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設(shè)備與工具
上世紀(jì)80年代以來，國際上農(nóng)業(yè)航空植保迅速發(fā)展，目前，美國每年農(nóng)業(yè)航空植保作業(yè)面積占總耕地面積的50%；日本每年航空植保作業(yè)面積為250～300萬公頃，60%水田的農(nóng)藥噴施由無人機完成。發(fā)達國家的農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)從機型設(shè)計、加工制造、關(guān)鍵部件、噴施液劑型到運維服務(wù)已形成了一個重要的產(chǎn)業(yè)鏈。
我國即將進入無人機植保作業(yè)時代
美國是農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用技術(shù)最成熟的國家之一，經(jīng)歷了由有人駕駛直升機植保技術(shù)，向無人機植保技術(shù)的發(fā)展過程，現(xiàn)已形成較完善的農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)體系。據(jù)統(tǒng)計，美國目前農(nóng)用飛機超過10000架，占世界總擁有量20%左右，農(nóng)業(yè)航空對農(nóng)業(yè)的直接貢獻率為15%以上。
20世紀(jì)50年代，我國就開始開展航空施藥技術(shù)的研究和應(yīng)用，進入本世紀(jì)，農(nóng)用無人機開始向產(chǎn)業(yè)化邁進。2004年，農(nóng)用無人機列入科技部863計劃，農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)機化所等開始對無人機植保進行研究和推廣；2007年我國第一架工程型植保無人直升機實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。近年來隨著無人機技術(shù)的進步和發(fā)展，涌現(xiàn)了無數(shù)專門從事工業(yè)無人機的企業(yè)。2012年3月，在河南，廣西田園生化股份有限公司的無人機為溫家寶總理做了飛防演示，成為農(nóng)用無人機在行業(yè)應(yīng)用的引爆點。自此，行業(yè)內(nèi)掀起了農(nóng)用無人機應(yīng)用熱潮，2012年也因此被稱為中國無人機飛防作業(yè)元年。
首先，植保無人機具有作業(yè)效率高的特點，可有效緩解由于城鎮(zhèn)化發(fā)展帶來的農(nóng)村勞動力不足的問題。與傳統(tǒng)的人工施藥相比，是人工作業(yè)的10～15倍，特別是在大面積、突發(fā)性病蟲害的防治中具有不可替代性。
其次，植保無人機具有藥劑利用率高的特點。我國農(nóng)藥的有效利用率約為30%左右，另有60%～70%的農(nóng)藥流失到土壤、水源，或漂移到環(huán)境中。無人機可實現(xiàn)農(nóng)藥自動定量、精準(zhǔn)控制、超低量噴灑作業(yè)，具有作業(yè)高度低、飄移少、可空中懸停等特點，噴灑農(nóng)藥時旋翼產(chǎn)生的向下氣流有助于增加物流對農(nóng)作物的穿透性，防治效果良好，保證農(nóng)藥有效利用，可節(jié)省農(nóng)藥30%左右，減少農(nóng)田環(huán)境污染，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，助力實現(xiàn)到2020年農(nóng)藥零增長計劃。
第三是植保無人機可以避免作業(yè)人員暴露于農(nóng)藥的危險。植保無人機通過地面遙控或GPS飛控操作，噴灑作業(yè)人員可以實現(xiàn)遠距離操作，不僅避免作業(yè)人員暴露于農(nóng)藥下的危險，還提高了噴灑作業(yè)的安全性。
第四是植保無人機可以推動藥劑的更替變革，促進農(nóng)藥行業(yè)向綠色化轉(zhuǎn)型升級。無人機飛防作業(yè)需要適合無人機的專業(yè)的藥劑與助劑，目前市場上的藥劑大多不符合無人機的噴灑系統(tǒng)。一旦飛防市場打開，裝備的變化、施藥方式的變化必然促使農(nóng)藥行業(yè)發(fā)展方式變革。
目前我國植保無人機發(fā)展剛剛起步期，但市場前景非常廣闊，預(yù)計可達千億，相信在未來，植保無人機能在我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有更大的發(fā)展空間。
農(nóng)化行業(yè)紛紛擁抱植保無人機產(chǎn)業(yè)
2015年，農(nóng)藥行業(yè)龍頭企業(yè)浙江新安化工集團股份有限公司投資3000多萬元，其中1350萬元用于投資安陽航空全豐植?？萍加邢薰荆?000萬元用于成立農(nóng)飛客農(nóng)業(yè)科技服務(wù)有限公司，開始了植保無人機布局；肥料行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)金正大生態(tài)工程集團股份有限公司攜手深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司，也在植保無人機領(lǐng)域布局。去年11月，湖南省農(nóng)作物病蟲害專業(yè)化防治協(xié)會成建制、大規(guī)模組建了4個飛防大隊，轟動全國，在業(yè)界產(chǎn)生強烈反響。目前，進入湖南的無人機飛防作業(yè)隊伍超過20支，裝備植保無人機近1500架。
江蘇克勝集團股份有限公司是農(nóng)藥行業(yè)涉足飛防較早的企業(yè)，公司從2012年開始關(guān)注、接觸、實踐飛防作業(yè)。起初，公司和相關(guān)的無人機制造企業(yè)進行合作，通過剖析、研發(fā)、改進藥劑和助劑來保證防效，后來，公司投資組建了蜻蜓農(nóng)服平臺。近幾年來，克勝集團一直注重適用于飛防的藥劑和助劑的開發(fā)，目前已成功開發(fā)17種相關(guān)的藥劑和2種專用助劑，蜻蜓農(nóng)服的無人機作業(yè)隊伍遍布江蘇、安徽、湖南等10多個省市。
廣西田園生化股份有限公司圍繞“藥—機”、“藥—劑”做文章，從研發(fā)綠色、高效、安全的專用藥劑、專用助劑開始布局，取得了一系列成果，有力推動了公司快速發(fā)展。公司先后投資上億元組建了劑型研究中心，創(chuàng)辦無人機生產(chǎn)基地，成立了農(nóng)博士農(nóng)業(yè)新技術(shù)有限公司。近幾年來，公司成果研發(fā)出適應(yīng)無人機飛防作業(yè)的高效農(nóng)藥新劑型近100種、適用于無人機飛防作業(yè)的專用助劑10多種，農(nóng)博士在全國范圍內(nèi)組建打藥隊近500個，服務(wù)面積累計超過1000萬畝次，在行業(yè)內(nèi)樹立了領(lǐng)頭羊的地位。
開發(fā)農(nóng)藥綠色增效技術(shù)迫在眉睫
植保無人機產(chǎn)業(yè)雖然前景光明，但專用藥劑、專用助劑成為兩大發(fā)展瓶頸，必須大力開發(fā)農(nóng)藥綠色增效技術(shù)，為植保無人機產(chǎn)業(yè)保駕護航。
目前，市場上的一些藥劑，分子粒徑和穩(wěn)定性大多不適合無人機飛防作業(yè)，比如可濕性粉劑容易堵塞噴頭，開發(fā)適用于無人機飛防作業(yè)的新劑型迫在眉睫。研發(fā)航空噴灑專用藥劑，需要對有效成分、劑型、助劑進行篩選，以便得到活性高、畝用量少、對作物安全且不宜揮發(fā)、漂移、堵塞噴頭的適合飛防作業(yè)專用產(chǎn)品。
由于無人機飛防作業(yè)是采用超低量噴灑技術(shù)，航空噴灑專用藥劑不同于常規(guī)的藥劑，它需要適應(yīng)無人植保機噴灑的實際情況：低用水量、超微量噴霧，藥液高濃度、噴灑霧滴細(xì)、無人機下壓風(fēng)場等因素。
據(jù)廣西田園航空植保部運營總監(jiān)謝陸松介紹，無人機施藥采用的是超低容量施藥技術(shù)，一般作物每畝藥液的用量為500～1000毫升，僅為人工作業(yè)的1/60～1/30，藥液的濃度很高，容易對作物產(chǎn)生藥害，所以一般要采用專用超低容量液劑。而超低容量液劑必須具備抗蒸發(fā)、防漂移、安全性好的特點。近幾年來，田園公司開始了在水稻施藥上的應(yīng)用研究工作，先后和中航618、無錫漢和、西安韋德沃得、珠海銀通、珠海綠衛(wèi)士等無人機生產(chǎn)企業(yè)合作，進行田間飛防作業(yè)試驗。到目前為止，已經(jīng)完成近50個產(chǎn)品的申請登記，申請與超低容量相關(guān)的專利有87項，已經(jīng)獲得授權(quán)的專利有21項。
謝陸松指出，無人機飛防作業(yè)專用藥劑的研發(fā)過程中，首先要對產(chǎn)品進行篩選，要求有效成分活性高，畝用量少，有內(nèi)吸傳導(dǎo)性，對作物安全。其次在劑型的選擇上主要以水基化劑型如水劑、懸浮劑、水乳劑為主，宜選用高含量登記產(chǎn)品。然后在藥劑配方上以原有穩(wěn)定配方為前提，添加專用助劑，減少藥劑在噴灑過程中的揮發(fā)、漂移等問題。專用藥劑必須選用高含量原藥，增加制劑加工過程中的研磨時間和次數(shù)，保證藥劑不會堵塞噴頭。
據(jù)克勝集團營銷公司總經(jīng)理朱兆春介紹，克勝集團無人機噴灑及相關(guān)藥劑研發(fā)于2011年立項，2012年初步完成無人機噴灑團隊的建設(shè)和相關(guān)藥劑的研發(fā)及試驗，現(xiàn)已擁有航空噴灑專用助劑及航空噴灑專用藥劑10余個品種?？藙偌瘓F首先在助劑上進行了篩選，對國內(nèi)外植保無人飛機和有人駕駛直升機的藥劑及助劑進行研究，對國內(nèi)外20多種助劑進行篩選，最后選定了現(xiàn)在所用的專用助劑成分，對選定的助劑進行配方調(diào)試，使其達到適用于國內(nèi)的植保無人飛機。航空噴灑藥液中添加克勝航空噴灑專用助劑后，可以增加霧滴的沉降率，使藥液快速向作物表面沉降；增加粒徑在100～400微米霧滴的比率，減少藥液漂移；同時減少藥液在噴灑過程中由于高溫、風(fēng)場等影響而揮發(fā)加快；增加藥劑落到作物表面以后附著率；增強藥液在作物表面的展著性和滲透性，可以使作物更好的吸收藥液。
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