天津市農(nóng)用無(wú)人機(jī)應(yīng)用情況分析

申天兵，王慶瑩，趙亞洲

（天津市農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣總站，天津 300020）

農(nóng)用無(wú)人機(jī)作為一種高效、先進(jìn)的農(nóng)業(yè)裝備，近年來在中國(guó)發(fā)展迅速，作業(yè)市場(chǎng)初步形成，競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈。目前，國(guó)內(nèi)從事植保無(wú)人機(jī)研發(fā)與生產(chǎn)的企業(yè)越來越多，并呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有無(wú)人機(jī)生產(chǎn)企業(yè)近400家，天津市也達(dá)到10余家。隨著天津市土地流轉(zhuǎn)速度加快，規(guī)模化經(jīng)營(yíng)面積不斷擴(kuò)大，農(nóng)用無(wú)人機(jī)作業(yè)市場(chǎng)需求明顯增加，農(nóng)民認(rèn)可度不斷上升，已有多家專業(yè)合作社、服務(wù)組織等購(gòu)置了農(nóng)用無(wú)人機(jī)，作業(yè)效果良好，受到廣大農(nóng)戶的歡迎。然而天津市農(nóng)用無(wú)人機(jī)發(fā)展還存在各種限制因素，比如購(gòu)買價(jià)格貴、培訓(xùn)飛手成本高、安全隱患多、缺少作業(yè)規(guī)范等，影響了農(nóng)用無(wú)人機(jī)的快速發(fā)展。

筆者通過電話、實(shí)地訪問、發(fā)放問卷等多種形式，調(diào)研了相關(guān)農(nóng)業(yè)合作社、種植大戶、作業(yè)服務(wù)組織、經(jīng)銷商，了解天津市農(nóng)用無(wú)人機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀、應(yīng)用前景，分析了目前無(wú)人機(jī)應(yīng)用存在的問題，提出了相應(yīng)的對(duì)策建議。

1 應(yīng)用現(xiàn)狀

天津市最初引進(jìn)油動(dòng)單旋翼無(wú)人機(jī)，特點(diǎn)是載重量大，操作難度高，價(jià)格相對(duì)較高。因當(dāng)時(shí)技術(shù)不夠成熟，使用效果不理想，未大規(guī)模應(yīng)用。隨著技術(shù)的進(jìn)步，電動(dòng)多旋翼無(wú)人機(jī)迅速發(fā)展，具有體積小、操作簡(jiǎn)單、價(jià)格相對(duì)便宜等優(yōu)點(diǎn)，迅速進(jìn)入市場(chǎng)。

調(diào)查表明，截止到2017年末，天津市農(nóng)用無(wú)人機(jī)保有量30多臺(tái)，2017年累計(jì)作業(yè)面積2.7 萬(wàn)余hm2，應(yīng)用農(nóng)作物對(duì)象主要為水稻、小麥、玉米、高粱。應(yīng)用地區(qū)為天津市武清區(qū)、北辰區(qū)、寶坻區(qū)、津南區(qū)、寧河區(qū)、靜海區(qū)。

從無(wú)人機(jī)類型來看，基本為多旋翼電動(dòng)無(wú)人機(jī)，購(gòu)買時(shí)間在2016年之后，這與近兩年無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展成熟及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求旺盛相對(duì)應(yīng)。從購(gòu)買主體來看，主要為農(nóng)機(jī)合作社，作業(yè)服務(wù)公司、種植大戶等。目前，農(nóng)民認(rèn)可度不斷提高，對(duì)農(nóng)用無(wú)人機(jī)的需求也越來越高，超過80%的用戶表示農(nóng)用無(wú)人機(jī)作業(yè)效果高于人工作業(yè)，尤其是在玉米、高粱等作物的植保方面效果顯著。

2 應(yīng)用前景

2.1 技術(shù)分析

農(nóng)用無(wú)人機(jī)按照旋翼結(jié)構(gòu)分為固定翼、單旋翼和多旋翼；按動(dòng)力類型分為油動(dòng)無(wú)人機(jī)和電動(dòng)無(wú)人機(jī)，其中油動(dòng)無(wú)人機(jī)約占3%，其余均為電動(dòng)無(wú)人機(jī)。

分析顯示，不同植保作業(yè)類型差異較大（表1）。人工植保作業(yè)存在過量使用農(nóng)藥問題，而且人工噴灑農(nóng)藥不均勻，易造成環(huán)境污染、人身藥害事故和農(nóng)藥殘留超標(biāo)等安全隱患。據(jù)統(tǒng)計(jì)，常規(guī)噴霧法的農(nóng)藥有效利用率只有20%～30%，其余均沉降到地面或漂移到周圍環(huán)境中，不僅浪費(fèi)資源，增加農(nóng)民負(fù)擔(dān)而且造成環(huán)境污染。

無(wú)人機(jī)施藥采用低容量噴霧技術(shù)替代粗放的大容量噴霧技術(shù)，運(yùn)用高精度GPS自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)，實(shí)現(xiàn)航空噴霧與作業(yè)噴幅的精確對(duì)接，極大地提高了植保作業(yè)的質(zhì)量，農(nóng)藥有效利用率提高35%以上。而且無(wú)人機(jī)植保作業(yè)效率高，作業(yè)時(shí)間短，預(yù)防病蟲害的發(fā)生更及時(shí)有效。

表1 不同植保方式對(duì)比

2.2 效益分析

以購(gòu)置2臺(tái)載重10 L電動(dòng)無(wú)人機(jī)為例，其中：（1）固定成本：2臺(tái)無(wú)人機(jī)，12組電池，2臺(tái)充電器，1臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)，總投資約11.5萬(wàn)元；（2）年運(yùn)行成本：折舊費(fèi)約4萬(wàn)元，飛手工資約10萬(wàn)元，其他費(fèi)用約4萬(wàn)元；（3）年收入：每臺(tái)農(nóng)用無(wú)人機(jī)每天作業(yè)面積20 hm2左右，按每年作業(yè)時(shí)間2個(gè)月計(jì)算，年作業(yè)量1 200 hm2。作業(yè)收費(fèi)120元·hm2，2臺(tái)無(wú)人機(jī)年作業(yè)量2 400 hm2，則年收入28.8萬(wàn)元；（4）年利潤(rùn)：扣除運(yùn)行成本，每年利潤(rùn)10.8萬(wàn)元。

農(nóng)用無(wú)人機(jī)雖一次性投入較高，但只要能達(dá)到正常的作業(yè)量即可實(shí)現(xiàn)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 需求分析

農(nóng)用無(wú)人機(jī)不受地形和作物高度限制，作業(yè)方式簡(jiǎn)便，可在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的多個(gè)方面應(yīng)用。既可噴藥，噴施液體肥，也可為作物授粉，適用于小麥、大豆、水稻、油葵、玉米、棉花、高粱等高矮稈作物和林果等，還適用于丘陵山區(qū)作業(yè)，實(shí)用性強(qiáng)。此外，農(nóng)用無(wú)人機(jī)可進(jìn)行農(nóng)田航拍監(jiān)測(cè)，用于病蟲害、灌溉及農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)，便于農(nóng)民更好地進(jìn)行田間管理。

天津市糧食作物種植面積33 萬(wàn)余hm2，2017年主要農(nóng)作物綜合機(jī)械化水平已達(dá)86%，而植保機(jī)械化水平還較低，人工植保占比仍較大。如有50%的種植面積采用無(wú)人機(jī)作業(yè)，按每年作業(yè)2次，每臺(tái)作業(yè)量1 200 hm2·a-1計(jì)算，則至少需要270多臺(tái)農(nóng)用無(wú)人機(jī)。未來幾年農(nóng)用無(wú)人機(jī)的作業(yè)需求將不斷增多，應(yīng)用范圍也將不斷擴(kuò)大，服務(wù)也將更加專業(yè)化、高效化，帶動(dòng)天津市農(nóng)機(jī)裝備水平和作業(yè)水平的提升。

2.4 政策分析

2015年，農(nóng)業(yè)部印發(fā)了《到2020年農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》，提出：“推廣新型高效植保機(jī)械。因地制宜推廣自走式噴桿噴霧機(jī)、高效常溫?zé)熿F機(jī)、固定翼飛機(jī)、直升機(jī)、植保無(wú)人機(jī)等現(xiàn)代植保機(jī)械，采用低容量噴霧、靜電噴霧等先進(jìn)施藥技術(shù)，提高噴霧對(duì)靶性，降低飄移損失，提高農(nóng)藥利用率。”

2017年農(nóng)業(yè)部出臺(tái)《農(nóng)業(yè)部辦公廳財(cái)政部辦公廳中國(guó)民用航空局綜合司關(guān)于開展農(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》，選擇浙江（含寧波）、安徽、江西、湖南、廣東、重慶等6個(gè)省（市）開展以農(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。重慶、河南、湖南等地已經(jīng)出臺(tái)了地方標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家層面的農(nóng)用無(wú)人機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、鑒定標(biāo)準(zhǔn)等也即將出臺(tái)，農(nóng)業(yè)部正在制訂《農(nóng)用遙控飛行器通用技術(shù)要求》、《農(nóng)用遙控飛行噴霧機(jī)安全施藥技術(shù)規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，下一步將通過制定《農(nóng)業(yè)航空植保發(fā)展指南》，重點(diǎn)規(guī)范飛機(jī)噴藥作業(yè)行為，落實(shí)防范措施。這些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的出臺(tái)為農(nóng)用無(wú)人機(jī)的規(guī)范發(fā)展提供了保障。

3 應(yīng)用案例

3.1 天津市津南區(qū)應(yīng)用案例

天津市津南區(qū)小站鎮(zhèn)東花園村，由于農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)，由村集體牽頭成立農(nóng)業(yè)合作社，2016年購(gòu)買了3臺(tái)多旋翼農(nóng)用無(wú)人機(jī)。因缺乏經(jīng)驗(yàn)，操作技術(shù)不到位，機(jī)具故障率較高，應(yīng)用效果不理想。2017年新購(gòu)置4臺(tái)大疆MG-1S型農(nóng)用無(wú)人機(jī)，培訓(xùn)飛手6人，并配備柴油發(fā)電機(jī)3臺(tái)，運(yùn)輸車1臺(tái)。4臺(tái)無(wú)人機(jī)每天作業(yè)100 hm2左右，2017年累計(jì)作業(yè)量3 000 余hm2，其中水稻2 400 余 hm2，玉米、高粱 600 余 hm2。

由于該合作社成立不久，人員操作技術(shù)不高，作業(yè)量未達(dá)到最佳水平，今后應(yīng)進(jìn)一步提高作業(yè)技術(shù)水平，提高作業(yè)效率和應(yīng)用范圍。

3.2 天津市武清區(qū)應(yīng)用案例

位于天津市武清區(qū)的天津保農(nóng)倉(cāng)農(nóng)業(yè)科技有限公司于2016年底購(gòu)買6臺(tái)農(nóng)用無(wú)人機(jī)，2017年正式投入使用，并成立了專業(yè)合作社，承擔(dān)了天津市農(nóng)作物病蟲害統(tǒng)防統(tǒng)治任務(wù)，在集中連片地塊開展植保作業(yè)，其他較小地塊輔助人工作業(yè)。該合作社擁有多年的植保經(jīng)驗(yàn)，專業(yè)技術(shù)人員和配套設(shè)施完備，規(guī)劃合理，2017年作業(yè)面積1.6 萬(wàn)余hm2，在病蟲害統(tǒng)防統(tǒng)治中發(fā)揮了重要作用。

該合作社作為專業(yè)性的植保團(tuán)隊(duì)，運(yùn)營(yíng)規(guī)范化，并聘請(qǐng)植保專家進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)。針對(duì)不同作物，從藥液配比、噴灑高度等方面開展了大量試驗(yàn)，總結(jié)出一套實(shí)用的操作規(guī)范。今后擬在蔬菜植保、園林綠化、荒草防治等方面進(jìn)行探索。

4 制約因素

天津市農(nóng)用無(wú)人機(jī)目前處于起步階段，存在著下列制約因素：

4.1 政府管理部門重視程度不夠

一是缺乏相應(yīng)的扶持政策。作為新型農(nóng)業(yè)裝備，農(nóng)用無(wú)人機(jī)科技含量較高，價(jià)格也較高，投資較大，但目前天津市還未出臺(tái)相應(yīng)的補(bǔ)貼和優(yōu)惠政策。二是宣傳推動(dòng)力度不夠。目前主要以經(jīng)銷商或企業(yè)進(jìn)行宣傳，雖然天津市農(nóng)機(jī)推廣部門近2年也召開了幾次演示培訓(xùn)會(huì)，但由于缺乏項(xiàng)目支撐，無(wú)法開展相關(guān)的試驗(yàn)示范，對(duì)指導(dǎo)農(nóng)戶規(guī)范作業(yè)以及與農(nóng)藝技術(shù)融合程度等有較大差距。

4.2 缺少成熟的經(jīng)營(yíng)模式

天津市農(nóng)用無(wú)人機(jī)處于剛起步階段，缺少成熟的經(jīng)營(yíng)模式。主要問題有：一是前期投入較高。除購(gòu)買無(wú)人機(jī)外，還需要購(gòu)買電池、充電器、發(fā)電機(jī)、運(yùn)輸車等一整套設(shè)備，無(wú)人機(jī)價(jià)格僅占整套設(shè)備的1/3左右，農(nóng)戶單獨(dú)購(gòu)買無(wú)人機(jī)往往不能取得較好的效果。二是運(yùn)行成本較高，尤其是雇傭飛手的工資昂貴。而且，目前農(nóng)用無(wú)人機(jī)主要以植保作業(yè)為主，時(shí)間集中，每年累計(jì)作業(yè)時(shí)間3個(gè)月左右，其余時(shí)間均閑置，如在集中作業(yè)時(shí)間內(nèi)達(dá)不到理想的作業(yè)量，則很難運(yùn)營(yíng)下去。需將政府、企業(yè)、經(jīng)營(yíng)主體和種植戶緊密聯(lián)結(jié)起來，探索合作經(jīng)營(yíng)模式，發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，形成良好的市場(chǎng)和有效的運(yùn)行模式。

4.3 缺少作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，影響作業(yè)效果

目前，缺乏農(nóng)用無(wú)人機(jī)針對(duì)不同作物應(yīng)用的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致作業(yè)效果不理想，有時(shí)還容易出現(xiàn)藥害，尤其是剛剛購(gòu)買農(nóng)用無(wú)人機(jī)的用戶，因缺乏使用經(jīng)驗(yàn)，也沒有權(quán)威的作業(yè)規(guī)范指導(dǎo)，初期作業(yè)時(shí)容易出現(xiàn)各種問題，急需相關(guān)部門研究制定針對(duì)性強(qiáng)的無(wú)人機(jī)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

5 發(fā)展建議

5.1 加強(qiáng)政策扶持

一是對(duì)購(gòu)機(jī)實(shí)行補(bǔ)貼，盡快將農(nóng)用無(wú)人機(jī)納入購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼范圍。2017年有6個(gè)省市開展了補(bǔ)貼試點(diǎn)，效果顯著。天津市目前只有北辰區(qū)農(nóng)機(jī)服務(wù)中心對(duì)本區(qū)農(nóng)機(jī)服務(wù)專業(yè)合作社給予購(gòu)買無(wú)人機(jī)每臺(tái)2萬(wàn)元的資金補(bǔ)貼。二是加強(qiáng)對(duì)專業(yè)植保服務(wù)組織的扶持。農(nóng)業(yè)植保的趨勢(shì)是由專業(yè)組織提供專業(yè)化服務(wù)，而植保無(wú)人機(jī)的應(yīng)用涉及到飛機(jī)維護(hù)、保養(yǎng)、維修、保險(xiǎn)、法律法規(guī)、植保應(yīng)用等相關(guān)行業(yè)，需要政府部門進(jìn)行扶持和規(guī)范管理。三是放寬對(duì)農(nóng)用無(wú)人機(jī)的飛行限制規(guī)定。由于農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行高度為2～5 m，高度較低，且飛行地點(diǎn)位于農(nóng)田等，一般不會(huì)對(duì)其他工作生活產(chǎn)生不良影響，而且由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)季節(jié)性較強(qiáng)，病蟲害爆發(fā)時(shí)需集中作業(yè)，建議政府出臺(tái)相應(yīng)政策，盡可能減少對(duì)農(nóng)用無(wú)人機(jī)作業(yè)的限制。

5.2 加強(qiáng)監(jiān)管和指導(dǎo)

借鑒各試點(diǎn)省市的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，逐步完善對(duì)農(nóng)用無(wú)人機(jī)的監(jiān)管。一是指導(dǎo)農(nóng)民選擇技術(shù)過關(guān)、質(zhì)量可靠的農(nóng)用無(wú)人機(jī)產(chǎn)品，如應(yīng)具有自動(dòng)作業(yè)、防撞系統(tǒng)，自動(dòng)返航等功能，并指導(dǎo)購(gòu)買相應(yīng)的商業(yè)保險(xiǎn)；二是加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)作業(yè)的監(jiān)管，如加強(qiáng)對(duì)飛手的作業(yè)要求，飛手應(yīng)取得相應(yīng)的資格證書才能進(jìn)行飛行作業(yè)等。

5.3 加強(qiáng)作業(yè)技術(shù)規(guī)范研究

農(nóng)用無(wú)人機(jī)作業(yè)效果除受自身性能影響外，還與操作技術(shù)有關(guān)，如作業(yè)時(shí)間、農(nóng)藥種類、飛行高度與速度、噴藥量等。不同作物、不同病蟲害對(duì)噴灑農(nóng)藥的農(nóng)藝要求不同，因此，應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)部門的合作，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，開展不同作物、不同病蟲害防治的試驗(yàn)示范，研究制定適合天津市應(yīng)用的農(nóng)用無(wú)人機(jī)作業(yè)技術(shù)規(guī)范，為農(nóng)用無(wú)人機(jī)應(yīng)用提供技術(shù)支撐。