孟凡彬，张云鹏

（1.大城县广播电视台，河北 廊坊 065900；2.大城县行政审批局，河北 廊坊 065900）

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。无人机通过配置高精度定位器、机械臂等作业装置，就可以完成各种农业作业任务，包括：飞播、施肥、农情监测、灾情探查、农业保险勘测、喷洒农药、病虫害防治等。当前，农用无人机的应用尚处于起步阶段，但发展势头迅猛。

1 无人机在农业中的应用现状

1.1 无人机发展历程

2004年中国植保无人机开始研究和推广，到2007年我国第一架工程型植保无人直升机开始产业化探索，2010年第一架商用的植保无人机交付市场，正式掀开了中国植保无人机产业化的序幕。从2013年起，农业部在全国范围内推广植保无人机低空低量航空施药技术。2014年8月，廊坊市安次区落垡镇东张务村应用M18多旋翼植保无人机空中农药喷洒试飞，是植保无人机首次在廊坊市应用。

1.2 植保、监测与观测

无人机在农业应用主要集中在植保作业，空中喷雾喷洒农药能极大提高作业效率，且不会对土壤进行重复碾压，不伤作物，降低了劳动强度。无人机上配置高清数码相机、高清摄像头、多光谱仪、热像仪、各种传感器等专业成像设备，可以获取低空高分辨率遥感数据，并对数据进行分析处理，可应用于农作物生长及健康状况评估、农作物产量预测、自然灾害评估、农作物病虫草害发现与预警、农作物生长环境监测、土地资源测量、畜禽疫病发现等方面。

1.3 其他领域

在农业科研方面，无人机可对科研目标整体情况以及单个科研目标进行观测和观察；在农产品质量安全方面，可以做到精准定位、精准施肥及用药；在农产品电子商务领域，主要探索于鲜活农产品的及时运送。

2 无人机的优势

2.1 防治范围广

无人机不受农作物长势和地理环境的限制，可在农作物生长过程中人力或机械难以下地等情况下作业，如在耕作区域崎岖，无人机可以在不损坏土壤物理条件下省时省力的完成作业。多旋翼无人机在田间地头就能升起降落，从几米低空飞行可在视距范围内控制飞行喷洒效果，非常适用于各类复杂地形农田和不同种类高矮的农植物与树林，相邻农田种植不同农作物情况下也可以精准喷洒。

2.2 喷洒效果好

喷洒农药时，农业植保无人机向下的强烈旋转气流，可以翻动和摇晃农作物，让下方的农作物形成一个紊流区，能将部分农药喷洒到茎叶背面和根部，这是人工喷药和其他喷洒设备喷药无法做到的。

2.3 节水节药

植保无人机喷洒相比人工方式至少可以节约50%的农药使用量，节约90%的用水量，降低了资源成本，有效解决农药残留及土壤、水源污染问题，环保效果好，如果采用规模化无人机喷洒方式有利于减少对环境和农作物的污染。

2.4 效率高

农业植保无人机喷洒飞行速度为3 m/s，喷洒装置宽度为3～4 m，作业宽度为4～8 m，并且能够与农作物的距离最低保持在1～2 m的固定高度，规模作业能达到每小时5.3～6.67 hm2，其效率要比常规喷洒至少高出100倍。农业植保无人机作业最大限度的减少了施药人员接触农药的时间，从而保证了施药人员的身体健康。

3 无人机在农业应用中存在的问题

3.1 购买成本高

用于农业生产方面的无人机，一般采用固定翼和旋翼2种，其中植保无人机属于是特殊用途的无人机，需要具有耐高温高湿、耐农药腐蚀的特性，要有至少10kg以上的载荷能力，以及高强度持续飞行、稳定性、喷施农药时的流量可控性等诸多特性。所以价格要比一般的航拍无人机要贵一些，电池寿命仅有三四百来次，机械折损成本高，收回成本的周期太长。价格高昂让普通农户望而却步，宁愿辛苦一点手动喷药也不愿花昂贵价格购买无人机。

3.2 飞防员短缺

无人机事业发展的瓶颈是“有机无人”，需要大量专业的农民飞防员。飞防员需经过专业培训才能上手，而农村留守劳动力年龄普遍偏大，对高科技技术接受能力普遍较低。除此之外，飞防员培训体系亟待完善，操作人员技能水平参差不齐，也会影响作业效果。

3.3 续航能力受限

常用农用无人机受机身重量及搭载辅助器件的影响，续航时间为20～60 min，通讯距离根据搭载的通信模块不同，其通讯范围在0.5～15km不等。在低负载下，如只搭载图像采集设备的农用无人机，最大续航也基本不超过60min。由于在农业应用中无人机都是进行大范围作业，承重能力太低、续航时间太短、通信范围过窄，影响了无人机技术推广。

3.4 缺少专用药剂

目前，大部分公司的农药制剂水平，还不能满足无人机喷药的技术要求，植保无人机喷洒的药剂大多使用手工勾兑喷洒药剂量，农药生产厂商还没有结合植保无人机施药特点，生产出方便高效的无人机作业专用药剂，缺乏相应的行业标准，导致植保无人机喷洒带来的低毒低残留效果不明显，植保效果难以有效评估。

3.5 售后服务不完善

无人机生产企业鱼龙混杂，发展良莠不齐，产品质量和售后服务都没有保障，购买植保无人机的用户面临出现产品故障却难以快速修复的难题，经常因为售后维修难而错过植保作业最佳时机，耽误农时影响收益。维修保养成本高等问题，仍然制约着植保无人机的推广应用。

4 无人机应用展望

4.1 快速推动无人机信息化建设

加快推动“互联网+无人机”的信息化工作，以做好无人机的确权管理工作，搭建植保无人机购机和飞防统计管理系统，以方便各无人机企业产品销售的购机和跨区域飞行作业补贴落实，调动种粮大户和农机专业户投入无人机的积极性，推进无人机产业在农业领域中的健康发展。

4.2 推进农业无人机的行业准入

建立健全农业无人机的技术及行业准入标准，通过技术标准规范和促进行业技术提升，完善植保无人机全自主巡航作业功能，提高无人机作业安全保障性，明确未来农业植保无人机飞防的产业方向。

4.3 推进农业无人机服务体系建设

结合植保无人机售后培训、田间作业及产品售后服务，探索建立为以无人机生产企业为中心的农业无人机综合服务体系，重点解决植保无人机飞手的培训、资格认定和行业监管问题，协调植保无人机田间作业安排和全自主作业的范围管理，保证农业无人机产品售后服务的质量。

4.4 推广农业植保无人机专用药剂

随着农业植保无人机的普及和应用，未来植保无人机飞防市场有着巨大的增长空间，建议结合无人机施药的特点，加快研发生产出无人机专用高效、低毒、低残留、低污染的药剂。通过无人机飞防作业降低农药使用量，有效降低农作物农药残留，保护生态环境。

5 结语

通过对无人机农业应用的综合分析，可以看出无人机在农业生产应用中发挥着极大的作用。同时，无人机在农业中的应用主要集中在植保方面，对于其他农业深层次应用尚处于起步阶段。可以预见，在未来农用无人机的机型将趋于多样化，载重量和滞空时间、智能程度将进一步提升；农用无人机的应用将向多元化发展，应用范围进一步扩展；农用无人机的作业将向精准化和智能化方向发展。