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    據(jù)相關統(tǒng)計顯示，截至目前為止，國內從事植保無人機的企業(yè)有200余家，其在2017年底的保有量應該在1萬架左右，潛力挖掘目前大概其實只有三成左右。作為一個擁有耕地面積20.25億畝、縣級行政單位2800多個的大國，以此推算，每個縣植保無人機擁有數(shù)量均不足4架。

    2017年9月18日農(nóng)業(yè)部、財政部、民航局聯(lián)合發(fā)文，主要針對安徽、湖南、廣東等6省市開展農(nóng)機補貼。2017年中央財政投入農(nóng)機購置補貼資金186億元，6省植保無人機試點工作的均在1000萬元以內。據(jù)估計，2018年植保無人機補貼試點范圍會擴大到全國60%以上的省市。

    農(nóng)業(yè)轉型“機”不可失，人口老齡化的加劇，政府對植保無人機發(fā)展的大力支持，均說明了其擁有廣闊的發(fā)展前景。但在“小荷才露尖尖角”的起始階段，仍有不少掣肘與障礙。在市場明朗的同時植保無人機領域還存在著亟待動刀的“病灶”，并非只是單純的技術問題，還有社會的、行業(yè)生態(tài)的等等一系列問題，錯綜復雜。

    植保無人機是具有一定技術含量的植保機械，必須人（管理者、作業(yè)者）—機（植保無人機）—劑（藥劑、助劑）—技（解決方案）“四融合”。目前植保無人機發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)還不健全，還需要政府職能部門、農(nóng)藥、助劑生產(chǎn)企業(yè)以及植保無人機生產(chǎn)企業(yè)共同來努力。

    人：

    植保無人機依然離不開人的操作和管理。盡管植保無人機智能化程度越來越高，如一鍵起飛，自主航線，智能噴灑等。但田間實際作業(yè)中由于種植結構復雜、地勢高低不平，田間電線、電桿等障礙物較多依然存在大部分田塊無法滿足全智能化作業(yè)的條件，手動操作的情況還大量存在。手動操作一方面受飛手的水平影響，存在重噴、漏噴的情況。

    另一方面手動操作效率不高，飛手的效益不高。通過近幾年的調查，普遍反應專業(yè)的植保服務組織和公司，均沒有成熟的贏利模式或者贏利的組織都較少。做為兼職型從事飛防服務的個人購機者都能有所贏利。

    主要原因是植保服務做為農(nóng)業(yè)中的一個環(huán)節(jié)，作業(yè)周期段，特別是北方小麥、玉米等作物，一季打藥次數(shù)僅1－2次，而每次作業(yè)的窗口期最多也就5－7天。專業(yè)的飛防服務公司雇用員工、購置設備，作業(yè)面積有限，據(jù)統(tǒng)計目前大量植保無人機年作業(yè)時間不超過50天以上，年作業(yè)面積大多在1萬畝以下，人員和設備閑置率較高，無法支撐整體運營。

    一些飛防服務組織根據(jù)作物種植時間不同，采取跨區(qū)作業(yè)的方式，增加作業(yè)時間。但目前看依然存在較大問題，無法實現(xiàn)最終贏利。跨區(qū)作業(yè)表面上看增加了作業(yè)機會，但跨區(qū)作業(yè)過程中受病蟲害發(fā)生情況、天氣以及與當?shù)胤N植戶的溝通等因素的影響，實際增加的作業(yè)面積并不多，而且跨區(qū)作業(yè)路費、住宿、吃飯等也是一筆較大的費用，在飛防服務費不增加的情況，收益相對本地作業(yè)大大減少。

    此外，飛防服務組織還存在管理方面的問題，如團隊外出作業(yè)，打了哪里的田塊打了，多少面積都無法掌握。某飛防服務組織就出現(xiàn)了飛手私自接單，并造成農(nóng)戶重大損失的事件。目前一些植保無人機企業(yè)開發(fā)了相應的管理軟件，飛手和團隊管理問題將會得到解決。

    機：

    目前全國植保無人機大約有300多家生產(chǎn)、組裝企業(yè)。但具有自主開發(fā)能力，了解植保作業(yè)需求的企業(yè)并不多。大部分生產(chǎn)企業(yè)由航模轉型而來，植保無人機主要通過簡單的拼裝而成，作業(yè)效率、效果相差較大。大多數(shù)植保無人機企業(yè)通過華麗的數(shù)據(jù)宣傳作業(yè)效率，把植保無人機包裝成為高大上的新型植保賺錢工具，而忽視的植保的根本是防治（預防）效果。實際上，不同的作物、不同的防治時期甚至不同的飛行參數(shù)，田間作業(yè)效果相差巨大。

    植保無人機分電動植保無人機和油動植保無人機。電動植保無人機的特點是無人機構造比較簡單，便于維護保養(yǎng)，機器整體重量較為輕便，轉場方便，尤其是復雜地形的作業(yè)。電動植保無人機可以適應較高海拔作業(yè)，目前測試的結果是在海拔4500米可以正常作業(yè)；缺點是電池成本較高，一般每天作業(yè)需要配備15—16塊（組）電池，一次性購買電池的成本大約需要15000—20000元，而且目前鋰電池續(xù)航時間還比較短，電池在反復200—300次的充電以后，電池是要報廢的，所以在電池的處理方面，如何減少對環(huán)境的污染也是一個問題。

    油動植保無人機的特點是燃料易取，直接動力成本低于電動植保無人機，因重量較大，所以同等載荷的植保無人機油動機型的風場更大，下壓效果更明顯。油動植保無人機的缺點是發(fā)動機維護過于復雜、發(fā)動機壽命一般在300小時以內，超過300小時則需要更換發(fā)動機，而且100個小時以內需要對發(fā)動機進行保養(yǎng)，過程也較為復雜；由于植保作業(yè)是低速作業(yè)，發(fā)動機依靠風冷散熱滿足不了散熱需求，在高溫高濕季節(jié)作業(yè)風冷油動植保無人機有明顯的不適應性，目前油動植保無人機大部分已經(jīng)更換為水冷發(fā)動機也僅是有所改善而已，沒有本質性解決散熱和發(fā)動機壽命問題。油動植保無人機由于依賴于空氣中的氧氣進行工作，所以對高海拔的作業(yè)環(huán)境難以勝任。油動植保無人機是目前所有植保無人機中操作難度最高的一種機型。

    植保無人機噴灑系統(tǒng)中噴頭主要有兩種，一種是離心噴頭，一種是壓力噴頭，其中壓力噴頭可分扇型噴頭和錐型噴頭。

    壓力噴頭通過液泵產(chǎn)生的壓力，使藥液通過噴嘴時在壓力作用下破碎成細小液滴，其成霧粒徑主要受噴嘴壓力及孔徑的影響。壓力噴頭的優(yōu)點是產(chǎn)生飄移較少（受風速以及飛行速度等因素影響），不易因溫度高、干旱等蒸發(fā)散失，壓力噴頭藥液在單位面積上能相對均勻分布，不均勻系數(shù)小。此外，噴灑系統(tǒng)相對構造簡單，成本較低。壓力噴頭目前無法通過遠程控制來調節(jié)泵的壓力改變噴霧粒徑，只能通過更換不同的孔徑大小的噴頭來進行調節(jié)，壓力噴頭不能做到慢飛少噴、快飛多噴。因此在起飛加速過程中以及地頭轉彎時，容易造成噴量較大，導致藥害的產(chǎn)生。

    離心噴頭通過電機帶動噴頭高速旋轉，通過離心力將藥液分散成細小霧滴顆粒，成霧粒徑主要受電機電壓的影響。離心噴頭的優(yōu)點是產(chǎn)生的霧滴粒徑更小，直徑相差不大，藥液霧化均勻，容易通過遠程控制噴灑流量和霧滴粒徑。離心噴頭的缺點是藥液相對容易飄失（這一點可以通過植保無人機的下壓風場來減少，這對植保無人機的構造以及風場的處理要求非常高），藥液在單位面積上均勻分布較差，不均勻系數(shù)大。

    有關研究表明，不同防治對象適合使用不同的霧滴粒徑。比如防治飛行類害蟲的殺蟲劑，霧滴大小10~50微米最佳，觸殺性除草劑100~300微米最佳。

    因此，不同的作物、不同的防治對象需要選擇不同的噴頭。壓力噴頭就需要更換不同的噴嘴。而離心噴頭則需要對電機的轉速進行調整，從而獲得不同大小的霧滴粒徑。總的來講，無論是壓力噴頭或者是離心噴頭都各有優(yōu)、缺點，只有正確、合理、科學使用，才能取得好的防治效果。

    隨著植保無人機近幾年的發(fā)展，智能化程度越來越高，大部分植保無人機基本能滿足植保作業(yè)的需求，但在噴灑系統(tǒng)的研究、設計方面還有很多工作需要做。

    技：

    植保無人機首先是植保工具，是為植保所服務，要求防治（預防）效果放在第一位。近幾年植保無人機負面新聞也較多，如新疆、河南、湖南等地都出現(xiàn)過植保無人機作業(yè)效果不好，飄移對周圍作業(yè)產(chǎn)生藥害，噴灑除草劑導致作業(yè)死亡等現(xiàn)象。植保無人機與傳統(tǒng)的施藥工具有很大不同，主要是噴灑濃度不一樣，常規(guī)噴灑大多稀釋倍數(shù)在500倍以上，而植保無人機大多稀釋倍數(shù)在50倍以下。對藥劑、助劑、噴頭類型以及防治適期都有了很大不同。

    湖南省農(nóng)作物病蟲害專業(yè)化防治協(xié)會和湖南中航飛防農(nóng)機專業(yè)合作社通過大量的田間實踐發(fā)現(xiàn)，同一種害蟲，不同農(nóng)藥、不同靶標、不同的藥液體濃度甚至害蟲的不同時期，飛防方案都有所不同。比如水稻預防稻縱卷葉螟、紋枯病等葉片為害的病蟲時，可采用扇噴頭，畝噴灑藥液量700~800ml能達到理想防效，甚至畝噴灑藥液量500ml同樣有效。

    但在防治二化螟、三化螟等鉆蛀性害蟲性必須加大田間藥液噴灑量。田間應用表明，二化螟、三化螟發(fā)生基數(shù)較小時，選擇適宜的藥劑，畝噴灑量2~3L可達到理想防治效果。當二化螟、鉆心蟲發(fā)生基數(shù)較大小，畝噴灑量需要調整到3L以上才能有較好的防治效果。

    水稻褐飛性發(fā)生嚴重時，必須采用漿下噴頭，才有較好的穿透力，藥液才能通過風場作用壓到水稻莖基部，從而防治徹底。噴灑除草劑時，不同的雜草密度飛行的速度和畝噴灑量也需要根據(jù)田間情況進行調整。水稻不同的生長期，如分蘗期、孕穗期、齊穗后，飛行的參數(shù)也必須結合病蟲害發(fā)生的情況進行科學調整。

    植保飛防通常可分高桿作物（如玉米、甘蔗等）和低桿作物（如水稻、小麥等），高桿和低桿作物又需要分別對待，如水稻、玉米、甘蔗、小麥屬于平面作物，宜采用扇形噴頭。煙草、蘋果、柑桔等屬于冠狀作物，宜采用漿下錐型噴頭。

    植保飛防是個系統(tǒng)工程，必須因地形、因作物、因病蟲草害發(fā)生情況、因藥劑性能以及植保無人機的特點，制定合理、科學的飛行參數(shù)，從而達到理想防治效果。

    劑：

    由于植保飛防使用的藥液濃度大，要求高濃度藥劑不僅對作物安全和高效，而且還需要充分考慮其毒性以及環(huán)境安全性，充分評估其施藥安全性和風險。要求農(nóng)藥成分具有活性高、廣譜、低毒、低殘留、畝用量少、具有內吸傳導性、不易產(chǎn)生藥害、對作物安全等。

    在藥劑組合選擇上，應根據(jù)有效成分本身特性，結合作物病蟲害發(fā)生規(guī)律，重點關注有效成分的持效期，混用后不應對農(nóng)作物產(chǎn)生不良影響，避免藥害的產(chǎn)生，同時避免有效成分間的負交互抗性。由于飛防用藥液濃度高，需要選擇能夠高濃度稀釋而不容易堵塞噴頭的制劑，并且在一定時間內不發(fā)生分層、析出和沉淀。對于含有有機溶劑的制劑，則要求有機溶劑低毒和密度較大。另外，對于2種以上不同制劑混合時，相容性要好，事先做好配伍性試驗并在使用時進行2次稀釋。

    植保無人機噴灑有一定高度，在風的作用下80～400μm的霧滴容易飄失，不僅造成防效低而且會造成藥害和污染，所以要求飛防藥劑具有抗揮發(fā)和飄失的性能，如果藥劑抗飄失性能差，可以加入專用的飛防助劑或設置不施藥緩沖區(qū)。沉積性能好，要求霧滴滴在植物表面是點狀分布，而且在植物表面粘附性能好，從而提高農(nóng)藥利用率。

    植保無人機的飛速發(fā)展的同時，植保飛防藥劑還停留在常規(guī)施藥狀態(tài)。截止目前還沒有植保飛防專用藥劑登記。盡管有一些企業(yè)登記了超低容量液劑(ULV)，但也只能說明該劑型適合于飛防，而并非真正意義上的飛防產(chǎn)品，其登記材料、試驗方案均按常規(guī)噴霧進行，實際登記結果也是常規(guī)噴霧藥劑。目前植保無人機施藥質量評價標準、藥效評價體系、作業(yè)技術規(guī)程、飛防藥劑田間試驗標準、飛防藥劑登記條例、毒性、環(huán)境、殘留評價體系都還需要建立和不斷完善。

    植保無人機要想立足于長遠發(fā)展，依然還存在三大關鍵問題：第一售后服務能力與市場發(fā)展速度不匹配；第二配套植保技術包括藥劑和方案都如何實現(xiàn)與植保無人機的完美匹配。在這一點上，藥劑廠商、植保服務人員、相關院所、無人機廠商等目前都沒有可借鑒的方案，而這一點恰恰是影響植保無人機作業(yè)效果的關鍵所在；第三當下的無人機植保仍不夠“無人”，每臺機器都需要配備有2－3個人來配合操作，人工成本占比達40%以上，剩余價值不高，植保飛防如何贏利依然是一個問題。

    植保無人機運營成本高，主要成本和費用構成為購機成本（折舊）、電池成本、運載車輛、維修成本以及跨區(qū)作業(yè)食宿費用等，運營成本從財務角度來分析要折合6.6萬元/年，且不包括辦公場所費用、人員管理費用（見表1）。

    組建一個可以作業(yè)的機組（實際上一臺機子，不能說是一個機組）最低固定投入16.1萬元，每年運營成本約6.6萬元，食宿按1元/畝核算，每臺機子按年作業(yè)量1萬畝核算，每畝收費12元，毛收入為12萬元。12萬元減去運營成本6.6萬元和1萬元食宿費用，純收入4.4萬元/臺機子，一臺機子通常要2－3人，每人每年純收入僅1.63－2.2萬元。

    植保無人機贏利模式和生存生態(tài)是每一位從事飛防事業(yè)人都要考慮和面臨的問題，筆者認為植保無人機生存模式不會單一，而會多種形態(tài)出現(xiàn)。

    1.專業(yè)植保公司：專業(yè)植保公司對本地種植結構、病蟲草害發(fā)生規(guī)律、農(nóng)藥、助劑性能有比較深入的了解，針對農(nóng)戶開展全程植保飛防服務。湖南水稻產(chǎn)區(qū)從4月份到10月份都具有作業(yè)機會。如湖南中航飛防農(nóng)機專業(yè)合作社按2000畝進行一個機組（一臺車、二名飛手、三臺植保無人機）的配備，日平均作業(yè)量為600畝/機組，一個作業(yè)期3－4天即可完成，可以滿足水稻全程病蟲草害防控的需要。

    通過早、中、晚稻的合理搭配（作業(yè)次數(shù)可達12－14次，每次3－5天，年作業(yè)天數(shù)可達36－60天），每個機組僅水稻的年作業(yè)量可以達到2萬畝次以上（水稻作業(yè)費為12元/畝，客戶負責中餐）。目前合作社給機組人員（只限機手）購買了養(yǎng)老保險、醫(yī)療保險，并實行作業(yè)費全額發(fā)放，即收農(nóng)戶多少錢，給機組發(fā)放多少錢，這樣極大的保障了機組的積極性和穩(wěn)定性，每個機組年毛收入在24萬元以上。另外，合作社提供住宿、晚餐和作業(yè)期間車輛加油，大大減輕了機組的負擔和運行成本。

    合作社利潤來源為藥劑、助劑的差價。合作社采用跟農(nóng)藥、助劑生產(chǎn)企業(yè)直接合作方式，大大減少了農(nóng)資流通中間環(huán)節(jié)，大大降低了農(nóng)資采購成本。以水稻莖葉除草防除藥劑為例，農(nóng)戶自行采購需要44元/畝（種植大戶價格），而合作社直接跟廠家對接，結合立體防控技術，畝藥劑成本僅需12－18元/畝（不同草相、草齡，成本有所不同），合作社按40元/畝包工包藥給農(nóng)戶噴灑，農(nóng)戶非常受歡迎。

    通過科學的用藥，一方面大大減少了農(nóng)藥使用量，另一方面也降低了農(nóng)戶的種植成本。同時合作社也有比較豐厚的利潤空間，合作社在運營4年期間，以良好的運營模式和過硬的技術水平，在未享受國家任何補貼的情況下，依然有強勁的生命力和良好的發(fā)展趨勢，4年來未發(fā)生一起植保事故。2016年合作社水稻全程植保飛防作業(yè)面積達6萬畝次，實現(xiàn)純利潤40萬元。截止2017年8月合作4個機組已累計完成作業(yè)15萬畝次，實現(xiàn)純利潤50多萬元。

    2.種植大戶：隨著植保無人機補貼范圍的擴大以及補貼力度的增加，種植大戶也將會成為植保無人機的主要購買者。以湖南水稻為例，一個種植500畝的大戶，僅按種一季稻計算，除草、病蟲害防治，作業(yè)次數(shù)可達5次以上，累計作業(yè)面積有2500畝次。以目前10－12元的作業(yè)收費計算，一年植保飛防作業(yè)費在25000－30000元左右。目前植保無人機整機購買成本約5萬元左右，國（省）補16000元，實際購機成本約3萬多元。僅服務自己的農(nóng)田基本上一年可收回投資。種植大戶購買植保無人機的優(yōu)勢是沒有額外的人工成本，無須增加購置運載工具成本。

    3.農(nóng)事服務個人：盡管大多數(shù)省份出于安全考慮對個人購買植保無人機不予以補貼，但實際情況是個人購買植保無人機從事植保飛防作業(yè)是當前普遍贏利的群體。個人購買植保無人機沒有管理成本，由于植保無人機為自行購買，使用通常比較愛惜，人為故障率不高，維修成本低。

    以目前1臺機植保無人機年作業(yè)能力1萬畝次計算，年收入可達10－12萬元左右。但這部分收入是包括了運載工具、購機成本、維修成本以及電池成本，實際純收入因人而異。未來，隨著植保無人機的普及，競爭環(huán)境的惡化，筆者認為以單一以植保作業(yè)為服務主體的個人生存空間會越來越小，這部分群體一方面可以向旋耕、插秧、收割綜合農(nóng)事服務轉型，另一方面可以向植保飛防服務轉型（即包藥包打模式）。

    植保無人機真正要用于農(nóng)業(yè)，造福于百姓。其實路還遙遠。幾年前我們就說過，植保無人機要飛起來，就如同汽車上路一樣，需要法規(guī)、紅綠燈、加油站、駕校、交警、4S店等。誰說植保無人機是最好的施藥機械？傳統(tǒng)噴灑工具農(nóng)藥利用率是36%左右，64%流失到土壤和水中去了。目前植保無人機利用率最多也不過40%，還有60%左右會飄失到空氣中。歷史證明批判者，才是真正熱愛這個行業(yè)的人。