天津市农用无人机应用情况分析

申天兵，王庆莹，赵亚洲

（天津市农业机械推广总站，天津 300020）

农用无人机作为一种高效、先进的农业装备，近年来在中国发展迅速，作业市场初步形成，竞争也日益激烈。目前，国内从事植保无人机研发与生产的企业越来越多，并呈快速增长趋势。国内现有无人机生产企业近400家，天津市也达到10余家。随着天津市土地流转速度加快，规模化经营面积不断扩大，农用无人机作业市场需求明显增加，农民认可度不断上升，已有多家专业合作社、服务组织等购置了农用无人机，作业效果良好，受到广大农户的欢迎。然而天津市农用无人机发展还存在各种限制因素，比如购买价格贵、培训飞手成本高、安全隐患多、缺少作业规范等，影响了农用无人机的快速发展。

笔者通过电话、实地访问、发放问卷等多种形式，调研了相关农业合作社、种植大户、作业服务组织、经销商，了解天津市农用无人机应用现状、应用前景，分析了目前无人机应用存在的问题，提出了相应的对策建议。

1 应用现状

天津市最初引进油动单旋翼无人机，特点是载重量大，操作难度高，价格相对较高。因当时技术不够成熟，使用效果不理想，未大规模应用。随着技术的进步，电动多旋翼无人机迅速发展，具有体积小、操作简单、价格相对便宜等优点，迅速进入市场。

调查表明，截止到2017年末，天津市农用无人机保有量30多台，2017年累计作业面积2.7 万余hm2，应用农作物对象主要为水稻、小麦、玉米、高粱。应用地区为天津市武清区、北辰区、宝坻区、津南区、宁河区、静海区。

从无人机类型来看，基本为多旋翼电动无人机，购买时间在2016年之后，这与近两年无人机技术发展成熟及农业生产需求旺盛相对应。从购买主体来看，主要为农机合作社，作业服务公司、种植大户等。目前，农民认可度不断提高，对农用无人机的需求也越来越高，超过80%的用户表示农用无人机作业效果高于人工作业，尤其是在玉米、高粱等作物的植保方面效果显著。

2 应用前景

2.1 技术分析

农用无人机按照旋翼结构分为固定翼、单旋翼和多旋翼；按动力类型分为油动无人机和电动无人机，其中油动无人机约占3%，其余均为电动无人机。

分析显示，不同植保作业类型差异较大（表1）。人工植保作业存在过量使用农药问题，而且人工喷洒农药不均匀，易造成环境污染、人身药害事故和农药残留超标等安全隐患。据统计，常规喷雾法的农药有效利用率只有20%～30%，其余均沉降到地面或漂移到周围环境中，不仅浪费资源，增加农民负担而且造成环境污染。

无人机施药采用低容量喷雾技术替代粗放的大容量喷雾技术，运用高精度GPS自动导航技术，实现航空喷雾与作业喷幅的精确对接，极大地提高了植保作业的质量，农药有效利用率提高35%以上。而且无人机植保作业效率高，作业时间短，预防病虫害的发生更及时有效。

表1 不同植保方式对比

2.2 效益分析

以购置2台载重10 L电动无人机为例，其中：（1）固定成本：2台无人机，12组电池，2台充电器，1台柴油发电机，总投资约11.5万元；（2）年运行成本：折旧费约4万元，飞手工资约10万元，其他费用约4万元；（3）年收入：每台农用无人机每天作业面积20 hm2左右，按每年作业时间2个月计算，年作业量1 200 hm2。作业收费120元·hm2，2台无人机年作业量2 400 hm2，则年收入28.8万元；（4）年利润：扣除运行成本，每年利润10.8万元。

农用无人机虽一次性投入较高，但只要能达到正常的作业量即可实现可观的经济效益。

2.3 需求分析

农用无人机不受地形和作物高度限制，作业方式简便，可在农业生产的多个方面应用。既可喷药，喷施液体肥，也可为作物授粉，适用于小麦、大豆、水稻、油葵、玉米、棉花、高粱等高矮秆作物和林果等，还适用于丘陵山区作业，实用性强。此外，农用无人机可进行农田航拍监测，用于病虫害、灌溉及农作物长势监测，便于农民更好地进行田间管理。

天津市粮食作物种植面积33 万余hm2，2017年主要农作物综合机械化水平已达86%，而植保机械化水平还较低，人工植保占比仍较大。如有50%的种植面积采用无人机作业，按每年作业2次，每台作业量1 200 hm2·a-1计算，则至少需要270多台农用无人机。未来几年农用无人机的作业需求将不断增多，应用范围也将不断扩大，服务也将更加专业化、高效化，带动天津市农机装备水平和作业水平的提升。

2.4 政策分析

2015年，农业部印发了《到2020年农药使用量零增长行动方案》，提出：“推广新型高效植保机械。因地制宜推广自走式喷杆喷雾机、高效常温烟雾机、固定翼飞机、直升机、植保无人机等现代植保机械，采用低容量喷雾、静电喷雾等先进施药技术，提高喷雾对靶性，降低飘移损失，提高农药利用率。”

2017年农业部出台《农业部办公厅财政部办公厅中国民用航空局综合司关于开展农机购置补贴引导植保无人飞机规范应用试点工作的通知》，选择浙江（含宁波）、安徽、江西、湖南、广东、重庆等6个省（市）开展以农机购置补贴引导植保无人飞机规范应用试点工作。重庆、河南、湖南等地已经出台了地方标准，国家层面的农用无人机行业标准、鉴定标准等也即将出台，农业部正在制订《农用遥控飞行器通用技术要求》、《农用遥控飞行喷雾机安全施药技术规范》等相关标准，下一步将通过制定《农业航空植保发展指南》，重点规范飞机喷药作业行为，落实防范措施。这些标准、规范的出台为农用无人机的规范发展提供了保障。

3 应用案例

3.1 天津市津南区应用案例

天津市津南区小站镇东花园村，由于农村土地流转，由村集体牵头成立农业合作社，2016年购买了3台多旋翼农用无人机。因缺乏经验，操作技术不到位，机具故障率较高，应用效果不理想。2017年新购置4台大疆MG-1S型农用无人机，培训飞手6人，并配备柴油发电机3台，运输车1台。4台无人机每天作业100 hm2左右，2017年累计作业量3 000 余hm2，其中水稻2 400 余 hm2，玉米、高粱 600 余 hm2。

由于该合作社成立不久，人员操作技术不高，作业量未达到最佳水平，今后应进一步提高作业技术水平，提高作业效率和应用范围。

3.2 天津市武清区应用案例

位于天津市武清区的天津保农仓农业科技有限公司于2016年底购买6台农用无人机，2017年正式投入使用，并成立了专业合作社，承担了天津市农作物病虫害统防统治任务，在集中连片地块开展植保作业，其他较小地块辅助人工作业。该合作社拥有多年的植保经验，专业技术人员和配套设施完备，规划合理，2017年作业面积1.6 万余hm2，在病虫害统防统治中发挥了重要作用。

该合作社作为专业性的植保团队，运营规范化，并聘请植保专家进行技术指导。针对不同作物，从药液配比、喷洒高度等方面开展了大量试验，总结出一套实用的操作规范。今后拟在蔬菜植保、园林绿化、荒草防治等方面进行探索。

4 制约因素

天津市农用无人机目前处于起步阶段，存在着下列制约因素：

4.1 政府管理部门重视程度不够

一是缺乏相应的扶持政策。作为新型农业装备，农用无人机科技含量较高，价格也较高，投资较大，但目前天津市还未出台相应的补贴和优惠政策。二是宣传推动力度不够。目前主要以经销商或企业进行宣传，虽然天津市农机推广部门近2年也召开了几次演示培训会，但由于缺乏项目支撑，无法开展相关的试验示范，对指导农户规范作业以及与农艺技术融合程度等有较大差距。

4.2 缺少成熟的经营模式

天津市农用无人机处于刚起步阶段，缺少成熟的经营模式。主要问题有：一是前期投入较高。除购买无人机外，还需要购买电池、充电器、发电机、运输车等一整套设备，无人机价格仅占整套设备的1/3左右，农户单独购买无人机往往不能取得较好的效果。二是运行成本较高，尤其是雇佣飞手的工资昂贵。而且，目前农用无人机主要以植保作业为主，时间集中，每年累计作业时间3个月左右，其余时间均闲置，如在集中作业时间内达不到理想的作业量，则很难运营下去。需将政府、企业、经营主体和种植户紧密联结起来，探索合作经营模式，发挥规模效应，形成良好的市场和有效的运行模式。

4.3 缺少作业标准，影响作业效果

目前，缺乏农用无人机针对不同作物应用的作业标准，导致作业效果不理想，有时还容易出现药害，尤其是刚刚购买农用无人机的用户，因缺乏使用经验，也没有权威的作业规范指导，初期作业时容易出现各种问题，急需相关部门研究制定针对性强的无人机作业标准。

5 发展建议

5.1 加强政策扶持

一是对购机实行补贴，尽快将农用无人机纳入购机补贴范围。2017年有6个省市开展了补贴试点，效果显著。天津市目前只有北辰区农机服务中心对本区农机服务专业合作社给予购买无人机每台2万元的资金补贴。二是加强对专业植保服务组织的扶持。农业植保的趋势是由专业组织提供专业化服务，而植保无人机的应用涉及到飞机维护、保养、维修、保险、法律法规、植保应用等相关行业，需要政府部门进行扶持和规范管理。三是放宽对农用无人机的飞行限制规定。由于农用无人机飞行高度为2～5 m，高度较低，且飞行地点位于农田等，一般不会对其他工作生活产生不良影响，而且由于农业生产季节性较强，病虫害爆发时需集中作业，建议政府出台相应政策，尽可能减少对农用无人机作业的限制。

5.2 加强监管和指导

借鉴各试点省市的先进经验，逐步完善对农用无人机的监管。一是指导农民选择技术过关、质量可靠的农用无人机产品，如应具有自动作业、防撞系统，自动返航等功能，并指导购买相应的商业保险；二是加强对无人机作业的监管，如加强对飞手的作业要求，飞手应取得相应的资格证书才能进行飞行作业等。

5.3 加强作业技术规范研究

农用无人机作业效果除受自身性能影响外，还与操作技术有关，如作业时间、农药种类、飞行高度与速度、喷药量等。不同作物、不同病虫害对喷洒农药的农艺要求不同，因此，应加强相关部门的合作，农机农艺融合，开展不同作物、不同病虫害防治的试验示范，研究制定适合天津市应用的农用无人机作业技术规范，为农用无人机应用提供技术支撑。