農(nóng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)入發(fā)展快車道

楊 柳

我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，18億畝的基本農(nóng)田需要大量的農(nóng)業(yè)植保作業(yè)。目前，我國(guó)三大主糧作物小麥、水稻、玉米的綜合機(jī)械化水平均超過(guò)了80%，然而，在勞動(dòng)強(qiáng)度非常大、農(nóng)民最望而生畏的的植保環(huán)節(jié)，機(jī)械化植保的水平仍比較低，很多統(tǒng)計(jì)資料都省略去了此項(xiàng)。以水稻為例，水稻常年種植面積達(dá)3000多萬(wàn)公頃，稻種植的各環(huán)節(jié)中，除了病蟲(chóng)草害的防治，其它環(huán)節(jié)都已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，而病蟲(chóng)草害嚴(yán)重影響著水稻產(chǎn)量。資料顯示，我國(guó)歷年水稻病蟲(chóng)草害的防治面積約占35%。但是，由于稻田條件特殊，不同于旱地，地面裝備在田中行走較為困難。農(nóng)業(yè)機(jī)械難以進(jìn)入地塊噴施農(nóng)藥，即使選用先進(jìn)的農(nóng)藥噴施機(jī)械也會(huì)對(duì)農(nóng)作物植株造成一定的損傷，影響產(chǎn)量。人工手動(dòng)噴霧器和背負(fù)式噴霧器也存在作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大、時(shí)間長(zhǎng)、作業(yè)質(zhì)量差等問(wèn)題，而且受藥面積和受藥程度不均勻，達(dá)不到預(yù)期效果。于是，專業(yè)化病蟲(chóng)害防治成為新的要求。專業(yè)化病蟲(chóng)害防治專業(yè)技術(shù)要求高、實(shí)際田間情況差異大，發(fā)展緩慢。

近年來(lái)，隨著植保機(jī)使用場(chǎng)景更加廣泛，作業(yè)效率高，人員傷亡率低，讓許多農(nóng)民感覺(jué)到了它的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也引起了地方政府的高度重視。隨著近年來(lái)一些地方不斷加大植保無(wú)人機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼試點(diǎn)并在2021年正式納入中央財(cái)政購(gòu)置補(bǔ)貼范圍，遙控飛行植保機(jī)的發(fā)展前景將更加廣闊。

2020年補(bǔ)貼公示銷量數(shù)據(jù)顯示，包括江蘇省、湖南省、山東青島等在內(nèi)的23個(gè)地區(qū)、單位，均有植保無(wú)人飛機(jī)的銷售數(shù)據(jù)，共計(jì)銷售1.6萬(wàn)余臺(tái)，實(shí)現(xiàn)銷售額8.07億元。從植保無(wú)人飛機(jī)的地區(qū)銷量分布來(lái)看，只有江蘇省、湖南省和安徽省，這3個(gè)地區(qū)銷量，超過(guò)了1000臺(tái)。前十大暢銷植保無(wú)人飛機(jī)產(chǎn)品銷售12869臺(tái)，占總銷量的80%。

市場(chǎng)前景廣

從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程來(lái)看，病蟲(chóng)防治是技術(shù)含量最高、用工最多、勞動(dòng)強(qiáng)度最大、風(fēng)險(xiǎn)控制最難的環(huán)節(jié)。許多病蟲(chóng)害具有跨國(guó)界、跨區(qū)域遷飛和流行的特點(diǎn)，還有一些爆發(fā)性和新發(fā)生的疑難病蟲(chóng)也危害嚴(yán)重，農(nóng)民一家一戶難以應(yīng)付，常常出現(xiàn)“漏治一點(diǎn)，危害一片”現(xiàn)象。加之農(nóng)村大量青壯年外出務(wù)工，務(wù)農(nóng)勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)性短缺，病蟲(chóng)害防治是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者遇到的最大難題。

而農(nóng)用航空植保機(jī)具有的一系列的優(yōu)點(diǎn)，讓無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。首先，無(wú)人機(jī)作業(yè)效率高，每架每小時(shí)的作業(yè)效率可以達(dá)到60畝，每天作業(yè)面積300畝，是地面機(jī)械的3倍，人工噴灑的30倍，有利于病蟲(chóng)害統(tǒng)防統(tǒng)治與土地流轉(zhuǎn)后的組織化、規(guī)?；?jīng)營(yíng)，解決人力短缺問(wèn)題。用水量少，配套藥劑要求高，一定程度上推動(dòng)了先進(jìn)農(nóng)藥品種、環(huán)保劑型的應(yīng)用；防治效果好，減少農(nóng)藥浪費(fèi)，大型器械噴霧霧滴細(xì)，覆蓋范圍廣，農(nóng)藥使用率高。

而無(wú)人機(jī)低量噴霧可保證土壤健康質(zhì)量，又能節(jié)約農(nóng)民的投入成本。農(nóng)業(yè)無(wú)人直升機(jī)采用低量噴霧，可節(jié)省90%的水和50%農(nóng)藥，農(nóng)藥有效利用率35%以上。通過(guò)噴灑裝置將藥劑高度霧化，直接作用在農(nóng)作物上，避免了與土地的直接接觸，使藥劑對(duì)于土地的影響降到最低，保證“土壤健康質(zhì)量”，而且無(wú)人機(jī)是遙感作業(yè)，可以保證作業(yè)人員不受農(nóng)藥危害。

植保無(wú)人機(jī)空中作業(yè)，不受地形環(huán)境影響，起到地面機(jī)械和人工不可替代的作用。尤其是遇到內(nèi)澇嚴(yán)重季節(jié)、山地、丘陵等地面機(jī)械無(wú)法進(jìn)行地面作業(yè)，此時(shí)惟有飛機(jī)可以發(fā)揮它的獨(dú)特性能，實(shí)現(xiàn)農(nóng)事操作，并有利于在作物生育期內(nèi)增加葉面噴施微量元素、葉面施肥、促進(jìn)作物早熟、健身防病、提高品質(zhì)。工作中旋翼產(chǎn)生的向下氣流使植物葉面發(fā)生翻轉(zhuǎn)，對(duì)農(nóng)藥產(chǎn)生向下作用力，有助于增加霧流對(duì)作物的穿透性，使葉片正反面均能著肥著藥，同時(shí)還能殺死空氣中流動(dòng)的病原菌和害蟲(chóng)，提高防治效果。

目前，在國(guó)內(nèi)外無(wú)人機(jī)噴灑技術(shù)均已經(jīng)比較成熟，如中小田塊的病蟲(chóng)草害防治或大田內(nèi)局部的精準(zhǔn)施藥以及丘陵山區(qū)的病蟲(chóng)害防治等。目前，美國(guó)已開(kāi)展了無(wú)人機(jī)的航空噴灑方面的研究，日本從20世紀(jì)90年代起將遙控直升機(jī)用于大田作物、果樹(shù)和蔬菜的病蟲(chóng)害防治，從而實(shí)現(xiàn)合理施肥和農(nóng)作物品質(zhì)管理，還可判斷作物的生長(zhǎng)狀態(tài)。

體系配套需協(xié)同

眾所周知，隨著近年來(lái)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷推進(jìn)和市場(chǎng)需求的不斷增加，無(wú)人遙控飛行植保機(jī)正不斷應(yīng)用到實(shí)際植保作業(yè)中。面對(duì)龐大的農(nóng)業(yè)植保市場(chǎng)，國(guó)家相關(guān)部門和企業(yè)紛紛加大技術(shù)研發(fā)和資金投入，隨著通用航空技術(shù)和無(wú)人機(jī)技術(shù)水平的逐漸成熟，農(nóng)業(yè)遙控飛行植保機(jī)械的功能，技術(shù)水平和安全水平也在逐漸完善提高。從飛行控制系統(tǒng)、到發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、遙控通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)等都已達(dá)到航空植保的技術(shù)要求和低成本價(jià)格區(qū)間，所以，僅從技術(shù)和成本方面來(lái)說(shuō)，已具備大規(guī)模推廣使用農(nóng)業(yè)無(wú)人遙控植保機(jī)械的基礎(chǔ)和前提條件。

目前農(nóng)業(yè)遙控?zé)o人植保機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)良莠不齊，很多生產(chǎn)企業(yè)都是從模型行業(yè)轉(zhuǎn)行而來(lái)，不具備較強(qiáng)的技術(shù)力量、研發(fā)實(shí)力和后續(xù)維修保障能力，又沒(méi)有相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范，造成產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，在實(shí)際應(yīng)用中容易出現(xiàn)安全事故及質(zhì)量糾紛。

植保無(wú)人機(jī)的發(fā)展還需要相關(guān)產(chǎn)業(yè)如農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的跟進(jìn)。有資料顯示，我國(guó)每年農(nóng)藥中毒人數(shù)有10萬(wàn)之眾，致死率約20%。我國(guó)傳統(tǒng)的植保作業(yè)主要還是使用人工和半機(jī)械化噴灑，大多采用傳統(tǒng)的農(nóng)藥制劑，在使用過(guò)程中需加入大量的水進(jìn)行稀釋。而航空植保的特性所至，一般應(yīng)采用高濃縮藥液，通過(guò)航空專用噴頭進(jìn)行霧化噴灑作業(yè)。但與此相對(duì)應(yīng)的，中國(guó)目前大多農(nóng)藥生產(chǎn)廠家并沒(méi)有專業(yè)針對(duì)航空植保研發(fā)生產(chǎn)高濃縮藥，嚴(yán)重阻礙了航空植保的推廣及應(yīng)用。而最重要的是，沒(méi)有專門的航空農(nóng)藥制劑相匹配，無(wú)人遙控航空植保機(jī)械進(jìn)行植保作業(yè)時(shí)，容易造成滅殺效果不佳或噴灑過(guò)量等藥害問(wèn)題。

農(nóng)業(yè)遙控?zé)o人植保機(jī)械的作業(yè)區(qū)域、飛行高度和飛行范圍管理目前還處于空白，沒(méi)有相關(guān)的植保作業(yè)飛行規(guī)范和飛行區(qū)域劃分和限定。目前農(nóng)業(yè)遙控?zé)o人植保機(jī)械應(yīng)用方興未艾，為使行業(yè)的健康發(fā)展，也亟待制定相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，使農(nóng)業(yè)遙控?zé)o人植保機(jī)械生產(chǎn)、銷售、維修等做到有章可循、健康有序發(fā)展，同時(shí)還要大力推進(jìn)配套航空高濃縮藥液的研發(fā)、生產(chǎn)、推廣使用。

安全指標(biāo)最關(guān)鍵

誠(chéng)然，在所有產(chǎn)品指標(biāo)中，安全指標(biāo)無(wú)疑是最重要的。相對(duì)于軍用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，農(nóng)用遙控飛行機(jī)械雖是近距離應(yīng)用，但飛行條件和環(huán)境更復(fù)雜，特別是中國(guó)農(nóng)村，低空、坡地、丘陵山區(qū)、小地塊、田間高壓輸電線路、房屋建筑、田間林網(wǎng)大量存在，可能產(chǎn)生的飛防作業(yè)過(guò)程中的載荷變化、電磁干擾等，對(duì)飛行機(jī)械系統(tǒng)、機(jī)身結(jié)構(gòu)、耐腐性能及遙控遙測(cè)信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸?shù)染珳?zhǔn)可靠性要求更高。

不同于傳統(tǒng)農(nóng)用機(jī)械，無(wú)人植保機(jī)對(duì)操作人員素質(zhì)及技術(shù)水平精度要求較高。不僅要熟悉飛行控制和整體系統(tǒng)的知識(shí)，還要求做事細(xì)致態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，嚴(yán)格遵照操作流程及飛行標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，定期參加培訓(xùn)和相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，熟練飛行。

中國(guó)農(nóng)機(jī)化協(xié)會(huì)農(nóng)用航空分會(huì)主任委員楊林稱，有些飛機(jī)在噴灑農(nóng)藥的過(guò)程中存在安全隱患，這有幾方面的原因：一是買了零部件和飛控系統(tǒng)自己組裝，二是自己研發(fā)的產(chǎn)品性能不高，三是操作起來(lái)復(fù)雜，不容易上手。由于以上幾個(gè)方面的原因，國(guó)內(nèi)農(nóng)用無(wú)人機(jī)企業(yè)還需要進(jìn)一步提升技術(shù)、質(zhì)量與安全水平。他認(rèn)為，無(wú)人植保機(jī)的安全是需要無(wú)人機(jī)公司、藥企、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、協(xié)會(huì)、科研院所、政府、合作社、農(nóng)業(yè)集團(tuán)等多方合作才能做到的，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新、提供從業(yè)人員素質(zhì)、建立無(wú)人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)、人員培訓(xùn)考核標(biāo)準(zhǔn)、安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，建立無(wú)人機(jī)分級(jí)管理，建立作業(yè)人員資格分級(jí)、認(rèn)定、備案機(jī)制，建立無(wú)人機(jī)準(zhǔn)入機(jī)制，引入飛行器、作業(yè)人員、第三者商業(yè)保險(xiǎn)，監(jiān)督相關(guān)農(nóng)藥、藥械的管理。

2018年發(fā)布的《植保無(wú)人飛機(jī)質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》作為我國(guó)首個(gè)植保無(wú)人飛機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施，將引導(dǎo)企業(yè)規(guī)范植保無(wú)人機(jī)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，促進(jìn)植保無(wú)人飛機(jī)推廣應(yīng)用，為相關(guān)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)提供檢測(cè)依據(jù)，滿足農(nóng)業(yè)部、財(cái)政部、民航局《關(guān)于開(kāi)展農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼引導(dǎo)植保無(wú)人飛機(jī)規(guī)范應(yīng)用試點(diǎn)工作的通知》中試點(diǎn)產(chǎn)品技術(shù)條件檢測(cè)的需要。標(biāo)準(zhǔn)的全面實(shí)施，將大幅提升植保無(wú)人飛機(jī)的安全性，淘汰部分不合格產(chǎn)品，凈化市場(chǎng)，使得未來(lái)植保無(wú)人飛機(jī)產(chǎn)品完全滿足政府主管部門的監(jiān)管需求，推進(jìn)民用無(wú)人飛機(jī)合法化進(jìn)程；同時(shí)，也將提升植保作業(yè)效率、降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，破解我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中勞動(dòng)力短缺的問(wèn)題，對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)穩(wěn)定增產(chǎn)和農(nóng)民持續(xù)增收，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，保障國(guó)家糧食安全具有十分重要的意義。