6月3日,在湖北省咸豐縣朝陽寺鎮雞鳴壩村,一名飛手在操縱植保無人機給煙葉噴灑農藥。 周方奎攝本報記者馮建偉
“飛防”是近年來植保行業急劇升溫的熱詞,這種新的植保方式,因其精準施藥效果好、節水節藥能力強、省時省力效率高等明顯優勢,成為化肥、農藥減施增效的有效手段和各地應急防控暴發性、流行性、區域性重大病蟲害的重要措施。短短數年,無人機植保在我國發展迅速,已經適用于水稻、小麥、玉米、甘蔗、果樹、棉花等多種作物的病蟲害防治作業,市場需求極為強勁。在當前農村勞動力短缺的情況下,全面推廣無人機植保,對于推動我國農業現代化意義重大。為此,業界專家建議:國家立項研發農用無人機核心技術,規范無人機植保行業標準,將無人機植保統防統治納入財政補貼。
我國植保無人機市場發展迅速,前景廣闊潛力巨大資料顯示,美國、日本是農業航空應用技術成熟的國家。美國已形成較完善的農業航空產業體系、政策法規以及大規模運行模式。據統計,美國農業航空對農業的直接貢獻率為15%以上,年處理40%以上的耕地面積,全美65%的化學農藥采用飛機作業噴灑,其中水稻施藥100%采用航空作業。日本是最早將小型單旋翼無人機用于農業生產的國家之一,有40余年的無人機植保歷史。其60%的水稻田采用無人機飛防,近40%的農田植保防治是由無人機來完成。
我國的農業航空始于上世紀50年代初,主要用于大田農作物的病蟲害防治、草原滅蝗、森林害蟲防治和防火等領域。目前,我國有農林用固定翼飛機1400架、直升機60余架,每年使用固定翼飛機、直升機防治農林病蟲草害和施肥的面積達到200多萬公頃,但農業航空作業面積不足耕地面積的2%,與農業航空發達國家相比差距較大。我國植保無人機的應用推廣起步于2012年,據不完全統計,目前全國植保無人機裝機量達到2.5萬架。
2017年4月下旬,預報顯示河南省安陽市100多萬畝小麥有重大病蟲害發生趨勢。該市緊急調度400多架植保無人機、1000余名飛手及技術服務人員,10天完成了34個鄉鎮、733個行政村100萬畝小麥的植保作業。此次100萬畝小麥統防統治以政府購買服務的招標方式,由安陽全豐航空植保科技股份有限公司和標普農業、農飛客擔當主力。
這是國內首次應用植保無人機完成100萬畝小麥統防統治作業,也是植保無人機全國跨區作業的一次成功嘗試。經來自中國農科院、中國農大、河南省植保站等單位的專家團隊對項目區21個鄉鎮、37個村的64塊麥田隨機取樣調查,結果顯示此次植保無人機統防統治對小麥蚜蟲的防治效果為94.1%,較農民自防效果提高4.8%;植保無人機統防統治對小麥病害的防治效果為81.03%,較農民自防效果提高10.47%;節約農藥使用量30%左右,節約用水量98%。與傳統人工打藥每人每天作業20畝相比,植保無人機每機每天打藥400~600畝,是人工效率的20~30倍,僅人力成本就可節約900余萬元。今年5月初,安陽市再次組織了1000名飛手和1000架植保無人機,10天時間完成了200萬畝小麥的病蟲害航空植保統防統治,目前正在進行飛防效果調查評估。
安陽全豐航空植保科技股份有限公司董事長王志國說,無人機植保改變了我國傳統人工噴施農藥的植保方式,其高效作業、精準布控的能力備受矚目,市場前景廣闊,潛力巨大。
關鍵技術與先進水平仍有差距,生產和作業標準缺失推廣應用植保無人機取代人力背負手動噴霧作業,順應了當前我國農業現代化發展的要求,因此短短幾年間農用植保無人機發展迅猛,涌現出了安陽全豐、北京天翼、無錫漢和、深圳大疆、天鷹兄弟、山東風云、極飛科技、陜西韋德、北方天途等無人機制造和服務企業上千家。
其中,安陽全豐航空植保科技股份有限公司,是國內植保無人機領域少有的同時具備研發、生產和應用能力的企業。從2012年開始把應用于航模的無人機逐漸改造應用于農業植保,目前擁有國家科技部成果鑒定及農用無人機國家專利20余項,累計生產農用無人機8000架,在國內農用無人機行業處于領先水平。“我們先后投入專項研發經費3000多萬元,但在大載荷發動機、飛控、互聯網智能應用等關鍵技術方面,與先進國家仍有較大差距。日本雅馬哈植保無人機單機作業能力達到1000畝以上,遠高于我國300畝左右的作業能力。”安陽全豐航空總經理周國強坦言,企業的自主創新能力有限,巨額研發經費投入難以為繼,成為制約企業發展和無人機推廣應用的瓶頸。
隨著國內植保飛防市場的興起,各地雨后春筍般涌現出許多飛手和飛防團隊,行業競爭激烈。有著三年無人機飛防經驗的周明曾經轉戰海南、湖南、湖北、寧夏、新疆等地從事無人機飛防作業。他說,由于團隊小,只有三四個人,他們自己找訂單、自己配藥,飛防操作全憑感覺,要么漏噴了,要么噴多了形成藥害,跟農民結算時還經常鬧糾紛,行業內的低價格搶訂單和不負責任噴灑,擾亂了行業秩序。
“植保飛防是無人機、藥劑、電池、油、水源、飛手、維修、指導、監督等諸多因素的協同合作。”湖北天惠標普云農業科技有限公司董事長吳春波說,植保飛防需要規范化作業,這是對飛手系統培訓和售后服務的檢驗,同時也對飛防專用藥劑提出了新的要求。
“植保無人機行業的標準化缺少基礎數據支撐。”農飛客農業科技有限公司植保技術負責人張國偉提出,飛防打藥屬于超低容量噴霧,在作物上的基礎用藥方式、用藥量、用水量及其具體防治效果等需要精確配比,目前缺少相應的研究及基礎的大田應用數據統計。中關村同航智能裝備技術創新聯盟是中國智能裝備領域的重要行業協會組織,他們聯合中國農大等單位通過主辦“中國無人機與機器人應用大賽”,從施藥精準性、有效作業率、過載率、抗摔快速修復能力、配藥精準性等方面推動和規范無人機在農業植保領域的應用。該聯盟秘書長張廣生說,大賽形成的一系列相關數據將為制定植保無人機生產標準和作業標準提供重要理論依據。
建議國家立項聯合攻關核心技術,盡快出臺行業標準中國農業大學無人機與智能傳感器技術研究所副所長劉云玲指出,植保無人機的作業標準化是一個復雜的、系列化的體系,應該分為通用標準、生產標準、作業標準和檢測標準幾部分,分作物和機型還要有相應細化的標準。因此,應用上無法一蹴而就,需要科學編制長期規劃,分典型區域、典型作物、典型病蟲害,經過連續幾年的跟蹤調查和實驗數據收集,需要一個積累探索的過程。
我國無人機技術的飛速發展,提升了農業植保的現代化水平,飛防社會化服務組織的參與,實現了統防統治從幾十畝、幾百畝到上萬畝、百萬畝的跨越,有專家預測:植保無人機飛防作業進入大規模應用正當其時,大有可為。為此,專家們提出以下建議:
國家立項聯合攻關,研發專用發動機和飛控系統,給植保無人機裝上中國芯。王志國指出,我國急需大載荷、長航時的植保無人機。專注于飛控系統研發的北京博鷹通航科技公司總經理王飛建議,國家應設立農用無人機飛控系統關鍵技術攻關專項基金,進一步提高產品智能化和可靠性。
植保無人機行業亟需制定出臺行業標準,這包括飛行標準、作業流程標準、飛防施藥標準和藥效標準。建議農業部門、航空管理單位、科研院所和飛防社會化服務組織建立聯動機制,不斷完善數據收集,共同推進植保無人機的標準完善工作。
將植保無人機納入農機購置補貼,強化國家政策的杠桿作用,鼓勵專業化服務組織牽頭,組織農作物病蟲害統防統冶跨區作業試點。今年,國家已在浙江、安徽、重慶等6個省市展開試點,將植保無人機納入農機購置補貼。但這遠不能適應市場的迫切需求,應盡快在全國推廣將植保無人機納入農機購置補貼,并借鑒農機跨區機收經驗,以政府購買服務的形式,組織跨區無人機植保作業試點,同時把農村飛手培訓與新型職業農民培訓相結合,提高飛防作業的專業化水平。