农药，可提高农药利用率30%以上，农药残留低。

（6）环保实用。由于旋翼产生的强空气流直接将药液压至作物的各个部位，药液飘离少，同时无人机可近距离靠近作物作业，更加提高药液利用率，减少对水、土及周围环境的污染，更加环保。

5 存在问题

（1）价位高。目前，农民对无人机植保作业非常认可，也有购买想法，但价格相对于农户购买力来说还是偏高，希望无人机能早日纳入购机补贴范畴，让百姓早日享受到这一福利。

（2）复杂地况影响作业。一直以来，人们在进行农田规划时，没有把农业航空作业纳入到整体规划中来，一家一户分散经营，造成不仅地块小，而且田埂、沟渠、防风林带、高压线杆、电信布线等布置状况相对复杂，未做整体考虑，因此也影响了农用无人机飞防作业。

（3）缺乏完善的航空喷施作业技术标准。对微小型农用无人机等机型针对不同作物及不同喷剂进行喷施作业缺乏相应的标准。

6 农用无人机推广应用展望

农业将是无人机民用的第一个领域，发展前景看好。随着农业航空技术的应用，不久的将来，我们在实施绿色农业、有机农业、精准农业的技术革命同时，还将逐步走入先进的数字农业时代。随着家庭农场、合作社、服务组织、新型经营主体数量快速增长，以及农业产业化、规模化对植保机械的迫切需要，为农用无人机作业的发展提供了充足的有利条件。据专家预测，截至2020年末中国植保无人机的需求量是10万架，无人机植保从业人员需求是40万人，无人机植保作业是一个大有可为的新兴农机行业，助推我们加速实现农业现代化。

农用无人机喷施作业在在泥泞水稻田和玉米生长中后期比较实用。在旱田植保作业中，当玉米在粘虫爆发时，由于茎秆很高，空气不流通，人工无法下地喷药，一般机械也很难下地，而应用无人机喷药作业效率高，在短短几天将粘虫控制住，最大限制地减少损失。我县具有种植水稻得天独厚的条件，以沿江乡镇为主形成优质水稻产业带，每年水田面积都有一定速度增长，每年约喷施4～7次，因此，水稻病虫害防治任务十分艰巨，而使用无人机进行喷施作业以其喷洒作业质量好、作业效率高、操作灵活方便等特点，保证及时防病灭虫。而随着相关惠农政策的出台，期盼未来载药量为10～15 kg高载重、高效率无人机飞入我县寻常百姓家，用其“飞防”来改变村民传统的病虫害防治方式，实现病虫害专业化统防统治从地面作业向空中拓展，全力打造无公害或绿色食品（稻米）产业链，加快推进我县现代高效生态农业发展。

参考文献：

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