水田無人機施藥技術需求與效益分析

焦忠恩

摘要：沈陽地區水稻植保環節存在機械化程度不高、傳統防治方式比重偏大且效率偏低、農藥利用率低等問題，亟待推廣應用先進高效植保施藥技術。從滿足農機化戰略需求、防控突發性病蟲害、填補農村勞動力短缺等方面，分析水田無人機施藥作業的技術需求和綜合效益，為無人機施藥技術的應用提供參考。

關鍵詞：無人機；水田；植保；施藥；病蟲害防治；需求；效益；分析

中圖分類號：S252 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2019）02-0056-02

水稻是沈陽地區主要糧食作物，年播種面積近12萬hm2，約占全市耕地面積的1/5。在水稻生產過程中，防治病早害都是依賴手動噴霧器或者背負式噴霧機進行，人工施藥作業面積在沈陽地區占比92%以上，日均作業不足1 hm2，難以應對突發性大面積病蟲害。針對沈陽地區水稻植保環節機械化程度不高、傳統防治方式比重偏大且效率偏低、農藥利用率低等問題，推廣應用植保無人機施藥作業技術乃當務之急、市場亟需和現實選擇。

1 水田無人機施藥技術需求分析

1.1 推廣應用無人機施藥技術，符合國家農業機械化和病蟲害專業化防治技術推廣方向和戰略需求

推廣應用植保無人機施藥技術，符合《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》重點支持方向，符合農業部“關于推進農作物病蟲害專業化防治的意見”精神，符合農業部《到2020年農藥使用量零增長行動方案》要求。農用航空是農業機械化的延伸，而植保無人機作為農業航空的重要組成部分，具有飛行速度快、作業效率高、防控效果好、污染程度低及突擊能力強等特點，且不受農作物高度、長勢的限制，尤其在人工或傳統機械無法進行植保作業的區域，更能凸顯其作業優勢。近年來，全球氣候變化對農業影響加深，導致農作物病蟲害防治問題凸顯，農業發展面臨風險加大。采用無人機施藥作業有利于水田高稈作物機械化防治水平，構建精準、優質、高效、生態、安全的施藥技術服務體系，尤其在“一控二減”方面，可直接節約用水90%，減少農藥30%～50%。

1.2 推廣應用無人機施藥技術，是防控突發性大面積水稻病蟲害、推進病蟲害專業化防治的有力手段

隨著全球氣候變化，突發性大面積的病蟲害發生頻繁。傳統人力背負噴霧機具每天防治面積在0.08～1.33 hm2，工作效率低，無法滿足病蟲草害快速防治需求。無人機施藥作業效率較常規機具提高15倍以上，而作業成本為75～120 元/hm2，僅為常規作業的1/2～1/3，為解決突發性大面積病蟲害防控難題提供了技術裝備。無人機施藥技術是以航空、信息、生物和農業裝備為支撐點的現代農業技術系統，具有作業效率高、突擊能力強、機動性好、適應性強等優點，能夠滿足專業化防治對精準、高效施藥技術與裝備的迫切需求，適于消滅爆發性病蟲害，符合“統防統治”理念，對保障我國糧食安全、食品安全、環境安全具有重大意義。

1.3 推廣應用無人機施藥技術，是適應我國土地經營模式和農村勞動力短缺的必然選擇

我國的土地經營模式是一家一戶的聯產承包責任制，耕地規模小、田塊分散，作物品種布局不一、長勢各異，包括固定翼飛機和自走式噴霧機在內的大型施藥機具難以適應。無人機施藥無需專用機場和跑道，靈活輕便，環境適應性強，不受作物長勢和作業田塊條件限制，在應對區域種植作物病蟲害防治中有著巨大優勢。與此同時，隨著我國城鎮化步伐加快，大量農村勞動力轉移到城市，導致農村人口老齡化和勞動力日益短缺，進而提升了勞動力成本。據調查，96%的農民認為水田施藥作業是最繁重的田間勞動，因此，迫切需求高效施藥技術裝備替代手動人工藥械，減少勞動力投入，推動傳統農業向現代農業轉變。對此，各地出現了“機防隊”和“施藥專業戶”，推動無人機施藥技術的快速發展和市場化程度的日益提高。

1.4 推廣應用無人機施藥技術，是提升施藥裝備市場競爭力、實現農業可持續發展的必然需求

從全球來看，無人機施藥技術起源于歐美。美國是航空噴霧技術最發達的國家，其有人駕駛的固定翼飛機裝配航空專用噴嘴、霧滴漂移控制技術等先進施藥設備，安全性能高，抗墜毀性好，空中作業效率高，突擊性能強，可及時消滅爆發性病蟲害，且不受作物長勢限制，利于農作物后期作業。目前，美國65%的化學農藥采用飛機噴灑完成，而水稻施藥作業全部采用航空作業方式。日本是無人機施藥技術發展最迅速、技術最成熟的國家，主要以直升機為主，微小型農用無人直升機的用量已超過有人駕駛直升機。無人直升機以雅馬哈RMAX系列為主，現已成為日本主要植保機械，其農用航空作業面積占其總耕地面積的54%。

與國外發達國家相比，我國小型無人機技術研制起步于20世紀90年代末，2010年首次出現無人機飛防報道。植保無人機產品缺乏核心競爭力，農用航空作業水平僅為3%左右，低于17%的世界平均水平。但近幾年我國農用小型無人機施藥技術發展迅猛并呈快速增長趨勢，全國擁有無人機生產廠家300多家，各種型號植保無人機裝機容量超過1.2萬臺。知名企業有十幾家，如安陽全豐、廣州極飛、天翔航空、無錫漢和等。

無人機施藥技術裝備集成了超低空低量施藥技術、施藥裝備平臺技術、現代航空技術、GPS導航技術、數字信息技術以及現代自動控制技術，其發展有助于增強我國產品核心競爭力和農業抗風險能力。

2 水田植保無人機施藥技術效益分析

2.1 經濟效益分析

1） 作業收入。無人機施藥平均作業效率為30 hm2/d，是常規施藥機具的100倍，若每年作業90 d，則年作業總面積為2 700 hm2。若無人機施藥作業費用按市場價100元/hm2計算，則單架油動無人機使用3 a可獲得施藥作業收入2 700×3×100 =81.00（萬元）。

2） 節本收入。采用低空低量施藥技術可節約農藥20%，即單架油動無人飛機作業比常規施藥機具節省30 元/hm2，則作業3 a可節省農藥費用2 700×3×30 =24.30（萬元）。

在無人機企業和農藥企業經濟效益不計的情況下，開展無人機作業服務3 a即可增收節支105.30 萬元，年均增收節支35.10 萬元。

2.2 社會效益

1） 有效緩解勞動力短缺矛盾。在農村老齡化加重、農業勞動力日益短缺、勞動力成本不斷攀升的大背景下，推廣應用無人機施藥技術裝備可有效緩解施藥作業勞動力短缺與現代農業發展之間的矛盾，大幅減少勞力投入和勞動強度，提高作業效率。

2） 滿足專業化防治迫切需求。突發性病蟲害時刻威脅著國家糧食安全和農業生產發展。傳統人力背負作業無法滿足病蟲草害快速防治需求。無人機施藥作業效率高，可有效增加病蟲害防治的及時性和有效性，解決突發性大面積病蟲害防控難題，保障我國糧食安全。

3） 增強施藥作業安全性。水田施藥次數較多且逢氣溫較高時節，致死率超過20%，每年沈陽地區都有噴藥中毒死亡事件發生。無人機施藥技術可以遠離農藥危險源，遙控距離在1 000 m以上，施藥者不用接觸和吸收飛灑藥液。

2.3 生態效益

我國傳統施藥技術設備大多沿用大霧滴、大容量噴淋式噴霧等落后、粗放的施藥方式，農藥利用率不足30%，每年噴灑出去的農藥制劑有70%流失到環境中，常發生施藥人員中毒和農產品農藥殘留超標等問題。無人機施藥采用低容量噴霧技術替代粗放大容量噴霧技術，融合高精度GPS農用無人機自動導航技術，實現農業航空噴霧作業噴幅的精確對接，可以大大提高植保施藥作業質量，把農藥有效利用率提高到35%以上，進而實現農藥減量、精確、高效、合理使用的目標，為資源節約型和環境友好型可持續農業發展提供技術支撐。

參考文獻

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