中國是農業大國，農業航空技術是農業現代化的一個重要標志。美國使用農業航空技術的土地，占整個土地面積的50%左右。而中國目前僅占到2.6%。

在農用無人機的應用中，主要有植保無人機、農業遙感無人機和農田測繪無人機，而中國使用最多的是植保無人機。中國植保無人機的發展應用或許可以參考鄰國日本。上世紀50年代，經濟高速發展的日本，大量人口從農村轉移到城市，農村土地病蟲害嚴重。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，污染了環境。在這種情況下，日本開始了植保無人機的研發。

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

國家農業智能裝備工程技術研究中心農業航空部主任張瑞瑞/圖 來源網絡

中國農業植保的現狀

澎湃新聞：中國地緣很廣、地形復雜，農業植保的現狀如何?

張瑞瑞：我們國家農業植保的現狀可以從兩個方面來考慮。

一是施藥的器械和方式。中國經過多年的發展，整個植保來講，農業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、黑龍江農墾地區這樣大規模的土地上，則主要采用先進的、大型的噴藥器械。

二是農藥的使用量。與國外相比，我國農藥的使用量偏大。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業植保需要解決的問題。因為使用方式直接影響到農業的生產效率，農藥的用量直接影響到農產品的品質。

澎湃新聞：我國農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。

一是中國是小農經濟發展過來的，講究精耕細作，農民對土地比較重視，對畝產量要求比較高。一旦發生哪怕是一畝地里有幾個蟲子，農民都會大量地使用農藥。他害怕土地因為農藥的使用不及時，造成農業產量的降低，影響到自己的收入。

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

澎湃新聞：植保作業的同時會帶來農藥殘留的隱患，現在有辦法緩解這個問題嗎?

張瑞瑞：降低農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。我們國家現在提出了到2020年實現“農藥的零增長”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，提高單位農藥的利用量，一個是采用新的防治手段，盡可能減少化學農藥的使用。

農用無人機的誕生

澎湃新聞：無人機是怎樣被應用到農業上的?

張瑞瑞：最早可以追溯到日本上個世紀的50年代。它當時的經濟發展類似于我們今天中國的現狀，經濟高速發展，大量的人口從農村到了城市里面。缺少農村勞動力，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生，也污染了環境。在這個條件下，到了1983年，日本的農林水產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，進行農業無人機的研發。到了1993年，雅馬哈研制成功了第一臺真正工業級的、農業植保的無人機設備。無人機逐漸地在農業上有了新的應用。

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。跟有人機最大的區別，是自主化的(飛行作業方式)，比如，它可以實現一些田間的自主避障，有利于飛行安全。另外無人化能夠節省勞動力。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)。

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，而無人機現在能夠控制到1-2米。因為它的飛行高度低了，農藥的漂移就小了，所以對環境的污染也小了，產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用無人機。

澎湃新聞：當時有哪些條件推動我們去應用這樣一項新的技術?

張瑞瑞：當然它有一個需求的背景。一方面因為時代背景，現在勞動力大量地轉移到城鎮里來，農村勞動力缺少。另一個方面，噴藥時經常發生施藥人農藥中毒的現象，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，人在進行農藥噴施的時候，很容易吸入大量的農藥，從而人身健康造成傷害。另外，特別是在南方，施藥環境應該說是比較惡劣的，尤其是在水田進行農藥施藥，人還要背負著很重的噴霧器，人是比較勞累的。在勞累的狀態下，免疫力下降，吸入農藥，更易中毒。另外在果園里，因為果園是一個封閉的環境，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藥，所以他很容易吸入農藥。

澎湃新聞：現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。現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，它的發病最早是從植物的梢部，就是枝子開始的。我們經常見到在果園噴藥，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區。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，因為它是梯田，地形非常不規則，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，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。