植保无人机的优缺点分析与前景展望

刘照启 张蔚然

(山东理工大学，山东 淄博 255000)

1 植保无人机的优点

1.1 相比人工施药的优点

与人工施药方式作对比，在效率方面，植保无人机具有高效、快速的特点，无人机在低空作业时，飞行速度为3～6m/s，喷幅可达5～9m，除去续航加药时间，1h作业面积可达5～8hm2，其效率是人工远不能及的；在安全性方面，大部分的农药对人体是有伤害的，人工喷洒过程中极易造成药物中毒，而无人机喷药不会有人员的直接参与，减少了农民与农药的直接接触，避免了施药人员药物中毒；在效果方面，人工喷药的药滴作用在作物叶片表面的居多，对农药的利用率低，很容易造成农药浪费，植保无人机通过雾化喷管喷出的雾滴，在无人机下压风场产生的涡旋扰动下，可以使药物更加均匀地覆盖在植株叶片上下表面；在施药的精准性方面，人工喷药不能够准确地喷洒到每一块区域，随着植保无人机逐渐趋于智能化和变量喷药技术的发展，植保无人机在起飞前可以进行线路规划，从而确保可以喷洒到每一块区域，并且可根据实际病虫害情况调整用药量。

1.2 相比地面机械施药的优点

与地面植保机械施药对比，在空间限制方面，由于地面机械很难行走在崎岖不平的山地，山地果树的施药是果农们一道困扰的难题，植保无人机由于其在空中作业，作业方式较为灵活，在山地果树施药中表现较好，为此提供了良好的解决方案，同时针对于长势茂盛的植物，植保无人机也可以避免地面植保机械对植物的损伤和对土地的压实；在效率方面，植保无人机航行速度快、智能化程度高，几乎不通过人员参与即可进行作业，不受地形限制，在一些丘陵或者是梯田模式的田地依旧可以保持高效、高速喷药；在经济性方面，地面式机械造价高，往往适用于大量作业，并且在作业过程易造成水和农药的浪费，植保无人机施药作业是小容量、精量化，省水省药，每亩(1hm2=15亩)地约减少50%农药使用量、90%用水量；在智能化方面，植保无人机自动化水平高，可以在进行作业之前规划好行驶路线，然后将其输入到控制系统中，植保无人机便可以自主飞行进行喷洒，作业完成后返回原地，虽然地面式机械也可实现自动控制，但由于受地形影响大，在作业过程中不确定因素多，不如植保无人机方便、快捷、安全；在社会效益方面，随着城市化进程的加快，农业劳动力日益短缺，劳动力成本不断攀升，使用植保无人机施药，劳动力投入少，可以缓解劳动力短缺与农业生产发展的矛盾。

2 植保无人机的缺点

2.1 植保无人机本身的弊端

植保无人机本身存在一些缺点，比如无人机电池需要频繁地更换，普通的植保无人机一个架次大约15min以内，这样大约每15min就要更换一次电池，频繁地更换电池不仅降低了效率，而且影响无人机的使用寿命。如果植保无人机喷施不合理，还会造成农药喷洒漂移，对操作者及环境产生危害。农药也会对飞机机体产生腐蚀，影响植保无人机的使用寿命。植保无人机价格较高也是制约植保无人机发展的弊端，并且缺少专业的操作人员和维修人员，许多农户因此不愿去购买植保无人机。

2.2 专业人员匮乏

首先，我国的植保无人机生产厂家并不多，虽然近几年发展迅速，但是相比国外来讲，我国的无人机企业还有一大段路要走，并且由于市场需求量不高，该领域的专业人才也一直处于匮乏状态，同时植保无人机领域起步较晚，也导致目前我国的无人机领域整体上还是相对落后，并且近些年来始终没有较大的突破，致使该领域的研究人员始终没有被带动起来，导致很多关键技术不能突破，进而影响植保无人机的进一步发展。此外，人们的思想意识也没有转变，对新事物的排斥心理依然存在，特别是从事农业生产的相关基层人员，很少有人愿意去学习使用植保无人机，或者由于客观条件无法学习植保无人机的相关理论与应用，导致在农业植保行业中始终缺少飞手和维修人员，影响农业航空领域的进一步发展。

2.3 法规体系不健全

首先，国家缺少专门的监管部门，缺少足够的扶持政策，缺少对植保无人机的宣传与推广，虽然近年来无人机行业被列为国家补贴试点产品，但是植保无人机依然很少被采购。其次，由于法律法规体系的不完善、人们思想意识不转变，企业要想在植保无人机领域有所发展，必然要在前期投入大量的宣传成本，在后期投入大量的售后成本，这些就导致了植保无人机领域的发展始终缺少企业的推动。同时，无人机行业商业链条不健全，包括宣传、购买、培训、保险、售后服务等，从而导致植保无人机行业发展缺少依托，影响其发展。

3 植保无人机的前景展望

3.1 发展历程稳扎稳打

2014年、2015年“中央一号文件”提出“要加强农用航空建设”，这为植保无人机提供了重大发展机遇；2015年2月，农业部印发《到2020年农药使用量零增长行动方案》，2017年9月，农业部、财政部和民航局三部委联合发布通知，宣布2017年选择浙江、安徽、江西、湖南、广东、重庆等6省市开展植保无人机补贴试点；2018年3月，农业部、财政部联合印发了《关于做好2018-2020年农机新产品购置补贴试点工作的通知》，明确表示要鼓励无人机在植保领域的发展创新，推动植保无人机行业的发展。

3.2 发展前景一片大好

植保无人机本身具有受地形影响因素小、效果好、效率高、农药利用率高等优势，目前国家相关部门也不断加强植保无人机的宣传与推广，许多高校也成立了农业航空领域相关的团队，培养该领域的优秀人才，科研院所的植保领域、农业航空领域的教授也在不断增加，政府不断推行飞行植保社会化服务等等，这些现象都在不断推动我国农业航空领域的进一步发展，展现出该领域未来广阔的发展空间与前景。