探析无人机农业植保的现状及产业发展前景

农业是国民经济的基础产业，其稳定发展对于保障粮食安全、促进社会持续健康发展具有重要意义。在农业生产过程中，植保工作是保证农作物的健康生长，促进农产品生产质量和产量的提升。传统的农业植保主要是依赖人工管理，工作内容包括农产品种植区域的田间管理和病虫害防治等，由于劳动强度大、作业效率相对较低，在大规模的农业生产中，人工植保存在较多的局限性，无法满足现阶段农业生产的要求。目前无人机技术已经被应用在农业生产管理中，借助无人机农业植保技术可以实现对大面积农田的管理，有效提升管理的质量。

一、无人机农业植保概述

无人机农业植保是指使用无人机设备，基于遥感技术、精准定位技术以及智能化控制技术，实现对农作物的管理，包括对农作物的灌溉施肥以及病虫害防治等。按照无人机的机型进行分类，在农业植保过程中使用的无人机可以分成多旋翼无人机、固定翼无人机、复合翼无人机[1]。而根据具体的植保功能分类，可以将无人机设备分为喷洒无人机、监测无人机以及多功能无人机，在开展农业植保工作的过程中，需要根据具体的农作物管理需求选择无人机设备。

二、无人机农业植保的现状分析

（一）技术应用现状

当前无人机农业植保技术已经形成了完整的架构体系，一是在核心技术水平方面，植保无人机采用的是 RTK+PPK 双模定位系统，定位精度可以达到 10cm，同时无人机设备具有地形跟随功能，可以保持在 0.5–3m 以内的恒定作业高度，最新研发应用的仿地飞行技术，可以在复杂的农业生产地形条件下保持 1.5m 的作业高度。无人机设备在农业植保中的应用，可以完成农药的喷洒工作，目前主流的无人机机型普遍配备了离心雾化喷头，雾化颗粒的直径在 50-150μm 之间，并在变量喷洒系统的支持下，能够实现农药的精准化施加，用药量的误差不会超过 5% ，一些高端的无人机设备已经搭载 AI 识别技术，能够在植保过程中实现靶向喷洒，农业利用效率有效提高。在应用无人机设备开展农业植保工作的同时，也建设了智能化的决策系统，借助深度学习算法以及多光谱成像技术能够对农作物的生产情况进行实时监控，准确识别出现病虫害的区域，并自动生成病虫害防治方案，将指令信息传递给无人机控制系统，无人机设备在收到指令后会按照施药方案进行农药的喷洒。目前无人机农业植保已经应用在农业生产中，例如，对于水稻、小麦等大田作物，一台无人机每天的作业能力可以达到 300-500亩，根据相关数据，无人机植保可以使得水稻病虫害的防治成本降低 35% 。再比如，在特殊环境中，像丘陵山区、水田，大型机械设备的应用受到限制，因此无人机设备成为植保工作的主力军，无人机的作业效率约是人工植保的 15 倍[2]。

（二）现存问题

虽然无人机农业植保技术在农业生产中已经取得了成效，但在实际应用中还存在一些问题。一是技术瓶颈，无人机的续航能力是目前无人机设备在使用中被关注的重点问题，目前无人机单次作业的时间约为 15-30 分钟，需要频繁更换电池，尤其是在连续作业的场景下，有效作业的时间占比仅为 60% 。无人机对于复杂环境的适应性还需要进一步加强，在一些地形起伏较大的区域，部分无人机设备飞行的稳定性和施药均匀性还需要提升。通过对无人机农业植保过程的实测，在丘陵地区使用无人机设备进行植保作业，效果差异系数约为 25% ，而在平原地区该参数为 8% ，由此可见在特殊环境下，无人机设备的性能还需要提升。二是无人机农业植保技术的应用面临着经济挑战，在农业生产的前期，建设一套完整的植保无人机系统需要耗费一定的成本，一些个体种植户无法承受该成本，同时无人机设备的核心部件也需要定期维护，目前农村地区未能针对无人机设备的使用，建立全覆盖的、专业的维修点，导致无人机植保技术的推广受到限制。三是无人机设备在农业中的应用缺少行业规范，不同地区对无人机农业植保中的飞行高度、速度等参数的要求存在明显的差异，跨区作业存在合规性的问题。现有的农药剂型中仅有 30% 左右的药剂通过了无人机专用认证，大部分农药药剂还无法使用无人机进行喷洒，在使用无人机设备进行农药喷洒时还会因药剂问题导致设备出现故障[3]。一些经济欠发达地区，农户的文化知识水平有限，当地的政府部门也未能针对无人机设备的使用开展教学指导，导致农户并不具备操作无人机的专业能力，而能够熟练操作无人机设备的人员在农业植保知识方面有所欠缺。

三、无人机农业植保的产业发展前景

（一）技术创新

无人机农业植保产业的发展会不断加强技术的创新，一是对智能化的系统进行升级，进一步融合人工智能技术，新一代植保无人机的研发会搭载更加先进的人工智能芯片，能够对农作物生长中出现的病虫害进行准确识别，识别率可提高到 95% 以上，同时借助人工智能的深度学习算法自动分析农作物的长势，从而生成个性化的植保方案。目前，部分新型无人机设备已经开始搭载自主决策系统，该系统能够对农业种植区域的地块进行识别，自动规划无人机设备的飞行路径，完成植保工作，未来该类型的无人机设备会大范围推广到农业生产中。二是优化无人机设备的 2025 年，截至今年，氢能植保无人机已经开始应用在农业管理中，其续航能力可以达到 3 小时，加氢的时间约为 3 分钟，同时在无人机技术研发的过程中还在重点研究电动-燃油的混合动力系统，该系统同时兼顾生态环保的需求和续航需要，在新疆棉田的测试中，搭载混合动力系统的无人机设备可以实现单日作业 800 亩[4]。

（二）市场需求增长

在未来的发展中，无人机农业植保的应用场景会不断拓展，尤其是在经济作物的植保领域，以果园的植保工作为例，2023 年无人机的保有量约为 2.1 万台，到 2025 年已经达到 5 万台，常见经济作物的无人机覆盖率将突破 30% 。同时为满足市场需求的增长，无人机农业植保的社会化服务也会逐渐成熟，2025 年全国植保服务组织超过 1.2 万家，无人机农业植保作业面积达 12 亿亩次，在未来的发展中该数值还会增长，同时无人机农业植保服务的质量和服务内容也会不断完善。

结束语：总而言之，无人机设备是目前农业植保工作开展的主要设备，可以有效解决人工植保存在的效率低、劳动量大的问题，结合现阶段无人机农业植保的现状以及存在的不足，还需要进一步推动无人机技术的优化，基于市场发展需求加强植保无人机的研发和推广工作，从而全面提升农业植保工作的质量和效率，推动农业的现代化发展。

参考文献：

[1] 盛雪莹. 无人机农业植保的现状分析和产业发展[J]. 中国科技投资,2022(13):4-6.

[2] 黄秋娇. 无人机农业植保作业优势与关键技术[J]. 南方农机,2022,53(18):64-66.

[3] 蒋三生,郭辉,王尚,等. 无人机农业植保应用研究新进展[J]. 农业科学,2022,12(11):1136-1142.

[4] 张红彦,吴盛梅,王娟娟. 简析农业植保无人机发展现状及趋势[J].江西农业,2024(16):160-162.