无人机在地区农业生产中的应用范文

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《军械工程学院学报》2017年第2期

摘要：本文介绍了无人机在阿克苏地区农林植保作业中的应用情况，总结了无人机植保作业的优势及发展前景，分析了制约无人机推广应用存在的问题并提出了发展建议。

关键字：无人机；农业生产；应用

阿克苏地区是一个农牧结合，以农业为主的地区，发展安全、节约、高效的精准农业[1]是地区农业现代化的重要标志，也是地区农业可持续发展的目标。无人机在精准农业发展中具有非常重要的应用价值，不断提高无人机在本地区精准农业中的应用水平，有利于促进农业转型升级，实现环境、生态、能源和资源的良性循环；同时也可大幅提高农作物保护机械化技术水平。

1阿克苏地区农用无人机应用情况

近年来，国内外无人机越来越多的应用于农林作业，特别是在农业植保方[2]面的应用，有着高效、快速、成本低的优势，而阿克苏地区无人机农业应用水平尚处于起步阶段，目前，地区无人机服务公司有6家：分别是新疆啄木鸟无人机技术服务有限公司、飞诺植保科技有限公司、金雕无人机公司、梦合植保无人机公司、铁漫植保无人机公司、大颀公司；从业人数132人，有无人机39架，机型主要为单旋翼和多旋翼两种。无人机应用的运作模式有：

（1）农技部门+公司模式。无人机公司与基层农业农机技术部门联合，通过无人机植保示范作业，带动引导农民接受无人机农林植保。

（2）公司+合作组织(大户)+农户。无人机公司与农机合作组织、农民专业合作社或民间组织联合，无人机公司为农民提供植保作业，费用由专业合作社向农民代收。

（3）合作组织(大户)+农户。合作社、种植大户采用灵活的资金入股形式联合购买无人机，为农户提供无人机植保作业。

（4）公司+农户。由无人机公司直接为农民提供无人机植保作业服务。

早在2014年4月21日，一架轻型遥控无人直升飞机在天翼航空公司技术人员的指挥下，于温宿十万亩生态园成功进行了农作物病虫害防治试飞作业。2017年年初，针对地区2017年农作物病虫害的重发态势，地区农技中心将无人机飞防工作纳入本年度示范工作重点，制定了无人机飞防实施方案，确定在八县一市推广飞防作业面积3.33万hm2。为保证计划顺利实现，一是在地区植保站的指导下，在各县市都开展了飞防试验；二是为解决飞防药剂问题，地区农技推广中心植保站根据作物病虫害发生规律，选取地区常用的药剂：杜邦、巨星、奔腾、10％苯黄隆、使它隆、优先、锐超麦等，分不同梯度、不同时期（返青、拔节前期）进行无人机喷雾药效试验，基本明确了飞防药剂的配制比例和标准；三是加强宣传和技术培训。地区农技中心通过电视及时病虫害监测情况；通过发放宣传材料、悬挂横幅、农民田间学校等形式多层次、多渠道指导农民掌握飞防药剂选择及飞防技术要点；四是以现场会为抓手，推动无人机飞防工作全面展开。上半年，组织召开了十场“无人机防除麦田杂草”现场会，参会人员2200余人，示范作业面积450.67hm2，惠及农户1506户。

2农用无人机植保试验效果分析

阿克苏地区各县市无人机植保试验结果：阿瓦提县试验示范药剂为奔腾（4g/667m2），药后5天除草防效达82.6％；温宿县试验示范药剂为奔腾（4g/667m2），药后7天除草防效达87.3％；库车试验示范药剂为20％锐超麦水分散粒剂（4.5g/667m2），药后10天除草防效达81.4％（喷后夜间下雨）。药效均高于常规作业。阿克苏市试验示范药剂为13％二甲四氯（300g/667m2），由于作业后遇到大幅降温天气（最高温度低于18°），药后14天防效为71.4％，药效不如常规作业。主要有以下特点：

（1）作业效率高、作业成本低。天途M8A型植保无人机载药量为10kg，飞行时间为8~10min/架次，防治效率为667~1333m2/min，一天可完成20~40hm2，是传统作业的30~60倍，目前示范作业费6~8元/667m2，作业费较人工作业可节约30~50％（拖拉机8~10元/667m2，人工10~12元/667m2）。

（2）农药利用率高[3]，使用量降低。库车县示范喷施药剂为锐超麦，使用量为4.5g/667m2，常规5~6.5g/667m2，节约农药10~31％；阿克苏市示范喷施药剂为13％二甲四氯，使用量为300g/667m2，常规350~400g/667m2，节约农药12.5~25％，其它各县示范喷施药剂为奔腾，使用量为4g/667m2，常规为5g/667m2，节约药剂20％。通过试验对比，无人机喷施使用量较常规喷施可节约农药10~30％，节水90％以上。并且在作业过程中明显减少了农药飘失，药液沉淀积累和药液覆盖率都优于常规，有效提高了农药利用率。

（3）防治效果好、安全系数高[4]。无人机可实现低空作业，与农作物的距离可保持在1~2m的固定高度采用喷雾喷洒方式，雾滴细小更具均匀性，上下穿透力强，同时，桨叶在旋转时会在下方的农作物上形成一个紊流区，可以翻动和摇晃农作物，药液便可随雾流附着到叶子的正反面及茎秆等部位，从而均匀有效地杀灭病虫害，防治效果比传统作业好；采用远距离遥控操作，使作业人员避免了农药侵蚀，紧急情况可一键返航、自动悬停，并且具有黑匣子功能，安全系数高。

（4）机动灵活，可实现精准作业。无人机整机质量轻、起降转向灵活、体积小、机动性好，不需要专业跑道，在草坪和平地都能起降，不受农作物株高和密度的限制，非常适合水田、地形复杂区域农作物的农药喷雾作业；可空中悬停，飞行速度、与农作物距离、喷洒高度等都可以根据农作物的需要进行灵活的调整；可根据GPS系统高精度定位，喷洒范围无缝对接，不会漏喷和过度喷洒。

（5）适应性强，易于推广。无人机作业，既可喷药，也可喷施叶面肥；既适用于小麦、水稻、玉米、棉花等农作物，也适用于林果；转移方便，可以实现跨区作业，易于推广普及应用。

3无人机农林植保作业推广应用存在的问题

（1）缺乏政策扶持[5]。到目前为止，在国家层面尚没有促进农业无人机航空产业发展的行业政策，也没有对无人机进行采购或者能耗补贴的扶持政策；其管理体制参照目前的民用航空管理办法，存在契合性不强、关联不紧密、标准不适用等，在推广应用中容易出现一些社会、法律问题。

（2）服务滞后。地区无人机发展还刚刚起步，无人机作业操作人员、服务人员匮乏，而无人机操作难度大，使用较为复杂，制约了无人机的大范围推广应用。另外，农用无人机采用超低量喷雾，目前还没有专门的无人机药剂，使用的还是传统喷雾药剂，无人机的优势还不能完全发挥。

（3）缺乏行业技术标准[6]。缺乏农用无人机安全操作规范、农药喷洒标准、药剂标准等相关作业规范，作业质量难以保障。

4发展前景

2016年2月，农业部印发了《到2020年农药使用量零增长行动方案》，要求淘汰传统喷洒工具，推进主要农作物生产全程机械化作业；近年来，人力成本不断增加，势必推动农业植保从“人防”进入到“飞防”时代。从地区作物种植面积来看，小麦种植面积13.3万hm2、棉花43.3万hm2，玉米10万hm2、水稻1.4万hm2、酱番茄0.15万hm2、色素辣椒0.08万hm2，适合飞防面积达67万hm2，以6元/667m2价格计算，无人机作业理论收入高达6000万元。预计到2020年，无人机需求量将达120架，从业人员需求量400余人，无人机潜在市场巨大，前景无限。另外，无人机还可进行农情遥感监测[7]，利用以遥感技术为主的空间信息技术对大面积农田、土地进行航拍，从航拍的图片、摄像资料中充分、全面地了解农作物的生长环境、生长全过程，从而有效地进行病虫监测、灌溉情况监测及农作物生长情况监测，科学地进行田间管理，推动农业数字化发展，无人机在精准农业的农田信息获取方面也有着广阔的应用前景[8]。

5建议

（1）加大政策导向和扶持力度。无人机农林植保是一整套全新的农业服务体系，建议从宏观层面制定出发展战略，出台相应优惠政策，促进无人机产业的发展；无人机价格较高，建议将无人机纳入农机补贴目录，尤其是将国内自主品牌专利产品编入农机购置补贴目录，鼓励农业服务组织购买无人机；建议将农业航空植保纳入农业保险范围。

（2）完善行业标准。制定出农用无人机安全操作规范、农药喷洒标准、药剂标准等相关作业规范，提高农用无人机作业质量水平。

（3）加快无人机飞防与农技、农艺相融合步伐。筛选出可用于无人机低空超低量植保的农药药剂，并针对不同作物、不同防治时期、不同病虫害等制定出相应的喷施方案，实现人（管理者、作业者）、机、剂（药剂、助剂）、技（解决方案）“四融合”和防治效果、作业效率、经济效益、生态效益、社会效益“五提高”。

（4）加强人才培训。采取统一培训、现场操作、示范基地观摩等方式，对操作人员进行集中培训，增加无人机技术人员数量，扩大无人机作业应用领域。

（5）建立完善的的售后服务网络，为农民提供技术咨询服务，提供及时的技术保障与故障维修服务。

（6）重点选择农机大户、专业合作社、家庭农场、专业植保公司等经济实力和技术能力较强的组织进行无人机技术推广，以便规模化管理、集中解决问题，提高无人机设备的使用效率。

参考文献：

[1]贾鹏宇，冯江，于立宝，等.小型无人机在农情监测中的应用研究[J].农机化研究，2015，（04）:261~264.

[2]李继宇，张铁民，彭孝东，等．小型无人机在农田信息监测系统中的应用.农机化研究，2010（5）：183~186；

[3]胡兆璋.精准农业技术体系与农业现代化[J].新疆农机化，2004（06）:6~8

[4]纪德远．农业航空作业安全因素分析及对策[J]．新疆农垦科技，2012（5）：31~33；

[5]张国庆．我国农用航空发展瓶颈与对策[J]．中国民用航空，2011（4）：31~33；

[6]李成智，徐治立．中国农业航空技术发展分析与政策建议[J]．自然辩证法研究，2012（11）：36~41；

[7]冯江.无人机技术在现代农业生产中的应用[J].农业技术与装备，2014（05）:26~28.

[8]王润茁.农用无人机市场前景诱人[N].中国县域经济报，2013-11-07(009).

作者：张金城 单位：新疆阿克苏地区农牧业机械化技术推广站