中国是农业大国，农业航空技术是农业现代化的一个重要标志。美国使用农业航空技术的土地，占整个土地面积的50%左右。而中国目前仅占到2.6%。

在农用无人机的应用中，主要有植保无人机、农业遥感无人机和农田测绘无人机，而中国使用最多的是植保无人机。中国植保无人机的发展应用或许可以参考邻国日本。上世纪50年代，经济高速发展的日本，大量人口从农村转移到城市，农村土地病虫害严重。日本采用有人机进行航空施药，但有人机在航空施药过程中，飞行高度较高，雾滴漂移严重，造成了大量的次生灾害，污染了环境。在这种情况下，日本开始了植保无人机的研发。

如今中国处在相似的历史路口。中国提出到2020年实现农药零增长的目标。而无人机应用在农业上，不仅延展了人的双手，节省了劳动力，带来了作业效率的提升，同时低容量施药和智能化的操作方式也将有利于环境污染的减轻。关于农用无人机在中国的应用现状，澎湃新闻采访了国家农业智能装备工程技术研究中心农业航空部主任张瑞瑞博士。
 

国家农业智能装备工程技术研究中心农业航空部主任张瑞瑞/图 来源网络

中国农业植保的现状

澎湃新闻：中国地缘很广、地形复杂，农业植保的现状如何?

张瑞瑞：我们国家农业植保的现状可以从两个方面来考虑。

一是施药的器械和方式。中国经过多年的发展，整个植保来讲，农业机械化得到一些大面积的推广。但是应该说一半以上的土地，还是通过人工的、背负式的喷雾器的方式，进行地面喷雾;在新疆兵团、黑龙江农垦地区这样大规模的土地上，则主要采用先进的、大型的喷药器械。

二是农药的使用量。与国外相比，我国农药的使用量偏大。尤其跟欧美国家相比，我们整体的使用药、单亩的施药量都是偏多的。

这两点应该说是我们目前农业植保需要解决的问题。因为使用方式直接影响到农业的生产效率，农药的用量直接影响到农产品的品质。

澎湃新闻：我国农药使用量偏大的原因是什么?

张瑞瑞：我考虑可能有两方面的因素。

一是中国是小农经济发展过来的，讲究精耕细作，农民对土地比较重视，对亩产量要求比较高。一旦发生哪怕是一亩地里有几个虫子，农民都会大量地使用农药。他害怕土地因为农药的使用不及时，造成农业产量的降低，影响到自己的收入。

二是环境恶化，对整个病虫害的发生有很严重的影响。这也是非常重要的一个原因，造成我们农药使用量比国外大。

澎湃新闻：植保作业的同时会带来农药残留的隐患，现在有办法缓解这个问题吗?

张瑞瑞：降低农药残留一直以来是国家非常重视的一个方向。国家不管是科研立项，还是政策方面，都下了非常大的力度来进行技术上的攻克。我们国家现在提出了到2020年实现“农药的零增长”的政策。

目前，我们采用一些新的施药方式，比如无人机施药技术或航空施药技术，来降低整个的农药使用。另外我们科研机构和各个高校也在采取一些新的病虫害防治的方式。特别是像近几年兴起的，我们采用释放有害昆虫的天敌的方式，来进行防治。另外我们现在研究出一种基于信息素引诱的方式，造成有害昆虫的生理或者发育的紊乱，从而达到降低虫害的目的。

目前来讲主要是通过这两种方式，一个是新的施药设备，提高单位农药的利用量，一个是采用新的防治手段，尽可能减少化学农药的使用。

农用无人机的诞生

澎湃新闻：无人机是怎样被应用到农业上的?

张瑞瑞：最早可以追溯到日本上个世纪的50年代。它当时的经济发展类似于我们今天中国的现状，经济高速发展，大量的人口从农村到了城市里面。缺少农村劳动力，土地病虫害的防治非常严重。这时候日本政府采用了大量的有人飞机、有人直升机进行航空施药，解决病虫害防治的问题。

但是有人飞机在航空施药的过程中，雾滴的漂移非常严重，造成了大量的次生灾害的产生，也污染了环境。在这个条件下，到了1983年，日本的农林水产省就提出来说采用无人机和有人机结合的方式，进行航空施药。他们委托当时的雅马哈公司，进行农业无人机的研发。到了1993年，雅马哈研制成功了第一台真正工业级的、农业植保的无人机设备。无人机逐渐地在农业上有了新的应用。

无人机跟有人机相比，从字面来讲，它是无人驾驶的一个设备。跟有人机最大的区别，是自主化的(飞行作业方式)，比如，它可以实现一些田间的自主避障，有利于飞行安全。另外无人化能够节省劳动力。像无人植保机，它就是一个无人机设备加一个喷药器械，然后进行植保(作业)。

除了无人化和自主化两个智能性之外，无人机还有两方面比较突出。一个它是轻量型的，轻量型就决定了它可以在一些小田块，一些地形比较复杂的地方进行施药。另一个它飞行的高度比有人机高度要低。有人机施药的飞行高度大概在5-7米，而无人机现在能够控制到1-2米。因为它的飞行高度低了，农药的漂移就小了，所以对环境的污染也小了，产生次生灾害的可能性也降低了。

澎湃新闻：中国引入植保无人机大概是在什么时候?

张瑞瑞：我们国家植保无人机的使用，应该能追溯到2010年左右。随着中国军用无人机技术的成熟，大量的一些原来给军方提供无人机技术的公司，想将自己的技术民用。

2010年，江苏有一家公司，它研制了我们国家第一台专门的农用无人机。

澎湃新闻：当时有哪些条件推动我们去应用这样一项新的技术?

张瑞瑞：当然它有一个需求的背景。一方面因为时代背景，现在劳动力大量地转移到城镇里来，农村劳动力缺少。另一个方面，喷药时经常发生施药人农药中毒的现象，危及人身健康和安全。

我们在对植物进行病虫害防治的时候，大部分时间在夏天。夏天的温度比较高，人在进行农药喷施的时候，很容易吸入大量的农药，从而人身健康造成伤害。另外，特别是在南方，施药环境应该说是比较恶劣的，尤其是在水田进行农药施药，人还要背负着很重的喷雾器，人是比较劳累的。在劳累的状态下，免疫力下降，吸入农药，更易中毒。另外在果园里，因为果园是一个封闭的环境，空气流通性比较差，在进行喷雾的时候，周围的空气中弥漫着各种农药，所以他很容易吸入农药。

澎湃新闻：现在无人机可以应用到像果园这种相对密闭的空间吗?

张瑞瑞：是的。现在应该说无人机在中国的施药有几个较好的应用。一个就是果园的施药。原来我们在果园施药，果园的果树长得比较高，而病虫害尤其是害虫，它的发病最早是从植物的梢部，就是枝子开始的。我们经常见到在果园喷药，用一个很高的竿儿，支着喷头进行喷药。但是有了无人机之后，无人机可以直接在上部喷药。

另外就是在南方的水田。我国的稻米需求量是比较大的，在全球来看，中国也是稻米的主产区。大型的施药器械很难进入水田，用无人机进行水稻上的病虫害防治，也是一个非常好的手段。

还有在南方一些丘陵地区，因为它是梯田，地形非常不规则，地形起伏也比较大，大型的施药器械很难进入。而无人机对地形要求不是很高，所以它在这种地方也得到了大面积的使用。

另外，近几年在新疆地区，无人机施药也得到了应用。不过它不是进行病虫害防治，而是给棉花喷脱叶剂，进行脱叶。新疆的棉花种植面积比较大，机采棉时，棉花有大量的叶子，必须先用喷施脱叶剂让叶子落掉。进行无人机喷洒，把整个的叶子脱掉，然后再用采棉机采棉，采棉效率和质量得到提升。