山东省农用植保无人机应用现状及建议

刘科 马根众

山东省农用植保无人机应用现状及建议

刘科 马根众

一、植保无人机的应用现状

1.地域分布广。山东省于2011年由日照市岚山区华茂农业技术服务专业合作社引进购买第一架农用植保无人机并开始田间服务作业，截至2016年6月，全省17市共有植保无人机315台，平均每市超过18台，每个市都有无人机，达到市级无人机覆盖无空白；全省153个县市区中，近50%的有植保无人机。

2.植保面积大。据统计，全省2015年植保无人机开展农作物病虫害防治作业面积达63.29万亩、其中小麦45.16万亩、玉米16.86万亩、其它作物1. 27万亩。

3.作业用途广。从作业用途看，主要用于大田粮食作物、经济作物和苹果、葡萄等林果作物的植保作业及农林渔业生产的各类航拍调查。

4.作业成本低。若不计农用植保无人机自身价格、维修保养、操作培训等间接成本外，植保无人机作业成本一般在2-5元/亩，其中包括劳动力、用电成本等；若考虑购置及维护成本，因生产企业建立维修网络不同，导致作业成本参差不齐；目前作业收费视防治植物不同而异，一般为6-15元/亩。

5.扶持政策多。2010年以来，我省连续7年实施实施山东省农业病虫害专业化统防统治能力建设示范项目，省财政共投入项目经费1.25亿元，用于购置植保无人飞行喷雾机和单机日作业能力300亩以上的大型施药机械和防护装备，其中购置植保无人机76架，扶持资金达1470.4万元。2012年以来连续5年实施“山东省玉米一防双减”补助项目，共投入资金1.09亿元，用于购买药剂，扶持专业化统防统治服务组织开展飞防服务作业。

6.作业补贴高。2015年全省共整合使用扶持资金5500万元，用于飞防作业补贴，有力促进了我省植保无人机开展服务作业，其中“中央小麦、蝗虫防治”补贴经费2100万元、省“农业生产全程社会化服务试点县”、“蝗虫防治”贴资金约1300万元，济南市等市级财政拿出专项补贴资金600万元，各县整合“高产创建”、“现代农业发展资金”等补贴资金约1500万元。

二、植保无人机的应用优势

1.高效安全。植保无人机通过地面遥控或卫星定位自动飞控操作，喷洒作业人员远距离操作避免暴露于农药下的危险，提高了喷洒作业的安全性。作业飞行速度一般控制在3-6米/秒，作业效率为1-3亩/分钟。载重5kg型，每次飞防作业面积10-15亩，日作业面积100-300亩；载重10kg型，每次飞防作业面积15-20亩，日作业面积300-500亩。

2.节约水药，降低成本。植保无人机通喷洒技术采用喷雾喷洒方式可以节约50%的农药使用量，节约90%的用水量，很大程度的降低资源成本。

3.防治效果显著。农用植保无人飞机作业时，下沉气流扰动作物叶片，提高了农药的穿透性，病虫害防治效果一般到达75%-95%。经初步调查，无人飞机对后期玉米锈病等病害的防治效果在75%以上；对玉米螟等虫害的防治效果在85%以上。

三、植保无人机的发展特点

1.电动植保无人机占比大。从机具类型看，电动无人机256台、燃油无人机59台，电动无人机保有量占到总数的81.3%。主要原因是操控简单，机手易于掌握，维修方便，价格低廉，飞行平稳。

2.无人植保机以手动遥控控制、多旋翼、药箱容量20升以下机型为主。按旋翼类型分：固定翼11台、单旋翼61台、多旋翼243台；按控制类型分：自动39台、手动遥控276台；按药箱容量分：10升以下86台、10升（含）至20升199台、20升（含）至30升6台、30升（含）以上4台。手动遥控控制、多旋翼、药箱容量20升以下小型无人植保机，保有量分别占总数的88%、77.14%、90.48%。通过调查分析：手动遥控占比大是因为前期植保无人机智能化、自动化程度低，但是自动化、智能无人植保机是发展方向，今后自动化无人机将快速发展，智能化也将提上日程；多旋翼占比大原因是电动多旋翼飞行平稳，电机自重与载重比高，单机药液提升重；容量10升以下占比大原因是电动无人总体载重量偏小，增加载重量须增加电机和旋翼数量，同时电耗速度增加，维持喷药时间的电池数量也要增加，造成机体自重增加。因此，解决电池大容量低重量、快充快放问题是提升植保无人机药量的关键。

3.购置价格中间多，两头少。从购机价格看，多数无人机价格在5万-10万（15）万元之间。按购机价格分：5万元以下20台、5万元（含）至10万元93台、10万元（含）至15万元102台、15万元（含）至20万元45台、20万（含）以上35台，5万-10万（15）万元之间无人机保有量占到总数的61.91%。原因是生产企业前期研发成本高，大量资金转化给购机者，造成价格虚高。其实电动无人机结构简单、材料价格低廉，随着国家标准制定、规格同意、批量生产，产品价格将快速下降。

4.购置资金补贴多，自筹少。从获得资金扶持情况看，全省植保无人机共获得购机扶持资金1470.4万元，主要由我省农业植保项目提供部分资金或全资购买。

5.购置对象农业合作组织多，个人购买少。从购机主体看，我省植保无人机基本上是各类农业服务组织购买。主要是农合组织资金实力雄厚、服务能力强、生产规模大、服务需求强烈，因此购买欲望高。

四、存在的问题

1.植保无人机生产企业良莠不齐。由于植保无人机生产资金、技术门槛较低，再加上目前没有相关的质量监管体系等，使得植保无人机生产企业良莠不齐，有的企业甚至有几张桌子就能生产出植保无人机。

2.植保无人机自身质量和性能整体还处于较低水平。如蓄电池质量差，影响续航能力；频繁更换电池，影响作业效率；操作信号抗干扰能力差，高压线磁场会对操作产生严重干扰，在高压线附近作业易出现失控现象；距离较远时，手持操作作业精度难以保障，飞行高度、速度与航线容易产生偏差；适于航空喷雾作业的喷洒系统研究不够。

3.价格和维修成本高。一般一架植保无人机在10-30万元之间，智能型的价格更高，规模较小的社会化服务组织，一次性全资购买较为困难。同时，每年的维护费用较高，操作失误容易导致坠机，每个旋翼300元左右，电动机维修一次，费用超过1000元，一般每架每年平均维修费用在2000-5000元。

4.合格的航飞操作手较少、队伍稳定性差。一名合格的航飞操作机手掊训费用约需要1.5万元，培训时间需要2个月，难以招到乐于参加培训的学员。在当前农村劳动力大量外流的形势下，若无较好的收益，即使培训了合格操控手，也难保持其稳定性。

5.植保无人机大面积作业能力不够。目前使用的植保无人机大部是手动人工操控，操控手连续飞行易疲劳，再加上手动操控人为控制飞行航线，药液流量与无人机飞行速度不能较好匹配，喷洒药液量无法恒定，重喷漏喷现象多，喷洒质量防治效果参差不齐，连续作业能力和安全等问题较多。

五、发展建议

1.加强政策、资金扶持。进一步加大研发投入，提升植保无人机的质量和性能；将植保无人机列入农机补贴范围，加快植保无人机的应用，促进行业良性发展；对使用植保无人机进行病虫害防治作业给予补贴，促进植保无人机在农业生产中的推广使用。

2.加快植保无人机研发技术创新。通过集成先进技术，将植保无人机向智能化方向发展，进一步简化操作难度，实现自主巡航，精确导航，主动避让，消除地形和障碍物的影响，提高无人机可操作性和超低空作业稳定性；完善无人机的失控保护措施，包括失控保护、故障自动检测、自动报警等功能，提高植保无人机超低空作业的安全性。

3.加强应用技术研究。农用植保无人机作为新型植保机械，应尽快开发适合于植保无人机使用的农药药剂，并针对不同作物、不同防治时期、不同病虫害等制定相应的喷施作业技术规范。

4.加大对操控机手的技术培训。农用植保无人机的应用，不仅是喷雾机具的简单改变，也带来整个施药技术的变化，应加强对植保无人机操作的培训，同时也应加强植保无人机用药技术的培训，提高安全科学用药水平。