无人机植保技术全套课件优质PPT.pptx

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,第一章无人机植保现状,。

1.1农业飞防作业概述农业航空是现代农业的重要组成部分，也是反映农业现代化水平的重要标志之一。

农用航空植保是基于航空技术平台与植保农药技术结合而成的一种新型植保作业，属于机械化、自动化植保技术，结合了航空技术能快速高效完成大面积、大范围防治覆盖的优势。

与传统的机械化植保不同，农用航空植保借用航空设备为平台，摆脱了传统人工设备的束缚农用无人机航空施药，具有作业飞行速度快、喷洒作业效率高、应对突发灾害能力强等优点，如图1-1为植保无人机作业现场，它克服了农业机械或人工无法进地作业的难题，其发展前景受到农业植保领域的高度重视。

第一章无人机植保现状,1.1农业飞防作业概述2014年中央1号文件明确提出要“加强农用航空建设”，为航空植保的发展指明了方向；

2015年提出“到2020年实现农药使用零增长”；

2017年1月农业部编制了全国农业机械化发展第十三个五年规划，指出了发展目标是农机作业水平全面提高。

这一切都表明国家希望出现一种更优的植保方式来提高植保作业的效率以及农药使用率，而植保无人机恰恰能够满足这两方面的要求。

第一章无人机植保现状,植保无人机市场保有量,第一章无人机植保现状,1.1农业飞防作业概述,1.1农业飞防作业概述目前市场上电动、油动、多旋翼、单旋翼植保无人机并存，相对而言，电动多旋翼植保无人机使用较多，载药量在530L，大多数价格在520万元之间，而购机者多为种植合作社或农机服务组织，购机量多的省份均有相应的省、市、县级财政补贴。

2015年全国农用植保无人机作业面积约为1000万亩，日作业面积为1001000亩，作业费用在1020元亩之间，成本在210元亩之间，农户对无人机作业效果评价良好率占63.59%。

第一章无人机植保现状,1.1农业飞防作业概述截止到2019年10月份，植保无人机保有量5.5万余部，作业面积4.5亿余亩次。

短短4年时间，植保无人机作业面积增长了近45倍。

农业植保无人机规模作业能达到每小时80100亩，其作业效率要比常规喷洒作业高出近百倍。

植保无人机自动飞控导航作业，可以最大限度地减少作业人员接触农药的时间，从而保证了工作人员的安全。

使用飞控导航自主作业只需在喷洒作业前，将农田里农作物的基本信息采集到，并把航线规划输入到地面站，无人机便可进行全自主作业，在田间地头起飞对农作物实施作业，作业完成之后自动飞回到起飞点。

而在飞机喷洒作业的同时，还可以通过地面站的显示界面实时观察喷洒作业的进展情况。

第一章无人机植保现状,1.2国外农业现状从世界范围来看，农业航空较发达的国家主要有美国、俄罗斯、澳大利亚、日本等国家已经有了几十年的经验，产业成熟度较高。

农业植保无人机是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，常见的多旋翼农用植保机在田头地埂就能升起降落，从几米低空飞行可在视距范围内控制飞行。

非常适用于各类复杂地形农田和不同种类高矮的农植物与树林，相邻农田种植不同农作物情况下也可精准的喷洒。

配备先进的导航系统可以通过地面基站或者笔记本电脑规划飞行路线实现飞机自主喷洒农药。

第一章无人机植保现状,国外农业现状美国农业航空发展情况美国是农业航空应用技术最成熟的国家之一，已形成较完善的农业航空产业体系，根据统计美国农业航空队农业的直接贡献率在15%以上。

美国历史上一度因为种植业劳动力成本太高而放弃种植水稻，所有大米都从国外进口。

后来，航空技术运用到农业后，才彻底解决了劳动力成本问题，美国在20世纪70年代末从稻米进口国一跃成为稻米出口大国。

第一章无人机植保现状,国外农业现状美国农业航空发展情况目前美国有农用航空相关企业2000多家，已于1966年成立国家农业航空协会（NationalAgriculturalAviationAssociation，NAAA），有来自代表46个州约1900名成员。

目前在用农用飞机四千多架（共有机型二十多种，有人驾驶固定翼飞机约占80%），在册的农用飞机驾驶员3200多名，农业航空年处理耕地面积约3400万公顷，占美国年处理耕地面积的40%，65%的农药采用飞机作业完成喷洒，水稻施药作业100%采用航空作业方式，森林植保作业也是100%采用航空作业的方式。

第一章无人机植保现状,国外农业现状美国农业航空发展情况,第一章无人机植保现状,1.2国外农业现状1.2.2日本农业航空发展情况日本是最早将微小型农用无人机用于农业生产的国家之一。

日本丘陵居多，大量存在小地块、梯田等不适合大型地面机械和有人驾驶固定翼航空机械作业的耕地地形，因此日本农业航空以直升机为主。

由于农林植保无人机的经济性、安全性、易操作性，采用超低空小型农林植保无人机进行播种、喷药、施肥是一种科学、安全、经济的植保方式。

第一章无人机植保现状,1.2国外农业现状1.2.2日本农业航空发展情况1990年，日本山叶公司推出世界第一架主要用于喷洒农药的无人机，无人机在农业方面的应用发展迅速。

据日本农林水产省统计，经过20多年的发展日本植保无人机已经从1995年的307架增加到现在的2400多架，操作人员14000多人，从2004年水稻生产中微小型农用无人直升机的使用量已超过有人驾驶直升机。

目前用于农林方面的无人直升机以YAMAHA公司的RMAX系列为主，该机被誉为“空中机器人”，植保作业效率为710公顷/小时，主要用于播种、耕作、施肥、喷药农药、病虫害防治等作业；

日本农业植保无人机以油动无人机为主。

采用微小型农用无人机进行农业生产已成为日本农业发展的重要趋势之一。

第一章无人机植保现状,1.2国外农业现状1.2.2日本农业航空发展情况,第一章无人机植保现状,1.2国外农业现状综上所述，农业航空技术是上述国家农业生产的重要组成部分，在农业生产中的应用比重不断加大。

根据农田飞行作业环境的适宜程度，国外农业航空大致分为有人驾驶和无人驾驶两种作业模式。

在美国、俄罗斯等户均耕地面积较大的国家，普遍采用有人驾驶固定翼飞机作业，而在邻近的日本和韩国等户均耕地面积较小的国家，微小型无人机用于航空植保作业的形式正越来越被广大农户采纳。

另外从图1-5中看出我国航空植保作业年处理耕地面积比例远低于世界平均水平，中国作为农业大国目前农药产量及使用量居世界第一，而在植物保护上面存在植保机械落后、机具单一、防治作业效率低等问题。

目前我国农用航空作业的水平显著低于发达国家和世界平均水平17%，仅为2%，而美国和日本均超过50%。

第一章无人机植保现状,第一章无人机植保现状,1.2国外农业现状,国内农业现状我国农业基本概况一、人口状况依据中华人民共和国国家统计局2020年2月发布的中华人民共和国2019年国民经济和社会发展统计公报显示截至2019年末，我国乡村人口55162万，占总人口比重39.40%，较2018年占总人口比重下降了1.02个百分点。

全国农民工总量29077万人，比上年增长0.8%。

其中，外出农民工17425万人，增长0.9%；

本地农民工11652万人，增长0.7%，增长率较上年均略有下降。

第一章无人机植保现状,国内农业现状我国农业基本概况二、土地和种植面积目前统计数据中华人民共和国2019年国民经济和社会发展统计公报显示，2019年全年粮食种植面积11606万公顷，比上年减少97万公顷。

其中，小麦种植面积2373万公顷，减少54万公顷；

稻谷种植面积2969万公顷，减少50万公顷；

玉米种植面积4128万公顷，减少85万公顷。

棉花种植面积334万公顷，减少2万公顷。

油料种植面积1293万公顷，增加6万公顷。

糖料种植面积162万公顷，减少1万公顷。

第一章无人机植保现状,国内农业现状我国农业基本概况截止2020年7月，依据国家自然资源部发布的最新一期自然资源公报2017年中国土地矿产海洋资源统计公报（2018年5月发布）数据显示2016年年末，全国共有农用地64512.66万公顷，其中耕地面积13492.10万公顷（20.24亿亩），园地1426.63万公顷，林地25290.81万公顷，牧草地21935.92万公顷，,第一章无人机植保现状,2016年全国农用地利用情况,第一章无人机植保现状,国内农业现状我国农业基本概况,20122016年全国耕地面积变化情况,第一章无人机植保现状,国内农业现状我国农业基本概况,20122016年耕地面积增减变化情况,第一章无人机植保现状,国内农业现状我国农业基本概况,2016年全国耕地质量等别结构注：

全国耕地评定为15个等别，1等耕地质量最好，15等耕地质量最差。

14等、58等、912等、1315等耕地分别划为优等地、高等地、中等地、低等地。

第一章无人机植保现状,国内农业现状我国农业基本概况,国内农业现状我国农业基本概况三、国内目前农业现代化发展状况中国是一个农业大国，发展高效、安全的现代生态农业是中国农业现代化建设的重要目标。

作为现代农业的重要组成部分和反映农业现代化水平的重要标志之一，农业航空在中国现代农业发展中具有重大需求。

第一章无人机植保现状,国内农业现状我国农业基本概况三、国内目前农业现代化发展状况在当前国内粮食作物生产过程中，植保仍以手工、半机械化操作为主。

据统计，中国目前使用的植保机械以手动和小型机（电）动喷雾机为主，其中手动施药药械、背负式机动药械分别占国内植保机械保有量的9307和553，拖拉机悬挂式植保机械约占0.57，植保作业投入的劳力多、劳动强度大，施药人员中毒事件时有发生，中国每年因防治不及时，病虫害造成的粮食作物产量损失达10%以上。

同时国内农药用量越来越大，作业成本高，而且浪费严重，资源有效利用率低，作物产量和质量难以得到保障。

同时带来了严重的水和土资源污染、生态系統失衡、农产品品质下降等诸多问题，已经无法适应现代农业发展的需求。

第一章无人机植保现状,国内农业现状我国农业基本概况三、国内目前农业现代化发展状况随着工业化和城镇化的快速发展，提高了对农村劳动力的吸收接纳能力，也导致了农村劳动力向城镇的大量转移和农村季节性劳动力短缺以及用工成本的大幅上升。

同时，农村土地流转正在加速推进，家庭农场、新型农业经济主体和种植大户快速发展对我国农业生产带来深刻影响。

农业生产逐渐外包给专业化服务组织。

为农民提供规范化和规模化的病虫害防控的专业化统防统治组织得到快速发展。

2018年全国专业化统防统治组织数量达到8.8万个，工商部门登记注册并在农业部门备案4.1万个，全年统防统治面积超过15亿亩次，占比达到37%以上。

第一章无人机植保现状,第一章无人机植保现状,国内农业现状我国农业基本概况三、国内目前农业现代化发展状况随着我国专业化统防统治工作的不断推进，传统小型背负式喷雾器械已经不能满足快速发展的专业化防治需求，作业效率高、适用范围广，节水、节药环保型，农用用无工人机少航的空施大药中，具型有植作业保飞机行械速度和快农、喷业洒航作业空效植率高保、得应对到突了发灾快害速能力发强展等。

优点2，0如1图4年1-1中为植央保1无号人文机作件业明现确提出要场，“加它克强服农了农用业航机械空或建人工设无”法，进为地作航业空的难植题保，的其发发展展前景指受明到农了业方植保向领。

域的高度重视。

应用农业航空植保技术对提高中国农作物病虫害防治机械化水平，实行统防统治的专业化服务，提高农业资源的利用率，增强突发性大面积病虫害防控能力，缓解农村劳动力短缺，増强农业抗风险能力，保障国家粮食安全、生态安全，实现农业可持续发展具有十分重要的意义。

1.3国内农业现状1.3.2国内农业航空发展状况1951年5月，应广州市政府的要求，中国民航广州管理处派出一架C46型飞机，连续两天在广州市上空执行了41架次的灭蚊蝇飞行任务，揭开了中国农业航空发展的序幕。

自1973年以来，中国农业航空年作业量基本上在2000030000小时上下波动，经过几十年的发展，中国农业航空作业量逐年增加。

至2016年中国农林业航空年作业量约为5.1万小时，比2015年增长21.3%，这期间以有人驾驶固定冀飞机和直升机为主，作业面积约为200多万公顷。

同时从2017年开始，无人机用于航空植保作业正逐渐兴起，以有人驾驶主的中国农业航空作业时间在通用航空总飞行时间中所占比例正逐年下降。

中国通用航空起源于农业航空，1979年以前，农业航空在通用航空中占有很大比例，农业航空飞行作业时间几乎等同于通用航空，然而，随着中国改革开放的进一步深入，通用航空得到了长足发展，农业航空在通用航空中所占比例却越来越小。

第一章无人机植保现状,农业植保机械化现状农业航空植保的特点及发展优势农用飞机航空作业速度快、突击能力强、防控效果好、飞机飞行产生的下压气流吹动叶片，能使叶片正反面均能着药，防治效果相比人工与机械提高15%35%，应对突发、爆发性病虫害的防控效果好；

不受作物长势的限制，可解决作物生长中后期地面机械难以下田作业的问题。

第一章无人机植保现状,第一章无人机植保现状,农业植保机械化现状农业航空植保的特点及发展优势例：

作物生长至封行后行垄不清晰，特别是对于玉米等高秆作物，玉米大喇叭口期高度一般都在1.2m以上，与拖拉机配套的普通悬挂式、牵引式喷杆喷雾机难以农用进无入人机进航行空施杀药虫，具剂有、作业杀飞菌行剂速度、快除、喷草洒剂作业以效及率高催、熟应对脱突叶发灾剂害、能力增强糖等剂优点、，叶如图面1-肥1为料植保等无喷人洒机作作业现业尤，其在丘场，陵它山克服区了交农业通机不械或便人、工无人法烟进稀地作少业或的难内题涝，其严发重展前的景地受到区农，业植地保面领域机的械高难度重以视进。

入作业，航空作业可很好地解决这一难题。

此外，与田间作业相比，飞机航空作业还有劳动用工少、作业成本低、不会留下辙印和损伤作物，不破坏土壤物理结构、不影响作物后期生长等特点。

据统计报道，飞机航空作业与地面机械作业相比，每公顷可减少作物损伤及其他支出（油料、用水、用工、维修、折旧等）近百余元。

农业植保机械化现状农业航空植保的特点及发展优势采用轻型无人机实现水稻、玉米、甘蔗等高秆作物地面机具无法进地进行低空航空喷雾作业，提高机械化作业水平，人机分离作业，减少操作者劳动强度，避免农药中毒等恶性事件的发生；

使用高效航空植保机械和施药技术是提高农药有效利用率的有效手段，农业植保机能够控制细小雾滴飘移，提高靶标作物上药液沉积和减少农药流失，根据病虫害情况通过航空作业实现精准、减量施药。

第一章无人机植保现状,中国农业航空的应用水平和国外相比差距较大，一方面是中国的农用飞机数量少（仅占世界农用飞机总数的013左右），农业航空年处理耕地面积小（约占总耕地面积的170）；

另一方面包括现有农业航空政策法规体系不完善、配套核心科学技术研究不足、专业队伍人才匮乏、社会化服务体系不健全、与农业航空相适应的农田作业环境基础建设被忽略、制度上缺少支持农业航空发展的公益性安排等，影响了农业航空产业的快速发展，制约了中国农业航空植保产业的发展。

第一章无人机植保现状,1.4农业植保机械化现状1.4.2制约中国农业航空植保产业发展的主要问题,1.4农业植保机械化现状1.4.2制约中国农业航空植保产业发展的主要问题一、农业航空政策法规体系不完善农业航空作业涉及到民航、农机、植保、质检等多个部门，目前存在监管部门不明确的问题。

尽管中国于2010年出台了1000m以下低空空域将逐步对民用领域开放的政策，对农业航空的发展具有一定的推动作用。

但中国对农业航空的管理仍沿用现有民用航空标准，民航法规体系中的相关条款存在针对性不强、结合不紧密等问题。

第一章无人机植保现状,1.4农业植保机械化现状1.4.2制约中国农业航空植保产业发展的主要问题一、农业航空政策法规体系不完善我国部分农用无人机长期以来是由航模发展而来，在生产和使用时缺少相应的法律法规遵循、严格的准入制度和质量监督，行业标准不够完善。

市场产品质量良莠不齐，限制了农用航空植保产业的良性发展。

农用无人施药机作为一种农机具，其产品标准、3C认证、市场准入、飞行作业审批等长期以来均无依据。

至2018年6月，我国第一个农业无人机行业标准植保无人机质量评价技术规范才开始实施，为无人机植保可以实现人、机、技、剂的有机结合，发展绿色农业、生态农业提供了重要的装备和技术支撑。

但是植保无人机质量评价技术规范只从人员安全、公共安全和机具安全三个方面，规范了植保无人机的质量要求，飞防药剂与植保无人机喷施作业技术标准还处于空白状态。

植保无人机采用的是超低容量喷雾，传统药剂达不到飞防作业要求。

生成企业通过喷施作业不断地实验对比，制定了各自的作业标准，形成飞防药剂的性能不一，喷洒作业标准不统一。

第一章无人机植保现状,1.4农业植保机械化现状1.4.2制约中国农业航空植保产业发展的主要问题一、农业航空政策法规体系不完善2019年9月，中国农业机械化协会发布了由协会组织制定的包括植保无人飞机作业质量在内的9项农用航空行业团体标准，从施液量偏差、雾滴沉积密度、雾滴分布均匀性三个维度，明确了作业质量的具体要求，有效促进飞防效果评估工作的标准化、规范化。

是我国植保无人机领域内的首份作业质量评估标准。

此次发布的标准由协会组织行业内的优势企业协同制订，涉及的具体规范和技术指标代表着行业较高水平。

2020年4月由中国农业机械化协会颁布的航空施药监测系统技术要求开始实施，该团体标准规定了航空施药监测系统的通用技术要求、安全要求、可靠性要求和环境要求。

在此之前不少小厂家无人机产品质量还存在不少问题，连续作业容易出现故障，售后服务体系不健全，出现故障得不到及时维修。

第一章无人机植保现状,1.4农业植保机械化现状1.4.2制约中国农业航空植保产业发展的主要问题一、农业航空政策法规体系不完善缺乏完善、规范的技术标准及作业规程；

农业航空飞行作业申报审批手续复杂，不但提高了农业航空作业成本，还延误了最佳作业时机，甚至导致作业失败；

至今尚未专门出台旨在推动、促进农业航空产业快速发展的国家政策，对农用飞机的采购、机场的使用、农用飞机燃油补贴等没有相应的扶持政策。

在国家层面、行业内以及行业间缺少支持农业航空的整体发展战略规划。

第一章无人机植保现状,1.4农业植保机械化现状1.4.2制约中国农业航空植保产业发展的主要问题二、农业航空配套核心科技研究不足，使用成本高我国农用航空飞机数明显偏少，农用航空植保在全国植保中所占的比例小，制约了我国航空植保技术的发展。

目前农业航空飞机机型杂乱，现有固定翼M-18、AT-402B、Thrush510G、Y-5、Y-11、海燕650、GA-200等直升机贝尔407、罗宾逊R66等多类机型，并且部分机型已停产进入了淘汰阶段，但目前仍是中国农业航空的主力机型，属于超期服役。

同时飞行服务基础设施和保障体系建设滞后，农用航空飞机的运营、维修保、养等成本较高且人才缺乏，也制约我国农用航空飞机的发展。

农用飞机制造及配套喷施技术等基础研究、核心技术研发滞后，机型偏少，更新能力和产能不足，无法形成规模效益，导致价格、维护成本偏高，从而导致需求减少，反过来影响到生产规模，由此形成恶性循环。

第一章无人机植保现状,1.4农业植保机械化现状1.4.2制约中国农业航空植保产业发展的主要问题三、农业航空社会化服务体系不健全由于农业航空在农业生产中的重要作用没有得到充分凸显，中国与农业航空产业相配套的多种形式的社会化服务组织，包括租货、中介、培训、机修以及推广、融资、保险等专业公司尚未形成规模，单个企业对上述服务的成本支出的承受力不够，因此也缺少大面积推广的力度。

此外，中国缺乏能够适合于农业航空产业发展的机场保障基地，也限制了农业航空事业的发展。

对农业航空认识不足，与农业航空相适应的农田作业环境基础建设被忽略，在制度上缺少对农业航空的公益性安排。

长期以来通常认为农业航空作业技术性强、价格高，农业生产中用不起飞机。

对农业航空作业的整体高效益和低成本认识不足，造成农业航空的市场需求落后，许多人仍处于旁观状态。

此外，分散经营的生产模式，造成地块小而分散，与农业航空规模化作业的模式不相符合。

而且，各地在进行农田规划时，缺少大规模的集约化经营安排，防风林、电力电信布线等未将农业航空作业纳入考虑，对农用飞机的作业安全也造成了极大的威胁。

第一章无人机植保现状,1.4农业植保机械化现状1.4.2制约中国农业航空植保产业发展的主要问题四、航空植保涉及的低容量喷雾技术理论和配套药剂硏究准备不充分与地面喷杆喷雾机大容量喷雾不同，航空植保施药液量应该控制在4.57.5L/公顷，属于低容量喷雾和超低容量喷雾。

此时，农药雾滴粒径就需要采用细小雾滴，而细小雾滴在螺旋桨下压力下，尚需研究雾滴大小及数量的监测手段和测量标准。

另外，航空植保中的喷雾装备系统也需要研究开发。

在航空植保中，因其施药液量少，农药雾滴在农作物冠层沉积分布规律、农药雾滴最佳密度等众多科学理论问题需要研究。

航空植保的农药制剂及其配制与地面大容量喷雾完全不同。

因航空喷雾的农药药液浓度要远远高于地面喷雾，这样增加了药液对农作物药害的风险，因此，航空喷雾农药制剂配制需要优化。

另外，航空喷雾的农药制剂需要严格控制细小雾滴产生的数量，防止雾滴飘移的环境风险。

现阶段，我国各地航空喷雾时多是采用地面喷杄喷雾机所采用的农药制剂，需要优化并提出相关标准。

第一章无人机植保现状,1.4农业植保机械化现状1.4.2制约中国农业航空植保产业发展的主要问题五、航空植保对环境和生态的影响缺少跟踪监测航空植保中细小雾滴移进入环境后的负面影响未开展相关的跟踪研究，为保证航空植保的健康发展，需要研究监测航空喷雾后对邻近作物、蜜蜂、畜舍、水源等的