植保無人機行業(yè)產業(yè)化進程分析

植保無人機行業(yè)產業(yè)化進程分析

植保無人機是指用于農林植物保護作業(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.

與傳統(tǒng)植保作業(yè)相比，無人機植保作業(yè)具有精準、高效、環(huán)保、

智能化、操作簡單等特點，止匕外，由于植保無人機體積小，重量輕，

運輸方便，飛行操控靈活，對于不同的地塊、作物均具有良好的適用

性，因此近年來受到大眾的廣泛關注.

一、植保無人機分類

（1）按動力可分為油動無人機（發(fā)動機作為動力裝置）、電

動無人機（電機作為動力裝置）；

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，在國內可能有優(yōu)勢.

植保無人機按機型結構劃分及作業(yè)特點

—燃油動力無人機電動動力無人機

載

荷

載荷大，15-120L載荷小，5-15L

情

況

作

航時長、單次作業(yè)時間15-30航時短、單架次作業(yè)時間一般

業(yè)

分鐘，單架次作業(yè)范圍15-307-15分鐘，作業(yè)面積5To畝/架

時

畝次

間

售價高，大功率植保無人機一

價售價相對較低，單價5T0萬，航

般售價在30-100萬（國產載

格?；A普及化程度高

荷15L單價25萬）

動采用鋰電作為動力電源，單架次

力燃料易于獲得，采用汽油混合使用2-4組電池，一次配備5套

更物做燃料以上電池；500次充放電后更換

換電池組（成本0.5-1.5萬）

動

發(fā)動機磨損大，飛行500小時

力

左右需更換發(fā)動機，進口發(fā)動電機壽命可達上萬小時

裝

機5000元/臺。

置

操

實際飛行中，操控相對麻煩，

作

飛行前的檢驗程序很多，整體易于操作和維護，一般7-15天就

及

維護較難，故障率高于電機，可操作自如

維

培訓期45天。

護

公開資料整理

（2）按機型結構可分為固定翼無人機、單旋翼無人機、多旋

翼無人機.

固定翼飛機主要應用于農田信息采集和農田遙感，具有載量

大，飛行速度快，作業(yè)效率高等特點.作業(yè)時一般采用超低空飛行，

距離作物冠層5?7m,對于作業(yè)區(qū)域的地形要求高，一般在開闊的農

場里應用較廣.

單旋翼植保無人機有雙槳、三槳2種型號.其優(yōu)點是旋翼大，

抗風能力強，飛行穩(wěn)定，霧化效果好，下旋氣流大，穿透力強，農

藥可以打到農作物的根莖部位，缺點是造價較高，操控難度比較大，

對飛手素質要求較高.

多旋翼植保無人機有四旋翼、六旋翼、八旋翼、六軸十二旋翼、

八軸十六旋翼等機型.其優(yōu)點是造價相對較低、簡單易學、短時間即

可上手作業(yè).缺點是抗風性能較低，連續(xù)作業(yè)能力較差，效率不高.

單旋翼和多旋翼無人機的體積、載重均相對較小，操縱靈活,

適宜于在較為分散的農田區(qū)塊內進行作業(yè)，在中國廣大農村植保作

業(yè)中有較強的實用性.

植保無人機按機型結構劃分及作業(yè)特點

固定翼無人機單旋翼無人機多旋翼無人機

旋翼大，抗風能力強，飛行

載量大，飛行速度快，造價相對較低，簡

穩(wěn)定，霧化效果好，下旋氣

作業(yè)效率高單易學

流大，穿透力強

作業(yè)區(qū)域的地形要求抗風性能較低，連

高，一般在開闊的農造價較高，操控難度比較大續(xù)作業(yè)能力較差，

場里應用較廣效率不高

體積、載重均相對較小，操

—縱靈活，適宜于在較為分散—

的農田區(qū)塊內進行作業(yè)

二、植保無人機行業(yè)發(fā)展動因

中國人口老齡化進程加快，帶來一系列勞動力市場效應：勞動

力價格持續(xù)上漲、勞動參與率持續(xù)下降和勞動生產率面臨負面沖擊，

給中國農業(yè)帶來巨大的沖擊.農業(yè)植保無人機作為科技與農業(yè)的完

美結合體，具有人力不可比擬的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在作業(yè)效率、作業(yè)成

本、作業(yè)效果、安全環(huán)保等方面.

人工植保與無人機植保對比（以水稻為例）

—人工植保無人機植保

作業(yè)效率（畝/

10-15300-400

天）

作業(yè)價格（元/

156-10

畝）

對作業(yè)人員有身體

作業(yè)效果節(jié)省農藥50%；節(jié)省用水90%

傷害

作業(yè)特性易入性差；破壞農作易入性強，作業(yè)無痕跡，提高

物授粉率

目前，美國農業(yè)植保無人機作業(yè)滲透率超過50%而日本，60%

水稻田采用無人機植保作業(yè).從人口老齡化程度和工業(yè)化率兩方面

分析，中國農業(yè)植保無人機發(fā)展可參考日本植保無人機發(fā)展史.

目前中國的人口老齡化程度與日本1986年左右類似，老齡化

增速也十分接近.為緩解人口老齡化帶來的社會和經濟壓力，日本

出臺相應政策鼓勵農業(yè)航空植保，1987年日本植保無人機首次作業(yè).

與之對應，近兩年國內也出臺一些農業(yè)扶持政策，大力扶持農業(yè)航

空植保.因此，從人口老齡化程度角度對比，中國植保無人機正值

快速發(fā)展期.

三、植保無人機保有量及作業(yè)面積

據統(tǒng)計，2018年，中國植保無人機保有量達到3.15萬架，作

業(yè)面積達2.67億畝次.歷經10年探索，飛防植保讓中國農藥施用產

業(yè)進入了一個全新的時期.

不過，面對國內近18億畝的耕地植保市場，飛防植保占比仍

不足5%,大量未采用飛防的耕地，要么因為地塊復雜分散，植保飛

防行業(yè)發(fā)展如攀登險峰艱難前進.“高投入、慢產出”的現(xiàn)狀更是考

驗著眾多廠家的信心與耐心，市場拓展已經進入“啃硬骨頭”的階段.

四、市場競爭格局

整體看，在內地20hm2以上的大戶，以及新疆和東北66.7hm2

以上的大戶對植保無人機接受度最高.至2018年底，據不完全統(tǒng)計,

全國植保無人機保有量超過3.1萬架，作業(yè)面積達到2.67億畝.目

前，在主流的電動多旋翼植保無人機市場，已經形成以大疆、極飛占

據多數(shù)市場，漢和、全豐位居第二陣營，其他企業(yè)分食剩余市場的格

局.2017年整個飛防市場是跑馬圈地階段，2018年正式步入降價競

爭階段，價格已經成為各企業(yè)爭奪的焦點.比較顯著的是在2018年

4月北京舉辦的“世界精準農業(yè)航空大會”上湖北龍翼機器人有限公

司推出了6kg機型，采用鋁合金機身，簡化操控系統(tǒng)，成功將價格

壓縮在1萬元之內，而價格的降低，則意味著普通農戶市場將會進

一步被打開.

五、產業(yè)化進程分析

隨著中國農業(yè)生產現(xiàn)代化的發(fā)展，農業(yè)對植保無人機的需求

量逐年增加.需積極采取有效措施應對發(fā)展難題，從政策扶持、體制

建設、技術保障、人員保障及安全監(jiān)管等多方面共同入手，提高無人

機植保作業(yè)效率，實現(xiàn)農作物病蟲害的統(tǒng)防統(tǒng)治，加快中國農業(yè)航

空植保無人機的發(fā)展步伐.

1、產學研合作模式有待推廣

企業(yè)和科研院校發(fā)揮各自優(yōu)勢進行產學研合作，研發(fā)適用的

先進植保無人機及其配套技術，推動科研院校的成果轉化，加快推

進植保無人機的可持續(xù)發(fā)展.發(fā)揮國內高校、科研單位、企業(yè)以及相

關農業(yè)航空聯(lián)盟與學會的作用，普及農業(yè)航空知識，培養(yǎng)航空植保

人才.將目前企業(yè)進行的植保無人機操控手的培訓納入農機培訓的

范疇，對無人機操控手進行無人機管理法規(guī)以及植保知識培訓I,提

高行業(yè)整體水平.近年來，華南農業(yè)大學國家精準農業(yè)航空施藥技

術國際聯(lián)合研究中心與安陽全豐、廣州極飛、北大荒通用、山東瑞達、

深圳高科新農、新疆天山羽人航空植?？萍加邢薰镜榷嗉移髽I(yè)簽訂

了產學研合作協(xié)議，開展了包括技術開發(fā)、聯(lián)合施藥試驗等實質性合

作，并聯(lián)合國內十幾個省（自治區(qū)）進行了有人機、無人機航空遙感

與施藥、北斗衛(wèi)星導航等合作試驗與技術研發(fā)，目前已初見成效，是

產學研合作的成功范例.

2、精準噴施作業(yè)未來可期

精準噴施作業(yè)是確保植保無人機有效防治病蟲的前提.通過

多傳感器、多光譜輔助、多時甚至多分辨率遙感數(shù)據融合，利用GIS

技術創(chuàng)建精確的植保作業(yè)處方圖，依據處方圖預設作業(yè)路線，通過

植保無人機的智能飛行控制，進行無人機的遠程控制或自主飛行.

植保無人機自主飛行時，通過傳感器、GPS導航、遙感和超聲波測距

等技術，在線感知環(huán)境形勢，根據實時采集到的環(huán)境信息進行建模

分析和輔助決策，及時調整飛行路線和施藥設備參數(shù)，進行避障飛

行和精準施藥，減少霧滴飄移，提高無人機作業(yè)效率.目前，大部

分植保無人機智能飛行控制的研究是在相對確定的環(huán)境下進行，更

長遠的目標是要實現(xiàn)在快速變化的不確定環(huán)境下，增強植保無人機

對地形的適應能力，提高植保施藥和飛行控制精度，實現(xiàn)真正意義

上的植保無人機精準噴施作業(yè).

3、“互聯(lián)網+農業(yè)”促進服務增值

采用新一代信息技術，建立“互聯(lián)網+”精準農業(yè)航空服務綜

合服務平臺，為農業(yè)航空植保作業(yè)服務商和終端農戶提供溝通和服

務的橋梁，便于政府和有關部門對植保無人機實施跟蹤和監(jiān)管.通

過平臺可對植保服務、作業(yè)效果和植保無人機檢測進行管理，對