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經(jīng)10多年的發(fā)展，我國植保無人機(jī)低空低量航空作業(yè)從0開始至逐漸興起，到今天的發(fā)展迅猛，成就非凡。據(jù)農(nóng)業(yè)部相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，截至2016年5月，全國在用的農(nóng)用無人機(jī)共178種，生產(chǎn)廠家300余家，可掛載5~20L的藥箱，噴幅在5~20m之間，可適用于不同的施藥條件，噴霧作業(yè)效率高達(dá)6ha/h，能有效及時(shí)防治水稻病蟲草害。至2017年9月，不完全統(tǒng)計(jì)，全國植保無人機(jī)裝機(jī)量達(dá)到近10000架，已經(jīng)在包括水稻、小麥、玉米、甘蔗、果樹、棉花等多種作物上進(jìn)行了病蟲害防治作業(yè)，實(shí)際效果證明已經(jīng)能夠達(dá)到實(shí)用水平，正處于迅速發(fā)展階段。

植保無人機(jī)及其施藥技術(shù)在我國取得了長足的進(jìn)步，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國與亞洲其他很多國家諸如日本等一樣都面臨著人口老齡化和人口縮減的嚴(yán)峻形勢，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力短缺的趨勢未來會愈發(fā)明顯，加之一家一戶的小規(guī)模生產(chǎn)模式的長期存在，為了保障我國農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展，加快實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化，特別是山區(qū)與水田的全程機(jī)械化作業(yè)水平已經(jīng)成為中國國家層面的發(fā)展戰(zhàn)略，植保無人機(jī)低空低量高效航空施藥技術(shù)取代人力背負(fù)手動(dòng)噴霧作業(yè)的確順應(yīng)符合當(dāng)前中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的要求，提升了中國植保機(jī)械化水平。但在農(nóng)用植保無人機(jī)快速且迅猛發(fā)展的過程中，既充滿機(jī)遇又面對挑戰(zhàn)。

首先，使用植保無人機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑作業(yè)相對于傳統(tǒng)人工施藥方式作業(yè)效率優(yōu)勢明顯。植保無人機(jī)低空低量施藥在中國已應(yīng)用在玉米、水稻、小麥等作物上以及丘陵地帶，植保無人機(jī)獨(dú)特的優(yōu)勢還在于易于部署和使用，特別是適用于在小地塊、復(fù)雜地形等人工或地面與拖拉機(jī)配掛的地面大型植保機(jī)具難以進(jìn)地作業(yè)的丘陵、山地、水田等區(qū)域。在中國大部分小地塊農(nóng)田的植保作業(yè)中，無人機(jī)載荷和電池連續(xù)使用時(shí)長的局限性并不是無人機(jī)施藥的主要障礙，但是植保無人機(jī)的市場占有偏重于那些施藥更加均勻、作業(yè)可靠且續(xù)航時(shí)間長，堅(jiān)固耐用的無人機(jī)。

其次，考慮到植保無人機(jī)及其施藥技術(shù)的新穎性和復(fù)雜性，植保無人機(jī)解決了高效作業(yè)的效率問題，但施藥的均勻性對植保無人機(jī)來講是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，植保無人機(jī)的均勻施藥技術(shù)的研發(fā)應(yīng)放在首要地位。低空低量無人機(jī)噴霧與傳統(tǒng)的有人駕駛航空施藥和地面機(jī)具施藥不同，氣象條件的影響十分明顯，實(shí)現(xiàn)均勻施藥的各種施藥參數(shù)有必要進(jìn)行進(jìn)一步研究。中國目前缺乏適用于低空低量無人機(jī)航空施藥的施藥技術(shù)，也沒有針對植保無人機(jī)專用的專業(yè)噴霧系統(tǒng)，急需通過合適的噴頭的研發(fā)與選擇、噴頭與噴霧流場的匹配、藥箱設(shè)計(jì)、加藥系統(tǒng)等的系統(tǒng)化的研發(fā)來優(yōu)化霧化與霧滴沉積狀態(tài)。至目前為止，也沒有科學(xué)合理的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)入生產(chǎn)與應(yīng)用市場，亟待專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范能為不同天氣和地面條件下無人機(jī)植保作業(yè)合理施藥參數(shù)的確定提供可靠地指導(dǎo)。

再者，先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用對無人機(jī)施藥技術(shù)在噴霧質(zhì)量、防治效果和安全性方面的評估相當(dāng)程度上會對無人機(jī)發(fā)展的進(jìn)程產(chǎn)生影響，農(nóng)藥在作物冠層中的穿透性、霧滴沉積量、覆蓋率和霧滴飄移控制是在評價(jià)無人機(jī)施藥效率和防治效果時(shí)需要優(yōu)先考慮的。為了航線規(guī)劃和自主飛行更穩(wěn)定和更精準(zhǔn)，RTK僅精確了飛行軌跡，但無法精準(zhǔn)作業(yè)噴幅、避免重噴與漏噴，亟待研發(fā)先進(jìn)的新型飛控系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、軟件平臺。

另外，仍需充分研究小型單旋翼及多旋翼植保無人機(jī)霧滴沉積與空氣動(dòng)力學(xué)以及其與溫濕度、風(fēng)速等外界環(huán)境因素的相互作用的基礎(chǔ)理論，為針對植保作業(yè)的專用無人機(jī)及關(guān)鍵工作部件的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)，否則噴霧飄移造成環(huán)境污染和非靶標(biāo)區(qū)域外飄失霧滴的沉積會導(dǎo)致相鄰作物嚴(yán)重的藥害以及對施藥人員的損害。尤其是象噴灑除草劑、生長調(diào)節(jié)劑這樣的敏感劑型時(shí)，距離作物冠層表面噴霧高度在1m以上很容易造成農(nóng)藥的大量飄移，對施藥區(qū)域外附近敏感作物的藥害是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。基于田間測試的可飄移霧滴風(fēng)險(xiǎn)評估和減飄技術(shù)的運(yùn)用是未來無人機(jī)施藥技術(shù)發(fā)展過程中需要考慮的重要方面。

對于植保無人機(jī)的市場化規(guī)模運(yùn)營，植保無人機(jī)施藥技術(shù)的商業(yè)化需要政府、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)及用戶等各利益攸關(guān)方的共同參與和合作。專業(yè)化組織可以提供收費(fèi)合理的無人機(jī)病蟲害防治綜合服務(wù)，意味著將復(fù)雜的無人機(jī)植保技術(shù)帶到農(nóng)民身邊變得切實(shí)可行，可以使農(nóng)民逐漸接受這種農(nóng)作物病蟲害防治技術(shù)。例如，通過政府領(lǐng)導(dǎo)下的直接購買當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)合作社或植保服務(wù)公司的服務(wù)，采用無人機(jī)航空植保作業(yè)可以向農(nóng)民提供作物病蟲害全程專業(yè)化快速防治服務(wù)。這些專業(yè)化組織將會在農(nóng)藥供銷與植保作業(yè)全程扮演關(guān)鍵角色，而且還將負(fù)責(zé)提供無人機(jī)操控手培訓(xùn)、進(jìn)行植保作業(yè)、機(jī)具維修、保險(xiǎn)、產(chǎn)品運(yùn)送和交付。

專業(yè)化飛防組織還擁有不斷的飛防作業(yè)累積的經(jīng)驗(yàn)和能力，開發(fā)專業(yè)化的病蟲害防治體系，可以應(yīng)對復(fù)雜的或大規(guī)模爆發(fā)性病蟲害防治。采用基于服務(wù)的商業(yè)模式會有助于農(nóng)藥銷售并促進(jìn)植保無人機(jī)施藥的推廣應(yīng)用。在這項(xiàng)新技術(shù)的推廣階段，對價(jià)格格外注重的種植戶往往會抱有觀望態(tài)度。政府推出的針對植保服務(wù)的采購和刺激計(jì)劃，將會對農(nóng)民對無人機(jī)植保作業(yè)的參與熱情產(chǎn)生積極影響，政府的采購和支持將會鼓勵(lì)專業(yè)化植保組織和無人機(jī)生產(chǎn)廠商更多地進(jìn)行合作并且對植保服務(wù)領(lǐng)域加大投入。但是到目前為止，政策制定者既未發(fā)布采購無人機(jī)植保服務(wù)的相關(guān)計(jì)劃、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與作業(yè)規(guī)范、也沒有對專業(yè)化病蟲害防治組織的構(gòu)建提供足夠的資金支持。

同時(shí)，無人機(jī)植保作業(yè)，必須是既懂無人機(jī)與植保作業(yè)，又懂農(nóng)藥與劑型的系統(tǒng)工程。植保技術(shù)與適用于無人機(jī)施藥的農(nóng)藥新劑型的發(fā)展以及傳統(tǒng)農(nóng)藥產(chǎn)品標(biāo)簽的改進(jìn)為施藥技術(shù)的改善提供了空間。懂得無人機(jī)及其操控、植物病蟲草害的防治技術(shù)是關(guān)鍵的一步，同時(shí)也要明確農(nóng)藥劑型是影響農(nóng)藥實(shí)際使用效果非常重要的因素，能改善霧滴霧化過程、減少霧滴飄失、提升農(nóng)藥霧滴在靶標(biāo)作物表面的持留量等。植保無人機(jī)施藥專用商品化農(nóng)藥制劑迄今尚在研發(fā)階段，適用于無人機(jī)低空低量農(nóng)藥噴灑的制劑會提升農(nóng)藥分布均勻度，降低霧滴飄失潛力。另外，用于低空低量無人機(jī)施藥的農(nóng)藥包裝上必須標(biāo)明監(jiān)管部門的授權(quán)許可標(biāo)志，但當(dāng)前的農(nóng)藥產(chǎn)品包裝上并沒有針對無人機(jī)航空施藥的強(qiáng)制說明和推薦使用劑量。未來需要對農(nóng)藥產(chǎn)品標(biāo)簽進(jìn)行改進(jìn)或在包裝中提供額外的專用航空施藥說明書，產(chǎn)品包裝上也要表明針對無人機(jī)噴霧作業(yè)的使用劑量和施藥液量。

綜上所述，考慮到植保無人機(jī)這一新興行業(yè)的快速發(fā)展，深入研究植保無人機(jī)低空低量施藥技術(shù)的迫切性不容忽視，更好的認(rèn)知新興的無人機(jī)施藥技術(shù)會有助于優(yōu)化無人機(jī)設(shè)計(jì)、推廣與應(yīng)用，促進(jìn)農(nóng)藥的高效、安全使用，為中國農(nóng)用植保無人機(jī)市場的健康、有序發(fā)展作出貢獻(xiàn)。對于植保無人機(jī)來講，我們走出了關(guān)鍵的一步，但“革命尚未成功、同志仍需努力”，謹(jǐn)借此與各位共勉。