植保無人機現(xiàn)狀
01、農(nóng)業(yè)航空植保機的起源
1911年德國:最早提出用飛機噴灑農(nóng)藥控制森林害蟲的計劃;1949年美國:開始研制專門用于農(nóng)業(yè)的農(nóng)用飛機,航空噴霧技術(shù)也有了很大的進步;1987年日本:最先研制成功農(nóng)用無人直升機,Yamaha 公司受日本農(nóng)業(yè)部委托,研制生產(chǎn)出載藥量20kg噴藥無人直升機R-50——有人機到無人機;日本目前是世界上農(nóng)用無人機噴藥的覆蓋率最廣的大國,廣泛應用于水稻、森林等病蟲害防治。
02、農(nóng)業(yè)航空植保在中國的應用情況?
1951年5月,中國民航廣州管理處派出一架C-46型飛機,連續(xù)2天在廣州市上空執(zhí)行了41架次的滅蚊蠅飛行任務,揭開了中國農(nóng)業(yè)航空發(fā)展的序幕。自1973年以來,中國農(nóng)業(yè)航空年作業(yè)量基本上在20000~30000h上下波動。
中國植保無人機從2004年開始,科技部863計劃、農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)機化所等開始無人機植保的研究和推廣;2007年我國第一架工程型植保無人直升機開始產(chǎn)業(yè)化探索。
2014年起,隨著國家政策的推動,植保無人機出現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢。目前從業(yè)企業(yè)約300家,但產(chǎn)品可穩(wěn)定使用企業(yè)僅十余家。
03、農(nóng)業(yè)植保無人機是什么?
指用于農(nóng)林植物保護作業(yè)的無人駕駛飛機,該型無人機由飛行平臺(固定翼、單旋翼、多旋翼)、GPS飛控、噴灑機構(gòu)三部分組成,通過地面遙控或GPS飛控實現(xiàn)噴灑作業(yè),可噴灑藥劑、種子、粉劑等。
04、農(nóng)業(yè)植保無人機的產(chǎn)品分類?
按飛行動力,分為油動(單旋翼)和電動兩大類,其中電動無人機又分為單旋翼和多旋翼。
油動單機價格貴,燃料成本便宜,操作復雜,日本普及率極高;電動單機價格便宜,燃料成本貴,操作簡易,在國內(nèi)可能有優(yōu)勢。
05、無人機植保的優(yōu)點?
高效自動化:隨著土地流轉(zhuǎn),大型農(nóng)場將持續(xù)產(chǎn)生,對種植業(yè)的機械化自動化程度要求提高。植保無人機單日作業(yè)面積可達300畝,效率高于常規(guī)噴灑數(shù)十倍。且作業(yè)采用飛控導航自主作業(yè),噴灑前,將農(nóng)田里農(nóng)作物的GPS信息采集到,并把航線規(guī)劃好,飛機基本可實現(xiàn)自動作業(yè)。
替代人力,安全性高:農(nóng)村青壯年勞動力稀缺,人力成本日益增加;且農(nóng)藥對人體傷害較大,年輕人不愿意進行農(nóng)藥噴灑。植保無人機可遠距離遙控操作,避免了噴灑作業(yè)人員暴露于農(nóng)藥的危險,保障了噴灑作業(yè)的安全。
節(jié)省資源,降低污染:農(nóng)業(yè)植保無人機噴灑技術(shù)采用噴霧噴灑方式,可以節(jié)約50%的農(nóng)藥使用量,90%的用水量,大大降低了資源成本。
防控效果好:飛機飛行產(chǎn)生的下降氣流吹動葉片,能使葉片正反面均能著藥,防治效果相比人工與機械提高15%~35%,應對突發(fā)、爆發(fā)性病蟲害的防控效果好;不受作物長勢的限制。
06、為什么無人機植保推廣有必然性?
“十二五”至“十三五”期間,土地流轉(zhuǎn)率提升,需要大規(guī)模作業(yè),但農(nóng)村年齡結(jié)構(gòu)老化、勞動人口缺失,植保作業(yè)領(lǐng)域迫切需要提升機械化;
我國農(nóng)業(yè)植保方式以手動施藥為主,占比高達93%,地面機械式植保藥械占比約6%,航空植保占比極低;
農(nóng)藥植保期一般發(fā)生在6-9月底的農(nóng)忙時節(jié),需要大量勞動力進行噴灑,且蟲害發(fā)生后蔓延速度很快,需要3-5天內(nèi)快速噴藥,人工噴藥每天僅10-20畝,無人機每天噴藥300畝,可快速完成防治工作。
國家政策補貼力推
由于農(nóng)林植保無人機在農(nóng)作物的播種(授粉)、灑藥、施肥,以及長勢和病蟲害的監(jiān)測等方面無論與人工相比,亦或是與傳統(tǒng)機械相比均具有明顯優(yōu)勢,因而近年來國家出臺了許多扶持農(nóng)林植保無人機的政策,支持植保無人機的發(fā)展。具體如下圖所示:
(圖片來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院)
國家政策的引導和地方政府農(nóng)機購置補貼等工作的落實,推動了農(nóng)業(yè)無人機在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的推廣應用,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化進程加快,農(nóng)業(yè)無人機產(chǎn)業(yè)將得到進一步發(fā)展。
無人機植保滲透率極,低彈性大
農(nóng)村人口老齡化、缺失,農(nóng)業(yè)機械化有必然性
據(jù)中國農(nóng)機流通協(xié)會的調(diào)查顯示,農(nóng)機合作組織、種糧大戶、家庭農(nóng)場、農(nóng)民合作社在消費主體中的比重正以15%的年均速度快速增長,新型農(nóng)業(yè)主體的崛起,以及新形勢下農(nóng)資市場的一系列變革,都在為我國農(nóng)用飛機作業(yè)的發(fā)展提供有利的條件。
農(nóng)田遠離城市,安全飛行距離足夠大,不需要飛躍民居或住宅,并且為了達到最佳噴藥效果需要低空低速飛行(一般低于3米,飛行速度小于10米/秒),很好的規(guī)避了全球大部分市場的空域管理限制,有潛力快速滲透;
由于需要負重飛行,對飛行控制、穩(wěn)定性、巡航能力都有更高的要求,從技術(shù)上有別于目前主流的無人機產(chǎn)品,有一定的技術(shù)壁壘。
農(nóng)業(yè)航空植保效益高
目前我國農(nóng)林植保無人機主要防治作物包括水稻、小麥、玉米、棉花等,總體可減少農(nóng)藥使用量20%以上、節(jié)省用水90%以上,提高農(nóng)藥利用率30%以上”。
(圖片來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院)
這充分說明我國植保無人機相比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢。未來發(fā)展農(nóng)業(yè)科技將是必然趨勢。
無人機具有更高性價比
有病蟲害防治、衛(wèi)生防疫消殺上有優(yōu)勢。但若作業(yè)過高,霧滴飄移難控制且易造成污染,若作業(yè)過低,易發(fā)生撞擊事故。人機與無人機相比,載液量更大、噴灑作業(yè)效率更高,在大面積農(nóng)田
無人機中,油動力無人機藥箱容量一般為10-25L,較電動無人機8-17L的大,且作業(yè)效率高。但是相對電動無人機,其進入門檻更高:操作復雜,售價高,回收周期長。目前電動無人機更具有吸引力。
全產(chǎn)業(yè)鏈具備經(jīng)濟性,推廣熱度大
深藍、亮藍亮色是不同補貼程度的假設下,油動機和電動機的周期。可見,工作日超過50天后,可快速回收投資成本。
悲觀假設購機無補貼。若工作天數(shù)在40天以下難以回收成本。
樂觀假設購機補貼力度較強,工作天數(shù)在60天以上,成本回收期2年或2年以內(nèi),將激發(fā)行業(yè)的爆發(fā)。
詳細成本運算假設:飛防大隊購買無人機植保,工作天數(shù)對回收周期影響最大,中性預測下一年工作50天,回收周期電動1.4年、油動2.4年,電動無人機的回收周期顯著快于油動。
經(jīng)濟性測算:車載平臺單價10萬/臺,每臺搭載2架無人機。
作業(yè)時間:從6月15日到9月30日是植保的農(nóng)忙期,一般在80-100天。東北地區(qū)一季種植植保天數(shù)30-50天,河北、河南等中部地區(qū)在60-80天,廣西、福建、海南等南方地區(qū)植保天數(shù)90-120天。
成本:拆分成本:固定成本包含折舊、固定人工、保險;變動成本包含發(fā)動機、燃油、電池、炸機維修。
折舊:油動5年折舊,電動3年折舊,20%備用機
人工:1.5-2人/臺飛機*12月*2千元固定工資*1.35(含35%固定工資三險一金)+提成1元/畝*1.5-2人;(油動難操作、電動易操作)
燃油:0.5元/畝;發(fā)動機:每200小時更換一次發(fā)動機,0.5萬元/臺發(fā)動機;
電池:200次充放電(200架次飛行,一次15畝),1.5萬元一組電池
保險:0.3-0.6萬元/年
維修:假設每5天炸機一次,油動維修500元/次,電動100元/次飛機飛行產(chǎn)生的下降氣流吹動葉片,能使葉片正反面均能著藥,防治效果相比人工與機械提高15%~35%,應對突發(fā)、爆發(fā)性病蟲害的防控效果較好。噴灑的有效性:人75-76%;有人機30%,無人機50%。
農(nóng)戶雇用飛防大隊植保,單位植保費用可下降30-50%。
人工打藥收費20-25元/畝:每天10畝。
無人機打藥收費10-15元/畝:每天300畝,效率是人工的30倍, 2個人作業(yè)的人工成本平攤后1元/畝;噴灑技術(shù)采用噴霧噴灑方式,節(jié)約農(nóng)藥50%,節(jié)水90%,大量節(jié)約費用。
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