植保无人机绿色防控技术在马鞍山市植物保护的应用

所属栏目:植物保护论文 发布日期:2019-02-26 19:35:30 论文作者:佚名
摘 要:该文分析了马鞍山市植保无人机绿色防控技术的应用现状,梳理了植保无人机在实际应用中存在的问题,并提出了进一步加快植保无人机应用的对策建议。关键词:植保无人机;绿色防

摘 要:该文分析了马鞍山市植保无人机绿色防控技术的应用现状,梳理了植保无人机在实际应用中存在的问题,并提出了进一步加快植保无人机应用的对策建议。

关键词:植保无人机;绿色防控;农药减量化;马鞍山市

近年来,无人机在农业生产上得到了快速发展,特别是植保无人机的应用面积从无到有、从小到大,推动了农业生产方式的转变。但由于无人机是一项新的机械和作业技术,农业技术部门对其了解不充分,难以进行有效的技术指导。为此,笔者对马鞍山市植保无人机的应用现状进行了深入调查研究,通过开展农作物病虫害无人机防治对比试验,掌握了植保无人机应用数据,分析了制约其大面积推广的关键点,为植保无人机的应用提供依据。

1 马鞍山市植保无人机应用现状

1.1 发展背景

1.1.1 绿色农业发展提出了迫切要求 自2005年以来,我国粮食连年增产,但资源过度消耗,农村生态环境受损,农业发展面临生态环境束缚和资源制约2道“紧箍咒”,使得拼资源、拼投入品、拼生态环境的传统发展方式难以为继,党中央、国务院提出来必须走资源节约、生态友好的农业可持续发展之路。2015年,农业部开展了粮食绿色增产模式攻关活动,其中以农药减量化和利用率提高为目标的绿色防控技术成为关键内容,据调查,中国大部分农民还是使用手动背负式喷雾器,施药技术仍沿用着传统的“大流量”、“全覆盖”的落后方法,即所谓的打“放心药”,农药利用率很低,对食品安全、环境安全和人身安全构成了极大的危险[1]。有研究显示[2],我国农药沉积率仅20%~30%,70%~80%的农药直接散落到环境中,浪费的农药中,40%~60%的药液直接流进了土壤,5%~30%的药液以极细雾滴形式扩散到了空气中成漂浮状态,由此对环境也造成了严重污染,而植保无人机喷洒技术采用喷雾喷洒方式至少可以节约50%的农药使用量,节约90%的用水量,是今后农业绿色防控发展的方向。

1.1.2 规模种植户有了的切实需求 近10年来,安徽马鞍山土地规模经营发展迅速,据2017年年底调查,全市粮食规模种植户3.33hm2以上的2839户,面积5.61万hm2,占全市种植比重59.5%,农业经营主体的变化,使得农业生产方式也在不断变革,传统的施肥、打药等农事操作已跟不上生产形势的需求。此外,农村青壮劳动力大多外出务工,规模种植户农事操作特别是病虫害防治存在着请人贵、请人难、防治不及时等问题,机械化作业是必然发展方向,逐渐成熟的无人机病虫害防治技术成为种植大户的新的选择。

1.1.3 激励政策推动了无人机的应用 当前,国家高度重视农作物绿色生产技术推广工作,安徽省专门安排专项资金用于粮食绿色高产高效创建,马鞍山将绿色防控作为重点建设内容,特别是当涂县根据地方发展情况出台政策鼓励发展无人植保机,对以植保无人机为主的绿色防控诱杀药械按照不超过实际购买价格的40%(每台最高不超过6万元)进行补助,开展病虫害统防统治植保无人机作业补助60元/hm2,财政引导激励政策充分发挥了“一两拨千金”作用,当地植保无人机数量从无到有,一批无人机植保专业服务组织相继涌现。

1.2 应用现状

1.2.1 应用发展历程 马鞍山市植保无人机发展开始于2012年,是由当地企业马鞍山神农种业有限公司与广西田园公司合作,引进无人直升机用于防治农业病虫害,开创了当地使用现代装备无人直升机防治的新河,随后几年也有数家企业在当地开展试验,如马鞍山啄木鸟飞防公司率先为种植大户开展了植保无人机病虫害飞防作业服务,2016年以前无人机飞防大多以试验示范为主,直到2017年由于政策激励等作用,植保无人机在当地得到快速发展,涌现出一批如当涂县天顺飞防、含山极飞飞防、鹰飞飞防、巧脉植保服务队等专业社会化服务组织,部分上规模的种植大户也纷纷采购了植保无人机用于病虫害防控。

1.2.2 保有数量与防治面积 据调查,马鞍山市前期引进示范的植保无人机多以单旋翼为主,但由于受其空中飞行不够稳定、喷洒农药作业宽度窄等因素影响,近年来以多旋翼为主流。据2017年底调查,全市植保无人机保有数量达45台,全年作业面积达1.53万hm2次;从当前无人机购买意向来看,预计2018年全市无人机保有数量将达百余台,作业面积较上年翻一倍。

1.2.3 防治成效对比试验 2017年3月初,马鞍山市农委在含山县开展了油菜菌核病植保无人机与常规机械防治对比试验,结果表明,在油菜菌核病防治中,植保无人机喷洒含有助剂农药防效达73.75%,效果最佳(表1)。据笔者2017-2018年对该市植保无人机在水稻、油菜、小麦等作物病虫害防控效果调查来看,植保无人机在水稻病害、油菜田封闭除草等方面成效显著。

2 植保无人机应用中存在的问题

2.1 防治效果缺乏数据支撑 由于植保无人机对农作物防治在当地刚开始,当地植保部門尚未开展相关试验示范,防治成效缺乏系统的对比试验和调查,农民接受程度不高。

2.2 缺少明确操作规程 一方面,目前植保无人机作业只按照无人机操作规程,没有与农业生产实际紧密,人机协作缺乏规程,作业田块数据尚未共享,中间无谓的等待时间较多,影响了作业效率;另一方面,根据大量调查研究表明[3],杀菌剂、杀虫剂、除草剂最适宜的雾滴粒径分别为50~150μm、150μm、250μm,这就要求差异化的喷头,而从当地植保无人机喷洒喷头调查来看,防病、杀虫、除草喷洒作业都是使用一样的喷头,导致防治效果不稳定。

2.3 作业成本高 目前植保无人机虽然经过数年发展,销售价格是10多万元下降到7万~8万元,但考虑到每架次无人机每天运行需要数组电池(每组电池价格在2000~3000元,充电次数在200次左右,20d左右就要更换一组电池)加上1名专业操作手、1名安全保障人员,植保无人机整体作业费用高于常规植保机械作业成本,而目前市场上植保无人机服务组织收取作业费120~150元/hm2,处于盈亏线上下波动,加上全年作业时间短,无人机闲置成本较高,若无政策支持,难以推动大面积推广。

2.4 用药缺少规范标准 由于当前农药厂在植保无人机航空用药上研究不多,专门提供植保无人机作业的药剂较少,加上部分植保无人机服务组织担心专用药剂防治效果差异引起纠纷等因素,目前当地植保无人机社会化服务组织作业采取的方式仅仅是提供作业服务,农药由农户提供,但提供的农药大多适用于常规水量,而无人机由于负载量较小,农药稀释倍数达不到标准,加上目前雾化喷头技术落后,管孔易堵塞,雾滴粒径不易控制,药液沉积不均匀、飘移量大,影响防治效果,甚至有可能导致药害,如当地2017年出现的近6.67hm2油菜苗期无人机除草因药剂浓度高出现的药害等,就是无人机用药缺少规范标准的缘故。

3 加快植保无人机应用的对策建议

3.1 加大政策引导力度 植保无人机作为一种新的农业机械,其自身表现出的作业效率高、节药节水明显等优点受到农户欢迎,但由于早期推广成本较高,农户购置植保无人机顾虑较多,因此,需要政府加大政策引导力度。一方面,要提高植保无人机农机具补贴标准,鼓励地方政府出台植保无人机购置叠加补贴,真正发挥出财政资金“一两拨千斤”作用;另一方面,引导地方植保无人机有序健康发展,重点扶持发展植保无人机专业社会化服务组织,通过对作业服务面积进行补贴,降低农户防治成本,达到迅速扩大植保无人机作业范围目的。

3.2 大力开展植保无人机作业技术试验示范 作为农药减量化明显的一项新型植保技术,农业技术推广部门要适应农业生态环保发展方向和农药减量化目标,组织开展植保无人机与农药合理使用相关技术对比试验示范,重点开展以下5个方面的试验示范,一是开展适合植保无人机作业类型的试验示范,选择最佳对路药剂和配方;二是开展药剂与水量配比对比试验示范,选择作物病虫害防治农药最佳稀释倍数;三是开展不同类型无人机喷头作业效果试验示范,由于无人机航空喷头雾化性能的优劣直接影响着植保作业的效果,对减少农药使用量、改善环境污染具有重要意义[4]。针对不同防治对象,农业技术推广部门要与科研单位和植保无人机厂家合作开展相应类型喷头对比试验,找出各种防治对象相应最佳大小喷头;四是开展不同飞行高度、速度与雾滴飘逸相关联情况试验调查;五是开展植保无人机农药展着剂、渗透剂、蒸腾抑制剂、防飘移助剂等各种助剂类型防效对比试验示范。

3.3 进一步细化植保无人机操作规程 据统计,目前全国无人机生产厂家有上千家,由于植保无人机由航空模型发展而来,大多数植保無人机生产厂家技术门槛不高,导致业内鱼龙混杂、产品良莠不齐,如一些无人机生产企业缺少技术积累,仅仅是依靠采购飞行控制系统、蓄电池、喷头等核心部件再自行组装,而植保无人机作为高速飞行的航空器,如没有相应的国家强制标准,其飞行存在着较大的安全隐患。目前,全国首个植保无人机国家标准《植保无人飞机质量评价技术规范》于2018年6月1日开始实施,省、市要根据国家标准及时制定地方规范标准。同时,植保无人机防治涉及到机械、药剂、病虫情报、气象等多个系统,尚未有规范的操作系统标准,不仅防治效果难以保证,而且作业效率大大降低,建议由政府牵头,联合植保无人机生产厂家、农药企业、农业和气象等部门共同组织制定植保无人机作业操作规程,利用土地确权等已有耕地相关数据建立飞防作业信息数据共享平台,提高植保无人机作业效果和效率。

3.4 鼓励引导企业改进设备和产品 充分利用市场倒逼机制,利用财政资金引导企业加大研发投入,组织科研力量集中攻克当前应用上出现的运行不稳定、电池续航能力不足、缺乏专用航空药剂等突出问题,通过不断优化飞行算法,提升飞行稳定性和抗风险能力;加大无人机电池续航能力研发,开发低碳环保、环境友好的新能源无人机;鼓励农药企业生产植保无人机专用药剂和相关助剂,开发生产与农药剂型相配套的喷头设备,逐步做到产品质量过硬、药剂防治成效显著。

3.5 出台完善的保险制度 植保无人机作为新发展的农业机械,由于在空中飞行,速度较快,其风险高于地面机械植保,加上目前售价较高,如果没有农业保险的扶持,特别是农机财产险的支撑,一旦出现意外,对购买户来说损失巨大。据笔者了解,日前国内互联网保险公司众安保险与知名无人机企业大疆创新合作,首次针对大疆MG-1农业无人机推出保险服务计划,具体为农业植保机提供高额维修保障、备用机快速替换、第三者责任保险等保险保障服务,解决了农业无人机的售后风险隐患。还有部分保险公司出台了无人机保险条款,但保费大多在4000元以上,费用较高。建议相关部门在调研的基础上,引导出台植保无人机作业政策性农业保险,尽可能降低作业风险和保险成本。

参考文献

[1]戴奋奋。我国施药技术及植保机械现状与发展对策[A]//中国农学会。循环农业与新农村建设--2006年中国农学会学术年会论文集[C].中国农学会,2006:4.

[2]曹坳程,郭美霞,王秋霞。农药面源污染及控制策略[A].农业部科技教育司、江苏省农林厅、苏州市人民政府。全国农业面源污染综合防治高层论坛论文集[C].农业部科技教育司、江苏省农林厅、苏州市人民政府,2008:4.

[3]袁会珠,杨代斌,闫晓静,等。农药有效利用率与喷雾技术优化[J].植物保护,2011,37(05):14-20.

[4]陈佶,刘伟华,袁益明。无人机雾化喷头的使用现状与发展趋势[J].中国植保导刊,2018,38(03):66-70.

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