植保无人机为何在我国得到迅猛发展

何志辉，何雄奎，任延昭

(1.中国农业大学信息与电气工程学院，北京 100083；2.中国农业大学药械与施药技术研究中心，北京 100193)

日本是最早将小型无人机用于农业生产的国家。日本山叶公司(YAMAHA)于1990年推出世界第一架用于喷洒农药的植保无人机 “R50”，挂载5kg的药箱。此后，无人机在日本农林业方面的应用发展迅速。我国植保无人机研发起步较晚，2008年农业部南京农业机械化研究所、中国农业大学、中国农业机械化研究院、南京林业大学、总参谋部第六十研究所等单位共同承担的科技部国家“863”计划项目 “水田超低空低量施药技术研究与装备创制”进入执行，标志着国内科研机构正式开始探索植保无人机航空施药技术[1]。从2008年算起，至今10多年时间，我国植保无人机取得了举世瞩目的成就，其原因经过分析主要有一下几个方面。

1 小型无人机技术的进步

植保无人机施药是无人机在农业植保领域的具体应用。植保无人机在我国取得成功首先和小型无人机技术的进步是分不开的。例如：四旋翼的概念由来已久，但是由于技术水平受限，没有重量轻、体积小的MEMS(MEMS，Micro Electro Mechanical System，微机电系统)惯性导航器件，进入二十一世纪之前一直没有小型四旋翼无人机出现。直到2002年前后，MEMS技术的发展带来了小型四旋翼的春天[2]。另外随着APM、PX4、MWC等优秀的开源飞控项目和平台的成功，拉低了小型无人机研究的技术门槛，极大促进了多旋翼无人机的推广和发展[3]。

2 植保无人机优点众多

我国植保无人机迅猛发展和广泛应用，在社会上引起了广泛的关注和植保无人机自身优点是分不开的。农药喷洒无人机的作业方式与传统的人工背负式手动施药以及地面机械施药方式相比，具有作业效率高、成本低、节水、节药、人药分离，对人的危害较小等特点；并且其适应性广，可以适应于水田、玉米、林地、湿地等地面装备难以进入的区域之内作业，而不会破坏土壤物理结构，不会留下辙印和损伤作物、不影响作物后期生产等特点；应付突发灾害能力强，方便进行连片大面积农田病虫害防治作业[4，5]。

3 市场的巨大需求

市场的巨大需求也是我国植保无人机迅猛发展的又一重要因素。我国城镇化速度加快，农业劳动力价格迅速攀升；农业劳动力女性化、老龄化、低文化特征明显，农业劳动力短缺日益突现[6，7]。另外随着我国土地流转的速度加快，农业规模化经营已成为一种趋势，这迫切需要高效的新型植保作业方式[5]，因此采用超低空超低容量施药方式的植保无人机在我国有着巨大的市场空间。在巨大的市场需求驱动下，近年来我国农用植保无人机生产企业急剧增加，截至2017年底，全国在用的农用无人机共 253种，生产植保无人机的工厂 300余家，全国植保无人机装机量达到 14 000余架，植保无人机及其施药技术得以快速发展[1]。

4 国家及地方政策的促进作用

从中央到地方的相关政策也是促进我国植保无人机大发展的原因。中央1号文件连续多年年聚焦三农，坚持农业基础地位不动摇，加快推进农业现代化。2014年中央1号文件，“推进农业科技创新”、“加快农用航空建设”。2015年农业部下发《到2020年化肥使用量零增长行动方案》和《到2020年农药使用量零增长行动方案》。“两个行动”分别提出目标：到2020年，化肥利用率达到40%以上、比2013年提高7个百分点，力争实现农作物化肥使用量零增长；主要农作物农药利用率达40%以上、比2013年提高5个百分点，力争实现农药使用量零增长[8]。

在地方政策方面，早在 2014年，河南省财政就列出专项资金给予植保无人机购机补贴，农民或合作组织购置植保无人机将享受到1/3省财政专项资金补贴和 1/3农机购置补贴；江苏省在 2014年也给予了农户购买植保无人机进行飞防作业最高可获得无人机售价总额的 50%补贴[5]。2017年9月18日，为了响应植保无人机行业需求，推动植保无人机产业快速发展，农业农村部、财政部、民航局联合下发《农业农村部办公厅、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》，决定2017年选择浙江(含宁波)、安徽、江西、湖南、广东、重庆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[9]。到2019年有重庆、吉林、安徽、江西、湖北、江苏、甘肃、浙江、陕西、山东、宁夏等多个省出台了最新植保无人机补贴政策。

5 资本市场的推动

正是由于我国植保无人机的巨大市场需求和国家以及地方的相关政策促使从2015年开始各类资本相继进入植保无人机领域，社会资本的进入助推植保无人机在我国的迅猛发展。2015年深圳大疆创新以自有资金投入研发，并于2015年年底在北京发布 MG-1电动多旋翼植保无人机，宣布正式进军农用无人机领域；深圳极飞科技和无锡汉和背后都有强大的资本推动。2018年极飞已经完成了两轮商业融资，累计融资金额超过1亿美金。2017年汉和也从资本市场融到1.5亿块资金。农田管家自 2015年成立以后就获得了顺为资本、云启资本等市场资本的青睐，相继完成了多轮融资[1]。由资本力量的推动，加速国内植保无人机行业的发展。

6 高校、科研单位与企业联合研发

我国小型农用植保无人机的生产和加工主要从航模无人机及军工生产加工企业发展而来[10]。10多年前，国内部分研究无人直升机的单位以及航模企业，进行了无人直升机喷洒农药的尝试，但因其没有专业的植保及药械方面的知识，另外对植保市场也很陌生，因此进展不大[11]。这些航模无人机企业及军工企业和拥有专业的植保知识和药械知识的高校及科研单位联合研发，加快了我国植保无人机的发展。

南京农业机械化研究所与总参谋部以 Z-3无人直升机为平台，合作研发了天鹰-3小型农用植保无人直升机[12]。2008年中国农业大学植保机械与施药技术研究中心与山东卫士植保机械公司、临沂风云航空科技公司开始合作进行低空低量遥控多旋翼无人机施药机的研发工作，于2009年研制出国内外第一款多旋翼植保无人机，包括搭载10L药箱的 8旋翼机和搭载15L药箱的18旋翼机 2种机型，并在全国多个省市进行了省市进行了示范和推广。2010年，中国农业大学植保机械与施药技术研究中心与珠海银通公司开始合作进行低空低量遥控电动单旋翼植保无人机的研发合作，于 2012年研制出国内第一款电动单旋翼植保无人机，可搭载 10L药箱的药箱[1]。2016年5月28日，国家航空植保科技创新联盟在河南安阳成立，安阳全丰航空植保科技有限公司为理事长单位，中国农业大学、华南农业大学等 7家单位为副理事长单位，共同助推植保无人机产业发展。

7 政企联合推广

近几年，自从农用植保无人机推向市场后，全国各地政府和企业纷纷开展联合推广演示。由于农用植保无人机有一定的特殊性，单靠企业推广难度比较大，但其应用前景广阔，非常值得投入，因此全国各地政府积极引导和支持农用植保无人机的研究、研制和推广。2015年，阜阳市在市政府的扶持和推动下也成立了首家无人机公司—安徽天鹰兄弟无人机科技创新有限公司，并已开始投产[13]。2016年5月4日，荆州市联合苏州绿农航空植保无人机有限公司在江陵县召开了植保无人机作业示范推广会，来自各县(市)的农机推广部门及农机专业合作社120余人参会，参会人员还一并来到田间地头实地观摩了无人机现场作业演示。另外北京、河南、安徽、海南、宁夏、山西等地主管农业的相关部门也已经在小麦、玉米、水稻等作物上开展了农用植保无人机喷洒农药等现场观摩会，为植保无人机的推广工作打下了良好的基础。

8 电视媒体的积极宣传

央视及各地方媒体也积极报道植保无人机，对国内广大用户接受这个新型的植保方式起到了促进作用。

2016年8月，由中国农业电影电视协会(CCTV-7农业频道)和中国农业大学联合主办的首届中国无人机与机器人应用大赛在江苏苏州正式启动；10月，在江西南昌举办了大赛初赛“农业植保无人机应用赛”，初赛有国内二十四家知名植保无人机企业参赛。2017年 9月，在湖北武穴正式举行了植保无人机决赛，将来自国内 18家知名品牌的植保无人机企业和服务队，通过电视媒体和网络向社会进行宣传[1]。

总之，我国植保无人机这一新兴的植保作业方式，经过短短的十多年时间的发展，取得了举世瞩目的成就，其背后的原因是多方面，上文从八个方面进行了简要分析，希望对我国农业现代建设中的其它精准农业装备的发展起到借鉴作业。