植保无人机是用于农林植物保护作业的无人机，主要由飞行平台、导航飞控、喷洒机构3 部分组成，通过地面遥控或导航飞控，实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。巴州是新疆优质棉种植适宜区，国家级棉花基地，其年均棉花种植面积超过20万hm2，因此巴州植保无人机以棉花植保作业为主，其它农作物和林果植保作业为辅。依托棉花大面积飞防植保需求，巴州大力推广无人机植保技术，农用植保无人机近几年得到迅猛发展，据统计，截止2020年末，巴州农用植保无人机拥有量2080 架，飞防作业面积45.33万hm2 次，巴州农业植保现代化水平不断提升。
1 植保机无人的分类及特点植保无人机分为多旋翼植保无人机、共轴直升机和单旋翼植保无人机。按动力混合机型的方式划分为电动多旋翼植保无人机、油动多旋翼植保无人机、油电混动多旋翼植保无人机、油动变距植保无人机等。共轴植保直升机一般只有油动机型，目前还没有在实际的植保作业中应用；当前植保作业领域运用较为广泛的是多旋翼植保无人机。1.1 固定翼植保无人机这类无人机的机翼固定，模块化机体，起降系统简单安全，可以按照多种模式自动执行植保飞防工作任务。这类无人机对环境适应能力较差，要求植保飞手具备高水准的操控技能，该类植保无人机在巴州地区未见使用。1.2 单旋翼植保无人机单旋翼植保无人机抗风性能较强，植保雾化效果较好，这类无人机价格高，回报周期长，飞手培训有一定难度和风险，此外这类无人机售后和维护成本比较高，现阶段应用较少。1.3 多旋翼植保无人机多旋翼植保无人机采用模块化设计，使用和维护非常方便，多采用锂电池作为动力来源，平均每组电池可以连续飞行15 分钟，喷幅宽度和飞行高度可以自由调整，整机体积小、重量轻，效率高，是巴州广泛推广使用的机型。当前巴州植保无人机市场主要由极飞和大疆无人机占领，极飞无人机性价比较高，能实现厘米级的定位，降落时能够避开野外地面常见的小石子、树枝等障碍物，受到用户青睐。
2 植保无人机的推广应用巴州地区棉花主产县市如尉犁县、库尔勒市等，已大面积使用植保无人机进行棉花化控飞防作业，由于效果好、效率高，药箱容积大、空中作业时间长、自动规划作业路径便捷，加之购买植保无人机成本和飞防作业的操作技术门槛不断降低，使无人机植保作业面积逐年扩大。（1）植保无人机本土生产促进了飞防市场提前到来。2015年广州极飞公司在巴州投资设立农业航空科技公司，实现植保无人机本土化生产，无论是在技术引导上，还是无人机操控上，极飞植保无人机都在不断适应当地植保作业市场需求，客观上促进了作业市场的发展。（2）生产厂家针对性销售策略提前释放无人机作业市场潜力。飞防初期为降低购机者风险，生产厂家组建植保服务队对当地棉花种植大户全程承包植保作业，在植保效果、植保成本等方面起到示范带领作用。棉农对无人机植保作业技术的认知度和接受度提高后，后期为降低购机门槛，结合实际推出了租赁、租转售、销售等有针对性的销售策略，使无人机作业市场潜力提前释放。（3）专业飞手为主的植保组织推动了无人机作业市场。在农村以专业飞手为主，在作业季节搭伙作业的植保队实现了统防统治从几十亩的小面积到千万亩大规模跨越。截止目前，巴州购买无人机的专业飞手200 余人，极大地推广普及了无人机植保作业市场。（4）跨区飞防作业扩大了植保无人机作业市场。自2017年开始，从全国各地有组织地到新疆开展辣椒、棉花落叶剂喷洒服务的组织和飞手近600 人，有近1200 架植保机参与服务，每年作业期近30 天，实现了生产厂家、购机户和种植户三赢，仅极飞无人机为棉花提供脱叶剂喷洒作业面积就超过12万hm2次，以棉花脱叶剂喷洒作业为主的棉花化控作业面积逐年增长。
3 经济效益及优缺点植保无人机较常规植保机械相比，具有人药分离、省水省药、飘移少、雾化好、不伤苗、作业效率高、能够克服高秆作物及复杂地理条件等诸多优点，下面对其效益及优点分析如下。3.1 经济效益（1）无人机应用农作物飞防方面。以无人机棉花植保为例，一架无人机每天作业面积33.33-100 hm2（视作业地块大小），作业价格8-12 元/667 m2，小地块作业价格可达15 元/667m2，甚至更高，购机户一个作业季节基本在3个月左右，当年可收回购机成本，若无人植保机折旧期为三年，购机者经营利益在20万元以上。（2）无人机运用林果业飞防方面。以无人机梨花授粉为例，一架无人机每天授粉10-13.33 hm2，收费25 元/667m2，飞手每天收入4000 元左右，作业期大约10 天，巴州梨花授粉期和棉花等农作物植保作业期不冲突，延长了植保无人机的作业期。（3）棉农效益分析。棉农使用无人机植保作业，可节省农药30-50%，节省用水90%，对棉花零耗损。下面具体测算无人机和常规机械喷洒棉花脱叶剂经济效益对比：常规拖拉机植保12 元/667m2，存在伤苗撞铃减产损失；无人机植保8 元/667m2，飞防喷洒脱叶剂不伤棉株。传统棉田1.2万株/667m2，棉花产量540 kg/667m2，高地隙植保机械喷洒一遍脱叶剂损失棉桃在2500-3500个/667m2，一个棉桃平均重量在4.5 g，损失产量11.25-15.8 kg/667m2，按照棉花平均收购价格7 元/公斤计算，传统机械喷洒脱叶剂撞铃损失为78-110 元/667m2，需多付作业费4 元/667m2。综上所述，采用无人机喷洒脱叶剂较常规机械增产2.1-2.9%，增收82-114 元/667m2。
3.2 优势（1）植保无人机通过下压风场将农药精准均匀地喷洒在植株叶片底部及茎秆根部，能够提高农药使用率，降低农药使用量，同时节水省工明显，据测算，一架飞机作业效率约等于50个人工，约为常规拖拉机植保效率的5-15 倍（常规拖拉机植保每天作业面积6.67 hm2，无人机植保每天作业效率33.33-100 hm2）。植保无人机的应用解决了新疆棉花植保环节中劳动力严重不足的瓶颈问题。（2）通过飞防作业统防统治大面积实施，能够及时控制病虫害，解决了传统作业方式无法防治大面积病虫害的问题。尤其是使用无人机喷洒落叶剂，能够促成棉花一致性采摘，为使用采棉机提供便利，有效降低了棉花采摘成本。（3）采用传统机械植保，拖拉机轮胎和打药机吊杆喷头等与农作物接触的部位，在农田往返打药过程中容易将农作物感染的病虫害携带到其它地方，造成交叉感染，增加病虫害严重度，采用无人机无接触植保则不存在上述问题。
4 存在问题
4.1 无人机的技术缺陷（1）当前无人机载药量普遍为15L，电池续航时间约为15 min，由于加药剂、更换电池频次多，影响了工作效率。（2）棉农对无人机杀虫效果存在争议。“水浴”式打药观念深入人心，棉农普遍认为叶背面药量不够，导致杀虫效果不佳，尤其是苗期杀虫棉农更愿意采用常规机械作业。4.2 组织管理有待加强（1）大小地块作业价格差别太大，小地块作业价格高。据统计，面积几百亩的规模地块作业费用可以压缩到8 元/667m2，几亩的小地块最高收费达25 元/667m2，且在飞防忙季飞手更愿意接大面积作业订单。（2）无人机飞防作业局限性强。巴州无人机植保作业主要有三个方面：一是棉花、工业辣椒、工业西红柿的化控；二是常规拖拉机进地作业易伤苗压果的农作物，主要集中在作物生长后期，幼苗前期无人机优势不明显；三是高秆农作物。4.3 政府部门政策灵活性不够国家对植保无人机的购机补贴现行政策规定只允许补贴给植保公司、作业组织或从事无人机植保作业的专业合作社，没有考虑购买无人机从事飞防植保作业的专业飞手，使补贴有失公平公正。
5 建议与对策
5.1 政府层面（1）相关部门应在不同作物间开展无人机植保与常规机械全程植保化控作业试验验证，用数据和事实引导广大种植户接受现代植保技术。（2）组织引导植保无人机作业范围，由传统的棉花化控飞防扩展到辣椒、蕃茄、玉米等农作物和库尔勒香梨的授粉，开辟更多作业市场。（3）农机部门需再调研，重新设计调整国家植保无人机购置补贴政策，使购买量更大，市场前景更广阔的专业飞手、作业季节搭伙经营的个体植保队享受相关政策。（4）政府推动，有序组织无人机利用南北植保作业期时间差，参与跨省跨区作业，最大限度延伸植保无人机的作业期，增加购机者收益。
5.2 生产厂家层面（1）生产厂家应采用新型电池进一步完善作业地理信息，增加无人机飞行时间，提高工作效率。（2）研究解决静电场干扰GPS 技术难题，研制装载高压静电发生器的植保无人机，使雾化药滴产生静电吸附作用，补偿未封垄作物下压风场不能使叶片背面完全受药的技术缺陷。
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