中國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)航空技術是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的一個重要標志。美國使用農(nóng)業(yè)航空技術的土地，占整個土地面積的50%左右。而中國目前僅占到2.6%。

在農(nóng)用無人機的應用中，主要有植保無人機、農(nóng)業(yè)遙感無人機和農(nóng)田測繪無人機，而中國使用最多的是植保無人機。中國植保無人機的發(fā)展應用或許可以參考鄰國日本。上世紀50年代，經(jīng)濟高速發(fā)展的日本，大量人口從農(nóng)村轉移到城市，農(nóng)村土地病蟲害嚴重。日本采用有人機進行航空施藥，但有人機在航空施藥過程中，飛行高度較高，霧滴漂移嚴重，造成了大量的次生災害，污染了環(huán)境。在這種情況下，日本開始了植保無人機的研發(fā)。

如今中國處在相似的歷史路口。中國提出到2020年實現(xiàn)農(nóng)藥零增長的目標。而無人機應用在農(nóng)業(yè)上，不僅延展了人的雙手，節(jié)省了勞動力，帶來了作業(yè)效率的提升，同時低容量施藥和智能化的操作方式也將有利于環(huán)境污染的減輕。關于農(nóng)用無人機在中國的應用現(xiàn)狀，澎湃新聞采訪了國家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術研究中心農(nóng)業(yè)航空部主任張瑞瑞博士。
 

國家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術研究中心農(nóng)業(yè)航空部主任張瑞瑞/圖 來源網(wǎng)絡

中國農(nóng)業(yè)植保的現(xiàn)狀

澎湃新聞：中國地緣很廣、地形復雜，農(nóng)業(yè)植保的現(xiàn)狀如何?

張瑞瑞：我們國家農(nóng)業(yè)植保的現(xiàn)狀可以從兩個方面來考慮。

一是施藥的器械和方式。中國經(jīng)過多年的發(fā)展，整個植保來講，農(nóng)業(yè)機械化得到一些大面積的推廣。但是應該說一半以上的土地，還是通過人工的、背負式的噴霧器的方式，進行地面噴霧;在新疆兵團、黑龍江農(nóng)墾地區(qū)這樣大規(guī)模的土地上，則主要采用先進的、大型的噴藥器械。

二是農(nóng)藥的使用量。與國外相比，我國農(nóng)藥的使用量偏大。尤其跟歐美國家相比，我們整體的使用藥、單畝的施藥量都是偏多的。

這兩點應該說是我們目前農(nóng)業(yè)植保需要解決的問題。因為使用方式直接影響到農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率，農(nóng)藥的用量直接影響到農(nóng)產(chǎn)品的品質。

澎湃新聞：我國農(nóng)藥使用量偏大的原因是什么?

張瑞瑞：我考慮可能有兩方面的因素。

一是中國是小農(nóng)經(jīng)濟發(fā)展過來的，講究精耕細作，農(nóng)民對土地比較重視，對畝產(chǎn)量要求比較高。一旦發(fā)生哪怕是一畝地里有幾個蟲子，農(nóng)民都會大量地使用農(nóng)藥。他害怕土地因為農(nóng)藥的使用不及時，造成農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的降低，影響到自己的收入。

二是環(huán)境惡化，對整個病蟲害的發(fā)生有很嚴重的影響。這也是非常重要的一個原因，造成我們農(nóng)藥使用量比國外大。

澎湃新聞：植保作業(yè)的同時會帶來農(nóng)藥殘留的隱患，現(xiàn)在有辦法緩解這個問題嗎?

張瑞瑞：降低農(nóng)藥殘留一直以來是國家非常重視的一個方向。國家不管是科研立項，還是政策方面，都下了非常大的力度來進行技術上的攻克。我們國家現(xiàn)在提出了到2020年實現(xiàn)“農(nóng)藥的零增長”的政策。

目前，我們采用一些新的施藥方式，比如無人機施藥技術或航空施藥技術，來降低整個的農(nóng)藥使用。另外我們科研機構和各個高校也在采取一些新的病蟲害防治的方式。特別是像近幾年興起的，我們采用釋放有害昆蟲的天敵的方式，來進行防治。另外我們現(xiàn)在研究出一種基于信息素引誘的方式，造成有害昆蟲的生理或者發(fā)育的紊亂，從而達到降低蟲害的目的。

目前來講主要是通過這兩種方式，一個是新的施藥設備，提高單位農(nóng)藥的利用量，一個是采用新的防治手段，盡可能減少化學農(nóng)藥的使用。

農(nóng)用無人機的誕生

澎湃新聞：無人機是怎樣被應用到農(nóng)業(yè)上的?

張瑞瑞：最早可以追溯到日本上個世紀的50年代。它當時的經(jīng)濟發(fā)展類似于我們今天中國的現(xiàn)狀，經(jīng)濟高速發(fā)展，大量的人口從農(nóng)村到了城市里面。缺少農(nóng)村勞動力，土地病蟲害的防治非常嚴重。這時候日本政府采用了大量的有人飛機、有人直升機進行航空施藥，解決病蟲害防治的問題。

但是有人飛機在航空施藥的過程中，霧滴的漂移非常嚴重，造成了大量的次生災害的產(chǎn)生，也污染了環(huán)境。在這個條件下，到了1983年，日本的農(nóng)林水產(chǎn)省就提出來說采用無人機和有人機結合的方式，進行航空施藥。他們委托當時的雅馬哈公司，進行農(nóng)業(yè)無人機的研發(fā)。到了1993年，雅馬哈研制成功了第一臺真正工業(yè)級的、農(nóng)業(yè)植保的無人機設備。無人機逐漸地在農(nóng)業(yè)上有了新的應用。

無人機跟有人機相比，從字面來講，它是無人駕駛的一個設備。跟有人機最大的區(qū)別，是自主化的(飛行作業(yè)方式)，比如，它可以實現(xiàn)一些田間的自主避障，有利于飛行安全。另外無人化能夠節(jié)省勞動力。像無人植保機，它就是一個無人機設備加一個噴藥器械，然后進行植保(作業(yè))。

除了無人化和自主化兩個智能性之外，無人機還有兩方面比較突出。一個它是輕量型的，輕量型就決定了它可以在一些小田塊，一些地形比較復雜的地方進行施藥。另一個它飛行的高度比有人機高度要低。有人機施藥的飛行高度大概在5-7米，而無人機現(xiàn)在能夠控制到1-2米。因為它的飛行高度低了，農(nóng)藥的漂移就小了，所以對環(huán)境的污染也小了，產(chǎn)生次生災害的可能性也降低了。

澎湃新聞：中國引入植保無人機大概是在什么時候?

張瑞瑞：我們國家植保無人機的使用，應該能追溯到2010年左右。隨著中國軍用無人機技術的成熟，大量的一些原來給軍方提供無人機技術的公司，想將自己的技術民用。

2010年，江蘇有一家公司，它研制了我們國家第一臺專門的農(nóng)用無人機。

澎湃新聞：當時有哪些條件推動我們?nèi)眠@樣一項新的技術?

張瑞瑞：當然它有一個需求的背景。一方面因為時代背景，現(xiàn)在勞動力大量地轉移到城鎮(zhèn)里來，農(nóng)村勞動力缺少。另一個方面，噴藥時經(jīng)常發(fā)生施藥人農(nóng)藥中毒的現(xiàn)象，危及人身健康和安全。

我們在對植物進行病蟲害防治的時候，大部分時間在夏天。夏天的溫度比較高，人在進行農(nóng)藥噴施的時候，很容易吸入大量的農(nóng)藥，從而人身健康造成傷害。另外，特別是在南方，施藥環(huán)境應該說是比較惡劣的，尤其是在水田進行農(nóng)藥施藥，人還要背負著很重的噴霧器，人是比較勞累的。在勞累的狀態(tài)下，免疫力下降，吸入農(nóng)藥，更易中毒。另外在果園里，因為果園是一個封閉的環(huán)境，空氣流通性比較差，在進行噴霧的時候，周圍的空氣中彌漫著各種農(nóng)藥，所以他很容易吸入農(nóng)藥。

澎湃新聞：現(xiàn)在無人機可以應用到像果園這種相對密閉的空間嗎?

張瑞瑞：是的?，F(xiàn)在應該說無人機在中國的施藥有幾個較好的應用。一個就是果園的施藥。原來我們在果園施藥，果園的果樹長得比較高，而病蟲害尤其是害蟲，它的發(fā)病最早是從植物的梢部，就是枝子開始的。我們經(jīng)常見到在果園噴藥，用一個很高的竿兒，支著噴頭進行噴藥。但是有了無人機之后，無人機可以直接在上部噴藥。

另外就是在南方的水田。我國的稻米需求量是比較大的，在全球來看，中國也是稻米的主產(chǎn)區(qū)。大型的施藥器械很難進入水田，用無人機進行水稻上的病蟲害防治，也是一個非常好的手段。

還有在南方一些丘陵地區(qū)，因為它是梯田，地形非常不規(guī)則，地形起伏也比較大，大型的施藥器械很難進入。而無人機對地形要求不是很高，所以它在這種地方也得到了大面積的使用。

另外，近幾年在新疆地區(qū)，無人機施藥也得到了應用。不過它不是進行病蟲害防治，而是給棉花噴脫葉劑，進行脫葉。新疆的棉花種植面積比較大，機采棉時，棉花有大量的葉子，必須先用噴施脫葉劑讓葉子落掉。進行無人機噴灑，把整個的葉子脫掉，然后再用采棉機采棉，采棉效率和質量得到提升。