植保机在会同县防治水稻病虫害的应用前景

近年来，随着土地流转步伐加快及土地大量集中，家庭农场、种植合作社、种田大户等农业新型主体如雨后春笋般涌现，对现代化智能农机的需求越来越大。我县作为水稻种植县，应用无人植保机喷洒农药具有很大的经济和社会价值。无人植保机作业不仅有超高的工作效率，对施药人员生命具有较高安全保障，同时能够大量节省劳动力，节约农业投入成本，最终增加种植者的经济效益。

植保无人机施药概念：是用飞机或其他飞行器将农药、液剂、粉剂、颗粒剂等从空中均匀地撒施在目标区域的一种施药方法〔1〕。我认为飞防是一种将农资、农机、农技、信息化进行了有机结合的高效服务方式，是一种区别于传统农资经营服务的新方式。在传统竞争形成的情况下，这应该成为企业、农资经销商弯道超车的有力加速器。也将成为有梦想的农资人实现价值的亮丽舞台。

1、农业植保无人机发展现状

1.1国外农业植保无人机发展历史

无人机应用于农业防治病虫害最早是由德国人提出〔2〕。美国航空植保经历了由有人驾驶直升植保技术向无人机植保技术的发展过程，目前，美国拥有农用飞机20多个品种9000多架（13%为农用直升机），占世界总拥有量的28%，平均2万公顷耕地就有一架农用飞机，65%的农业化学处理是由飞机来承担的，60%以上的农药喷施是由专业的植保公司运用无人智能机械完成的。

日本直升机植保技术居世界领先地位，从1987年起就广泛用于农作物病虫害防治、施肥和品质管理上，日本农用无人机因其独特的优势得以快速发展，已经从1995年的307架增加到现在的2346架，成为世界上农用无人机农用喷药的第一大国〔3〕。可以说，在日本这种无人直升机播种、耕作、施肥、喷洒农药、病虫害防治等无所不能。目前，日本国内水稻种植总面积的50%都靠无人直升机来进行病虫害防治。日本总约533.33万公顷农田常年保持近3000架无人直升机作业。因此，在日本采用无人机进行农业生产已经成为现代化农业发展趋势之一。

1.2我国植保无人机发展概况

航空喷雾，在我国是开展最早的飞机作业项目的时间是1951年5月22日，军委民航局派出一架C-46型飞机在广州市上空执行了灭蚊蝇飞行任务【4】中国植保无人机从2004年开始由科技部863计划、农业部南京农机化所等开始无人机植保的研究和推广，到2007年我国第一架工程型植保无人直升机的产业化探索，再到近两年全国范围内的推广试用，2010年第一架商用的植保无人机交付市场正式掀开了中国植保无人机产业化的序幕。  

1.3我县植保无人机发展现状

会同县是一个山区农业县，属怀化市辖县，地处云贵高原边缘雪峰山区，位于湖南省西部，西与贵州省天柱县接壤。会同县辖8个镇、17个乡。稻田耕地面积22万亩，常年粮食产量2亿斤左右。自2011年开始我县对水稻开展病虫害统防统治工作来，从农户抱着怀疑态度到完全依赖于我们服务组织，从一开始的800多亩到如今的16000多亩，期间离不开我们县植保部门工作人员坚定而又扎实的工作作风和服务组织精湛的防治技术和对防治工作超强的责任心。独特的地理条件和服务组织盈利少、施药器械落后、机防手熟练程度不一、机防手难以固定等因素制约着统防统治面积进一步扩大。为此我县植保工作人员与服务组织不断寻求一条适合于我县统防统治发展的道路，2015年由县植保站和怀新科农公司联合在地灵乡举办水稻飞防作业观摩会，面积240余亩。解开了我县首次用飞机防治水稻病虫害的历史。

2、无人植保机的种类：

无人植保机分为固定翼无人机直升机和旋翼无人直升机两种。

2.1固定翼无人机

固定翼无人机作业优点是飞行速度快、作业效率高、适合于平坦地大面积作业。缺点是部分固定翼无人机起飞时需要较长跑道，购置和维护成本高、对人员操控技术要求高，不适合在丘陵、山区对水稻病虫害防治作业。

2.2单旋翼和多旋翼无人机

2.2.1单旋翼无人机：旋翼无人机按旋翼数量又可分为单旋翼无人和多旋翼无人机，单旋翼无人机相对多旋翼无人机结构复杂、购置及维护成本较高。其优点是同样容量的电池相对多旋翼的续航时间久，抗风级能力要强。

2.2.2多旋翼无人机：多旋翼无人机结构相对简单，其优点是购置及维护成本较低，施药稳定性强、更换零件容易。缺点是续航时间相对单旋翼要短。

3、无人植保机与传统喷雾机优势对比

3.1提高作业效率

据实地观看水稻飞防作业与调查工作人员，飞防具有高效、快捷、省时、省工、成本较低，不受地理条件限制等特点。旋翼运动产生的向下气流能使药液均匀穿透到叶面上更有力的保证了病虫害的防治效果。适合于山区作业的小型无人机是从航模发展演变过来的，具有操作简单、携带方便、维修成本不高、配件易买等特点深受山区服务组织青睐。根据机体所载药物容量不同，作业面积有一定差异。载药容量5kg施药面积每天每架次作业面积可达100-150亩，是人工施药面积的20-30倍。

3.2提高防治效果

今年的7月9日会同县植保站与怀新科农联合在地灵乡举办了水稻病虫害飞防观摩会防治面积240余亩，因当时已错过施药最佳时期虫龄多数偏大以4-5龄为主。据县植保站人员调查防效率均在73.4%以上，真正起到提高水稻病虫害的防治效果。飞防作为一种大面积、短时期压低虫口密度的有效方法具有其它常规措施难以比拟的优越性、可靠性、速效性。

3.3提高经济效益

目前我县水稻病虫害服务组织所用防治器械主要是以担架式喷雾器为主。该器械具有笨重、不便于搬迁、作业人员多、防治效率低、经济效益差。飞防施药一季中稻病虫防治服务费为120元/亩（三次用药），其中药剂成本为65元左右，器械损耗加人工操作成本25元左右，净利润在30元左右/亩。每天作业为100-150亩，获利3000-4500元/天。担架式喷雾器药剂成本为88元/亩 、人工成本50元每亩、机械损耗10元/亩合计148元负28元/亩，以此对比飞防作业比人工作业提高58元/亩，效益极显著。

3.4节本环保

首先从环保上来讲，在农药包装上面采用大规格包装，杜绝一家一户小包装用药将废弃物乱扔乱丢于田间的行为造成对环境的污染。其次，因无人植保机飞行高度只有2-5米，相对高空作业的固定翼飞机来说减少了药液的漂移，既保证了施药的效果又降低了农药在土壤中的残留。从节本来讲，第一减少了用药量，因飞防亩用药剂量为40-50克左右是传统用药量的4/1。第二减少用水量，一般常规喷雾用水量30-45kg/亩，飞机防治使用的是超低容量喷雾，用水量只需1kg/亩。

4、应用前景

4.1新型主体对飞防的迫切需求

农业现代化的快速发展，土地流转急速、规模膨胀，种田大户、农民专业合作社、家庭农场等已成为农业生产新主体。传统的耕作方式已不能满足现代化的农业需求，只有通过改变耕作方式才能解放更多的劳动力，提高生产效率和经济效益。水稻“飞防”（应用无人飞机防治农作物病虫害）技术，作为农业机械化发展进程中的一项具有里程碑意义的重要技术，在专业化、规模化、企业化农业生产领域迅速得到推广应用，对农业新主体的防虫难、治虫难的问题可有效解决。

4.2飞防对突发病虫害可有效进行防控

当出现大面积突然暴发的病虫害，在短时间往往难以找到大批施药人员，病虫害防治成为真正的难事和障碍。此外，以人工作业的方式防治农作物病虫害，不仅作业效率低、劳动强度大，且农药利用率低，遇到高杆的作物更是难以操作。近年来，虽然有少量的担架式喷雾机投入使用，但仍然无法满足农作物生长中、后期的防治病虫害的需求。发展滞后的植保机械及粗放的施药方式，严重阻碍了现代农业发展。用无人植保机进行病虫害防治，优势突出：一是可以进行其他植保技术难以实现的喷雾作业。以水稻为例，地面植保机械面临着机具难以下田进行防治的问题。而采用小型无人机从空中进行近地喷雾作业，既可以达到防治效果，又避免了伤害作物。其次，在地形适应性方面，无人植保飞机可以适应丘陵、山区、坡地等复杂地形的喷雾作业。而地面植保机械和固定翼飞机没有这样的地形适应能力。无人植保机通过改变巡航高度，可以自动适应作物高度，无需增加变地隙成本，而通过程序控制，飞机还可以实现随作物高度变化的仿形喷雾作业，提高了作业效率。无人机植保易于推广使用，它无需建设航空站，也无需培养飞行员。重量轻、体积小，转移的机动性也非常好。

4.3飞防对旱作作物病虫害可有效进行防控

事实上，不仅是水稻生产对植保机作业方式有迫切需求，对于作物长势密集不便于机具进入的旱作作物，如果树、油菜、玉米等，更要仰仗飞机植保技术服务，既保证了作业效率又保证了防治效果。今年9月23日怀化市植保站联合怀新科农在安江镇对柑桔树进行飞防演练，通过调查发现植保机喷雾解决了常规机械高树冠喷药不到位、喷药不均匀等问题。

4.4对人生安全有保障

我国每年因农药中毒的人数高达数万之众，而且现在种田的人员主要以老人、妇女为主。他们对病虫害防治意识浅薄，对用药时间把握不精准，往往错过最佳用药时期，导致防效不佳。对农药知识更是一无所知，尤其是对农药量的使用把握不准而出现的药害时有发生。一些农户甚至在高温下打药以至于农药中毒事件频频发生，严重的威胁着人身安全。而飞防作为现代化农业的高效服务方式之一不仅有超高的作业效率，同时又大量节约劳动力降低了成本，更重要的是对施药人员生命有较高保障。

5结语

飞防是目前植保领域研究的新方向、新热点，其作业效率之高、防治质量之好、地域作业性之广、作业环保之优，尤其是应对农作物大面积病虫害的突发、爆发，其传统的防治器具是没法媲美的。同时也是种植大户、专业合作社、家庭农场等农业新型主体防治病虫害的首选方式。最主要的是它将是今后替代病虫害传统防治方式的新型模式，为确保我县粮食安全生产提供了有力的保障。

参考文献：

〔1〕高圆圆，无人直升机（UAV）低空低量喷洒农药雾滴在禾本科作物冠层的沉积分布及防治效果研究〔D〕哈尔滨，东北农业大学。

〔2〕茹煜，农药航空静电喷雾系统及其应用研究〔D〕南京，南京林业大学。2009

〔3〕何勇，张艳超，农用无人机现状与发展趋势〔J〕现代农机，2014（1）：1-5。

〔4〕王乃天，当代中国的民航事业〔M〕，北京：中国社会科学出版社，1989:191。