讓無人植保機“飛”得更遠

金娟

近兩年來，我國大力發展、推廣農用無人機，其中一個重要的原因就是隨著我國土地流轉和規模化經營的快速發展，其在應對大規模突發性農業病蟲害的防治上功不可沒，特別是小型無人植保機發展迅猛，在農業生產中發揮了重要作用。同時，隨著科技的發展，用戶對無人機植保作業的精準化以及作業效果提出了更高的要求，如何突破短板，讓無人植保機“飛”得更遠，成為我們研究的課題。

無人植保機作用日益凸顯

近年來，越來越多的企業認識到無人植保機市場的廣闊發展前景。目前，我國有千余家企業生產無人植保機，已經在包括水稻、小麥、玉米、甘蔗、果樹和棉花等多種作物上使用。實際效果證明，無人植保機施藥作業已達到可以推廣應用階段，將會進入快速發展時期。

“2016年，陜西地區出現蝗災，幾千畝地一夜之間就會被吃掉，可能3～5天整個省的莊稼都將毀于一旦。當時，我們公司派出幾十架無人植保機去救援，可以說3天力挽狂瀾，保住了農戶的收成。”回憶起去年的那場救災行動，一飛智控（天津）科技有限公司的工作人員感慨萬分。

正是由于無人植保機具有作業效率高、覆蓋面積大、應急能力強等特點，在植物保護、森林防火、遙感測繪、耕地監測等方面具有巨大應用潛力，隨著航空技術與產業的發展，農業無人機成為世界關注的熱點。據統計，目前，全球農林用飛機已經接近3萬架，年作業面積1億公頃，飛機作業面積占總耕地面積的17%，從機型設計、加工制造、關鍵部件、航空作業到運維服務等方面形成了巨大的產業鏈。

相比國外，中國農業航空產業起步較晚，農用航空應用規模比較小，與我國現代農業發展需求不相適應，2014年中央一號文件明確提出“加強農用航空建設”的要求。隨著土地流轉速度不斷加快，人們對無人植保機也愈加重視。2014年5月，中國工程院院士羅錫文聯合30位院士，從安全監管、標準規范、科技創新、政策保證四個方面，向國家提出關于《加快推進我國農業航空植保產業創新發展》的建議。2016年，欒恩杰院士聯合15位院士、專家，向國家提出關于《積極應對“低慢小輕”飛行器威脅，健全國家安全保障體系》的建議，對推動無人植保機發展起到了關鍵作用。

目前，我國農業植保市場規模逐漸擴大，隨著土地集約種植面積增加，植保機械化成為時代的發展潮流，眾多商家開始投入其中。在第八屆中國國際農業航空技術裝備展覽會上，筆者看到有以電動無人直升機為主的高新科農，也有以多旋翼電動無人機為主的大疆、珠海羽人、極飛農機等企業，占有一定市場比例，以載藥量10～20公斤產品最為成熟。

在火爆市場的背后，筆者了解到，由于無人植保機并沒有完全進入補貼目錄，農戶對其使用效果、作業效率還存在一定疑慮。“我們在前幾年推廣的時候很難，用戶根本不買賬，我們就一年年地做服務，今年再去作業的時候，農戶在認識上有了很大改善，所以市場需要一步步推廣。”韋加無人機科技股份有限公司銷售經理張法崗告訴筆者，目前購買無人植保機的單一農戶并不多，多數是農機合作社購買，他們擁有大量的土地和各種現代農業機械，勇于嘗試新的設備，自身的技術支持也到位，而且培養了多位專業的飛控人員，可保證作業效果和作業安全。

“精準化”無人植保機作業

精準化作業在無人植保機領域顯得尤為重要，如何避免藥物的重復噴灑？在大面積作業時如何精確得知作物生長的關鍵信息，從而實現精準施藥等問題，都與植保服務密切相關。

如今，越來越多的專家、學者提出要實現精準農業，那么無人植保機是否也需要精準化作業呢？答案是毋庸置疑的。筆者在鷹眼科技的展臺上看到一臺類似皮卡車的裝備，在其車身上搭載著兩架無人機。“這可不是普通的皮卡車。”北京鷹眼科技有限公司東北區市場經理花賀解釋到，“1號機利用固定翼搭載多光譜相機和可見光拍攝設備，對農（林）作物實施大面積精準掃描拍照，采集影響作物生長的關鍵數據；2號機是根據1號機統計的數據進行精準的植保作業。”據了解，近年來，鷹眼無人機系統綜合解決方案以模塊化為基礎，以綜合信息平臺為依托，提供了有針對性的行業綜合植保解決方案。“我們主要與新疆、黑龍江等地區的農機相關部門合作，完成大面積農作物的飛防作業任務，得到了當地用戶的青睞。”花賀說。

為了進一步提升植保作業的精準化，各大無人機廠家也紛紛亮出了自己的法寶。規模較大的極飛農機，為了確保無人機精準度，該公司在P202017植保無人機以及今年3月剛剛推出的C2000智能測繪無人機都安裝上了RTK（載波相位差分技術）技術。“基于我國地塊較小，丘陵較多以及田間障礙多等特點，要想實現精準作業，必須使用RTK定位技術，為無人機提供穩定的空間導航信號。”廣州極飛科技有限公司總經理助理李志耿解釋道，“提供RTK服務以后，我們可通過C2000測田塊，同時快速處理、拼接圖片，讓無人植保機基于高清地圖，實時可規劃飛行航線，讓我們在田里作業更加精準。RTK技術在兩款飛機上的整合，可以實現空地一體測繪以及噴灑作業。”

在深圳大疆創新科技有限公司中國區市場經理謝博之看來，除了要應用RTK技術提高飛行精度外，利用無人機配置L100掛載傳感器，采集作物生長信息，對精準的統防統治同樣具有重要意義。“我們利用MG-1S產品輸出分析的結果，在數據采集上提供精準農業解決方案，能夠實時、有效地掌握作物所需元素，更加準確地保障作物生長需要。”謝博之說，“在去年7月末，陜西渭南爆發非常嚴重的玉米黏蟲災害，有很多家企業都去幫助救援。在此期間，大疆本地合作伙伴派出12架第一代MG-1，7天時間里作業達3.05萬畝，受到當地農民和政府的認可。”

為了推動我國農業航空事業健康發展，各大高校院所在精準農業航空關鍵技術與裝備方面也開展了大量研究工作，取得了一批重要成果。如華南農業大學農業航空團隊目前共承擔省部級以上課題32項，科研經費1.2億元，此外，在浙江大學教授何勇看來，無人植保機要想實現精準作業，飛控系統的精準化尤為重要。“一方面是路徑規劃與導航，怎樣精準地導航，需要通過GPS、北斗、伽利略等技術與之配套使用。另一方面是斷電續航功能，因為國內多為多旋翼無人機，換藥后需要精準對接，否則就會出現重噴或者漏噴現象。”

無人機植保作業是系統工程

鑒于植保作業的特殊性，其服務并非單一作業可以完成。因此，植保作業需要綜合多方力量，協調發展。

“我們國家每個省、縣都有非常多的小的統防統治組織，但是這種組織如何完成大規模統防統治，以及病蟲害發生的規模化、普及化、成片化等問題都需要解決。”正如山東瑞達有害生物防控有限公司總經理楊賢禮所說，植保作業不同于玉米、水稻、小麥收獲作業，對于同一區域來講，如果不能進行全面的統防統治，很容易導致病蟲害的復發以及大面積蔓延。

而對于不同區域而言，由于我國地理形態復雜多樣，南北種養殖模式以及種類差異化明顯，所以農作物植保作業的多樣化問題更是不容忽視。“安徽省蚌埠市水產養殖非常豐富，在蚌埠市區域里1000多個需要避讓的點，養什么的都有，這種情況下我們要完成飛防，面臨的問題是除了養殖種類很多以外，還有是蟲口基數大、水產養殖、林分復雜。”楊賢禮說，“我們深刻體會到了無人植保機作業不是單兵作業，應該有一套完整的組織體系。”

面對以上種種難題，作為一個專業的植保作業團隊，要想同時懂植保、懂農機、懂智能、懂遙感、懂裝備，以及針對不同藥劑組合篩選等專業問題談何容易。加之病蟲緊迫性，往往到了防治期時期，四面八方、五湖四海全部都需要，而一個服務隊或者幾個都不能滿足大規模的防治作業，所以，植保作業需要統籌全國資源，進行優化配置。“每年3月我們從江西起步，四五月份從安徽到江蘇、山東，一直到東北，8月再返回南方進行防治，這條足跡是聯合多家組織和單位，有10多家同行組織和瑞達一起合作，取得了非常好的經濟效益和社會效益，瑞達應該是在目前飛防組織當中唯一的每年盈利過千萬的企業。”楊賢禮自豪地說。

與其類似，河南安陽航空植保服務公司周國強也提出，針對該問題一方面要建立全國建立跨區作業體系，在這個基礎上可以實現高效快捷的作業方案，提高單機作業效率；另一方面要保證一定的跨區作業面積，確保無人植保機運營商有利可圖，同時利用全國南北跨區植保作業的特性，進行航空植保有效對接，通過一系列的完善措施，推動行業的發展。“我們公司將在2018年年底在全國范圍內建成3000架商用級飛防服務站，滿足主要糧食產區對航空植保的需求，打造專業的銷售服務一體化平臺，集飛機銷售與售后維修培訓、藥劑、服務于一體。”周國強對未來充滿信心。

要想實現植保作業的系統工程化作業，規范化管理勢在必行。羅錫文認為，只有建立市場準入制度和管理規范后，才能實現政府對農業航空產業技術質量的有效監管，確保農業航空產業健康有序發展。“我覺得這是當前中國農業航空特別是中國無人機要健康發展必須要解決的第一個問題，一定要非常明確由哪個部門管，怎樣管，明確市場的準入機制。”同時，羅錫文建議，除了企業要進行產品創新外，政府也應給予一定支持，一是要從資金、政策等方面大力扶持無人機廠家進行產品創新、研發；二是盡快實現無人機購機補貼政策的落實、發放；三是對植保服務組織實施作業補貼，只有這樣才能推進無人植保機市場的有序發展。