淺析植保無人機(jī)在黑龍江墾區(qū)的應(yīng)用前景

 

　　20世紀(jì)50年代，我國開始以有人固定翼飛機(jī)為主的航空噴灑技術(shù)的研究和應(yīng)用。2007年，我國開始探索植保無人機(jī)領(lǐng)域；2010年，我國正式開始植保無人機(jī)的推廣和使用。隨著技術(shù)不斷的發(fā)展，目前市場中植保無人機(jī)機(jī)型數(shù)量約為230個(gè)，其中單旋翼占比27.5%，多旋翼占比72.1%；電池動(dòng)力約占80.3%，油動(dòng)力占19.7%。無人機(jī)主流有效載荷從5Kg到30Kg不等。截止到2015年底，植保無人機(jī)總作業(yè)面積已達(dá)到1152.8萬畝。截止到2016年5月，我國已有4986人持有民用無人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛合格證。

 

　　隨著民用無人機(jī)市場的發(fā)展，植保無人機(jī)也開始“飛”入尋常百姓家，隨著土地流轉(zhuǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，我國植保無人機(jī)產(chǎn)業(yè)存在著近千億元的潛在市場。雖然國內(nèi)植保無人機(jī)發(fā)展前景可觀，但其發(fā)展仍面臨諸多障礙。

 

　　二、黑龍江墾區(qū)的基本情況

 

　　黑龍江墾區(qū)位于聞名的黑土地，是我國三大墾區(qū)之一。經(jīng)過60年的開發(fā)及建設(shè)，黑龍江墾區(qū)目前已建設(shè)成為我國的國有農(nóng)場群，成為我國重要商品糧基地、糧食戰(zhàn)略后備基地和的綠色、有機(jī)、無公害食品基地。黑龍江墾區(qū)地處三江平原、松嫩平原和小興安嶺山麓，轄區(qū)總面積5.76萬平方公里，現(xiàn)有耕地4320萬畝、林地1380萬畝、草原527萬畝、水面378萬畝，是生態(tài)示范區(qū)。下轄9個(gè)管理局、113個(gè)農(nóng)牧場，866家國有及國有控股企業(yè)，152家非國有企業(yè)，分布在全省12個(gè)市，總?cè)丝?73.4萬人，其中從業(yè)人員98.3萬人年糧食商品量超過400億斤。

 

　　黑龍江墾區(qū)地勢平坦，耕地集中、種植連片，高壓線和防護(hù)林帶經(jīng)過科學(xué)區(qū)劃，布局合理，更適合有人固定翼飛機(jī)大面積作業(yè)。近年，墾區(qū)集中投入近億元，新建多條標(biāo)準(zhǔn)水泥跑到，使墾區(qū)機(jī)場跑道總數(shù)達(dá)到75條，可供飛機(jī)作業(yè)農(nóng)場數(shù)量達(dá)到82個(gè)，高標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)建了農(nóng)業(yè)航空作業(yè)基地，并完善了消防、配套設(shè)施，購進(jìn)先進(jìn)的通訊、導(dǎo)航、氣象設(shè)備，改善了農(nóng)用飛機(jī)場環(huán)境條件，提高了飛機(jī)的作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量，使指揮和保障農(nóng)業(yè)航空作業(yè)的手段上層次，達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平。

 

　　隨著墾區(qū)航化作業(yè)面積不斷擴(kuò)大，作業(yè)需求不斷擴(kuò)大，為此墾區(qū)以北大荒通用航空有限公司為主體，吸收部分航空公司組成農(nóng)業(yè)航空作業(yè)聯(lián)合體，建立了飛機(jī)調(diào)配、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、航材供應(yīng)、結(jié)算價(jià)格、航行管制“五統(tǒng)一”的管理體制，共同完成墾區(qū)航化作業(yè)，年航化作業(yè)出動(dòng)飛機(jī)90左右，年航化作業(yè)面積2500萬畝左右。各種農(nóng)作物病、蟲害防治采用飛機(jī)作業(yè)，有效的防止了暴發(fā)性、突發(fā)性病蟲害的危害。葉面施肥和噴灑微量元素使用飛機(jī)作業(yè)，增產(chǎn)效果顯著，平均可增產(chǎn)10%以上，滅蟲防效95%以上，防病效果超過85%。截止到2016年，累計(jì)作業(yè)面積達(dá)到3億畝，累計(jì)飛行20萬小時(shí)。累計(jì)增產(chǎn)糧豆200多億斤，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益300多億元。

 

　　三、植保無人機(jī)在黑龍江墾區(qū)應(yīng)用前景的分析

 

　　1.無人機(jī)的優(yōu)勢

 

　　相比于有人固定翼飛機(jī)，農(nóng)用無人機(jī)的優(yōu)勢在于作業(yè)的靈活性，其適合完成小面積區(qū)域的噴灑作業(yè)。對于高稈作物及人無法進(jìn)入的地塊作業(yè)無人機(jī)作業(yè)優(yōu)勢明顯。無人機(jī)飛行高度低，其噴灑效果優(yōu)于人工噴灑藥液效果。無人機(jī)業(yè)通常在田間，方便臨時(shí)根據(jù)不同作物及農(nóng)戶的需求做出調(diào)整。所以，黑龍江墾區(qū)可以建立農(nóng)用無人機(jī)與有人機(jī)互補(bǔ)作業(yè)，實(shí)施小地塊差別作業(yè)，或?qū)潭ㄒ盹w機(jī)無法作業(yè)的高壓線密集地區(qū)或偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充作業(yè)。相比于墾區(qū)，黑龍江地方多為個(gè)人土地，地塊面積小，各種作物混合種植，更適合無人機(jī)作業(yè)。

 

　　2.植保無人機(jī)進(jìn)入墾區(qū)存在的問題

 

　　（1）作業(yè)效率問題

 

　　相比于有人固定翼飛機(jī)，植保無人機(jī)作業(yè)效率低。黑龍江墾區(qū)農(nóng)種植的作物為一年一季，可作業(yè)農(nóng)時(shí)極短，有效作業(yè)天數(shù)為20天，農(nóng)用無人機(jī)平均一架一天作業(yè)效率為300畝，一個(gè)作業(yè)季節(jié)為6000畝地。有人固定翼飛機(jī)日作業(yè)效率為30000畝，作業(yè)效率是農(nóng)用無人機(jī)無法比擬的。相比于墾區(qū)，植保無人機(jī)更適于在河南、海南等一年多季種植且地塊分散的省份進(jìn)行作業(yè)。

 

　　（2）作業(yè)成本問題

 

　　植保無人機(jī)作業(yè)成本高。農(nóng)用無人機(jī)發(fā)展至今，單機(jī)購買、日用維護(hù)成本在逐年下降，但人工成本卻逐年增高，增長幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于硬件價(jià)格下降幅度。農(nóng)用無人機(jī)的畝成本在10元左右，比有人固定翼飛機(jī)成本高50%以上，并隨著人工費(fèi)用逐年在增長。一個(gè)農(nóng)場一個(gè)作業(yè)季作業(yè)面積一般在20-50萬畝，一架有人固定翼飛機(jī)即可滿足需求，但無人機(jī)則需要50-80架。大量的無人機(jī)需要大量的人工加以輔助，而墾區(qū)人工數(shù)量較少，價(jià)格高，不利于降低成本。

 

 

　　墾區(qū)對于有人固定翼飛機(jī)的作業(yè)效果有完整且嚴(yán)格的規(guī)范和要求。固定翼飛機(jī)噴藥量為17升/畝，霧滴大小為80-200微米，霧滴為25-35個(gè)/平方厘米密度，飛機(jī)的飛行高度控制也十分嚴(yán)格。而無人機(jī)藥箱小，噴施量、霧滴大小、密度、穿透力無法滿足墾區(qū)目前施藥技術(shù)。無人機(jī)的噴施效果還需多年的實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。

 

　　有人固定翼飛機(jī)噴施的藥液中可以同時(shí)添加防病、防蟲和葉面肥，一次噴灑作業(yè)即可達(dá)到多種防治效果。農(nóng)藥和追肥藥品種類添加的越多，藥液粘稠度越大，由于固定翼飛機(jī)藥箱噴灑壓力大，可以噴施粘稠性較高的混合藥液，且霧化效果好，同時(shí)也可噴施比重大的藥品。而無人機(jī)由于噴灑壓力小、載重小，單次作業(yè)只能噴灑防病、防蟲和葉面肥中的一種，對于混合藥液無法很好的霧化，影響噴灑效果。

 

　　無人機(jī)一旦遠(yuǎn)離操作者或作物高度過高時(shí)，可視較性差，容易發(fā)生危險(xiǎn)，且無人機(jī)容易收到風(fēng)的影響，作業(yè)效果無法保證。無人機(jī)飛行中藥液逐漸減少導(dǎo)致重量變化，也導(dǎo)致無人機(jī)飛行高度無法準(zhǔn)確控制，也會(huì)影響作業(yè)效果。

 

　　（4）植保無人機(jī)配套服務(wù)滯后及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不完善

 

　　目前我國植保無人機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中存在一大瓶頸是“行業(yè)實(shí)力不均，配套服務(wù)不足”。首先，近年來民用無人機(jī)逐漸興起，各地均有植保無人機(jī)制造企業(yè)，但相關(guān)配套的產(chǎn)業(yè)量少且分布不均，所以農(nóng)戶在植保無人機(jī)使用過程中如遇到產(chǎn)品部件損毀等問題，不能及時(shí)得到維修。其次，植保無人機(jī)保險(xiǎn)服務(wù)近年剛剛起步，不像汽車行業(yè)保險(xiǎn)業(yè)務(wù)那樣成熟，還需要不斷完善。

 

　　我國植保無人機(jī)產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展階段，業(yè)內(nèi)并無明確的機(jī)身技術(shù)、性能和植保效果可供參考，這就使得無人機(jī)企業(yè)魚目混雜，同時(shí)政府也無法出臺確切的支持和扶持政策。據(jù)了解，目前我國明確出臺有關(guān)民用無人機(jī)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的省份屈指可數(shù)，僅有深圳對于各種業(yè)務(wù)類型的民用無人機(jī)制定了較為完備的標(biāo)準(zhǔn)體系。

 

　　（5）應(yīng)對突發(fā)能力弱

 

　　墾區(qū)會(huì)根據(jù)每年不同的情況對作業(yè)進(jìn)行臨時(shí)調(diào)整，增加滅蟲等臨時(shí)任務(wù)，任務(wù)時(shí)間更短，無人機(jī)則無法迅速的完成類似的任務(wù)。在面對洪澇災(zāi)害等自然災(zāi)害是，無人機(jī)作業(yè)能力弱或無法進(jìn)行作業(yè)。

 

 

　　隨著技術(shù)的日益成熟無人機(jī)市場發(fā)展迅速，但無人機(jī)的監(jiān)管及規(guī)定卻幾乎一直處于空白狀態(tài)。我國出臺的關(guān)于無人機(jī)法規(guī)也多為臨時(shí)性、指導(dǎo)性規(guī)定，相關(guān)管理規(guī)定、適航標(biāo)準(zhǔn)、處罰標(biāo)準(zhǔn)等相對滯后。而無人機(jī)的面臨最嚴(yán)重的“黑飛”問題，更會(huì)給空域帶來嚴(yán)重隱患。黑龍江墾區(qū)作業(yè)季有人固定翼飛機(jī)活動(dòng)密度大，飛行高度低，無人機(jī)作業(yè)勢必會(huì)對于固定翼飛機(jī)造成威脅。因此，無人機(jī)飛行的申報(bào)和監(jiān)管工作亟待改進(jìn)。

 

　　墾區(qū)作業(yè)的有人固定翼飛機(jī)都裝有GPS導(dǎo)航系統(tǒng)以記錄噴灑軌跡，方便對漏噴錯(cuò)噴等問題的核對。進(jìn)入墾區(qū)的無人機(jī)也有必要加裝此類設(shè)備。且農(nóng)場方面要有專業(yè)人員管理無人機(jī)作業(yè)活動(dòng)和區(qū)域，以避免藥害的發(fā)生。

 

　　因此，無人機(jī)是一種新型的行業(yè)，而植保無人機(jī)則更為年輕，黑龍江墾區(qū)乃至植保無人機(jī)都需要時(shí)間在實(shí)踐中去探索與研究。墾區(qū)可以建立相應(yīng)的示范基區(qū)以幫助植保無人機(jī)逐步發(fā)展。