美、日、中航空植保产业发展的比较与启示

2 美、日、中航空植保推广模式比较

2.1推广组织

美国推广航空植保主要依托农业航空协会，协会提供与农业航空相关的继续教育、安全培训，并与美国农业部、环境保护署等政府机构进行信息沟通。农场主主要通过这个平台及其下属的约40个州级航空协会单位获取航空植保知识[10]。日本推广航空植保的平台政府属性较强。早期，政府发放购买航空植保机械补贴，以此鼓励种植户改变传统防治方式。政府机构与龙头企业的合作关系也较为紧密，如日本农林水产航空协会总结了有人直升机和无人直升机施药高度、喷幅、飞行速度等方面的经验，分享给联合设计企业，为航空植保器械的研发与设计提供参考。

我国政府对航空植保的推广与扶持力度逐渐增强。2018年，航空植保无人机已纳入全国农机购置补贴范畴。现有的推广形式分为两类：一是飞行器销售企业利用植保站农技下乡的宣传平台向种植大户、农业合作社进行示范操作；二是农户利用外包的形式向防治组织购买航空植保服务。实践中也存在一些问题，如研发植保无人机的企业与种植者之间的沟通不够充分，航空器搭载的喷施装置及配套技术与农户实际防治需求有所出入。地方植保站作为两者沟通的平台，在生产企业与区域种植者的信息交流中起到重要作用。

2.2机型选择

美国农业的特点是“人少地多”，农业生产稀缺要素中居首位的是劳动力，因此，规模化种植程度最高。农用航空飞机中，固定翼飞机约占88%，旋翼直升机约占12%，前者为燃油动力，载重量0.5~1.5t，作业时间基本不受限制[11]。近年来，无人机受到该国农业种植者的广泛关注，全国使用农业无人机数量迅速增加，从2010年的189架增至2014年的1296架[12]。在作物病虫害的监测与防控方面，无人机使用成本远低于有人驾驶固定翼飞机，并且，其搭载的遥感系统可以在45min内以2cm的分辨率完成面积1000hm2土地的地图，而以传统有人驾驶飞行完成该工作量，则需数天的规划调度再加数小时的拍摄；另外，无人机搭载的视觉图像系统能快速为作物保险理赔提供依据。尽管具备上述优势，但出于对植保无人机使用成像与测绘技术可能会侵犯其他土地使用者隐私的担心，无人机的推广受到一些政策法规方面的阻碍。而且，美国的农场面积较大，仍持续受益于传统驾驶的大承载量航空飞机，对无人机的需求不强。

日本农业的特点是“人多地少”，每个农业劳动力的负担面积较少，土地零散，种植程度较高。航空植保多使用单旋翼无人机，其特点在于载重能力强，燃油动力，续航较长，单一风场能有效控制农药飘移问题。如日本主要使用的雅马哈RMAX无人直升机，尺寸与摩托车相似，承载能力28kg，实际视觉操作距离达400m，10min内可喷洒1.3hm2农田。但单旋翼无人机采用了非自稳系统，对操作者的控制技术有较高要求，相关的培训成本也较高。

中国农田类型复杂，北部多平原，南部多丘陵山地，航空植保机械选择多样化。其中，微型多旋翼无人机特别受中、小规模种植者的欢迎。多旋翼无人机的稳定平台基本都是轴对称的，操作简单，降低了操作者的技术门槛。但其采用电池动力系统，现有机型的单次满载飞行时间较短，一般为10~20min，导致防治对象与地形受限，例如果树的树势差别较大，为了增加农药雾滴沉降以保障药效，需用到多旋翼无人机的悬停功能，这又增加了电池耗电，缩短了运行时间，削弱了作业效率优势。

2.3配套技术

美国拥有从人员培训、施药作业到售后评价的全套航空植保实施体系，技术与服务配套最为成熟，所制定的主要技术标准有《农业航空喷洒设备校准和分布模式测试》（ASAE S386.2）、《测量地面、果园和空中喷雾飘移沉积过程的程序》（ASAE S561.1-2004）等超过20部。这个体系将航空飞行器作为工具载体，搭配包含农田成像、喷施防飘移、病虫害测报以及产量分析的农业技术，使得航空植保不再是简单地喷洒农药，还利用飞行器收集作物生产及病虫害参数，经过优化运算，得出适宜的防治方案。

日本航空植保技术配套包含农业航空遥感、精准导航控制和变量施药技术，制定了雾滴谱分类标准（ASAE S572.1-2009），并建立了多种喷嘴使用模型。此外，开发了多个航空专用药剂品种，仅无人机对水稻的专用农药就登记了133种[11]。

中国植保无人机的精准导航控制技术有了显著提高，研发代表企业是大疆和极飞。其中，大疆植保无人机MG系列机型搭配全向雷达、FPV摄像头、双探照灯，其喷洒系统可在0.5s内完成喷洒启停，并可识别田间15m外0.5cm粗的斜拉电线，适应较复杂的田间地形；极飞P系机型采用载波相位差分技术（RTK），利用村庄铺设的固定基站，单机可以完成精度到厘米级的防治航线。

美、日、中航空植保推广各具特色。美国航空植保产业重视上游技术研发，搭建企业与农场主直接沟通平台；日本航空植保产业更强调植保防治技术的集成与标准化，注重操作员的技术培训；中国航空植保产业特色在于航空植保的服务组织类型多样化，种植者参与的技术门槛较低。

表1美、日、中三国航空植保推广模式

3、对中国发展航空植保的启示

我国航空植保产业的发展与国内土地类型、作物结构与农户特征基本适应，具有较好的发展前景，但在技术配套、机型设计、政策监管方面仍有进一步完善的空间，可从美、日两国获得一些启示。

3.1技术的配套与研发

完善航空植保技术配套的着力点之一即是丰富航空防治专用药剂的研究，农业航空植保专用药剂一般为超低量的高浓度药剂，美、日两国都制定了该类药剂的施用标准，而我国目前对于该类药剂无论是研发还是施用标准制定均处于初级阶段，应加速推进这两方面的工作。此外，航空植保技术是航空飞行技术与植保技术的结合，除了飞行性能外，单机配备的防治技术至关重要，对不同的病虫害，需要具针对性的飞防操作，如水稻褐飞虱暴发时，多停留在水稻茎基部，使用桨下扇型喷头喷施的药液才有较好的穿透力，到达该虫群集位置。另外，美、日在推进施药处方智能化方面优势明显，我国也应鼓励科研院所和研发企业投入必要力量，围绕植保自动化防治关键技术展开科研探索，实现智慧农业生产。就机型而言，尽管多旋翼无人机给我国农业种植者带来更多的操作弹性，但单次飞行的电池续航能力不强仍是影响我国航空植保规模化开展的痛点。

我国航空植保相关的研发机构总数较少。2017年农业部批复了河南安阳全丰航空植保企业联合华南农业大学的国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心、农业部南京农业机械化研究院、安阳工学院3家单位成立国内第1家航空植保重点实验室，研发植保无人机发动机以及喷洒设备等核心技术。但从总体看，“企业+科研院校”类植保科研创新平台数量仍较少，

3.2政策监管

相较于美国，日本与中国的农业生产情况更为接近。日本近年来新兴的微型无人机，中国使用也较多，但在安全操作监管方面，可借鉴日本经验：据日本农业新闻2018年10月介绍，农林水产省打算缓和微型无人机的航空法规限制，同时完善植保微型无人机防治安全监管，如使用时必须遵守“在操作员以外有负责监视的辅助者，在目视范围内飞行。起飞重量超过25kg有必要遵守其他的附加要求”等注意事项。中国的农业航空标准主要围绕有人驾驶航空器植保作业开展，缺乏针对无人驾驶航空器（农用无人机）涉农航化作业的标准化组织和机构，尽管出台了部分无人机涉农航化作业的地方标准，但国家级和省级无人机植保作业技术标准仍处于草拟审定阶段。此外，为健全航空植保产业，促进其健康发展，在政策与监管层面还应在队伍组建、公益性安排、无人机租赁体系建立、航空植保保险设立等方面进行完善，从美、日两国航空植保的发展历程中也可找到一些参考或借鉴。

参考文献(略）

基金项目：国家自然科学基金（71873035）

作者简介：蔡良玫，博士研究生，讲师，研究方向为植保经济学。E-mail：[email protected]

*通讯作者：王林萍，博士，教授，研究方向为农业经济学、植保经济学。E-mail：[email protected]。

蔡良玫：福建农林大学植物保护学院/东方学院，福建 福州 350002

李昆：福建农林大学经济学院，福建 福州 350002

王林萍：福建农林大学经济学院，福建 福州 350002

文章来源：《中国植保导刊》2019年第7期，P60-63.返回搜狐，查看更多