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《軍械工程學院學報》2017年第2期

摘要：本文介紹了無人機在阿克蘇地區農林植保作業中的應用情況，總結了無人機植保作業的優勢及發展前景，分析了制約無人機推廣應用存在的問題并提出了發展建議。

關鍵字：無人機；農業生產；應用

阿克蘇地區是一個農牧結合，以農業為主的地區，發展安全、節約、高效的精準農業[1]是地區農業現代化的重要標志，也是地區農業可持續發展的目標。無人機在精準農業發展中具有非常重要的應用價值，不斷提高無人機在本地區精準農業中的應用水平，有利于促進農業轉型升級，實現環境、生態、能源和資源的良性循環；同時也可大幅提高農作物保護機械化技術水平。

1阿克蘇地區農用無人機應用情況

近年來，國內外無人機越來越多的應用于農林作業，特別是在農業植保方[2]面的應用，有著高效、快速、成本低的優勢，而阿克蘇地區無人機農業應用水平尚處于起步階段，目前，地區無人機服務公司有6家：分別是新疆啄木鳥無人機技術服務有限公司、飛諾植保科技有限公司、金雕無人機公司、夢合植保無人機公司、鐵漫植保無人機公司、大頎公司；從業人數132人，有無人機39架，機型主要為單旋翼和多旋翼兩種。無人機應用的運作模式有：

（1）農技部門+公司模式。無人機公司與基層農業農機技術部門聯合，通過無人機植保示范作業，帶動引導農民接受無人機農林植保。

（2）公司+合作組織(大戶)+農戶。無人機公司與農機合作組織、農民專業合作社或民間組織聯合，無人機公司為農民提供植保作業，費用由專業合作社向農民代收。

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

（4）公司+農戶。由無人機公司直接為農民提供無人機植保作業服務。

早在2014年4月21日，一架輕型遙控無人直升飛機在天翼航空公司技術人員的指揮下，于溫宿十萬畝生態園成功進行了農作物病蟲害防治試飛作業。2017年年初，針對地區2017年農作物病蟲害的重發態勢，地區農技中心將無人機飛防工作納入本年度示范工作重點，制定了無人機飛防實施方案，確定在八縣一市推廣飛防作業面積3.33萬hm2。為保證計劃順利實現，一是在地區植保站的指導下，在各縣市都開展了飛防試驗；二是為解決飛防藥劑問題，地區農技推廣中心植保站根據作物病蟲害發生規律，選取地區常用的藥劑：杜邦、巨星、奔騰、10％苯黃隆、使它隆、優先、銳超麥等，分不同梯度、不同時期（返青、拔節前期）進行無人機噴霧藥效試驗，基本明確了飛防藥劑的配制比例和標準；三是加強宣傳和技術培訓。地區農技中心通過電視及時病蟲害監測情況；通過發放宣傳材料、懸掛橫幅、農民田間學校等形式多層次、多渠道指導農民掌握飛防藥劑選擇及飛防技術要點；四是以現場會為抓手，推動無人機飛防工作全面展開。上半年，組織召開了十場“無人機防除麥田雜草”現場會，參會人員2200余人，示范作業面積450.67hm2，惠及農戶1506戶。

2農用無人機植保試驗效果分析

阿克蘇地區各縣市無人機植保試驗結果：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81.4％（噴后夜間下雨）。藥效均高于常規作業。阿克蘇市試驗示范藥劑為13％二甲四氯（300g/667m2），由于作業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％，藥效不如常規作業。主要有以下特點：

（1）作業效率高、作業成本低。天途M8A型植保無人機載藥量為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，是傳統作業的30~60倍，目前示范作業費6~8元/667m2，作業費較人工作業可節約30~50％（拖拉機8~10元/667m2，人工10~12元/667m2）。

（2）農藥利用率高[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5~6.5g/667m2，節約農藥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350~400g/667m2，節約農藥12.5~25％，其它各縣示范噴施藥劑為奔騰，使用量為4g/667m2，常規為5g/667m2，節約藥劑20％。通過試驗對比，無人機噴施使用量較常規噴施可節約農藥10~30％，節水90％以上。并且在作業過程中明顯減少了農藥飄失，藥液沉淀積累和藥液覆蓋率都優于常規，有效提高了農藥利用率。

（3）防治效果好、安全系數高[4]。無人機可實現低空作業，與農作物的距離可保持在1~2m的固定高度采用噴霧噴灑方式，霧滴細小更具均勻性，上下穿透力強，同時，槳葉在旋轉時會在下方的農作物上形成一個紊流區，可以翻動和搖晃農作物，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，防治效果比傳統作業好；采用遠距離遙控操作，使作業人員避免了農藥侵蝕，緊急情況可一鍵返航、自動懸停，并且具有黑匣子功能，安全系數高。

（4）機動靈活，可實現精準作業。無人機整機質量輕、起降轉向靈活、體積小、機動性好，不需要專業跑道，在草坪和平地都能起降，不受農作物株高和密度的限制，非常適合水田、地形復雜區域農作物的農藥噴霧作業；可空中懸停，飛行速度、與農作物距離、噴灑高度等都可以根據農作物的需要進行靈活的調整；可根據GPS系統高精度定位，噴灑范圍無縫對接，不會漏噴和過度噴灑。

（5）適應性強，易于推廣。無人機作業，既可噴藥，也可噴施葉面肥；既適用于小麥、水稻、玉米、棉花等農作物，也適用于林果；轉移方便，可以實現跨區作業，易于推廣普及應用。

3無人機農林植保作業推廣應用存在的問題

（1）缺乏政策扶持[5]。到目前為止，在國家層面尚沒有促進農業無人機航空產業發展的行業政策，也沒有對無人機進行采購或者能耗補貼的扶持政策；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、關聯不緊密、標準不適用等，在推廣應用中容易出現一些社會、法律問題。

（2）服務滯后。地區無人機發展還剛剛起步，無人機作業操作人員、服務人員匱乏，而無人機操作難度大，使用較為復雜，制約了無人機的大范圍推廣應用。另外，農用無人機采用超低量噴霧，目前還沒有專門的無人機藥劑，使用的還是傳統噴霧藥劑，無人機的優勢還不能完全發揮。

（3）缺乏行業技術標準[6]。缺乏農用無人機安全操作規范、農藥噴灑標準、藥劑標準等相關作業規范，作業質量難以保障。

4發展前景

2016年2月，農業部印發了《到2020年農藥使用量零增長行動方案》，要求淘汰傳統噴灑工具，推進主要農作物生產全程機械化作業；近年來，人力成本不斷增加，勢必推動農業植保從“人防”進入到“飛防”時代。從地區作物種植面積來看，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67萬hm2，以6元/667m2價格計算，無人機作業理論收入高達6000萬元。預計到2020年，無人機需求量將達120架，從業人員需求量400余人，無人機潛在市場巨大，前景無限。另外，無人機還可進行農情遙感監測[7]，利用以遙感技術為主的空間信息技術對大面積農田、土地進行航拍，從航拍的圖片、攝像資料中充分、全面地了解農作物的生長環境、生長全過程，從而有效地進行病蟲監測、灌溉情況監測及農作物生長情況監測，科學地進行田間管理，推動農業數字化發展，無人機在精準農業的農田信息獲取方面也有著廣闊的應用前景[8]。

5建議

（1）加大政策導向和扶持力度。無人機農林植保是一整套全新的農業服務體系，建議從宏觀層面制定出發展戰略，出臺相應優惠政策，促進無人機產業的發展；無人機價格較高，建議將無人機納入農機補貼目錄，尤其是將國內自主品牌專利產品編入農機購置補貼目錄，鼓勵農業服務組織購買無人機；建議將農業航空植保納入農業保險范圍。

（2）完善行業標準。制定出農用無人機安全操作規范、農藥噴灑標準、藥劑標準等相關作業規范，提高農用無人機作業質量水平。

（3）加快無人機飛防與農技、農藝相融合步伐。篩選出可用于無人機低空超低量植保的農藥藥劑，并針對不同作物、不同防治時期、不同病蟲害等制定出相應的噴施方案，實現人（管理者、作業者）、機、劑（藥劑、助劑）、技（解決方案）“四融合”和防治效果、作業效率、經濟效益、生態效益、社會效益“五提高”。

（4）加強人才培訓。采取統一培訓、現場操作、示范基地觀摩等方式，對操作人員進行集中培訓，增加無人機技術人員數量，擴大無人機作業應用領域。

（5）建立完善的的售后服務網絡，為農民提供技術咨詢服務，提供及時的技術保障與故障維修服務。

（6）重點選擇農機大戶、專業合作社、家庭農場、專業植保公司等經濟實力和技術能力較強的組織進行無人機技術推廣，以便規模化管理、集中解決問題，提高無人機設備的使用效率。

參考文獻：

[1]賈鵬宇，馮江，于立寶，等.小型無人機在農情監測中的應用研究[J].農機化研究，2015，（04）:261~264.

[2]李繼宇，張鐵民，彭孝東，等．小型無人機在農田信息監測系統中的應用.農機化研究，2010（5）：183~186；

[3]胡兆璋.精準農業技術體系與農業現代化[J].新疆農機化，2004（06）:6~8

[4]紀德遠．農業航空作業安全因素分析及對策[J]．新疆農墾科技，2012（5）：31~33；

[5]張國慶．我國農用航空發展瓶頸與對策[J]．中國民用航空，2011（4）：31~33；

[6]李成智，徐治立．中國農業航空技術發展分析與政策建議[J]．自然辯證法研究，2012（11）：36~41；

[7]馮江.無人機技術在現代農業生產中的應用[J].農業技術與裝備，2014（05）:26~28.

[8]王潤茁.農用無人機市場前景誘人[N].中國縣域經濟報，2013-11-07(009).

作者：張金城 單位：新疆阿克蘇地區農牧業機械化技術推廣站