1.1.2 农业航空呈现不同的发展模式
现在世界上通用飞机多达33.6万架,每年作业面积近4000 万h,我国只占其 1‰。全世界已有农用飞机 60多种,其中固定翼飞机40多种, 旋翼(直升)机20多种,共约3万余架,其中美国8000 多架,俄罗斯1万多架,加拿大、澳大利亚等国也有数百架。经农业航空管理的耕地面积达2.4 亿hm2,占世界耕地面积17%。其中美国、俄罗斯、日本3国分别达到 1亿hm2、 7000万hm2、180万hm2, 分别占本国耕地面积的45%、35%和39%。
美国地耕地面积广,呈大规模化经营,促进了美国农业航空的快速发展,使其成为农业航空技术最先进的国家。现拥有农用航空公司2000多家,农用飞机近万架(实际在用的飞机大约为4000架),在册的农用飞机驾驶员2000多名,飞机大约有20多个品种,分为单翼、双翼和直升飞机,多为有人驾驶机型,飞机的安全性能较高。据美国全国农业航空协会(NAAA)提供的数据,现在农产品生产中,25%都是采用空中作业完成的,主要是谷物生产和病虫害防 1.1.3 具有完善的航空施药技术装备与服务体系
国外不断完善航空施药技术装备与服务体系,具体表现在,装备量逐年增长,作业面积不断扩大,装备品种多,科技含量高,服务领域广,航空作业质量标准详细,而且农业航空相关的法律法规齐全。 农业航空是农业发展的重要手段,飞机可以播种、施肥和防虫等作业,所从事农业航空植保作业的人员必须持证上岗,美国农业飞机必须符合美国联邦航空局(FAA)137部的要求。具有完善的农业航空队伍建设体系。美国约有1625家公司从事农业航空作业飞行,平均每家拥有飞机2.2架,雇用飞行员2.7人,农业飞机和航空材料生产厂家有500多个。日本目前从事农用无人机培训的学校,仅雅马哈在全国一共有134家培训学校。
具有完善的作业服务管理制度。日本具有直接负责和从事水稻等无人机施药作业的组织和个人团体共1000多个,农场主只需要支付服务费,除草、防虫、防病和施肥等都由专门的公司运作。形成完善作业收费标准、作业服务协调制度、作业服务合同管理制度等。
1.2 国内农业航空现状及趋势
我国航空喷洒设备的研究和应用在五十年代就开始了,目前已有6个机种400多架飞机在大面积的垦区和农场从事农业航空工作。大多以通用的农业航空喷洒为主,如在大面积的垦区和农场运用国产的“农业5”,“Y5B”,“Y11”等固定翼机型进行农业航空作业,到了九十年代出现了专门为超轻型飞机配套设计的3WQF型农药 场和跑道,很难适应于南方丘陵山地地区的小规模种植。而小规模种植方式是目前我国粮食生产的主要形式,无人机不受起降场地限制,适应与小规模种的丘陵山区,因此,近些年无人机施药技术与装备受到国家高度重视,是未来病虫害防治的主要趋势。
2. 国内现有工作基础
近几年来,农作物病虫害机械化防治和突发性大面积病虫害防控引起了国家主管部门的高度重视。在低空施药技术及规范和无人机平台技术等方面取得了长足的发展,并且取得了许多重大成果,无人机示范与宣传,促进了无人机施药技术与服务体系不断发展与完善,科研力量与科研平台不断加强。
航空专业喷雾制剂研究已经起步。航空喷雾制剂研究中,经历了从悬浮剂、微乳剂、水剂到油剂的研究方式转变,有效地抑制了雾滴在空中降落过程中的水分蒸发损失。已经有两个超低容量制剂品种在我国登记注册。
四、技术、经济效益、推广应用及产业化前景 1.技术效益分析
在技术上,通过开展低空低量施药技术、航空施药飘移控制技术、飘移检测及安全评估研究,创制农业轻型无人机施药技术装备,建立农业航空施药技术服务体系。为水田、高杆作物病虫防治提供技术支持,提高国家对突发性大面积病虫害防治水平,保障国家粮食安全。通过项目的实施,填补国内航空静电喷雾技术及装备的缺陷,降低农药使用量,提高病虫害防治水平。通过航空喷嘴模型、飘移预测模型、航空喷洒质量评估研究,形成我国自主航空施药研究体系,探索适合
我国国情的航空施药技术服务体系,服务于我国农业现代化。
2. 经济效益分析
2.1 作业经济效益分析
单架油动无人直升飞机使用寿命按5年计算,作业效率为500亩/天,每年作业90天,则单架飞机作业总面积为5年×500 亩/天×90天=225000亩次;每次施药作业按照均价6元/亩计算,则使用无人机5年,可获得作业收入225000亩次×6元/亩=135.0万元
单架油动无人直升飞机使用寿命按3年计算,作业效率为200亩/天,每年作业90天,则单架飞机作业总面积为3年×200 亩/天×90天=54000亩次;每次施药作业按照均价6元/亩计算,则使用无人机5年,可获得作业收入54000亩次×6元/亩=32.4万元。 2.2节省农药经济效益分析
单架飞机作业每亩可节省农药20%即2元/亩,则5年共可节省(225000亩次+54000亩次)×2元/亩=55.8万元。 2.3企业生产销售效益分析
每种机型以每年推广1000套装备,20%的利润计算:
单架油动无人机施药装备,50万元/套,50万元/套×1000套×20%=1.0亿元;
单架电动无人机施药装备,10万元/套,10万元/套×1000套×20%=2000万元;
2.4新型药剂生产销售效益分析
开发的新型航空超低量药剂,每亩次按照150ml,每百毫升按照10元计算,年需求(225000亩次+54000亩次)×150ml/亩次×10元/100=418.5万元
2.5其他经济效益分析
采用高效航空施药,节约了用水、人工成本;较传统病虫害防治,采用了新技术,提高了防治效果,使得农产品产量、质量提高。
3.社会效益
3.1提升科技装备水平,缓解劳动力短缺矛盾
农作物病虫害防治是劳动强度最大的田间管理项目。随着我国人口老龄化,农业劳动力日益短缺、劳动力成本不断攀升与我国现代农业发展的矛盾将越来越激化。开展新型施药技术创新研究和农药高效利用的现代航空施药装备的研发,加速科技成果转化,对提高我国施药技术与装备的总体水平,缓解农业施药作业劳动力短缺与农业发展之间的矛盾,大幅减少劳力投入和劳动强度,提高工作效 率具有十分重要的意义。
3.2组建新型服务体系,促进向现代农业转型
以轻型无人机施药装备为主体,通过对我国西南地区、华中地区、华东地区、华南地区等水稻主产区社会、自然条件、生产经营组织模式与规模、农业技术推广体系现状的调查和分析,找出影响无人机航空施药技术与装备推广的主要技术、经济与制度因素,研究各类无人机施药装备的最佳经济规模与需求主体的经营特征,探索规模化、社会化无人机航空病虫害防治的区域经营模式,以及植保、农机等多部门联合的无人机航空病虫害防治技术与装备推广机制,最终提出包括技术推广、技术指导、规模化应用的无人机航空施药装备推广使用体系,构建完善的新型服务体系,加速我国农业向现代化转型。 3.3 提高粮食品质,保证粮食安全
农药施药技术与装备涉及粮食安全、食品安全、生态安全和农业丰产、农民丰收,在农业生产中起着举足轻重的作用。推广使用 新型航空施药装备,提高农药有效利用率,减少农药使用量,控制和逐步降低农业生态环境污染,提高农产品、食品的安全质量水平,是农业可持续发展的必然要求。
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