上世纪80年代以来,国际上农业航空植保迅速发展,目前,美国每年农业航空植保作业面积占总耕地面积的50%;日本每年航空植保作业面积为250~300万公顷,60%水田的农药喷施由无人机完成。发达国家的农业航空产业从机型设计、加工制造、关键部件、喷施液剂型到运维服务已形成了一个重要的产业链。
美国是农业航空应用技术最成熟的国家之一,经历了由有人驾驶直升机植保技术,向无人机植保技术的发展过程,现已形成较完善的农业航空产业体系。据统计,美国目前农用飞机超过10,000架,占世界总拥有量20%左右,农业航空对农业的直接贡献率为15%以上。
20世纪50年代,我国就开始开展航空施药技术的研究和应用,进入本世纪,农用无人机开始向产业化迈进。2004年,农用无人机列入科技部863计划,农业部南京农机化所等开始对无人机植保进行研究和推广;2007年我国第一架工程型植保无人直升机实现产业化。近年来随着无人机技术的进步和发展,涌现了无数专门从事工业无人机的企业。2012年3月,在河南,广西田园生化股份有限公司的无人机为总理做了飞防演示,成为农用无人机在行业应用的引爆点。自此,行业内掀起了农用无人机应用热潮,2012年也因此被称为中国无人机飞防作业元年。
首先,植保无人机具有作业效率高的特点,可有效缓解由于城镇化发展带来的农村劳动力不足的问题。与传统的人工施药相比,是人工作业的10~15倍,特别是在大面积、突发性病虫害的防治中具有不可替代性。比如昆明劲鹰多旋翼植保无人机喷洒农药及叶面施肥,离心喷头+桨强气流二次雾化效果远好于人工。作业能力,一分钟一亩(人工仅能一天一亩)。
其次,植保无人机具有药剂利用率高的特点。我国农药的有效利用率约为30%左右,另有60%~70%的农药流失到土壤、水源,或漂移到环境中。无人机可实现农药自动定量、精准控制、超低量喷洒作业,具有作业高度低、飘移少、可空中悬停等特点,喷洒农药时旋翼产生的向下气流有助于增加物流对农作物的穿透性,防治效果良好,保证农药有效利用,可节省农药30%左右,减少农田环境污染,提高农产品质量安全,助力实现到2020年农药零增长计划。
第三是植保无人机可以避免作业人员暴露于农药的危险。植保无人机通过地面遥控或GPS飞控操作,喷洒作业人员可以实现远距离操作,不仅避免作业人员暴露于农药下的危险,还提高了喷洒作业的安全性。
第四是植保无人机可以推动药剂的更替变革,促进农药行业向绿色化转型升级。无人机飞防作业需要适合无人机的专业的药剂与助剂,目前市场上的药剂大多不符合无人机的喷洒系统。一旦飞防市场打开,装备的变化、施药方式的变化必然促使农药行业发展方式变革。
目前我国植保无人机发展刚刚起步期,但市场前景非常广阔,预计可达千亿,相信在未来,植保无人机能在我国农业领域有更大的发展空间。
图:云南昆明劲鹰农业植保无人机
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