植保無人機市場調研

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1、 農業(yè)植保無人機 市 場 可 研 報 告 一、項目立項的必要性及需求分析 3 1. 立項的必要性 3 1.1符合《綱要》所確定的重點領域 4 1.2 是突發(fā)性大面積病蟲害防控的有力手段 4 1.3是我國土地經營模式的必然選擇 5 2、需求分析 6 2.1農業(yè)勞動力短缺的必然需求 6 2.2病蟲害專業(yè)化防治的必然需求 7 2.3 施藥裝備市場競爭力的需求 7 2.4農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然需求 8 3. 項目實施產生的重大經濟、社會效益 9 3.1. 經濟效益分析 9 3.2 社會效益分析 二、項目目標及主要任務 10

2、1. 戰(zhàn)略目標 10 2. 具體任務指標 10 3. 項目研究開發(fā)的重點 11 3.1航空施藥安全性評估 11 3.2 精準施藥控制系統(tǒng)研究 11 3.3航路規(guī)劃與自動導航系統(tǒng)研究 11 3.4無人駕駛輕型農用直升機平臺 12 3.5無人機平臺傻瓜化操控研究改造 12 3.6 新型航空施藥藥劑研究 13 三、相關領域國內外技術現狀、發(fā)展趨勢及國內現有工作基礎 13 1.國內外技術發(fā)展趨勢與現狀、專利等知識產權及相關技術標準情況分析 13 1.1. 國外農業(yè)航空現狀及趨勢 13 1.1.1航空施藥與服務體系是農業(yè)生產的重要組成 14 1.1.2 農業(yè)航空呈現不同的發(fā)展模

3、式 14 1.1.3 具有完善的航空施藥技術裝備與服務體系 16 1.2 國內農業(yè)航空現狀及趨勢 16 2. 國內現有工作基礎 四、技術、經濟效益、推廣應用及產業(yè)化前景 18 1.技術效益分析 18 2. 經濟效益分析 18 2.1 作業(yè)經濟效益分析 18 2.2節(jié)省農藥經濟效益分析 19 2.3企業(yè)生產銷售效益分析 19 2.4新型藥劑生產銷售效益分析 19 2.5其他經濟效益分析 19 3.社會效益 19 3.1提升科技裝備水平，緩解勞動力短缺矛盾 19 3.2組建新型服務體系，促進向現代農業(yè)轉型 20 3.3 提高糧食品質，保證糧食安全 20 4．推廣應用

4、及產業(yè)化前景 20 5．項目實施的風險分析 21 5.1市場風險 21 5.2政策風險 一、植保無人機市場調研報告 1. 項目的必要性 植物保護涉及我國糧食安全、食品安全、生態(tài)安全和農業(yè)豐產、農民豐收，在我國農業(yè)生產中起著舉足輕重的作用。我國能以不到世界10％的耕地，解決了世界22％人口的糧食問題，機械化防治發(fā)揮了極其重要的作用。2010年，全國農作物病蟲害發(fā)生48億次，防治55億次，為國家挽回9460萬噸糧食，棉花損失165萬噸，油料損失336萬噸。為國家糧食安全和農業(yè)生產穩(wěn)定發(fā)展做出巨大貢獻。 雖然高效機械化防治技術得到了較快發(fā)展，但是，對于占全國糧食種植面積60%以上的水田

5、、玉米等高稈作物，由于其特殊種植模式和作物特性，使得地面機具無法下田。長期以來，水田和高稈作物的病蟲害防治只能依賴手動噴霧器和背負式噴霧機進行，在全球氣候變暖的今天，突發(fā)性大面積病蟲害頻繁爆發(fā)，現有植保機具早已無法滿足防治需求，每年給國家造成巨大的糧食損失。裝備落后、作業(yè)效率低，致使農藥噴灑成為我國糧生產過程中勞動強度最 高、作業(yè)次數最多，勞動力消耗量最大的環(huán)節(jié)，隨著我國城鎮(zhèn)化步伐加快，大量的農村勞動力轉移到城市，同時伴隨人口老齡化問題，農業(yè)勞動力的日益短缺、勞動力成本不斷攀升，農作物病蟲害防治已成為目前制約我國主要糧食生產的主要瓶頸。 由于我國土地資源不足，東北平原、西北、華北平原大規(guī)模

6、土地資源僅占耕地面積30%左右，而占總種植面積60%以上的小規(guī)模種植模式，大型地面施藥機具難以適應其病蟲害防治要求。由于需要專用的農業(yè)航空專用機場和跑道，在丘陵山區(qū)、家庭式的種植模式下難以發(fā)揮固定翼飛機施藥的優(yōu)勢。因此開展農用輕型無人機施藥技術裝備與服務體系研究具有十分重要的意義： 1.1符合《綱要》所確定的重點領域 本項目研究內容符合《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006——2020年）》重點支持方向；符合“全國新增千億斤糧食生產能力規(guī)劃”和“糧食豐產工程”的要求；符合中央一號文件“加快推進農業(yè)機械化”的要求；符合農業(yè)部“關于推進農作物病蟲害專業(yè)化防治的意見”精神；符合我國現代農業(yè)

7、發(fā)展的需求。 無人機施藥技術裝備與服務體系研究是《綱要》農業(yè)領域重點發(fā)展方向。符合多功能農業(yè)裝備與設施優(yōu)先主題中定位變量作業(yè)智能機械；符合環(huán)保型肥料、農藥創(chuàng)制和生態(tài)農業(yè)優(yōu)先主題中高效安全的有害生物綜合防治技術；符合農業(yè)精準作業(yè)與信息化優(yōu)先主題中精準作業(yè)和管理技術系統(tǒng)。貫徹落實中央一號文件關于農業(yè)機械化與現代化的精神，把保障國家糧食安全作為首要任務，把提高土地產出率、資源利用率、勞動生產率作為主要目標，把農機農藝結合作為基本要求，促進水田、玉米等高稈作物機械化防治水平，構建精準、優(yōu)質、高效、生態(tài)、安全的無人機施藥技術服務體系。 1.2 是突發(fā)性大面積病蟲害防控的有力手段 隨著全球氣候變化，

8、突發(fā)性大面積的病蟲害發(fā)生頻繁，嚴重危害了我國糧食安全和農業(yè)生產穩(wěn)定發(fā)展。據國家農業(yè)部2010年統(tǒng)計，全國農作物病蟲害發(fā)生48億次，年損失糧食多達2157萬噸。2012年突發(fā)大面積的玉米黏蟲，缺乏專用高效的施藥技術裝備致使防治不利，僅這次玉米黏蟲發(fā)生面積近5000萬畝，占全國玉米播種面積的9.72%，其中嚴重發(fā)生面積650萬畝，占到全國播種面積的 1.26%，這類突發(fā)性大面積的病蟲害已經嚴重國家糧食安全，破壞農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。 無人機施藥作業(yè)效率高，較常規(guī)機具可提高100～150倍，而作業(yè)成本5～8元/畝，僅為常規(guī)作業(yè)的1/2～1/3。高效、低成本的無人機施藥技術為解決了突發(fā)性大面積病蟲害防控

9、難題提供了全新的技術與裝備。 1.3是我國土地經營模式的必然選擇 我國規(guī)?；耐恋刭Y源不足，僅占耕地面積30%左右，主要集中在北方東北平原、西北、華北平原。而在南方，有著占總種植面積60%以上的小規(guī)模種植土地，土地地貌復雜，民房耕地交織，經營模式以一家一戶的聯產承包責任制為主，土地的分散經營、小塊經營，使得耕地規(guī)模小、田塊分散、作物品種布局不一，作物長勢不一，包括固定翼飛機在內的大型施藥機具難以適應其病蟲害防治要求，在很大程度上限制了農業(yè)機械化實施。無人機施藥技術裝備無需專用機場和跑道，靈活輕便、環(huán)境適應性強、不受作物長勢和作業(yè)田塊條件的限制，在應對小區(qū)域種植作物的病蟲害防治中有著巨大優(yōu)勢

10、。發(fā)展無人機施藥技術裝備，是解決制約我國南方分散經營模式下，病蟲害機械化防治的瓶頸問題，是我國土地經營模式下的必然選擇。 2、需求分析 當前，國際經濟形勢復雜嚴峻，全球氣候變化影響加深，我國農作物病蟲害防治壓力加大，農業(yè)發(fā)展面臨的風險和不確定性明顯上升。加快精準高效病蟲害防治技術與裝備研發(fā)，確保農業(yè)生產穩(wěn)定的任務更加艱巨。開展高效低污染安全的無人機施藥技術裝備與服務體系的研究，突破我國水田、玉米等高稈作物機械化瓶頸，以服務于現代農業(yè)發(fā)展，對突發(fā)性大面積病蟲災害控制，緩解農村勞動力短缺，促進病蟲害專業(yè)化防治，提升施藥裝備市場競爭力，實現農業(yè)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的國家戰(zhàn)略需求。 2.1農業(yè)勞

11、動力短缺的必然需求 常規(guī)的背負作業(yè)方式勞動強度大，作業(yè)質量差，易發(fā)生中毒事故。隨著我國城鎮(zhèn)化步伐加快，大量的農村勞動力轉移到城市，同時伴隨人口老齡化問題，導致農業(yè)勞動力的日益短缺、勞動力成本不斷攀升。據調查，96%的農民認為施藥作業(yè)是最繁重的田間勞動。因此，迫切需求開展新型高效無人機施藥技術裝備替代手動和背負式藥械，緩解農村勞動力短缺。而且隨著我國農業(yè)現代化的步伐不斷往前推進，要求用現代的物質裝備來改造農業(yè)，普遍實現了機械化和自動化以及信息化，科技在農業(yè)進步中的作用越來越凸顯，推 動農業(yè)由粗放型向集約型轉變。 無人機施藥技術與裝備作業(yè)效率高，勞動力投入少，符合現代農業(yè)發(fā)展要求。高效的新型

12、航空施藥技術與裝備的應用，恰恰體現了現代農業(yè)的要求，真正做到勞動力投入少，解決當前農業(yè)生產面臨的困境。施藥作業(yè)智能化、精量化、高效化，對促進傳統(tǒng)農業(yè)向現代農業(yè)的轉型有著積極意義。 2.2病蟲害專業(yè)化防治的必然需求 現代農業(yè)的轉型已進入新的發(fā)展階段，正在從千家萬戶的小農經濟向區(qū)域化種植作業(yè)轉變，急需發(fā)展防治農作物病蟲害的專業(yè)化施藥隊伍， 如各地出現的“機防隊”和“施藥專業(yè)戶”等。但施藥專業(yè)戶的施藥設備多為人力攜帶的背負噴霧機具，單臺施藥設備一天防治面積在1～20畝（視操作人員、地塊和作物種類而定），機具品種單一、工作效率低，不能滿足不同作物、不同規(guī)模的病蟲草害防治快速防治的需求，與現代農業(yè)的

13、需求不符。 農無人機施藥技術是以航空、信息、生物和農業(yè)裝備為支撐點的現代農業(yè)技術系統(tǒng)，具有作業(yè)效率高，突擊能力強，機動性好，適應性強等優(yōu)點。滿足專業(yè)化防治對精準、高效施藥技術與裝備迫切需求，適于消滅暴發(fā)性病蟲害，符合“統(tǒng)防統(tǒng)治”理念，對加速手動藥械和小型機動藥械的更新換代，促進政策、法規(guī)和相關標準的研究、制定，提升機動施藥裝備的技術水平具有重大意義。是實現我國糧食安全、食品安全、環(huán)境安全的重大科技選擇，也是我國從傳統(tǒng)農業(yè)向現代農業(yè)轉型升級的重要標志。 2.3 施藥裝備市場競爭力的需求 目前我國農業(yè)科技和物質裝備水平還不高，農業(yè)科技研發(fā)和創(chuàng)新能力不強，技術集成度不高，“十五”期間科技進步對

14、農業(yè)的貢獻率只有48%，大大低于發(fā)達國家70～80%的平均水平。目前，與國外發(fā)達國家相比，我國植保機械產業(yè)的研究基礎比較薄弱，植保機械行業(yè)240余家生產企業(yè)中，多數企業(yè)規(guī)模小，技術力量缺乏，產品技術含量較低,缺乏核心競爭力，制約了我國植保機械產業(yè)的發(fā)展。新型無人機施藥技術裝備，是在傳統(tǒng)植保裝備的基礎上，集成了超低空低量施藥技術、施藥裝備平臺技術、現代航空技術、GPS導航技術、數字信息技術以及現代自動控制技術的高技術產品。對于加大科技進步對農業(yè)的貢獻，提高我國植保機械領域的自主創(chuàng)新能力， 增強產品核心競爭力和農業(yè)抗風險能力具有積極的促進作用。 2.4農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然需求 我國的農藥生產

15、已取得長足發(fā)展，但因施藥技術和施藥設備落后，各地仍沿用粗放的施藥方式，大霧滴大容量噴淋式噴霧等落后的施藥技術和設備盛行，農藥有效利用率有的不足30%，每年噴灑出去農藥制劑有70%～80%流失到環(huán)境中，不僅浪費大量資源，還造成環(huán)境污染，導致施藥人員中毒和農產品農藥殘留超標等問題。 無人機施藥采用低容量噴霧技術替代粗放的大容量噴霧技術，采用高精度GPS的農用無人機的自動導航技術，實現航空噴霧作業(yè)噴幅的精確對接，極大地提高了我國航空植保作業(yè)的質量，可把農藥有效利用率提高到35%以上；通過本項目的實施，實現農藥的減量、精確、高效、合理的使用，降低農業(yè)生態(tài)環(huán)境污染，提高農產品品質，符合“建立資源節(jié)約型

16、和環(huán)境友好型社會，發(fā)展循環(huán)經濟，高效利用資源，保護生態(tài)環(huán)境”的政策，也符合“減量化、再利用、再循環(huán)”的循環(huán)經濟實際操作原則，是建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好 型可持續(xù)農業(yè)的技術支撐。 3. 項目實施產生的重大經濟、社會效益 3.1. 經濟效益分析 首先，農業(yè)航空施藥的效率是常規(guī)施藥機具的100倍，作業(yè)效率按500畝/天，而且航空施藥采用低空低量施藥技術，可節(jié)約農藥20%，每年可產生較大的收益； 采用高效航空施藥，節(jié)約了用水、人工成本；較傳統(tǒng)病蟲害防治，采用了新技術，提高了防治效果，使得農產品產量、質量提高。而高效的農業(yè)航空施藥可以及時防控突發(fā)性大面積病蟲害，提高病蟲害防治效果，為國家挽回巨

17、大的糧食損失，產生巨大的經濟效益。 3.2 社會效益分析 農作物病蟲害防治是勞動強度最大的田間管理項目。隨著我國人口老齡化，農業(yè)勞動力日益短缺、勞動力成本不斷攀升與我國現代 農業(yè)發(fā)展的矛盾將越來越激化。高效的航空施藥可以緩解農業(yè)施藥作業(yè)勞動力短缺與農業(yè)發(fā)展之間的矛盾。 探索規(guī)模化、社會化無人機航空病蟲害防治的區(qū)域經營模式，以及植保、農機等多部門聯合的無人機航空病蟲害防治技術與裝備推廣機制，最終提出包括技術推廣、技術指導、規(guī)?；瘧玫臒o人機航空施藥裝備推廣使用體系，構建完善的新型服務體系，加速我國農業(yè)向現代化轉型。 隨著航空施藥技術的發(fā)展，將帶動新型藥劑產業(yè)和航空施藥裝備產業(yè)的發(fā)展，這

18、新型產業(yè)符合國家戰(zhàn)略發(fā)展需求，具有廣闊的市場前景，為國家創(chuàng)造大量的就業(yè)崗位，帶來巨大的社會效益。 二、項目目標及主要任務 1. 戰(zhàn)略目標 本項目根據國家對經濟和社會發(fā)展規(guī)劃中對主要農作物病蟲害專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治，加快推進農業(yè)機械化需求，圍繞糧食生產中對高效施藥機械產品的重大需求，針對我國目前施藥技術落后、農藥有效利用率低、施藥效率低、勞動量消耗巨大、高效施藥機械缺乏等 關鍵問題，開展農業(yè)輕型無人機施藥技術裝備與服務體系研究，突破高效低污染安全航空施藥技術、高效穩(wěn)定的施藥搭載平臺技術、施藥作業(yè)過程自動控制技術、精準施藥技術等核心技術，切實提高農藥的有效利用率、減少農藥使用量，解放勞動力，降低

19、農業(yè)生態(tài)環(huán)境污染，實現施藥的精量化、機械化、自動化和安全化。通過項目實施，全面提升我國植保技術與裝備，特別是航空施藥裝備的自主創(chuàng)新能力和國際競爭力，為我國資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的可持續(xù)農業(yè)的建設提供必要的技術支撐和保障。 2. 具體任務指標 （1）突破無人駕駛輕型農用直升機平臺技術； （2）完成無人駕駛輕型農用直升機平臺與施藥裝備； （3）完成無人駕駛輕型農用直升機平臺，無人機控制系統(tǒng)的高度與速度誤差小于5% ，具備自動駕駛與傻瓜式操控功能； （4）完成航空施藥新型制劑研發(fā)； 3. 項目研究開發(fā)的重點 3.1航空施藥安全性評估 農業(yè)航空作業(yè)相對地面機具作業(yè)而言有著更復雜的農藥

20、沉積與 飄移規(guī)律，從標靶上飄移的農藥，不能真正發(fā)揮防治病蟲草害的作用，反而會導致浪費農藥、降低防治效果，增加防治次數、相鄰地塊的敏感作物受損、過量噴藥、農藥殘留超標、空氣和水源污染等一系列后果，對人類、動物和植物產生不良的影響。為降低農藥漂移，針對不同的無人機平臺，研究機身下方藥液霧滴在氣流場中的運動情況，分析環(huán)境因素（溫度、風速、風向等）、施藥量、作業(yè)速度等因子與藥液飄移距離、飄移量的復雜關系，評估施藥安全性，制定措施，減少農藥對生態(tài)的污染。 3.2 精準施藥控制系統(tǒng)研究 根據農用輕型無人機航空施藥方式與方法，重點研究施藥過程全程自動控制技術，針對我國的無人機平臺，研究設計開發(fā)新型的精

21、準施藥系統(tǒng)與GPS導航系統(tǒng)，實現噴灑精確對接、定點施藥、自動導航、高效自主作業(yè)，避免施藥過程中重噴漏噴現象，解決施藥操控問題。 研究開發(fā)新型施藥控制系統(tǒng)，使用嵌入式系統(tǒng)技術，完成變量控制、無線電通訊、信號處理、功率分配等模塊化設計，實現施藥 裝備遠程變量控制與工作參數遙測反饋等功能。 3.3航路規(guī)劃與自動導航系統(tǒng)研究 使用C語言和MATLAB語言開發(fā)航路規(guī)劃和實時顯示系統(tǒng)，集GPS和GIS于一體，實現自動規(guī)劃農田邊界、自動規(guī)劃飛行航路、測算農田面積、實時顯示飛行軌跡、定點精準施藥功能。 3.4無人駕駛輕型農用直升機平臺 目前我國的農用無人機平臺絕大多數是由軍工、航拍、測量等各個領域

22、轉換而來，具有高空、高速、長遙控距離的特點，而農業(yè)航空施藥作業(yè)要求無人機低空、低速、平穩(wěn)飛行，加之作業(yè)周期內使用頻繁，操作人員素質參差不齊，還需要解決無人機耐用性、操作簡易性及經濟性的問題。本課題針對目前我國的無人機平臺，從低空穩(wěn)定性控制、傻瓜化操控、機體動力系統(tǒng)改造、發(fā)動機增壽等方面進行無人機平臺的農業(yè)適應性研究改造，使之能夠更好的應用于農業(yè)植保。 無人機超低空飛行，首先，由于地面反彈氣流的存在，使得旋翼下方氣流混亂，氣壓高度計數值波動劇烈，目前我國的無人機平臺，多數存在低空控制盲區(qū)；其次，GPS衛(wèi)星定位信號也會隨著地面溫度、云層變化、氣流流動等因素產生整體漂移。本課題擬以消減地面效應影響

23、，增加低空定位精度為研究目標，對目前我國的無人機平臺做進一步的研究改造。 3.5無人機平臺傻瓜化操控研究改造 我國的無人機平臺標準的遙控器上，裝有2搖桿、4微調以及其他10余個按鈕，操作人員需要從總距、橫滾、俯仰、航向8方向控制姿態(tài)調整，人工培訓僅無人機操作上就需要經歷軟件模擬——航模練習——真機操控3個階段，培訓周期歷時3個月，另一方面，我國飛機農業(yè)作業(yè)人員素質參差不齊，無法在短時間內達到專業(yè)人員水平。因此，本課題針對以上情況，結合無人機的飛行控制系統(tǒng)與操控界面，研究控制策略與算法改進，開發(fā)新型遙控裝備，實現無人機平臺的傻瓜化操作，大幅降低操作難度，縮短人員培訓時間，提高無人機田間作業(yè)的

24、靈活性和工作效率。 3.6 新型航空施藥藥劑研究 實驗證明，使用普通藥液于5m高度噴施，在旋翼氣流與外部環(huán)境因素綜合影響下，10%-20%的藥劑在空中蒸發(fā)彌漫在空氣中，嚴重影響施藥效果，污染生態(tài)環(huán)境。本課題擬展開農藥藥劑成分、劑型、添加劑等方面研究，開發(fā)多種適用于航空噴灑的超低量農藥劑型。 三、相關領域國內外技術現狀、發(fā)展趨勢及國內現有工作基礎 1.國內外技術發(fā)展趨勢與現狀、專利等知識產權及相關技術標準情況分析 1.1. 國外農業(yè)航空現狀及趨勢 農業(yè)航空發(fā)達國家以美國和日本為典型代表，發(fā)展狀況主要表現為：農業(yè)航空施藥作業(yè)是農業(yè)航空服務最主要的作業(yè)項目，農用航空裝備齊全，技術相對成熟

25、，培訓服務體系完善，相關規(guī)范健全，農業(yè)航空作業(yè)比重大。 1.1.1航空施藥與服務體系是農業(yè)生產的重要組成 美國航空施藥作業(yè)規(guī)范齊全，相關的法律法規(guī)健全，航空施藥設備、部件系列完善，能適合不同作業(yè)要求，年航空施藥面積達3400萬公頃，占總耕地面積的25%以上，其中水稻施藥作業(yè)100%采用航空作業(yè)方式。隨著精準農業(yè)技術的發(fā)展，一些不同類型的精準農業(yè)技術包括全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感系統(tǒng)（RS）、作物生產專家管理系統(tǒng)和新類型的裝備及部件，也逐步應用于農業(yè)航空，這些精準農業(yè)技術的應用，提升了美國農業(yè)航空技術水平，必將進一步加大農業(yè)航空在其農業(yè)領域的應用比重。 日本農業(yè)耕

26、地面積470萬公頃，農業(yè)航空作業(yè)面積253萬公頃，其中農用無人直升飛機作業(yè)面積96.3萬公頃，占航空作業(yè)38%。防治面積從1997年的20萬公頃增加到2010年的96.3萬公頃，其中水稻施藥作業(yè)全部采用無人機施藥裝備進行防治，近年來麥類、豆類、蘿卜、洋蔥、生姜、甘蔗等也逐步采用農用無人機進行病蟲害防治。日本目前用于農業(yè)方面的無人機，以YAMAHA RMAX系列為主，每小時 可噴灑農藥7—10公頃，一架RMAX每天可噴灑農藥80公頃。采用農用無人駕駛輕型直升飛機進行農業(yè)生產已成為發(fā)展趨勢之一。在農藥制劑方面，日本有水稻、小麥、玉米作物專用的無人機噴灑農藥制劑，目前在冊登記的專用農藥已達150余

27、種。 1.1.2 農業(yè)航空呈現不同的發(fā)展模式 現在世界上通用飛機多達33．6萬架，每年作業(yè)面積近4000 萬h，我國只占其 1‰。全世界已有農用飛機 60多種，其中固定翼飛機40多種， 旋翼(直升)機20多種，共約3萬余架，其中美國8000 多架，俄羅斯1萬多架，加拿大、澳大利亞等國也有數百架。經農業(yè)航空管理的耕地面積達2.4 億hm2,占世界耕地面積17％。其中美國、俄羅斯、日本3國分別達到 1億hm2、 7000萬hm2、180萬hm2， 分別占本國耕地面積的45％、35％和39％。 美國地耕地面積廣，呈大規(guī)模化經營，促進了美國農業(yè)航空的快速發(fā)展，使其成為農業(yè)航空技術最先進的國家?，F

28、擁有農用航空公司2000多家，農用飛機近萬架（實際在用的飛機大約為4000架），在冊的農用飛機駕駛員2000多名，飛機大約有20多個品種，分為單翼、雙翼和直升飛機，多為有人駕駛機型，飛機的安全性能較高。據美國全國農業(yè)航空協(xié)會（NAAA）提供的數據，現在農產品生產中，25%都是采用空中作業(yè)完成的，主要是谷物生產和病蟲害防 1.1.3 具有完善的航空施藥技術裝備與服務體系 國外不斷完善航空施藥技術裝備與服務體系，具體表現在，裝備量逐年增長，作業(yè)面積不斷擴大，裝備品種多，科技含量高，服務領域廣，航空作業(yè)質量標準詳細，而且農業(yè)航空相關的法律法規(guī)齊全。 農業(yè)航空是農業(yè)發(fā)展的重要手段，飛機可以播種、

29、施肥和防蟲等作業(yè)，所從事農業(yè)航空植保作業(yè)的人員必須持證上崗，美國農業(yè)飛機必須符合美國聯邦航空局（FAA）137部的要求。具有完善的農業(yè)航空隊伍建設體系。美國約有1625家公司從事農業(yè)航空作業(yè)飛行，平均每家擁有飛機2.2架，雇用飛行員2.7人，農業(yè)飛機和航空材料生產廠家有500多個。日本目前從事農用無人機培訓的學校，僅雅馬哈在全國一共有134家培訓學校。 具有完善的作業(yè)服務管理制度。日本具有直接負責和從事水稻等無人機施藥作業(yè)的組織和個人團體共1000多個，農場主只需要支付服務費，除草、防蟲、防病和施肥等都由專門的公司運作。形成完善作業(yè)收費標準、作業(yè)服務協(xié)調制度、作業(yè)服務合同管理制度等。 1.

30、2 國內農業(yè)航空現狀及趨勢 我國航空噴灑設備的研究和應用在五十年代就開始了，目前已有6個機種400多架飛機在大面積的墾區(qū)和農場從事農業(yè)航空工作。大多以通用的農業(yè)航空噴灑為主，如在大面積的墾區(qū)和農場運用國產的“農業(yè)5”，“Y5B”，“Y11”等固定翼機型進行農業(yè)航空作業(yè)，到了九十年代出現了專門為超輕型飛機配套設計的3WQF型農藥 場和跑道，很難適應于南方丘陵山地地區(qū)的小規(guī)模種植。而小規(guī)模種植方式是目前我國糧食生產的主要形式，無人機不受起降場地限制，適應與小規(guī)模種的丘陵山區(qū)，因此，近些年無人機施藥技術與裝備受到國家高度重視，是未來病蟲害防治的主要趨勢。 2. 國內現有工作基礎 近幾年來，農

31、作物病蟲害機械化防治和突發(fā)性大面積病蟲害防控引起了國家主管部門的高度重視。在低空施藥技術及規(guī)范和無人機平臺技術等方面取得了長足的發(fā)展，并且取得了許多重大成果，無人機示范與宣傳，促進了無人機施藥技術與服務體系不斷發(fā)展與完善，科研力量與科研平臺不斷加強。 航空專業(yè)噴霧制劑研究已經起步。航空噴霧制劑研究中，經歷了從懸浮劑、微乳劑、水劑到油劑的研究方式轉變，有效地抑制了霧滴在空中降落過程中的水分蒸發(fā)損失。已經有兩個超低容量制劑品種在我國登記注冊。 四、技術、經濟效益、推廣應用及產業(yè)化前景 1.技術效益分析 在技術上，通過開展低空低量施藥技術、航空施藥飄移控制技術、飄移檢測及安全評估研究，創(chuàng)制農

32、業(yè)輕型無人機施藥技術裝備，建立農業(yè)航空施藥技術服務體系。為水田、高桿作物病蟲防治提供技術支持，提高國家對突發(fā)性大面積病蟲害防治水平，保障國家糧食安全。通過項目的實施，填補國內航空靜電噴霧技術及裝備的缺陷，降低農藥使用量，提高病蟲害防治水平。通過航空噴嘴模型、飄移預測模型、航空噴灑質量評估研究，形成我國自主航空施藥研究體系，探索適合我國國情的航空施藥技術服務體系，服務于我國農業(yè)現代化。 2. 經濟效益分析 2.1 作業(yè)經濟效益分析 單架油動無人直升飛機使用壽命按5年計算，作業(yè)效率為500畝/天，每年作業(yè)90天，則單架飛機作業(yè)總面積為5年500 畝/天90天=225000畝次；每次施藥作業(yè)按

33、照均價6元/畝計算，則使用無人機5年，可獲得作業(yè)收入225000畝次6元/畝=135.0萬元 單架油動無人直升飛機使用壽命按3年計算，作業(yè)效率為200畝/天，每年作業(yè)90天，則單架飛機作業(yè)總面積為3年200 畝/天90天=54000畝次；每次施藥作業(yè)按照均價6元/畝計算，則使用無人機5年，可獲得作業(yè)收入54000畝次6元/畝=32.4萬元。 2.2節(jié)省農藥經濟效益分析 單架飛機作業(yè)每畝可節(jié)省農藥20%即2元/畝，則5年共可節(jié)省（225000畝次+54000畝次）2元/畝=55.8萬元。 2.3企業(yè)生產銷售效益分析 每種機型以每年推廣1000套裝備，20%的利潤計算： 單架油動無人機

34、施藥裝備，50萬元/套，50萬元/套1000套20%=1.0億元； 單架電動無人機施藥裝備，10萬元/套，10萬元/套1000套20%=2000萬元； 2.4新型藥劑生產銷售效益分析 開發(fā)的新型航空超低量藥劑，每畝次按照150ml，每百毫升按照10元計算，年需求（225000畝次+54000畝次）150ml/畝次10元/100=418.5萬元 2.5其他經濟效益分析 采用高效航空施藥，節(jié)約了用水、人工成本；較傳統(tǒng)病蟲害防治，采用了新技術，提高了防治效果，使得農產品產量、質量提高。 3.社會效益 3.1提升科技裝備水平，緩解勞動力短缺矛盾 農作物病蟲害防治是勞動強度最大的田間管理

35、項目。隨著我國人口老齡化，農業(yè)勞動力日益短缺、勞動力成本不斷攀升與我國現代農業(yè)發(fā)展的矛盾將越來越激化。開展新型施藥技術創(chuàng)新研究和農藥高效利用的現代航空施藥裝備的研發(fā)，加速科技成果轉化，對提高我國施藥技術與裝備的總體水平，緩解農業(yè)施藥作業(yè)勞動力短缺與農業(yè)發(fā)展之間的矛盾，大幅減少勞力投入和勞動強度，提高工作效 率具有十分重要的意義。 3.2組建新型服務體系，促進向現代農業(yè)轉型 以輕型無人機施藥裝備為主體，通過對我國西南地區(qū)、華中地區(qū)、華東地區(qū)、華南地區(qū)等水稻主產區(qū)社會、自然條件、生產經營組織模式與規(guī)模、農業(yè)技術推廣體系現狀的調查和分析，找出影響無人機航空施藥技術與裝備推廣的主要技術、經濟與制

36、度因素，研究各類無人機施藥裝備的最佳經濟規(guī)模與需求主體的經營特征，探索規(guī)?；⑸鐣療o人機航空病蟲害防治的區(qū)域經營模式，以及植保、農機等多部門聯合的無人機航空病蟲害防治技術與裝備推廣機制，最終提出包括技術推廣、技術指導、規(guī)?；瘧玫臒o人機航空施藥裝備推廣使用體系，構建完善的新型服務體系，加速我國農業(yè)向現代化轉型。 3.3 提高糧食品質，保證糧食安全 農藥施藥技術與裝備涉及糧食安全、食品安全、生態(tài)安全和農業(yè)豐產、農民豐收，在農業(yè)生產中起著舉足輕重的作用。推廣使用 新型航空施藥裝備，提高農藥有效利用率，減少農藥使用量，控制和逐步降低農業(yè)生態(tài)環(huán)境污染，提高農產品、食品的安全質量水平，是農業(yè)可持

37、續(xù)發(fā)展的必然要求。 4．推廣應用及產業(yè)化前景 從防治面積上來看，我國水稻種植面積2892萬公頃，常規(guī)水稻年施灑作業(yè)量10次計算，則作業(yè)面積為28920萬公頃；同時我國水稻主要產區(qū)主要在南方地區(qū)及田塊面積較小，地形也較為復雜。由于小型無人機無需專用起降機場，可在田間地頭起降、加油、加注藥液，減少了往返機場的飛行時間及燃料消耗，保證了作業(yè)效率噴灑機具的出現，能夠很好的適合南方水稻作業(yè)條件。 從機具使用承擔單位看，2009年統(tǒng)計數據顯示，我國農機作業(yè)服務組織16.56萬個。其中：擁有農機原值20萬-50萬元（含20萬元）的4.21萬個，擁有農機原值50萬元（含50萬元）以上的8704個。農機戶

38、3833萬個, 其中：擁有農機原值20萬-50萬元（含20萬元）的34.34萬個，擁有農機原值50萬元（含50萬元）以上的3.289萬個。加上植保站與農藥企業(yè)，數量還會增加，這些都是使用先進 科技和生產手段的主要力量。 據有關資料顯示，日本從20世紀90年代就開始了現代化農業(yè)航空植保裝備的研發(fā)，日本每1臺農業(yè)植保無人機的產品報價為80萬人民幣，而本項目研發(fā)的系列產品價格只有國外產品報價的1/5～1/4。我國目前擁有基本農田18億畝，由此農業(yè)植保無人機現每年至少有2萬架的市場需求，市場潛力巨大，前景廣闊。 5．項目實施的風險分析 5.1市場風險 1）我國水稻種植面積2892萬公頃，常規(guī)

39、水稻年施灑作業(yè)量10次計算，則作業(yè)面積為28920萬公頃；同時我國水稻主要產區(qū)主要在南方地區(qū)，田塊面積較小且地形較為復雜。由于小型無人機無需專用起降機場，可在田間地頭起降、加油（或更換電池）、加注藥液，能夠很好的適合南方水稻作業(yè)條件。采用農業(yè)植保作業(yè)機的效率是 500畝/天架（農業(yè)植保作業(yè)系統(tǒng)配備三架無人植保機則是1500畝左右），相當于近 100人以上的工作效率，且避免了每年都有農藥噴灑中毒事件的發(fā)生可能。日本目前有2300多架農業(yè)植保無人機在從事農業(yè)作業(yè)，是世界上無人機農業(yè)應用的典范。隨著中國城市化進 程的加快，農村土地流轉發(fā)展趨勢，人口老齡化導致農村勞動力迅速下降，同時農民的生活水平有

40、得以持續(xù)提高等因素，高效的農業(yè)現代航空技術是必然發(fā)展趨勢，預計農林植保無人機領域市場容量在 10萬架以上。 2）發(fā)展中國家的市場需求也是發(fā)展的，我國已加入世貿組織，經過熟化后的關鍵技術設備可以質量和價格優(yōu)勢參與國際競爭，可向植保機械化水平相對落后的東南亞、非洲、南美等地區(qū)銷售，出口創(chuàng)匯。 3）在集成中試熟化的基礎上進一步改進提高，然后小批量試產，最后批量生產，同時采取訂單生產和“零庫存”的經營方略。 5.2政策風險 農藥施用技術與裝備涉及我國糧食安全、食品安全、生態(tài)安全和農業(yè)豐產、農民豐收，在我國農業(yè)生產中起著舉足輕重的作用。提高農藥有效利用率，減少農藥使用量，控制和逐步降低農業(yè)生態(tài)

41、環(huán)境污染，提高農產品、食品的安全質量水平，是農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求，符合國家中長期規(guī)劃重點支持方向要求。 2015中央一號文件再一次把農業(yè)擺上更加突出的位置，這是中央一號文件連續(xù)12年聚焦“三農”，也是新中國成立以來中央文件首次對農業(yè)科技進行全面部署。文件特別要求加快農業(yè)機械化建設及布局，充分發(fā)揮農業(yè)機械集成技術、節(jié)本增效、推動規(guī)模經營的重要作用，不斷拓展農機作業(yè)領域，提高農機服務水平。加大信貸支持力度，鼓勵種養(yǎng)大戶、農機大戶、農機合作社購置大中型農機具。落實支持農機化發(fā)展的稅費優(yōu)惠政策，推動農機服務市場化和產業(yè)化。 后記：國內農業(yè)無人機現狀和規(guī)則 1， 關于政策：2014年9月出臺無

42、人機管理規(guī)定，對于自重7公斤以下，飛行高度不超過120米，遙控距離不超過500米的，屬于微小型無人機，無需駕照，只要飛手可以熟練操作后就可以作業(yè)，但是該規(guī)定下的飛機，一般承載不超過5公斤。 2， 關于平臺：目前市場出售的植保無人機，大部分都是基于航模的基礎上改裝的，其飛行控制設備為航模玩具級別，動力系統(tǒng)采用24V電壓，起飛同樣的承載需要強大電流，電子器件很容易燒毀。 3， 關于標準，到目前為止，國家尚沒有出臺植保無人機強制標準，也沒有地方標準，因此，也就不存在驗收合格證，都是企業(yè)根據自身要求進行設計組裝。 4， 關于補貼：2015年，各地開始推廣農業(yè)植保無人機，一般各地標準不一樣，有的是

43、地方政府采購給政府農技站，統(tǒng)一使用，與農業(yè)大戶無關，另外就是購機補貼，各地也沒有標準。請考察市場者到當地農委、科技、財政、農機等部門咨詢。 5， 關于操作服務：植保飛機雖然小，但是涵蓋了空氣力學，結構材料學，動力學，物理化學等多學科多門類知識，操作培訓需要過程，一般是理論學習，電腦模擬練習，小型訓練無人機聯系，大軸距植保無人機空機操作，然后承載操作，先手動后自動。 6， 選擇什么種類的無人機：目前受國家規(guī)定的要求，無人機承載都很小，機型上分直升機，固定翼和多旋翼三類，動力上分電動，油動混動。關于油動，有市場不知道的內容就是，為了減輕重量，一般采用二沖程汽油機，在燃油中需要添加機油作為潤滑，

44、在飛行的時候會有強烈濃煙冒出，在水稻后期應用，在螺旋槳的巨大壓力下，煙霧會聚集在水稻上，水稻收獲后米飯中會有石油氣味。極大的降低產品品質。 7， 加盟合作后感覺飛機太小不能勝任工作怎么辦？這個也是各位擔心和關心的問題，我們有系列型號，加盟商在已經熟練操作后，可以申請在不改變機架結構，不改變操作系統(tǒng)基礎上，升級動力系統(tǒng)。好比聯合收割機買回后加鋼板，加后驅動，加出糧倉，加渦輪增壓系統(tǒng)一樣道理，如果問為什么出廠不這樣設計，不是我回答的問題。 8， 關于自動駕駛：飛機在手動操作熟練后，可以啟動飛機自動駕駛模式，但是目前使用的GPS導航不是我們國家開發(fā)的，現在大家都知道為什么汶川地震中解放軍航空兵的

45、直升機墜毀了，多么優(yōu)秀官兵犧牲，現在才知道，是因為有關國家在GPS上留有后面，在必要時候可以讓地圖偏移，知道為什么了吧？我們的北斗已經投入商業(yè)用途，但是尚未成熟，許多盲點，我們的導航駕駛系統(tǒng)采用了北斗和GPS雙系統(tǒng)，主動修正偏差，同時，我們經過有關單位許可。有屬于自己的地圖系統(tǒng)，國內獨一無二。 9， 為何要收取少量押金：因為交付的無人機，電池是通用的，地面站可以電話上網，是一部高級智能手機。遙控器可以設置其他玩具和應用，這樣全部免費送合作伙伴，雖然農業(yè)行業(yè)大家都是坦誠踏實的朋友，但是必要的防范我們還是必要的。 上圖是我們一期樣機，關鍵部件和控制系統(tǒng)采用原裝進口件 上圖是美國原裝機器，承載20公斤藥水。屬于需要申報航線，飛手需要駕照的最小油動飛機 目前市場銷售的，采用航模級別器材，國產控制系統(tǒng)。 江蘇私人購買的日本油動力雅馬哈無人機，承載10公斤，迷信自動化，不知道中國農田到處高壓線和鐵塔，不小心摔了，65萬的購買不知道去哪個株式會社售后了。