学文网摘要：长期以来，水田和高秆作物的病虫害防治只能依赖手动喷雾器和背负式喷雾机进行，在全球气候变暖的今天，突发性大面积病虫害频繁爆发，现有植保机具早已无法满足防治需求，每年造成巨大的粮食损失。装备落后、作业效率低，致使农药喷洒成为我国粮食生产过程中劳动强度最高、作业次数最多，劳动力消耗量最大的环节，随着我国城镇化步伐加快，大量的农村劳动力转移到城市，同时伴随着人口老龄化问题，农业劳动力的日益短缺、劳动力成本不断攀升，农作物病虫害防治已成为目前制约我国粮食生产的主要瓶颈。
关键词：植保无人机；重要性；发展前景
中***分类号：S252 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2017.06.013
1植保无人机的必要性
植物保护涉及我国粮食安全、食品安全、生态安全和农业丰产、农民丰收，在我国农业生产中有着举足轻重的作用。对于占全国粮食种植面积60%以上的水田、玉米等高秆作物，由于其特殊种植模式和作物特性，使得地面机具无法下田。我国土地资源不足，东北平原、西北、华北平原大规模土地资源仅占耕地面积的30%左右，而占总种植面积60%以上的小规模种植模式，大型地面施药机具难以适应其病虫害防治要求。由于需要专用的农业航空专用机场和跑道，在丘陵山区、家庭式的种植模式下难以发挥固定翼飞机施药的优势。因此，开展农用轻型无人机施药技术装备研究具有十分重要的意义。
1.1符合《纲要》所确定的重点领域
植保无人机研究内容符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》重点支持方向；符合“全国新增千亿斤粮食生产能力规划”和“粮食丰产工程”的要求；符合中央一号文件“加快推进农业机械化”的要求；符合农业部“关于推进农作物病虫害专业化防治的意见”精神；符合我国现代农业发展的需求。
1.2突发性大面积病虫害防控的有力手段
据国家农业部2010年统计，全国农作物病虫害发生48亿亩次，年损失粮食多达2157万吨。2012年突发大面积的玉米黏虫，缺乏专用高效的施药技术装备致使防治不利，仅这次玉米黏虫发生面积近5000万亩，占全国玉米播种面积的9.72%，其中严重发生面积650万亩，占到全国播种面积的1.26%，这类突发性大面积的病虫害已经严重影响国家粮食安全，破坏农业可持续发展。无人机施药作业效率高，较常规机具可提高100～150倍，而作业成本5～8元/亩，仅为常规作业的1/2～1/3。高效、低成本的无人机施药技术为解决突发性大面积病虫害防控难题，提供了全新的技术与装备。
1.3土地经营模式的必然选择
我国规模化的土地资源不足，经营模式以一家一户的联产承包责任制为主，土地的分散经营、小块经营，使得耕地规模小、田块分散、作物品种布局不一、作物长势不一，大型施药机具难以适应其病虫害防治要求，发展无人机施药技术装备，是解决制约我国南方分散经营模式下，病虫害机械化防治的瓶颈问题，是我国现行土地经营模式下的必然选择。
2经济效益、推广应用及产业化前景分析
2.1作业经济效益分析
单架油动无人直升飞机使用寿命按5年计算，作业效率为500亩/天，每年作业90天，则单架飞机作业总面积为5年×500亩/天×90天=225000亩次；每次施药作业按照均价6元/亩计算，则使用无人机5年，可获得作业收入225000亩次×6元/亩=135.0万元。单架电动无人直升飞机使用寿命按3年计算，作业效率为200亩/天，每年作业90天，则单架飞机作业总面积为3年×200亩/天×90天=54000亩次；每次施药作业按照均价6元/亩计算，则使用无人机5年，可@得作业收入54000亩次×6元/亩=32.4万元。
2.2节省农药经济效益分析
单架飞机作业每亩可节省农药20%，即2元/亩，则5年共可节省（225000亩次+54000亩次）×2元/亩=55.8万元。
2.3企业生产销售效益分析
每种机型以每年推广1000套装备，20%的利润计算：
单架油动无人机施药装备，50万元/套，50万元/套×1000套×20%=1.0亿元；
单架电动无人机施药装备，10万元/套，10万元/套×1000套×20%=2000万元。
2.4新型药剂生产销售效益分析
开发的新型航空超低量药剂，每亩按照150毫升，每百毫升按照10元计算，年需求（225000亩次+54000亩次）×150毫升/亩次×10元/100=418.5万元。
2.5与人工喷洒对比分析
农户使用无人机施药装备，单位植保费用可下降30%～50%。人工打药收费20～25元/亩，每天10亩。无人机打药收费6～10元/亩，每天200～500亩，效率是人工的20～50倍，节约农药50%，节水90%，增大经济效益。
3推广应用及产业化前景
从防治面积上来看，我国水稻种植面积2892万公顷，常规水稻年施洒作业量10次计算，则作业面积为28920万公顷；同时，我国水稻主要产区在南方地区，田块面积较小，地形也较为复杂。小型无人机无需专用起降机场，可在田间地头起降、加油、加注药液，减少了往返机场的飞行时间及燃油消耗，保证了作业效率喷洒机具的出现，能够很好地适合南方水稻作业条件。我国目前拥有基本农田18亿亩，由此农业植保无人机现每年至少有2万架的市场需求，市场潜力巨大，前景广阔。
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