無人機給果樹打藥可行嗎?
背著農藥箱,邊走邊往作物上噴灑農藥,長年以來,這種背負式人工打藥的畫面在中國農村田間地頭極為常見,也是目前國內最普遍的施藥方式。然而,由于農藥對人體的危害極大,愿意人工作業的打藥人已經越來越少。
與此同時,另一幅全新的打藥畫面開始在農村出現——按下按鈕后片刻,擁有多個旋翼、攜帶數升藥液的無人機“嗡”一聲,從地面飛起,按照設定好的參數和軌跡,全自動、精準地對整片作業地塊噴灑農藥。
自去年以來,中國企業自主研發生產的農用植保無人機在技術上有了突飛猛進,農業航空科技正在深刻改變田間地頭的作業方式。從質疑,到接納,再到市場成倍增長,植保領域的“機器換人”逐漸成為一種趨勢。
目前,業界較為統一的一種觀點是,植保無人機在大田作物方面有著巨大的市場空間。但是,在果樹方面是否同樣有前景,還是一個探索中的未知數,尤其是植保無人機在山地、丘陵地帶目前還有很多待改進的問題。
傳統打藥的弊端
近年來,我國果品總面積和總產量一直穩居世界第一,且水果種植面積整體呈現出逐年遞增的趨勢。來自國家統計局的數據顯示,截至2015年末,全國水果(含瓜果)總面積1536.71萬公頃(約2.3億畝),比上年增長20%左右。其中,種植面積最大的當屬柑橘和蘋果,分別占到總面積的16%和15%。
以頗具盛名的江西柑橘為例,贛州臍橙的投入產出期較短,一般定植后第3年就能掛果生產,4年以上成年果樹畝產一般可達2500~3000公斤,壽命可長達40~50年,經濟效益十分可觀。
作為全球領先的農業科技公司和商用無人機制造企業,極飛科技從2013年開始涉足農業,在實踐中總結出傳統果樹植保方式存在以下幾個短板。
一是勞動力短缺,人工給果樹打藥,通常需要雇傭當地農民使用高壓三缸水泵進行農藥噴灑,但隨著人口老齡化和農村空心化,青壯年勞力越來越難找。
二是作業效率低,常見的傳統方式是兩人一組,一個人牽管,另一個人噴藥,尤其在丘陵地區作業難度較大,效率更低。
三是成本昂貴,人工打藥通常按天收費,在地理條件好、方便作業的果園收費為每畝30多元,在地理條件較差、作業難度較大的果園收費甚至高達每畝50元。此外,收費價格還和病蟲害的種類相關,比如防治木虱蟲害,噴灑量較小,打藥速度較快,而防治紅蜘蛛所需的噴灑量就比較大。
四是用水量較大,柑橘園通常地處丘陵或山地,沿等高線開辟出柑橘的種植帶,大多缺少自然水源(泉水、河流等),而傳統人工打藥每畝柑橘園需要800~1600斤水,因此必須修筑儲水設施。
五是管理難度大,考慮到打藥人員可能存在作業不規范的情況,人工打藥需要安排現場監工人員,如果果樹產值高,一旦施藥效果不好,就可能造成極大的損失。
六是施藥頻次高,以柑橘為例,施藥密度一年多達20次,而且從3月到12月一直有施藥需求,作業周期很長。
農民的顧慮
盡管果樹植保的市場需求很大,但考慮到果樹的經濟價值較高,農戶在嘗試新的植保方式時難免有較多顧慮,因此大多數農民目前仍持觀望態度,這也是無人機尚難在果樹植保作業中普及的主要原因之一。
從農戶的反饋來看,目前存在的問題主要集中在:果園面積大、地形復雜,無人機是否能確保將農藥噴灑到每棵果樹?果樹樹葉層數多,能否確保將果樹從上到下打透?很多害蟲會在樹葉背面活動,農藥能否噴灑到樹葉背面?
農戶的這些顧慮不無道理。果樹種植一般較為分散,點距或間距不均勻,而且植株高、樹冠大、樹葉層數多,傳統農業無人機使用GPS定位,只能進行往返式作業,在大田作業時尚可接受,在果園中卻無法有效施藥。同時,果園中情況復雜,手動操作時視線容易受到遮擋,嚴重影響飛機的飛行安全,所以手動操作的無人機在果園作業時必須保持在較小的視距范圍內,大大降低了作業效率。
“在過去的一年里,我們和極飛一直在江西‘秘密’研發果樹植保模式?!苯髭M州裕豐智農負責人李麟分享了兩點心得,一是通過RTK技術可以精準定位到每棵果樹上空,二是隨著無人機噴灑系統的精進,以往農藥殘留多、噴灑不均勻等問題得到了較好的解決。
根據極飛提供的資料,在RTK精準定位的基礎上,最新款的無人機能在每棵果樹上空短暫停留,4級風力的下壓風場足夠滿足穿透多層樹葉的需求,而且螺旋航線讓下壓風場產生亂流,實現樹葉翻轉,從而能將霧滴覆蓋到樹葉背面。實踐案例表明,無人機噴灑果樹的效果已通過霧滴分布影響試驗得到用戶的正向肯定。
為了適應丘陵、山地等復雜環境,仿地形模塊的開發也顯得尤為重要?!叭绻麩o人機距離地面的高度超過2米,藥液就可能飄散,所以無人機的飛行高度需要跟隨地面的起伏變化,”極飛科技有限公司CEO彭斌介紹,極飛在2017款的植保無人機中就已經加入了仿地形功能,不過最高只能支持4米的起伏地形。而2018款則提高到30米,能夠適應起伏更大的丘陵、葡萄園、茶園、果樹園等各種復雜地貌。
另一家無人機巨頭大疆提供的案例也顯示,在果樹這類高附加值的小規模農田作業,無人機比人工更具優勢。2016年12月初,老牌植保服務商農飛客農業科技有限公司召集旗下30人的隊伍,攜15架大疆MG-1到“蜜桔之鄉”浙江黃巖,給萬畝柑橘園噴灑農藥,防治木虱蟲害。僅用了四天半的時間,就完成了1萬畝果樹的打藥作業。
根據以往經驗,柑橘園農戶要求植保隊每畝地打5升藥,也就是說,每架次10升藥能打2畝地。在這四天半里,每架無人機每天作業面積約150畝,每畝作業價格約25元。相比之下,背負式人工植保每天作業面積僅10至20畝。由此可見,一臺無人機作業,至少可以取代15個打藥人的工作,并且避免了人工打藥中毒的風險。
植保隊的經濟賬
而從植保隊的角度來看,最關心的無疑是盈利問題。據中國農用航空植保協會調查數據統計,2016年全國僅有10%的植保隊達到營收平衡。
在接受《機電商報》記者采訪時,廣東省清遠市清新縣農寶專用化肥廠廠長沈炳其表示,2016年是該廠第一次嘗試使用無人機為果農服務,一共租了兩架極飛無人機,租設備的費用折合每畝地2.5元,電池費用折合每畝地1.5元,此外,每年還有數千元的設備維修費和保險費。
“我們每畝地收費20元,雖然對果農來說不算便宜(幾乎是新疆、河南以及東北地區農田植保收費的三至四倍),但能省農藥、省水,省下的錢足夠農民支付作業費,”沈炳其表示,如果單從植保服務的角度看,無人機植保目前還是貼錢的,但是可以帶動農資銷售,并賺取口碑,所以在經過一年的租賃嘗試后,明年他計劃改租為買。
和初嘗甜頭的沈炳其不同,李麟在果樹植保領域已經潛心研究多年。他告訴記者,從2012年開始,贛南臍橙受到較為嚴重的病蟲害困擾,裕豐智農的植保隊已經連續多年在贛州開展農業飛防業務,但以往都是用手動遙控的無人機給農作物打藥,無法解決效率和效果問題,導致連年虧本。
“今年肯定能盈利!”李麟稱,他所帶的團隊目前共11人,買了9架P20植保無人機,截止到今年10月底,累計提供了5萬畝山地的臍橙植保服務,預計到今年底作業量將達到6.2萬畝。
在推廣期,李麟的植保隊免費為贛南果農作業7000余畝。除此之外,作業價格為每棵樹7~8角,折合每畝果園30多元。作業主要采用兩條航線,定點懸停和盤旋,尤其是定點懸停,得到了農戶較高的認可度。
另一個比較經典的案例是,推廣無人機數月便實現盈利的山西臨汾市吉縣。吉縣三面環山,80%的耕地種植著蘋果樹,是當地最重要的經濟支柱之一。當地十幾畝田地規模的農戶,每年毛收入在10萬元左右,而地形崎嶇導致人力成本相對較高。
因此,吉縣農民愿為每畝地支付20多元的高價。當地農民算過一筆賬,包括藥物在內,無人機作業相比人力噴灑,每畝地平均可節約十幾塊,按一畝地噴灑5次計算,每畝能節省七八十元。
當地植保隊伍來自禾文科技公司,作為大疆植保機的代理商同時向農民提供植保服務。該公司CEO李耀稱,自2016年組建隊伍來吉縣服務果樹田,至2017年3月已經開始盈利。
一旦技術上實現突破,經濟上效益可觀,無人機在果樹植保的前景就變得逐漸明朗起來,而越來越多的成功案例也帶給“果樹模式”更多的可復制性。
談到來年的計劃,李麟說,最迫切想做的就是培訓?!摆M南是一個老山區,勞動力流失非常嚴重,現在當地基本很難看到70 年以后(出生)的,我想通過培訓,讓更多果農接受新型的農業機械,而且讓他們自己就能上手(作業)?!彼f。(何珺)