20世紀50年代，我國開始以有人固定翼飛機為主的航空噴灑技術的研究和應用。2007年，我國開始探索植保無人機領域；2010年，我國正式開始植保無人機的推廣和使用。隨著技術不斷的發展，目前市場中植保無人機機型數量約為230個，其中單旋翼占比27.5%，多旋翼占比72.1%；電池動力約占80.3%，油動力占19.7%。無人機主流有效載荷從5Kg到30Kg不等。截止到2015年底，植保無人機總作業面積已達到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駕駛合格證。

 

　　隨著民用無人機市場的發展，植保無人機也開始“飛”入尋常百姓家，隨著土地流轉規模的擴大，我國植保無人機產業存在著近千億元的潛在市場。雖然國內植保無人機發展前景可觀，但其發展仍面臨諸多障礙。

 

　　二、黑龍江墾區的基本情況

 

　　黑龍江墾區位于聞名的黑土地，是我國三大墾區之一。經過60年的開發及建設，黑龍江墾區目前已建設成為我國的國有農場群，成為我國重要商品糧基地、糧食戰略后備基地和的綠色、有機、無公害食品基地。黑龍江墾區地處三江平原、松嫩平原和小興安嶺山麓，轄區總面積5.76萬平方公里，現有耕地4320萬畝、林地1380萬畝、草原527萬畝、水面378萬畝，是生態示范區。下轄9個管理局、113個農牧場，866家國有及國有控股企業，152家非國有企業，分布在全省12個市，總人口173.4萬人，其中從業人員98.3萬人年糧食商品量超過400億斤。

 

　　黑龍江墾區地勢平坦，耕地集中、種植連片，高壓線和防護林帶經過科學區劃，布局合理，更適合有人固定翼飛機大面積作業。近年，墾區集中投入近億元，新建多條標準水泥跑到，使墾區機場跑道總數達到75條，可供飛機作業農場數量達到82個，高標準擴建了農業航空作業基地，并完善了消防、配套設施，購進先進的通訊、導航、氣象設備，改善了農用飛機場環境條件，提高了飛機的作業效率和作業質量，使指揮和保障農業航空作業的手段上層次，達到了國內先進水平。

 

　　隨著墾區航化作業面積不斷擴大，作業需求不斷擴大，為此墾區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業航空作業聯合體，建立了飛機調配、技術標準、航材供應、結算價格、航行管制“五統一”的管理體制，共同完成墾區航化作業，年航化作業出動飛機90左右，年航化作業面積2500萬畝左右。各種農作物病、蟲害防治采用飛機作業，有效的防止了暴發性、突發性病蟲害的危害。葉面施肥和噴灑微量元素使用飛機作業，增產效果顯著，平均可增產10%以上，滅蟲防效95%以上，防病效果超過85%。截止到2016年，累計作業面積達到3億畝，累計飛行20萬小時。累計增產糧豆200多億斤，創經濟效益和社會效益300多億元。

 

　　三、植保無人機在黑龍江墾區應用前景的分析

 

　　1.無人機的優勢

 

　　相比于有人固定翼飛機，農用無人機的優勢在于作業的靈活性，其適合完成小面積區域的噴灑作業。對于高稈作物及人無法進入的地塊作業無人機作業優勢明顯。無人機飛行高度低，其噴灑效果優于人工噴灑藥液效果。無人機業通常在田間，方便臨時根據不同作物及農戶的需求做出調整。所以，黑龍江墾區可以建立農用無人機與有人機互補作業，實施小地塊差別作業，或對固定翼飛機無法作業的高壓線密集地區或偏遠地區進行補充作業。相比于墾區，黑龍江地方多為個人土地，地塊面積小，各種作物混合種植，更適合無人機作業。

 

　　2.植保無人機進入墾區存在的問題

 

　　（1）作業效率問題

 

　　相比于有人固定翼飛機，植保無人機作業效率低。黑龍江墾區農種植的作物為一年一季，可作業農時極短，有效作業天數為20天，農用無人機平均一架一天作業效率為300畝，一個作業季節為6000畝地。有人固定翼飛機日作業效率為30000畝，作業效率是農用無人機無法比擬的。相比于墾區，植保無人機更適于在河南、海南等一年多季種植且地塊分散的省份進行作業。

 

　　（2）作業成本問題

 

　　植保無人機作業成本高。農用無人機發展至今，單機購買、日用維護成本在逐年下降，但人工成本卻逐年增高，增長幅度遠遠大于硬件價格下降幅度。農用無人機的畝成本在10元左右，比有人固定翼飛機成本高50%以上，并隨著人工費用逐年在增長。一個農場一個作業季作業面積一般在20-50萬畝，一架有人固定翼飛機即可滿足需求，但無人機則需要50-80架。大量的無人機需要大量的人工加以輔助，而墾區人工數量較少，價格高，不利于降低成本。

 

 

　　墾區對于有人固定翼飛機的作業效果有完整且嚴格的規范和要求。固定翼飛機噴藥量為17升/畝，霧滴大小為80-200微米，霧滴為25-35個/平方厘米密度，飛機的飛行高度控制也十分嚴格。而無人機藥箱小，噴施量、霧滴大小、密度、穿透力無法滿足墾區目前施藥技術。無人機的噴施效果還需多年的實踐與實驗來驗證。

 

　　有人固定翼飛機噴施的藥液中可以同時添加防病、防蟲和葉面肥，一次噴灑作業即可達到多種防治效果。農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，同時也可噴施比重大的藥品。而無人機由于噴灑壓力小、載重小，單次作業只能噴灑防病、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。

 

　　無人機一旦遠離操作者或作物高度過高時，可視較性差，容易發生危險，且無人機容易收到風的影響，作業效果無法保證。無人機飛行中藥液逐漸減少導致重量變化，也導致無人機飛行高度無法準確控制，也會影響作業效果。

 

　　（4）植保無人機配套服務滯后及行業標準不完善

 

　　目前我國植保無人機在實際應用中存在一大瓶頸是“行業實力不均，配套服務不足”。首先，近年來民用無人機逐漸興起，各地均有植保無人機制造企業，但相關配套的產業量少且分布不均，所以農戶在植保無人機使用過程中如遇到產品部件損毀等問題，不能及時得到維修。其次，植保無人機保險服務近年剛剛起步，不像汽車行業保險業務那樣成熟，還需要不斷完善。

 

　　我國植保無人機產業處于發展階段，業內并無明確的機身技術、性能和植保效果可供參考，這就使得無人機企業魚目混雜，同時政府也無法出臺確切的支持和扶持政策。據了解，目前我國明確出臺有關民用無人機相關技術標準的省份屈指可數，僅有深圳對于各種業務類型的民用無人機制定了較為完備的標準體系。

 

　　（5）應對突發能力弱

 

　　墾區會根據每年不同的情況對作業進行臨時調整，增加滅蟲等臨時任務，任務時間更短，無人機則無法迅速的完成類似的任務。在面對洪澇災害等自然災害是，無人機作業能力弱或無法進行作業。

 

 

　　隨著技術的日益成熟無人機市場發展迅速，但無人機的監管及規定卻幾乎一直處于空白狀態。我國出臺的關于無人機法規也多為臨時性、指導性規定，相關管理規定、適航標準、處罰標準等相對滯后。而無人機的面臨最嚴重的“黑飛”問題，更會給空域帶來嚴重隱患。黑龍江墾區作業季有人固定翼飛機活動密度大，飛行高度低，無人機作業勢必會對于固定翼飛機造成威脅。因此，無人機飛行的申報和監管工作亟待改進。

 

　　墾區作業的有人固定翼飛機都裝有GPS導航系統以記錄噴灑軌跡，方便對漏噴錯噴等問題的核對。進入墾區的無人機也有必要加裝此類設備。且農場方面要有專業人員管理無人機作業活動和區域，以避免藥害的發生。

 

　　因此，無人機是一種新型的行業，而植保無人機則更為年輕，黑龍江墾區乃至植保無人機都需要時間在實踐中去探索與研究。墾區可以建立相應的示范基區以幫助植保無人機逐步發展。