無人機(jī)在地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用范文

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《軍械工程學(xué)院學(xué)報》2017年第2期

摘要：本文介紹了無人機(jī)在阿克蘇地區(qū)農(nóng)林植保作業(yè)中的應(yīng)用情況，總結(jié)了無人機(jī)植保作業(yè)的優(yōu)勢及發(fā)展前景，分析了制約無人機(jī)推廣應(yīng)用存在的問題并提出了發(fā)展建議。

關(guān)鍵字：無人機(jī)；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；應(yīng)用

阿克蘇地區(qū)是一個農(nóng)牧結(jié)合，以農(nóng)業(yè)為主的地區(qū)，發(fā)展安全、節(jié)約、高效的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)[1]是地區(qū)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，也是地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。無人機(jī)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展中具有非常重要的應(yīng)用價值，不斷提高無人機(jī)在本地區(qū)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用水平，有利于促進(jìn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實(shí)現(xiàn)環(huán)境、生態(tài)、能源和資源的良性循環(huán)；同時也可大幅提高農(nóng)作物保護(hù)機(jī)械化技術(shù)水平。

1阿克蘇地區(qū)農(nóng)用無人機(jī)應(yīng)用情況

近年來，國內(nèi)外無人機(jī)越來越多的應(yīng)用于農(nóng)林作業(yè)，特別是在農(nóng)業(yè)植保方[2]面的應(yīng)用，有著高效、快速、成本低的優(yōu)勢，而阿克蘇地區(qū)無人機(jī)農(nóng)業(yè)應(yīng)用水平尚處于起步階段，目前，地區(qū)無人機(jī)服務(wù)公司有6家：分別是新疆啄木鳥無人機(jī)技術(shù)服務(wù)有限公司、飛諾植保科技有限公司、金雕無人機(jī)公司、夢合植保無人機(jī)公司、鐵漫植保無人機(jī)公司、大頎公司；從業(yè)人數(shù)132人，有無人機(jī)39架，機(jī)型主要為單旋翼和多旋翼兩種。無人機(jī)應(yīng)用的運(yùn)作模式有：

（1）農(nóng)技部門+公司模式。無人機(jī)公司與基層農(nóng)業(yè)農(nóng)機(jī)技術(shù)部門聯(lián)合，通過無人機(jī)植保示范作業(yè)，帶動引導(dǎo)農(nóng)民接受無人機(jī)農(nóng)林植保。

（2）公司+合作組織(大戶)+農(nóng)戶。無人機(jī)公司與農(nóng)機(jī)合作組織、農(nóng)民專業(yè)合作社或民間組織聯(lián)合，無人機(jī)公司為農(nóng)民提供植保作業(yè)，費(fèi)用由專業(yè)合作社向農(nóng)民代收。

（3）合作組織(大戶)+農(nóng)戶。合作社、種植大戶采用靈活的資金入股形式聯(lián)合購買無人機(jī)，為農(nóng)戶提供無人機(jī)植保作業(yè)。

（4）公司+農(nóng)戶。由無人機(jī)公司直接為農(nóng)民提供無人機(jī)植保作業(yè)服務(wù)。

早在2014年4月21日，一架輕型遙控?zé)o人直升飛機(jī)在天翼航空公司技術(shù)人員的指揮下，于溫宿十萬畝生態(tài)園成功進(jìn)行了農(nóng)作物病蟲害防治試飛作業(yè)。2017年年初，針對地區(qū)2017年農(nóng)作物病蟲害的重發(fā)態(tài)勢，地區(qū)農(nóng)技中心將無人機(jī)飛防工作納入本年度示范工作重點(diǎn)，制定了無人機(jī)飛防實(shí)施方案，確定在八縣一市推廣飛防作業(yè)面積3.33萬hm2。為保證計劃順利實(shí)現(xiàn)，一是在地區(qū)植保站的指導(dǎo)下，在各縣市都開展了飛防試驗；二是為解決飛防藥劑問題，地區(qū)農(nóng)技推廣中心植保站根據(jù)作物病蟲害發(fā)生規(guī)律，選取地區(qū)常用的藥劑：杜邦、巨星、奔騰、10％苯黃隆、使它隆、優(yōu)先、銳超麥等，分不同梯度、不同時期（返青、拔節(jié)前期）進(jìn)行無人機(jī)噴霧藥效試驗，基本明確了飛防藥劑的配制比例和標(biāo)準(zhǔn)；三是加強(qiáng)宣傳和技術(shù)培訓(xùn)。地區(qū)農(nóng)技中心通過電視及時病蟲害監(jiān)測情況；通過發(fā)放宣傳材料、懸掛橫幅、農(nóng)民田間學(xué)校等形式多層次、多渠道指導(dǎo)農(nóng)民掌握飛防藥劑選擇及飛防技術(shù)要點(diǎn)；四是以現(xiàn)場會為抓手，推動無人機(jī)飛防工作全面展開。上半年，組織召開了十場“無人機(jī)防除麥田雜草”現(xiàn)場會，參會人員2200余人，示范作業(yè)面積450.67hm2，惠及農(nóng)戶1506戶。

2農(nóng)用無人機(jī)植保試驗效果分析

阿克蘇地區(qū)各縣市無人機(jī)植保試驗結(jié)果：阿瓦提縣試驗示范藥劑為奔騰（4g/667m2），藥后5天除草防效達(dá)82.6％；溫宿縣試驗示范藥劑為奔騰（4g/667m2），藥后7天除草防效達(dá)87.3％；庫車試驗示范藥劑為20％銳超麥水分散粒劑（4.5g/667m2），藥后10天除草防效達(dá)81.4％（噴后夜間下雨）。藥效均高于常規(guī)作業(yè)。阿克蘇市試驗示范藥劑為13％二甲四氯（300g/667m2），由于作業(yè)后遇到大幅降溫天氣（最高溫度低于18°），藥后14天防效為71.4％，藥效不如常規(guī)作業(yè)。主要有以下特點(diǎn)：

（1）作業(yè)效率高、作業(yè)成本低。天途M8A型植保無人機(jī)載藥量為10kg，飛行時間為8~10min/架次，防治效率為667~1333m2/min，一天可完成20~40hm2，是傳統(tǒng)作業(yè)的30~60倍，目前示范作業(yè)費(fèi)6~8元/667m2，作業(yè)費(fèi)較人工作業(yè)可節(jié)約30~50％（拖拉機(jī)8~10元/667m2，人工10~12元/667m2）。

（2）農(nóng)藥利用率高[3]，使用量降低。庫車縣示范噴施藥劑為銳超麥，使用量為4.5g/667m2，常規(guī)5~6.5g/667m2，節(jié)約農(nóng)藥10~31％；阿克蘇市示范噴施藥劑為13％二甲四氯，使用量為300g/667m2，常規(guī)350~400g/667m2，節(jié)約農(nóng)藥12.5~25％，其它各縣示范噴施藥劑為奔騰，使用量為4g/667m2，常規(guī)為5g/667m2，節(jié)約藥劑20％。通過試驗對比，無人機(jī)噴施使用量較常規(guī)噴施可節(jié)約農(nóng)藥10~30％，節(jié)水90％以上。并且在作業(yè)過程中明顯減少了農(nóng)藥飄失，藥液沉淀積累和藥液覆蓋率都優(yōu)于常規(guī)，有效提高了農(nóng)藥利用率。

（3）防治效果好、安全系數(shù)高[4]。無人機(jī)可實(shí)現(xiàn)低空作業(yè)，與農(nóng)作物的距離可保持在1~2m的固定高度采用噴霧噴灑方式，霧滴細(xì)小更具均勻性，上下穿透力強(qiáng)，同時，槳葉在旋轉(zhuǎn)時會在下方的農(nóng)作物上形成一個紊流區(qū)，可以翻動和搖晃農(nóng)作物，藥液便可隨霧流附著到葉子的正反面及莖稈等部位，從而均勻有效地殺滅病蟲害，防治效果比傳統(tǒng)作業(yè)好；采用遠(yuǎn)距離遙控操作，使作業(yè)人員避免了農(nóng)藥侵蝕，緊急情況可一鍵返航、自動懸停，并且具有黑匣子功能，安全系數(shù)高。

（4）機(jī)動靈活，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)。無人機(jī)整機(jī)質(zhì)量輕、起降轉(zhuǎn)向靈活、體積小、機(jī)動性好，不需要專業(yè)跑道，在草坪和平地都能起降，不受農(nóng)作物株高和密度的限制，非常適合水田、地形復(fù)雜區(qū)域農(nóng)作物的農(nóng)藥噴霧作業(yè)；可空中懸停，飛行速度、與農(nóng)作物距離、噴灑高度等都可以根據(jù)農(nóng)作物的需要進(jìn)行靈活的調(diào)整；可根據(jù)GPS系統(tǒng)高精度定位，噴灑范圍無縫對接，不會漏噴和過度噴灑。

（5）適應(yīng)性強(qiáng)，易于推廣。無人機(jī)作業(yè)，既可噴藥，也可噴施葉面肥；既適用于小麥、水稻、玉米、棉花等農(nóng)作物，也適用于林果；轉(zhuǎn)移方便，可以實(shí)現(xiàn)跨區(qū)作業(yè)，易于推廣普及應(yīng)用。

3無人機(jī)農(nóng)林植保作業(yè)推廣應(yīng)用存在的問題

（1）缺乏政策扶持[5]。到目前為止，在國家層面尚沒有促進(jìn)農(nóng)業(yè)無人機(jī)航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展的行業(yè)政策，也沒有對無人機(jī)進(jìn)行采購或者能耗補(bǔ)貼的扶持政策；其管理體制參照目前的民用航空管理辦法，存在契合性不強(qiáng)、關(guān)聯(lián)不緊密、標(biāo)準(zhǔn)不適用等，在推廣應(yīng)用中容易出現(xiàn)一些社會、法律問題。

（2）服務(wù)滯后。地區(qū)無人機(jī)發(fā)展還剛剛起步，無人機(jī)作業(yè)操作人員、服務(wù)人員匱乏，而無人機(jī)操作難度大，使用較為復(fù)雜，制約了無人機(jī)的大范圍推廣應(yīng)用。另外，農(nóng)用無人機(jī)采用超低量噴霧，目前還沒有專門的無人機(jī)藥劑，使用的還是傳統(tǒng)噴霧藥劑，無人機(jī)的優(yōu)勢還不能完全發(fā)揮。

（3）缺乏行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[6]。缺乏農(nóng)用無人機(jī)安全操作規(guī)范、農(nóng)藥噴灑標(biāo)準(zhǔn)、藥劑標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)作業(yè)規(guī)范，作業(yè)質(zhì)量難以保障。

4發(fā)展前景

2016年2月，農(nóng)業(yè)部印發(fā)了《到2020年農(nóng)藥使用量零增長行動方案》，要求淘汰傳統(tǒng)噴灑工具，推進(jìn)主要農(nóng)作物生產(chǎn)全程機(jī)械化作業(yè)；近年來，人力成本不斷增加，勢必推動農(nóng)業(yè)植保從“人防”進(jìn)入到“飛防”時代。從地區(qū)作物種植面積來看，小麥種植面積13.3萬hm2、棉花43.3萬hm2，玉米10萬hm2、水稻1.4萬hm2、醬番茄0.15萬hm2、色素辣椒0.08萬hm2，適合飛防面積達(dá)67萬hm2，以6元/667m2價格計算，無人機(jī)作業(yè)理論收入高達(dá)6000萬元。預(yù)計到2020年，無人機(jī)需求量將達(dá)120架，從業(yè)人員需求量400余人，無人機(jī)潛在市場巨大，前景無限。另外，無人機(jī)還可進(jìn)行農(nóng)情遙感監(jiān)測[7]，利用以遙感技術(shù)為主的空間信息技術(shù)對大面積農(nóng)田、土地進(jìn)行航拍，從航拍的圖片、攝像資料中充分、全面地了解農(nóng)作物的生長環(huán)境、生長全過程，從而有效地進(jìn)行病蟲監(jiān)測、灌溉情況監(jiān)測及農(nóng)作物生長情況監(jiān)測，科學(xué)地進(jìn)行田間管理，推動農(nóng)業(yè)數(shù)字化發(fā)展，無人機(jī)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的農(nóng)田信息獲取方面也有著廣闊的應(yīng)用前景[8]。

5建議

（1）加大政策導(dǎo)向和扶持力度。無人機(jī)農(nóng)林植保是一整套全新的農(nóng)業(yè)服務(wù)體系，建議從宏觀層面制定出發(fā)展戰(zhàn)略，出臺相應(yīng)優(yōu)惠政策，促進(jìn)無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；無人機(jī)價格較高，建議將無人機(jī)納入農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼目錄，尤其是將國內(nèi)自主品牌專利產(chǎn)品編入農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼目錄，鼓勵農(nóng)業(yè)服務(wù)組織購買無人機(jī)；建議將農(nóng)業(yè)航空植保納入農(nóng)業(yè)保險范圍。

（2）完善行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。制定出農(nóng)用無人機(jī)安全操作規(guī)范、農(nóng)藥噴灑標(biāo)準(zhǔn)、藥劑標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)作業(yè)規(guī)范，提高農(nóng)用無人機(jī)作業(yè)質(zhì)量水平。

（3）加快無人機(jī)飛防與農(nóng)技、農(nóng)藝相融合步伐。篩選出可用于無人機(jī)低空超低量植保的農(nóng)藥藥劑，并針對不同作物、不同防治時期、不同病蟲害等制定出相應(yīng)的噴施方案，實(shí)現(xiàn)人（管理者、作業(yè)者）、機(jī)、劑（藥劑、助劑）、技（解決方案）“四融合”和防治效果、作業(yè)效率、經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、社會效益“五提高”。

（4）加強(qiáng)人才培訓(xùn)。采取統(tǒng)一培訓(xùn)、現(xiàn)場操作、示范基地觀摩等方式，對操作人員進(jìn)行集中培訓(xùn)，增加無人機(jī)技術(shù)人員數(shù)量，擴(kuò)大無人機(jī)作業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。

（5）建立完善的的售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為農(nóng)民提供技術(shù)咨詢服務(wù)，提供及時的技術(shù)保障與故障維修服務(wù)。

（6）重點(diǎn)選擇農(nóng)機(jī)大戶、專業(yè)合作社、家庭農(nóng)場、專業(yè)植保公司等經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)能力較強(qiáng)的組織進(jìn)行無人機(jī)技術(shù)推廣，以便規(guī)模化管理、集中解決問題，提高無人機(jī)設(shè)備的使用效率。

參考文獻(xiàn)：

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[8]王潤茁.農(nóng)用無人機(jī)市場前景誘人[N].中國縣域經(jīng)濟(jì)報，2013-11-07(009).

作者：張金城 單位：新疆阿克蘇地區(qū)農(nóng)牧業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣站