《農(nóng)業(yè)植保無人機前景報告》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《農(nóng)業(yè)植保無人機前景報告（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、農(nóng)業(yè)植保無人機資料 1. 國內(nèi)農(nóng)植現(xiàn)狀 植物保護涉及我國糧食安全、食品安全、生態(tài)安全和農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)、農(nóng)民豐收，在我國農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)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(nóng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展做出巨大貢獻。 雖然高效機械化防治技術(shù)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、玉米等高稈作物，由于其特殊種植模式 和作物特性，

2、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(xiàn) 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(nóng)藥噴灑成為我國糧生產(chǎn)過程中勞動強度最高、 作業(yè)次數(shù)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(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移到城市， 同時伴隨人口老齡化問 題， 農(nóng)業(yè)勞動力的日益短缺、 勞動力成本不斷攀升， 農(nóng)作物病蟲害防治已成為目前制約我國 主要糧食生產(chǎn)的主要瓶頸。 由于我國土地資源不足， 東北平原、 西北、 華

3、北平原大規(guī)模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(yīng)其病蟲害 防治要求。 由于需要專用的農(nóng)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(nóng)用輕型無人機施藥技術(shù)裝備與服務(wù)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(lǐng)域 本項目研究內(nèi)容符合《國家中長期科學和技術(shù)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(chǎn)能力規(guī)劃”和“糧食豐產(chǎn)工程”的要求；符合中央 一號文件“加快推進農(nóng)業(yè)機械化”的要求； 符合農(nóng)業(yè)

4、部“關(guān)于推進農(nóng)作物病蟲害專業(yè)化防治的意 見”精神；符合我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。 無人機施藥技術(shù)裝備與服務(wù)體系研究是《綱要》農(nóng)業(yè)領(lǐng)域重點發(fā)展方向。符合多功能 農(nóng)業(yè)裝備與設(shè)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(nóng)藥創(chuàng)制和生態(tài)農(nóng)業(yè) 優(yōu)先主題中高效安全的有害生物綜合防治技術(shù)； 符合農(nóng)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(shù)系統(tǒng)。 貫徹落實中央一號文件關(guān)于農(nóng)業(yè)機械化與現(xiàn)代化的精神， 把保障國家 糧食安全作為首要任務(wù)， 把提高土地產(chǎn)出率、 資源利用率、勞動生產(chǎn)率作為主要目標， 把農(nóng) 機農(nóng)藝結(jié)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(gòu)建精準、優(yōu)質(zhì)、 高

5、效、生態(tài)、安全的無人機施藥技術(shù)服務(wù)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，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(nóng) 業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展。據(jù)國家農(nóng)業(yè)部 2010 年統(tǒng)計，全國農(nóng)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(shù)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(jīng)嚴重國 家糧食安全，破壞農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。 無人機施藥作

6、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(shù)為解決了突發(fā)性大面積病蟲害防控 難題提供了全新的技術(shù)與裝備。 1.3 是我國土地經(jīng)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(fù)雜， 民房耕地交織，經(jīng)營模式以一家一戶的聯(lián)產(chǎn)承包責任制為主，土地的分散經(jīng)營、小塊經(jīng)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(nèi)的大 型施藥機

7、具難以適應(yīng)其病蟲害防治要求， 在很大程度上限制了農(nóng)業(yè)機械化實施。 無人機施藥 技術(shù)裝備無需專用機場和跑道， 靈活輕便、 環(huán)境適應(yīng)性強、 不受作物長勢和作業(yè)田塊條件的 限制， 在應(yīng)對小區(qū)域種植作物的病蟲害防治中有著巨大優(yōu)勢。 發(fā)展無人機施藥技術(shù)裝備， 是 解決制約我國南方分散經(jīng)營模式下， 病蟲害機械化防治的瓶頸問題， 是我國土地經(jīng)營模式下 的必然選擇。 2、需求分析 當前， 國際經(jīng)濟形勢復(fù)雜嚴峻， 全球氣候變化影響加深， 我國農(nóng)作物病蟲害防治壓力加 大，農(nóng)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(shù)與裝備研發(fā)， 確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定的任務(wù)更加艱巨。 開展高效低污染安

8、全的無人機施藥技術(shù)裝備與服務(wù)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(wù)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，對突發(fā)性大 面積病蟲災(zāi)害控制， 緩解農(nóng)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(xiàn)農(nóng)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(nóng)業(yè)勞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(zhì)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(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移到城市， 同時伴隨人口老齡化問題， 導致農(nóng)業(yè)勞動力的日益短 缺、勞動力成本不斷攀升。據(jù)調(diào)查， 96% 的農(nóng)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(shù)裝

9、備替代手動和背負式藥械，緩解農(nóng)村勞動力短缺。 而且隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的步伐不斷往前推進， 要求用現(xiàn)代的物質(zhì)裝備來改造農(nóng)業(yè)， 普遍實 現(xiàn)了機械化和自動化以及信息化，科技在農(nóng)業(yè)進步中的作用越來越凸顯，推 動農(nóng)業(yè)由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變。 無人機施藥技術(shù)與裝備作業(yè)效率高， 勞動力投入少， 符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展要求。 高效的新 型航空施藥技術(shù)與裝備的應(yīng)用， 恰恰體現(xiàn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的要求， 真正做到勞動力投入少， 解決 當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè) 的轉(zhuǎn)型有著積極意義。 2.2 病蟲害專業(yè)化防治的必然需求 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型已進入新的發(fā)展階段， 正

10、在從千家萬戶的小農(nóng)經(jīng)濟向區(qū)域化種植作業(yè)轉(zhuǎn) 變， 急需發(fā)展防治農(nóng)作物病蟲害的專業(yè)化施藥隊伍， 如各地出現(xiàn)的“機防隊”和“施藥專業(yè)戶” 等。 但施藥專業(yè)戶的施藥設(shè)備多為人力攜帶的背負噴霧機具， 單臺施藥設(shè)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(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需求不符。 農(nóng)無人機施藥技術(shù)是以航空、 信息、 生物和農(nóng)業(yè)裝備為支撐點的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)系統(tǒng)， 具 有作業(yè)效率高，突擊能力強，機動性好，適應(yīng)性強等優(yōu)點。滿足專業(yè)化防治對精準、高效施 藥技術(shù)與裝備迫切需求，適于消滅暴發(fā)性病蟲害，符

11、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?lián)Q代，促進政策、法規(guī)和相關(guān)標準的研究、制定， 提升機動施藥裝備的 技術(shù)水平具有重大意義。 是實現(xiàn)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(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)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(nóng)業(yè)科技和物質(zhì)裝備水平還不高，農(nóng)業(yè)科技研發(fā)和創(chuàng)新能力不強，技術(shù)集成度 不高，“十五”期間科技進步對農(nóng)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(chǎn)業(yè)的研究基礎(chǔ)比較薄弱，植保機械行業(yè) 240 余家生產(chǎn)企業(yè)中，多數(shù)企業(yè)規(guī)模小，技

12、術(shù)力量缺乏，產(chǎn)品技術(shù)含量較低 ,缺乏核心競爭 力， 制約了我國植保機械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 新型無人機施藥技術(shù)裝備， 是在傳統(tǒng)植保裝備的基礎(chǔ) 上，集成了超低空低量施藥技術(shù)、施藥裝備平臺技術(shù)、現(xiàn)代航空技術(shù)、 GPS 導航技術(shù)、數(shù) 字信息技術(shù)以及現(xiàn)代自動控制技術(shù)的高技術(shù)產(chǎn)品。 對于加大科技進步對農(nóng)業(yè)的貢獻， 提高我 國植保機械領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力， 增強產(chǎn)品核心競爭力和農(nóng)業(yè)抗風險能力具有積極的促進作 用。 2.4 農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然需求 我國的農(nóng)藥生產(chǎn)已取得長足發(fā)展， 但因施藥技術(shù)和施藥設(shè)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(shù)和設(shè)備盛行， 農(nóng)藥有效利

13、用率有的不足 30%,每年噴灑出去農(nóng)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(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留超標等問題。 無人機施藥采用低容量噴霧技 術(shù)替代粗放的大容量噴霧技術(shù)，采用高精度 GPS 的農(nóng)用無人機的自動導航技術(shù)，實現(xiàn)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(zhì)量， 可把農(nóng)藥有效利用率提 高到 35% 以上；通過本項目的實施，實現(xiàn)農(nóng)藥的減量、精確、高效、合理的使用，降低農(nóng) 業(yè)生態(tài)環(huán)境污染，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，符合“建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，發(fā)展循環(huán)經(jīng) 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

14、用、再循環(huán)”的循環(huán)經(jīng)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(nóng)業(yè)的技術(shù)支撐。 3. 項目實施產(chǎn)生的重大經(jīng)濟、社會效益 3.1 . 經(jīng)濟效益分析 首先，農(nóng)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(shù)，可節(jié)約農(nóng)藥 20% ，每年可產(chǎn)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(shù)，提高了防治效果，使得 農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、 質(zhì)量提高。 而高效的農(nóng)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，為國家挽回巨大的糧食損失，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。 3.2 社會

15、效益分析 農(nóng)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(nóng)業(yè)勞動力 日益短缺、 勞動力成本不斷攀升與我國現(xiàn)代農(nóng)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(nóng)業(yè)施藥作業(yè)勞動力短缺與農(nóng)業(yè)發(fā)展之間的矛盾。 探索規(guī)?；?、 社會化無人機航空 病蟲害防治的區(qū)域經(jīng)營模式， 以及植保、 農(nóng)機等多部門聯(lián)合的無人機航空病蟲害防治技術(shù)與 裝備推廣機制， 最終提出包括技術(shù)推廣、 技術(shù)指導、 規(guī)?；瘧?yīng)用的無人機航空施藥裝備推廣 使用體系，構(gòu)建完善的新型服務(wù)體系，加速我國農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型。 隨著航空施藥技術(shù)的發(fā)展， 將帶動新型藥劑產(chǎn)業(yè)和航空施藥裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， 這新型產(chǎn) 業(yè)

16、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(wù) 1. 戰(zhàn)略目標 本項目根據(jù)國家對經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃中對主要農(nóng)作物病蟲害專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治， 加快推 進農(nóng)業(yè)機械化需求， 圍繞糧食生產(chǎn)中對高效施藥機械產(chǎn)品的重大需求， 針對我國目前施藥技 術(shù)落后、農(nóng)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(guān)鍵問 題， 開展農(nóng)業(yè)輕型無人機施藥技術(shù)裝備與服務(wù)體系研究， 突破高效低污染安全航空施藥技術(shù)、 高效穩(wěn)定的施藥搭載平臺技術(shù)、 施藥作業(yè)過程自動控制技術(shù)、 精準施藥技術(shù)等核心技術(shù)， 切 實提高農(nóng)藥的有效利

17、用率、減少農(nóng)藥使用量， 解放勞動力，降低農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染，實現(xiàn)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(shù)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(nóng)業(yè)的建設(shè)提供必要的技術(shù)支撐和保障。 2. 具體任務(wù)指標 （ 1 ）突破無人駕駛輕型農(nóng)用直升機平臺技術(shù)； （ 2 ）完成無人駕駛輕型農(nóng)用直升機平臺與施藥裝備； （ 3）完成無人駕駛輕型農(nóng)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.

18、1 航空施藥安全性評估 農(nóng)業(yè)航空作業(yè)相對地面機具作業(yè)而言有著更復(fù)雜的農(nóng)藥沉積與 飄移規(guī)律， 從標靶上飄 移的農(nóng)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(nóng)藥、 降低防治效果， 增加 防治次數(shù)、 相鄰地塊的敏感作物受損、過量噴藥、 農(nóng)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(chǎn)生不良的影響。為降低農(nóng)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(fù)雜關(guān)系，評估施藥安全性，制定措施，減 少農(nóng)藥對生態(tài)的污染。 3.2 精準施藥控制系統(tǒng)研究 根

19、據(jù)農(nóng)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(shù)， 針對 我國的無人機平臺，研究設(shè)計開發(fā)新型的精準施藥系統(tǒng)與 GPS 導航系統(tǒng)，實現(xiàn)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(xiàn)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(shù)， 完成變量控制、 無線電通訊、 信號處理、 功率分配等模塊化設(shè)計，實現(xiàn)施藥 裝備遠程變量控制與工作參數(shù)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(xiàn)自動規(guī)劃農(nóng)田邊界、 自動

20、規(guī)劃飛行航路、 測算農(nóng)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(nóng)用直升機平臺 目前我國的農(nóng)用無人機平臺絕大多數(shù)是由軍工、 航拍、 測量等各個領(lǐng)域轉(zhuǎn)換而來， 具有 高空、高速、長遙控距離的特點，而農(nóng)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(nèi)使用頻繁， 操作人員素質(zhì)參差不齊， 還需要解決無人機耐用性、 操作簡易性 及經(jīng)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(nóng)業(yè)適應(yīng)性研究改造， 使之能夠更好 的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)植保。 無人機超低空飛行，首先， 由于

21、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(shù)值波動劇烈，目前我國的無人機平臺，多數(shù)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(chǎn)生整體漂移。本 課題擬以消減地面效應(yīng)影響， 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(diào)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(diào)整，人工培訓僅無人機操作上就需 要經(jīng)歷軟件模擬——航模練習——真機操控 3 個階段，培訓周期歷時

22、 3 個月，另一方面， 我國飛機農(nóng)業(yè)作業(yè)人員素質(zhì)參差不齊， 無法在短時間內(nèi)達到專業(yè)人員水平。 因此， 本課題針 對以上情況， 結(jié)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(xiàn)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(nóng)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

23、灑的超低量農(nóng)藥劑型。 三、相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及國內(nèi)現(xiàn)有工作基礎(chǔ) 1. 國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢與現(xiàn)狀、專利等知識產(chǎn)權(quán)及相關(guān)技術(shù)標準情況分析 1.1 . 國外農(nóng)業(yè)航空現(xiàn)狀及趨勢 農(nóng)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(xiàn)為： 農(nóng)業(yè)航空施藥作業(yè) 是農(nóng)業(yè)航空服務(wù)最主要的作業(yè)項目， 農(nóng)用航空裝備齊全， 技術(shù)相對成熟， 培訓服務(wù)體系完善， 相關(guān)規(guī)范健全，農(nóng)業(yè)航空作業(yè)比重大。 1.1.1 航空施藥與服務(wù)體系是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組成 美國航空施藥作業(yè)規(guī)范齊全，相關(guān)的法律法規(guī)健全， 航空施藥設(shè)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，

24、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(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展， 一些不同類型的精準農(nóng)業(yè)技 術(shù)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(chǎn)專家管理系 統(tǒng)和新類型的裝備及部件， 也逐步應(yīng)用于農(nóng)業(yè)航空， 這些精準農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用， 提升了美國 農(nóng)業(yè)航空技術(shù)水平，必將進一步加大農(nóng)業(yè)航空在其農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用比重。 日本農(nóng)業(yè)耕地面積 470 萬公頃，農(nóng)業(yè)航空作業(yè)面積 253 萬公頃，其中農(nóng)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

25、 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(nóng)用無人機進行病蟲害防治。日本目前用于農(nóng)業(yè) 方面的無人機， 以 YAMAHA RMAX 系列為主， 每小時可噴灑農(nóng)藥 7— 10 公頃， 一架 RMAX 每天可噴灑農(nóng)藥 80 公頃。采用農(nóng)用無人駕駛輕型直升飛機進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已成為發(fā)展趨勢之 一。在農(nóng)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(nóng)藥制劑，目前在冊 登記的專用農(nóng)藥已達 150 余種。 1.1.2 農(nóng)業(yè)航空呈現(xiàn)不同的發(fā)展模式 現(xiàn)在世界上通用飛機多達 33. 6萬架，每年作業(yè)面積近 40

26、00萬h,我國只占其1%°。 全世界已有農(nóng)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(shù)百架。經(jīng)農(nóng) 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)?；?jīng)營， 促進了美國農(nóng)業(yè)航空的快速發(fā)展， 使其成為農(nóng)業(yè) 航空技術(shù)最先進的國家?，F(xiàn)擁有農(nóng)用航空公司 20

27、00 多家，農(nóng)用飛機近萬架（實際在用的飛 機大約為 4000 架） ，在冊的農(nóng)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(jù)美國全國農(nóng)業(yè)航空協(xié)會 （ NAAA ）提供的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)中， 25% 都是采用空中作業(yè)完成的，主要是谷物生 產(chǎn)和病蟲害防 1.1.3 具有完善的航空施藥技術(shù)裝備與服務(wù)體系 國外不斷完善航空施藥技術(shù)裝備與服務(wù)體系， 具體表現(xiàn)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(wù)領(lǐng)域廣，航空作業(yè)質(zhì)量標準詳細，而且農(nóng)業(yè)航空 相關(guān)的法律法規(guī)齊全。 農(nóng)業(yè)航空

28、是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要手段， 飛機可以播種、 施肥和防蟲等作業(yè)， 所從事農(nóng)業(yè)航空 植保作業(yè)的人員必須持證上崗，美國農(nóng)業(yè)飛機必須符合美國聯(lián)邦航空局（ FAA） 137 部的要 求。具有完善的農(nóng)業(yè)航空隊伍建設(shè)體系。美國約有 1625 家公司從事農(nóng)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(nóng)業(yè)飛機和航空材料生產(chǎn)廠家有 500 多個。 日 本目前從事農(nóng)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(wù)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(nóng)場主只需要支付服務(wù)費，除草、防蟲、防病

29、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(wù)協(xié)調(diào)制度、作業(yè)服務(wù)合同管理制度等。 1.2 國內(nèi)農(nóng)業(yè)航空現(xiàn)狀及趨勢 我國航空噴灑設(shè)備的研究和應(yīng)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(nóng)場從事農(nóng)業(yè)航空工作。 大多以通用的農(nóng)業(yè)航空噴灑為主， 如在大面積 的墾區(qū)和農(nóng)場運用國產(chǎn)的“農(nóng)業(yè) 5”， “Y5B”， “Y11 ”等固定翼機型進行農(nóng)業(yè)航空作業(yè)， 到了九十年 代出現(xiàn)了專門為超輕型飛機配套設(shè)計的 3WQF 型農(nóng)藥 場和跑道，很難適應(yīng)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(chǎn)的主要形式， 無人機不受起降 場地

30、限制， 適應(yīng)與小規(guī)模種的丘陵山區(qū)， 因此， 近些年無人機施藥技術(shù)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(nèi)現(xiàn)有工作基礎(chǔ) 近幾年來， 農(nóng)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(shù)及規(guī)范和無人機平臺技術(shù)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(shù)與服務(wù)體系不斷發(fā)展與完善， 科 研力量與科研平臺不斷加強。 經(jīng)歷了從懸浮劑、微乳劑、水 航空專業(yè)噴霧制劑研究已經(jīng)起步。航空噴霧制劑研究中， 劑到油劑的研究方式轉(zhuǎn)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。

31、已經(jīng)有兩 個超低容量制劑品種在我國登記注冊。 四、技術(shù)、經(jīng)濟效益、推廣應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化前景 1 . 技術(shù)效益分析 在技術(shù)上， 通過開展低空低量施藥技術(shù)、 航空施藥飄移控制技術(shù)、 飄移檢測及安全評估 研究， 創(chuàng)制農(nóng)業(yè)輕型無人機施藥技術(shù)裝備，建立農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)服務(wù)體系。為水田、 高桿 作物病蟲防治提供技術(shù)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(nèi)航空靜電噴霧技術(shù)及裝備的缺陷， 降低農(nóng)藥使用量， 提高病蟲害 防治水平。 通過航空噴嘴模型、 飄移預(yù)測模型、航空噴灑質(zhì)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

32、技術(shù)服務(wù)體系，服務(wù)于我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。 2 . 經(jīng)濟效益分析 2.1 作業(yè)經(jīng)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X500 畝/天X90天=225000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 225000畝次X6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X200 畝/天X90天=54000畝次；每次施藥作業(yè)按照均價 6元/ 畝計算，則使

33、用無人機 5年，可獲得作業(yè)收入 54000畝次X6元/畝=32.4萬元。 2.2 節(jié)省農(nóng)藥經(jīng)濟效益分析 單架飛機作業(yè)每畝可節(jié)省農(nóng)藥 20% 即 2 元 /畝，則 5 年共可節(jié)?。?225000 畝次 +54000 畝次）X2元/畝=55.8萬元。 2.3 企業(yè)生產(chǎn)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： 單架油動無人機施藥裝備， 50萬元/套，50萬元/套X1000套X20%=1.0億元； 單架電動無人機施藥裝備， 10萬元/套，10萬元/套X1000套X20%=2000 萬元； 2.4 新型藥劑生產(chǎn)銷售效益分析 開發(fā)的新型航空超低量藥劑，每

34、畝次按照 150ml ，每百毫升按照 10 元計算，年需求 （225000 畝次+54000 畝次）X150ml/畝次X10 元/100=418.5 萬元 2.5 其他經(jīng)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(shù)，提高 了防治效果，使得農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)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(nóng)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(nóng)業(yè)勞動力 日益短缺、 勞動力成本不斷攀升與我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的矛盾將越來越激化。 開展新型施藥技 術(shù)創(chuàng)新研究和農(nóng)藥高效利用的現(xiàn)代航空施藥裝備的研發(fā)，

35、加速科技成果轉(zhuǎn)化， 對提高我國施 藥技術(shù)與裝備的總體水平， 緩解農(nóng)業(yè)施藥作業(yè)勞動力短缺與農(nóng)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(wù)體系，促進向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)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(chǎn)區(qū)社會、 自然條件、 生產(chǎn)經(jīng)營組織模式與規(guī)模、 農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣體系現(xiàn)狀的調(diào)查和 分析， 找出影響無人機航空施藥技術(shù)與裝備推廣的主要技術(shù)、 經(jīng)濟與制度因素， 研究各類無 人機施藥裝備的最佳經(jīng)濟規(guī)模與需求主體的經(jīng)營特征， 探索規(guī)?；?社會化無人機航空病蟲 害防治的區(qū)域經(jīng)營

36、模式， 以及植保、 農(nóng)機等多部門聯(lián)合的無人機航空病蟲害防治技術(shù)與裝備 推廣機制， 最終提出包括技術(shù)推廣、 技術(shù)指導、 規(guī)模化應(yīng)用的無人機航空施藥裝備推廣使用 體系，構(gòu)建完善的新型服務(wù)體系，加速我國農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型。 3.3 提高糧食品質(zhì)，保證糧食安全 農(nóng)藥施藥技術(shù)與裝備涉及糧食安全、 食品安全、生態(tài)安全和農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)、 農(nóng)民豐收， 在農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)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(nóng)藥有效利用率， 減少 農(nóng)藥使用量，控制和逐步降低農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染， 提高農(nóng)產(chǎn)品、食品的安全質(zhì)量水平， 是農(nóng) 業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。 4 ．推廣應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化前景 從防治面積上來看，

37、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(chǎn)區(qū)主要在南方地區(qū)及田塊面積較小， 地形也較為復(fù)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(xiàn)， 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(shù)據(jù)顯示，我國農(nóng)機作業(yè)服務(wù)組織 16.56 萬個。 其中：擁有農(nóng)機原值 20 萬 -50 萬元（含 20 萬元）的 4.21 萬個，擁有農(nóng)機原值 50 萬元（含 50 萬元）以上的 8

38、704 個。農(nóng)機戶 3833 萬個 , 其中：擁有農(nóng)機原值 20 萬 -50 萬元（含 20 萬元）的 34.34 萬個，擁有農(nóng)機原值 50 萬元（含 50 萬元）以上的 3.289 萬個。加上植保 站與農(nóng)藥企業(yè)，數(shù)量還會增加，這些都是使用先進 科技和生產(chǎn)手段的主要力量。 據(jù)有關(guān)資料顯示，日本從 20 世紀 90 年代就開始了現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)航空植保裝備的研發(fā)， 日本每 1 臺農(nóng)業(yè)植保無人機的產(chǎn)品報價為 80 萬人民幣， 而本項目研發(fā)的系列產(chǎn)品價格只有 國外產(chǎn)品報價的1/5?1/4。我國目前擁有基本農(nóng)田 18億畝，由此農(nóng)業(yè)植保無人機現(xiàn)每年至 少有 2 萬架的市場需求，市場潛力巨大，前景

39、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)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(chǎn)區(qū)主要在南方地區(qū)， 田塊面積較小且地形較為復(fù)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(nóng)業(yè)植保作業(yè)機的效率是 500 畝 /天架（農(nóng)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(nóng)藥噴灑中毒事件的發(fā)生可能。 日本目前有 2300 多架農(nóng)業(yè)植保

40、無人機在從 事農(nóng)業(yè)作業(yè)，是世界上無人機農(nóng)業(yè)應(yīng)用的典范。隨著中國城市化進 程的加快， 農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)發(fā)展趨勢， 人口老齡化導致農(nóng)村勞動力迅速下降， 同時農(nóng)民的生活 水平有得以持續(xù)提高等因素， 高效的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代航空技術(shù)是必然發(fā)展趨勢， 預(yù)計農(nóng)林植保無人 機領(lǐng)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(mào)組織，經(jīng)過熟化后的關(guān)鍵技術(shù) 設(shè)備可以質(zhì)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(chǔ)上進一步改進提高，然后小批量試產(chǎn)，最后批量生產(chǎn)，同時 采取訂單生產(chǎn)和“零庫存”的經(jīng)營

41、方略。 5.2 政策風險 農(nóng)藥施用技術(shù)與裝備涉及我國糧食安全、食品安全、生態(tài)安全和農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)、農(nóng)民豐收， 在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用。 提高農(nóng)藥有效利用率， 減少農(nóng)藥使用量， 控制和逐 步降低農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染， 提高農(nóng)產(chǎn)品、 食品的安全質(zhì)量水平， 是農(nóng)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(nóng)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(nóng)” ， 也是新中國成立以來中央文件首次對農(nóng)業(yè)科技進行全面部署。 文件特別要求加快農(nóng)業(yè)機 械化建設(shè)及布局，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)機械集成技術(shù)、節(jié)本增效、推動規(guī)模經(jīng)營的重要作用， 不斷 拓展農(nóng)機作業(yè)領(lǐng)域，提高農(nóng)機服務(wù)水平。加大信貸支持力度，鼓勵種養(yǎng)大戶、農(nóng)機大戶、農(nóng) 機合作社購置大中型農(nóng)機具。 落實支持農(nóng)機化發(fā)展的稅費優(yōu)惠政策， 推動農(nóng)機服務(wù)市場化和 產(chǎn)業(yè)化。 精品資料 Welcome To Download !!! 歡迎您的下載，資料僅供參考！