张宗俭 飞防专用药剂的特点以及研发思路--山东8月（定稿）.docxVIP

飞防发展趋势及专用药剂的研发和应用张宗俭，卢忠利，姚登峰，李小龙，张春华，韩春华（中化化工科学技术研究总院功能助剂研发中心，北京100083；北京广源益农化学有限责任公司，北京100083）在我国粮食产量连续12年保持稳步增长的背景下，农业部提出“到2020年实现化肥、农药使用量零增长”行动方案，以切实解决我国目前存在的化学农药使用量大、有效利用率低、盲目用药和滥用农药的突出问题，改变食品安全和环境安全问题严峻的局面。农业部门提出“三改进三推进三减少一提高”：改进防控理念，推进绿色防控；改进施药技术，推进科学用药；改进组织方式，推进统防统治。通过减少施药次数、减少施药剂量、减少农药流失来提高防治效果，力保在农药零增长的情况下，有效控制病虫草鼠等有害生物对作物的危害。据全国农技推广中心统计，我国常年化学农药制剂使用量在100万吨左右，折百原药用量在30万吨左右。目前我国农药使用大多仍以传统的背负式喷杆喷雾器喷雾为主，药液用量大、“跑、冒、滴、漏”现象严重，农药有效利用率仅30%左右，远低于发达国家。目前随着农村土地流转和劳动力转移，大面积快速高效施药成为植保难题，在此背景下，政府、企业和合作社瞄准商机，积极推进地面大型植保机械、无人机和飞机施药，大力发展统防统治和专业化植保服务，大数据信息服务平台建设也为飞防的发展提供了更为广阔的市场。一、飞防发展趋势与优势美国是应用航空喷雾最发达的国家，目前有农用航空公司20多家，65%的农业化学处理由飞机承担。农用飞机以作业效率较高的有人驾驶固定冀飞机为主，农用航空作业项目除了飞机播种、施肥、施农药外，还包括人工降雨、森林灭火、空气清洁、杀灭病菌等。航空喷雾作业面积前5名的作物依次是：玉米、麦类、棉花、大豆和水稻，对森林病虫害的防控几乎100%采用航空喷雾作业。日本无人机（雅马哈）喷洒农药已经将近30年。2012年，业内人士估计日本大概有3000多架无人植保飞机在日本农田上空作业，其中有60%的水稻田采用无人机来完成飞防喷雾，近40%的农田施药是用无人机来完成的。发达国家对航空喷雾技术的研究热点主要集中在以下两个方面：一是可控雾滴技术的应用与雾滴飘移控制的研究。通过按作业要求选择适宜的喷头和喷雾参数，控制雾滴粒径、飘移率等以取得最佳喷雾效果；通过建立飞机喷雾的雾滴分布仿真数学模型，运用模型分析雾滴沉降规律，研究航高、航速、风速、雾滴粒径、不同机型对雾滴飘移的影响。二是全球性定位系统(GPS)及精准施药技术的使用。航空喷雾作业时，通过扫描软件计算不同区域(较小的面积单元)所需的农药制剂、肥料用量，进行变量喷施；随着可视化技术的发展，远程控制平台也开始得到应用，即当飞机到达作业区域时，GPS能实时将作业区域的信息图像传送到控制平台(电脑)，达到作业位置精确定位与自动导航，最终实现精确施药及喷幅精确的对接。我国开展飞机施药防治农业林业有害生物和卫生防疫工作已有50余年历史，对突发性、暴发性有害生物的控制取得很好的效果。近5年来，随着我国土地流转和集中、农民防控意识的转变，植保无人机异军突起，迅速发展。自2012年到2015年，植保无人机的关注度一年比一年升温，尤其是2015年开始出现大量关于植保无人机田间试验和田间作业的报道。2014年、2015年中央一号文件明确提出“要加强农用航空建设”，为航空植保的发展指明了方向。我国大田作物约15亿亩，按平均每亩施药三次计算，共需45亿亩次施药作业，有人估计无人机植保市场是600亿，有人估计高达1000亿左右，可见市场需求量很大。但无人机植保作为一个快速发展的新生事物，实际应用中也发现许多亟待改进的问题，如无人机的质量不过关，坠机事件时有发生；熟练的专业飞手不足；电池续航时间太短，成本高；飞机的保养和售后服务跟不上；防治效果不稳定、药害或环境污染事故时有发生以及适合飞防的专用药剂和助剂少等。相对于人工喷洒或大飞机喷洒方式，无人机的适应性更强，通过空中作业，不受山地、水田等地形因素，垄作、平作等种植方式，高秆、矮秆、林果以及作物生长周期的限制，有效解决作业难问题。植保无人机采用的GPS测速，用速度控制喷头的农药流量和雾滴分布，实现农药自动定量精准控制喷洒；此外，喷雾装备的药剂物化质量直接影响农药在作物上的沉积分布，无人机在实现科学施药的同时，根据雾化原理，掌握喷嘴与靶标物体的距离，保证农药有效利用。试验证明无人机喷洒农药效果会高于人工喷洒，喷洒均匀，雾化好，而且直升机的螺旋桨产生的风力可以掀开植物，让农药喷到植物根部；断点续喷，漏喷重喷小；加之对作物伤害小，综合防治效果好。更重要的是与传统喷洒作业比较，实现了人机分离，农药在喷洒过程中几乎对作业者没有危害，提高了农药喷洒的安全性。另外，飞防尤其是植保无人机防治更注重的是专业化服务和统防统治，以防为主，以治为辅。