山东省农用植保无人机应用现状及建议

一、植保无人机的应用现状。

1.地域分布广。山东省于2011年由日照市岚山区华茂农业技术服务专业合作社引进购买第+架农用植保无人机并开始田间服务作业,截至2016年6月,全省17市共有植保无人机315台,平均每市超过18台,每个市都有无人机,达到市级无人机覆盖无空白;全省153个县市区中,近50%的有植保无人机

2.植保面积大。据统计,全省2015年植保无人机开展农作物病虫害防治作业面积达63.29万亩、其中小麦45.16万亩、玉米16.86万亩、其它作物1.27万亩。

3.作业用途广。从作业用途看,主要用于大田粮食作物、经济作物和苹果、葡萄等林果作物的植保作业及农林渔业生产的各类航拍调查。

4.作业成本低。若不计农用植保无人机自身价格、维修保养、操作培训等间接成本外,植保无人机作业成本般在2—5元/亩,其中包括劳动力、用电成本等;若考虑购置及维护成本,因生产企业建立维修网络不同,导致作业成本参差不齐;目前作业收费视防治植物不同而异,一般为6—15元/亩。

5.扶持政策多。2010年以来,我省连续7年实施实施山东省农业病虫害专业化统防统治能力建设示范项目,省财政共投入项目经费1.25亿元,用于购置植保无人飞行喷雾机和单机日作业能力300亩以上的大型施药机械和防护装备,其中购置植保无人机76架,扶持资金达1470.4万元。2012年以来连续5年实施山东省玉米一防双减补助项目,共投入资金1.09亿元,用于购买药剂,扶持专业化统防统治服务组织开展飞防服务作业

6作业补贴高。2015年全省共整合使用扶持资金5500万元,用于飞防作业补贴,有力促进了我省植保无人机开展服务作业,其中中央小麦、蝗虫防治补贴经费2100万元、省农业生产全程社会化服务试点县、蝗虫防治贴资金约1300万元,济南市等市级财政拿出专项补贴资金600万元,各县整合高产创建、现代农业发展资金补贴资金约1500万元

二、植保无人机的应用优势。

1.高效安全。植保无人机通过地面遥控或卫星定位自动飞控操作,喷洒作业人员远距离操作避免暴露于农药下的危险,提高了喷洒作业的安全性。作业飞行速度一般控制在3—6米/秒,作业效率为1—3亩/分钟。载重5kg型,每次飞防作业面积10 —15亩,日作业面积100—300亩;载重lOkg型,每次飞防作业面积15—20亩,日作业面积300—500亩。

2节约水药,降低成本。植保无人机喷洒技术采用喷雾喷洒方式可以节约50%的农药使用量,节约90%的用水量,很大程度的降低资源成本。

3.防治效果显著。农用植保无人飞机作业时,下沉气流扰动作物叶片,提高了农药的穿透性,病虫害防治效果一般到达75%—95%。经初步调查,无人飞机对后期玉米锈病等病害的防治效果在75%以上;对玉米螟等虫害的防治效果在85%以上。

三、植保无人机的发展特点。

1电动植保无人机占比大。从机具类型看,电动无人机256台、燃油无人机59台,电动无人机保有量占到总数的81.3%。主要原因是操控简单,机手易于掌握,维修方便,价格低廉,飞行平稳。

2无人植保机以手动遥控控制、多旋翼、药箱容量20升以下机型为主。按旋翼类型分:固定翼11台、单旋翼61台、多旋翼243台;按控制类型分:自动39台、手动遥控276台;按药箱容量分:10升以下86台、10升(含)至20升199台、20升(含)至30升6台、30升(含)以上4台。手动遥控控制、多旋翼、药箱容量20升以下小型无人植保机,保有量分别占总数的88%、77.14%、90.48%。通过调查分析:手动遥控占比大是因为前期植保无人机智能化、自动化程度低,但是自动化、智能无人植保机是发展方向,今后自动化无人机将快速发展,智能化也将提上日程;多旋翼占比大原因是电动多旋翼飞行平稳,电机自重与载重比高,单机药液提升重;容量10升以下占比大原因是电动无人总体载重量偏小,增加载重量须增加电机和旋翼数量,同时电耗速度增加,维持喷药时间的电池数量也要增加,造成机体自重增加。因此,解决电池大容量低重量、快充快放问题是提升植保无人机药量的关键。

3.购置价格中间多,两头少。从购机价格看,多数无人机价格在5万—10万(15)万元之间。按购机价格分:5万元以下20台、5万元(含)至10万元93台、10万元(含)至15万元102台、15万元(含)至20万元45台、20万(含)以上35台,5万—10万(15)万元之间无人机保有量占到总数的61.91%。原因是生产企业前期研发成本高,大量资金转化给购机者,造成价格虚高。其实电动无人机结构简单、材料价格低廉,随着国家标准制定、规格同意、批量生产,产品价格将快速下降。

4.购置资金补贴多,自筹少。从获得资金扶持情况看,全省植保无人机共获得购机扶持资金1470.4万元,主要由我省农业植保项目提供部分资金或全资购买。

5.购置对象农业合作组织多,个人购买少。从购机主体看,我省植保无人机基本上是各类农业服务组织购买。主要是农合组织资金实力雄厚、服务能力强、生产规模大、服务需求强烈,因此购买欲望高。

四、存在的问题。

1.植保无人机生产企业良莠不齐。由于植保无人机生产资金、技术门槛较低,再加上目前没有相关的质量监管体系等,使得植保无人机生产企业良莠不齐,有的企业甚至有几张桌子就能生产出植保无人机

2植保无人机自身质量和性能整体还处于较低水平。如蓄电池质量差,影响续航能力;频繁更换电池,影响作业效率;操作信号抗干扰能力差,高压线磁场会对操作产生严重干扰,在高压线附近作业易出现失控现象;距离较远时,手持操作作业精度难以保障,飞行高度、速度与航线容易产生偏差;适于航空喷雾作业喷洒系统研究不够。

3.价格和维修成本高。 一般一架植保无人机在10—30万元之间,智能型的价格更高,规模较小的社会化服务组织,一次性全资购买较为困难。同时,每年的维护费用较高,操作失误容易导致坠机,每个旋翼300元左右,电动机维修饮,费用超过1000元,一般每架每年平均维修费用在2000—5000元。

4.合格的航飞操作手较少、队伍稳定性差。一名合格的航飞操作机手掊训费用约需要1.5万元,培训时间需要2个月,难以招到乐于参加培训的学员。在当前农村劳动力大量外流的形势下,若无较好的收益,即使培训了合格操控手,也难保持其稳定性。

5.植保无人机大面积作业能力不够。目前使用的植保无人机大部是手动人丁操控,操控手连续飞行易疲劳,再加上手动操控人为控制飞行航线,药液流量与无人机飞行速度不能较好匹配,喷洒药液量无法恒定,重喷漏喷现象多,喷洒质量防治效果参差不齐,连续作业能力和安全等问题较多。

五、发展建议。

1.加强政策、资金扶持。进一步加大研发投入,提升植保无人机的质量和性能;将植保无人机列入农机补贴范围,加陕植保无人机的应用,促进行业良性发展;对使用植保无人机进行病虫害防治作业给予补贴,促进植保无人机在农业生产中的推广使用。

2.加快植保无人机研发技术创新。通过集成先进技术,将植保无人机向智能化方向发展,进一步简化操作难度,实现自主巡航,精确导航,主动避让,消除地形和障碍物的影响,提高无人机可操作性和超低空作业稳定性;完善无人机的失控保护措施,包括失控保护、故障自动检测、自动报警等功能,提高植保无人机超低空作业的安全性。

3加强应用技术研究。农用植保无人机作为新型植保机械,应尽快开发适合于植保无人机使用的农药药剂,并针对不同作物、不同防治时期、不同病虫害等制定相应的喷施作业技术规范。

4加大对操控机手的技术培训。农用植保无人机的应用,不仅是喷雾机具的简单改变,也带来整个施药技术的变化,应加强对植保无人机操作的培训,同时也应加强植保无人机用药技术的培训,提高安全科学用药水平。

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