浅析植保无人机在现代农业中的应用

丁世华 张忠明

(湖北省汉川市农业农村局 湖北汉川 431600)

农业是我国经济建设的重要基础，粮食安全则是确保经济安全和国家安稳的前提。农作物生长中，无法避免地受到病虫害影响，若想确保农作物健康生长，实现粮食增产增收，就必须要采取切实可行的植保方式。在农业植保中，改进施药技术和方式，促使施药装备机械化，能大大提高病虫害防治效率，进而保障粮食安全，促使农民增产增收。因此，植保无人机就逐渐发展成为现代农业病虫害主要防治器材，并具有广阔的发展前景。

1 植保无人机的优势

1.1 高效且安全

农业病虫害问题由来已久，且通常具有来势汹、面积大的特点，农业病虫害防治面临严峻挑战。与以往的防治器械相比，植保无人机具有高效、安全优势，尤其是面对重大农业病虫害时，传统的人工防治方式难以取得快速、大面积的扑灭效果，但是植保无人机可以实现1334 m2/min的喷洒面积，并且每次喷洒时间在10～25 min，每次起降能喷洒的面积在4.67～6.67 hm2，喷洒效率甚至可以超出人工百余倍，极大地提升了农业病虫害的防治效率；植保无人机在空中作业，喷洒宽度通常在4～8 m，可以与农作物保持1～2 m的高度，能确保农药喷洒效果[1]。从安全性看，因为采取非人为接触的操作方式，较好地减少了喷洒过程中农药对人体造成的危害，更符合现代农业的发展要求。

1.2 操作更便捷

植保无人机是现代农业高技术装备，以网络信息技术为应用前提，以便利、高效、智能的理念作为研发方向，大大改变了其实际操作。因为其体积比较小，且实际操作中对场地要求不高，通常在田间地头就可以实现起降，大幅度提高了应用便捷程度，并且可以实现低空作业，操作人员在可视范围中进行操作，有效降低了控制难度。尤其是植保无人机在发挥自身功能方面有较大优势，可以根据农作物的需求调整精密，地理、环境及温湿度等因素都不会造成阻碍，也能根据不同农作物特点来调整高度、路线及喷洒浓度，操作和应用都更加人性化[2]；此外，其定位功能也提高了操作便利性，此项应用包括了远程操作、自主定位及飞控导航等科技，在实际使用过程中，通过预设飞行程序，借助其自主采集GPS信息功能，以此达到自主喷洒、反馈信息以及作业评估等，令其操作更具便捷性和智能化。

1.3 环保且成本低

植保无人机解决了农业环保问题。首先是其本身的环保和成本，相较于以前的作业方式，可达到节水、省药及降低附加污染的效果。有数据显示，采用植保无人机喷洒农药，节水量可达90%，节省药量30%，还可减少农田土壤与水质污染60%，大幅度减少了理论农业成本与资源成本[3]；其次是管理中的环保和成本，因为植保无人机属于高端农业装备，我国非常注重其大规模的应用管理，针对性地颁布了相关技术指标和应用规范，大幅度降低了农药滥用与过度使用等问题的发生率，并有效减轻了农业成本与环境污染，推进了农业稳定与持续发展；最后，在应用效果方面，植保无人机凭借科学的技术手段，其喷洒时形成的螺旋气流可以让喷雾具有更强的穿透力，直达农作物冠层深处，令留药面积最大化，能更均衡地发挥药效。

2 行业现存问题

2.1 价格偏高影响农户购机意愿

尽管当前我国农业发展出现了农业合作社、农场为代表的新型农业模式，但主要还是局限于小型农户，高昂的价格成为阻碍大部分农户利用植保无人机的一个重要因素，部分潜在客户也因价格高而打消购置念头。一旦植保无人机使用中出现部件损坏等情况，容易出现不能及时维修或维修时间成本较高的问题。由于植保无人机价格高，配套的保险制度不够完善，同时无人机生产厂家较多，各种零部件的标准不同，价格存在差异，所以比价困难。当植保无人机损坏或出现事故时，因为无法确定损失，一定程度上影响了理赔结果[3]。

2.2 农机补贴政策需实时调整

当前应用最广泛的电动多旋翼植保无人机，单机通常价格在3万元～6万元，油动植保无人机单机价格一般在15万元～20万元。在我国推行土地流转政策之后，据了解，各试点省份植保无人机购置补贴总量控制在1000万元之内，各档产品补贴金额不超过此产品在2017年市场销售均价的30%，单机补贴最高不超出3万元[4]。如湖北省农业厅颁布的《湖北省2018-2020年植保无人飞机购置补贴试点实施方案》，对植保无人机补贴做出了部署，尽管近些年政府部门针对机械购置方面发布补贴政策，然而对一些规模化植保无人机应用企业来说，还需要政府加大资金、场地、税收等方面的支持。植保无人机的市场前景广阔，相关补贴政策也需实时调整。

2.3 配套服务与人员培训不完备

行业实力不均、相应服务不足是国内植保无人机在实际应用中的一个难关，我国各地区都有植保无人机制造企业，然而有关配套产业链分布不均，当农户遭遇产品损毁问题，无法在第一时间得到维护或维修时间成本极高；另外，植保无人机保险服务近两年才兴起，尚需加强与改进，为行业发展提供保障。人员操作不当也会令无人机出现问题，当前无人机操作员的培训通常是由生产制造企业负责，缺少标准化的流程与教学体制，培训质量无法保障，真正达标的操作人员较少[5]。《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》推行后，国内无人机驾驶就正式进入了持证飞行状态。然而，此项规定是临时性管理规定，培训机构、培训标准以及执照等级等问题还需加强明确。

2.4 无人机产品通用性不足

当前，植保无人机主要作业区域基本是在东北、华北、新疆等地，这些地区地势相对平坦，因而取得了较好的应用效果[6]。然而，我国地形地势复杂多样，一些地区因为地形因素而导致植保无人机无法投入使用，还需加速研发通用型无人机产品。

3 建议与对策

3.1 提升植保无人机的应用实效

为切实提高现代农业发展中植保无人机的利用价值，在具体的应用推广当中，植保部门需要加强与无人机制造企业及农户间的合作，组织植保无人机应用推广专题研讨会，全面分析植保无人机的各项功能与各种农作物间的关系，同时对喷洒作业程序加以尝试探索，健全无人机应用参数，提升其在现代农业中的应用实效[6]。

3.2 增强植保无人机的技术性能

通常情况下，植保无人机是通过蓄电池提供动力，为保障无人机的工作时间最大化，需要提高蓄电池的性能与容量；其次，在植保无人机设计上，应改进其飞行控制范围，令其具有扬肥、打药、抛秧为一体的性能，从而提高植保无人机现代化与智能化性能[7]。在现代农业发展过程中，农业生产必然趋向规范化，植保部门需要和无人机生产制造企业密切联系，研究出载重更高、效果更佳的植保无人机，保证农药喷洒更具高效性和精准性。

3.3 充分发挥政府引领与扶持职能

政府需提高植保无人机应用于现代农业的扶持力度。一方面，要为相关生产企业提供科研支持，针对性地加大技术、投资、政策等方面的支持，促使企业不断革新研发，以减少成本投入；另一方面，政府还要充分发挥自身职能，推行农机补贴政策，引领农民积极应用植保无人机[7]。

3.4 强化操作人员团队建设与培训

要想确保植保无人机的大规模应用，离不开大批高水平的操作人员。积极开展人员培训工作，可以提高操作人员的专业能力与实际操作水平。当地政府需要注重植保无人机操作人员的培养，定期选派技术人员进行培训学习，也可以集中开展培训活动，为乡镇操作人员提供学习机会[8]；有效发挥无人机制造企业的指导作用，生产企业应配备专业性的指导技术资料，全面详细讲解无人机的操作流程，为操作人员提供相应的视频指导，提高其实际操控能力；此外，生产企业还应下派专业人员上门指导，对操作人员的有关行为与操作流程严格要求，尽量减少植保无人机的故障率，增加其使用时长。

3.5 明确植保无人机管理制度体系

当前，无人机植保技术尚处于起步阶段，相关的政策法规与管理体制不够完善；此外，一些监管部门对于自身职能不明确，一旦出现问题，各部门间互相推诿，极大地影响了农业生产活动。为有效处理这些问题，有关部门应加强并重视无人机监管，进一步优化与完善相应的管理体系和制度，同时明确各部门的监管职能，构建科学、合理、高效的植保无人机管理体制，保证无人机从研发生产到实际推广应用更具科学性，为现代农业生产活动提供强力支持[8]。

综上，由于植保无人机产业化的推进，相应的技术、操作人员、设施保障等也需要不断加强，其应用逐渐向精准化、智能化、多元化方向发展。在当前创新发展的形势下，应加强建设农业航空标准，促使现代农业航空市场规范化，以此实现现代农业航空服务生态圈的良性循环。今后，还需强化植保无人机核心技术的研发工作，以此提高其操作性与可靠性。