96-对加快发展我国农业航空技术的思考(罗锡文)

对加快发展我国农业航空技术的思考罗锡文华南农业大学[e-mail]年中央一号文关于加快推进农业科技创新持续增强农产品供给保障能力的若干意见二、依靠科技创新驱动,引领支撑现代农业建设7.突出农业科技创新重点……,加快推进前沿技术研究,在农业生物技术、信息技术、新材料技术、先进制造技术、精准农业技术等方面取得一批重大自主创新成果,抢占现代农业科技制高点。……2013/9/22-2-目录1.农业航空技术的特点与平台2.国外农业航空技术的现状3.国内农业航空技术的现状4.对加快发展我国航空技术的思考农业航空技术的特点与平台1.1农业航空技术的特点1.2农业航空技术的平台(D)型飞机（1）作业效率高1.1农业航空技术的特点（1）作业效率高1.1农业航空技术的特点南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室（1）作业效率高无人机在超低空作业时，飞行速度在3-6m/s，喷幅可达5-9m，除去续航加药时间，每小时作业面积可达5-8公顷，其效率远远高于人工水平防治工作效率约为0.04hm2/h防治工作效率约为0.07hm2/h防治工作效率约为7-8hm2/h1.1农业航空技术的特点（2）作业质量好飞机飞行产生的下降气流吹动叶片，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1.1农业航空技术的特点药液附着状况）%）取样点间隔（m）图1水稻上部正反叶面药液附着状况上部正面上部反面0.590.750.590.810.70.280.150.240.170.3100.10.20.30.40.50.60.70.80.912345药液附着状况（%）取样点间隔（m)图2水稻下部正反叶面药液附着状况下部正面下部反面水稻下部附着率为上部附着率的53.2%;叶背附着率是叶面附着率的47.8%。----数据来源：农业部南京农业机械化研究所航空植保药液沉积率试验（2）作业质量好防治纵卷叶螟药效（%）（天）纵卷叶螟防效对比图飞防常规97.492.890.0282.667.828.20204060801003510防治稻飞虱的药效（%）（天）稻飞虱防效对比图飞防常规田间性能试验及防效查定水稻分蘖期期田间防效试验----数据来源：农业部南京农业机械化研究所（2）作业质量好南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室（3）作业适应性广能在地面装备不能进入的区域之内作业；与地面装备田间作业相比，不会留下辙印和损坏农作物，作业效率较高；与地面装备相比，载液量较小，多采用低量喷洒技术。1.1农业航空技术的特点南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室在地面装备无法进入的区域内作业（3）作业适应性广不受作物长势的限制，尤其是遇到内涝严重季节，地面机械几乎无法进入作业例如：作物生长至封行后行垄不清晰，特别是对于玉米等高杆作物，玉米大喇叭口期高度一般都在1.2米以上；水稻制种生产中父本高达1.8米以上1.1农业航空技术的特点(3)作业适应性广(3)作业适应性广不破坏土壤物理结构，不影响作物后期生长，与田间地面机械作业相比，飞机航空作业不会留下辙印和损伤作物、不破坏土壤物理结构、不影响作物后期生产等特点1.1农业航空技术的特点(4)作业成本低飞机航空作业与地面机械作业相比，每次作业每英亩可减少作物损伤及其他支出（油料、用水、用工、维修、折旧等）约40元（数据来源：美国SkyTractor农业航空服务公司）1.1农业航空技术的特点(4)作业成本低采用25kg有效载荷的单旋翼油动力无人机和15kg有效载荷的单旋翼电动无人机进行喷施作业的年度收益分别是机动喷雾机的33倍和25倍；是人工手动喷雾的133倍和93倍（微小型无人飞机的使用寿命按5年计，机动喷雾机与手动喷雾器按3年计,手动喷雾器未计算人工成本）1.1农业航空技术的特点南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室(5)应付突发灾害能力强2013/9/22-18-探察地震灾情探察地震灾情(5)应付突发灾害能力强地震救灾南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室作业平台固定翼飞机旋转翼飞机操纵方式有人驾驶无人驾驶1.2农业航空技术的平台南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室固定翼飞机的特点目前基本都采用有人驾驶方式与无人驾驶旋翼机相比，载液量较大喷洒作业效率高、应付突发灾害能力强，适用于：连片大面积农田病虫害防治作业；灭蝗作业；大面积卫生防疫消杀作业。喷洒部件采用液力雾化或气力驱动的离心雾化器件作业高度高，雾滴漂移距离大，易飘离靶标区造成污染；受起降场地、使用地点、时间等限制。南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室作业高度相对较低，飘移少；可空中悬停，与GPS系统配合，可实现较高的的位置定位；无需专用起降机场；旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性，提高防治效果；无人旋翼飞机的特点南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室适用性好：分散田块；民居稠密的农业区域；精准施药技术。小型旋翼机多采用无人驾驶，远距离遥控操作，喷洒作业人员基本不接触农药，提高了喷洒作业安全性。目前有效载荷较小，作业效率低于固定翼航空施药技术。无人旋翼飞机的特点国外在农业航空技术应用方面比较发达的国家：美国日本俄罗斯澳大利亚加拿大巴西……2.国外农业航空技术的现状南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室美国农业飞机年处理耕地面积3200万公顷，占总耕地面积的50%，全美65%的化学农药采用飞机作业完成喷洒;1625个农业航空作业服务公司，农业飞机和航空材料生产厂500多家；美国的农用飞机以作业效率较高的有人驾驶固定冀飞机为主(88%);1个美国农民能养活128人，美国农业航空对农业的直接贡献率为15%以上已见无人机在航空喷洒和精准农业方面研究应用学术论文;航空植保作业效率可达每小时100公顷以上。2.1美国南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室有强大的农业航空组织体系国家农业航空协会和近40个州级农业航空协会国家农业航空协会有来自于46个州的1700个会员2.1美国南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室大力扶持农业航空产业国会通过了豁免农用飞机每个起降100美元的机场使用费的议案，2014年白宫的预算中预计继续投入73亿美元支持该议案，以降低农业航空作业的成本大力投入农业航空相关科技研发在国家农业航空协会NAAA的推动下，自2002年以来已投入约700万美元用于农业航空技术研发，参议院已通过议案2014预算中将继续大力支持开发更高效、使用成本更低的农业航空相关技术2013/9/22-28-2.1美国南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室经营规模大，精准农业技术手段如GPS自动导航，施药自动控制系统、各种作业模型已步入实用阶段，作业精准、高效、对环境的污染低。2.1美国南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室关键部件系列全，适合不同作业条件，作业规范完备，作业严格按农药使用标签施药。南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室关键部件系列全，适合不同作业条件，作业规范完备，作业严格按农药使用标签施药。2.1美国型飞机生产厂家：美国飞机制造公司翼展：15.4米机长：9.32米机高：3.4米最大载油量：654千克正常起飞重量：4159千克设计着陆重量：4159千克最大载重航程：1062公里载药量：1000L（kg）作业速度：170km/h南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室农业耕地面积470万公顷，农林航空作业面积253万公顷；农用无人直升飞机作业面积96.3万公顷，占航空作业38%;自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，无人机在农林业方面的应用发展迅猛；至2010年，农林业用无人直