植保无人机比人工背负式机具、地面行走式植保机械作业效率高、作业效果好、节水节药、成本低、污染小、适应性强,且不损伤作物和田地耕作层、有效避免作业人员中毒、突发灾害应对能力强，能方便对玉米、甘蔗、林果等高杆作物及地面植保机械不便进入的丘陵山区进行作业。近年来无人机在丘陵山区农林经果蔬菜的病虫草害植保作业中获得快速推广应用。在井喷式的发展过程中，也面临管理、技术、生产、推广、应用、市场、服务等方面的诸多问题。本文基于发展现状，分析存在的问题，结合实际，提出相应的对策建议，并预测未来的发展趋势和前景，以供相关部门、单位及个人参考。
一、发展现状
2008年国家863计划项目“水田超低空低量施药技术研究与装备创制”正式实施，标志着国内正式拉开了植保无人机航空施药技术与装备研发的序幕。该项目成功研制有效载荷为10L、搭载2个超低量离心雾化喷头的油动单旋翼植保无人机。2016年农业航空植保科技创新联盟成立，为企业、高校、科研院所搭建了信息交流、技术合作的平台。同年，国家重点研发项目“地面与航空高工效施药技术及智能化装备”启动实施。2017年，国内第一家航空植保重点实验室落地河南安阳全丰航空植保公司。近年来，我国无人机植保技术研究加速发展，在动力系统、飞控系统、飞防药剂助剂、施药装备及技术、机艺融合等方面取得了长足的进步。目前植保无人机的自动作业模式已投入大规模使用，技术比较成熟，利用GPS及遥控终端的APP，通过简单的操作，即可实现无人机的自动起降、航线自动规划，作业过程基本实现自动化。仿地雷达和防撞雷达也已装备植保无人机，并投入实际应用，防撞能力大有提升。
据报道，截至2017年底，全国植保无人机保有量达到14000多架，从事航空植保服务组织已超过400家。据统计，2017年，全国植保无人机统防统治面积超过1亿亩次。目前市场上的植保无人机，根据动力部分不同，可分为电动、油动和混合动力；根据升力结构不同，可分为固定翼、单旋翼和多旋翼。多旋翼电动植保无人机因具有价格成本低、操作维保简单、稳定性高、垂直起降、起降快、空中悬停、灵活性强等优势成为当前应用最广泛的机型，其中以载药量为10L及15L居多。现已有湖南、重庆、江西、广西等多省市区陆续将植保无人机纳入当地农机购置补贴目录，有力促进了植保无人机的推广应用。
二、存在的问题
在植保无人机井喷式发展的同时，也面临政策法规、标准体系、关键技术、推广应用、作业分工、产业结构、社会化服务、思想认识及配套规划等方面的问题。
1. 管理主体不明，法规及标准建设滞后
无人机植保行业涉及农业（农机）、民航、质监、工信等多个相关部门，目前尚未明确一个政府部门进行统筹管理；专门针对农用无人机（植保无人机）的还尚未出台，农用航空管理只能沿用民航法规，针对性不强，结合不紧密；同时，虽然已有少量农用无人机（植保无人机）的相关技术标准出台，但与健全的技术标准体系还相差较远，不能满足当前快速发展的需求，特别是生产制造标准、质量检测标准、推广鉴定标准不完善，作业质量标准、作业规程、行业规范缺乏，安全隐患日益凸显，亟需加快技术标准体系建设。
2. 核心关键技术研究滞后
(1）不能实时自主避障虽然在自动飞行模式下可以通过GPS定位和软件预先规划好飞行轨迹，避让既定障碍点，但不能实时自主避障。比如在飞行中突然出现一障碍物（如飞鸟等），此时无人机仍是按预先规划的轨迹飞行，无法实时自主控制而执行避障。
(2）电池续航时间较短目前绝大多数电动植保无人机载药作业的续航时间大约为10～15分钟，若是新的飞手操控作业，除了起降、姿态调整、往返时间，正真的喷洒作业时间就没有几分钟，作业效率不高。
(3）飞控系统的稳定性、可靠性有待进一步提高飞控系统失控防止及保护的研究还有待深入
(4）喷射部件和专用药剂供应不足目前无人机植保作业使用的喷嘴大多是普通喷嘴，其雾滴谱宽、粒径不可调、雾化喷施效果不佳，航空专用喷嘴和药剂助剂研究滞后，其可选择的种类及性能均不能满足实际需要，药剂助剂的防漂移、抗蒸发效果不佳；基于漂移、沉降、分布等因素的雾化沉降机理研究滞后；飞防专用药箱、液泵等施药零部件的研究也有待进一步深入研究。
3. 推广应用难度大
(1）飞手的操作和维护保养技能欠缺因产销企业培训不到位或飞手个人接收领悟能力不强等原因，造成培训效果不佳,培训后又没时间自学钻研，导致部分新飞手的操作和维护保养技能严重欠缺，比如日常故障不能及时排除，影响作业效率，甚至出现坠机等严重事故，造成较大经济损失。
(2）植保无人机的操控和维保难度比传统机具大植保无人机是一个存在潜在风险的高科技装备，对于大多数农村飞手来说还是很陌生的，在产销企业较短的培训时间（0.5～1个月）内掌握操作和维保技能，特别是单旋翼油动无人机，难度还是较大，但是培训时间太长（2个月），对大多数企业和飞手来说也不现实。
(3）试验示范未切实有效开展大多数农机推广部门未结合当地的地形、农艺等实际情况对植保无人机进行适应性、可靠性推广鉴定试验及关于作业参数、作业对象、作业环境的对比试验和示范，探索出最优的技术路线和模式，得出最优的作业参数，发现机具性能不足之处，并向研发制造企业提出针对性的改进建议和方法。
(4）机具的价格较高，但补贴力度较小植保无人机价格普遍偏高，而补贴额度相对较低。根据2017年湖南省农机购置补贴信息管理系统中的数据显示，一架湖南金骏农业科技有限公司3WX4-10型多旋翼电动植保无人机的售价为5.8万元，加上配套充电器和备用电池，总共需要6.5万元左右，除去省级购置补贴1.6万元，购买的农户还要自筹资金4.9万元左右。购机补贴力度不大，又没有地方累加补贴及作业补贴，农友自筹资金的压力较大，降低了农友的购机用机热情。
(5）专业化社会服务能力弱目前无人机植保行业尚处于发展的初级阶段，与无人机植保产业相配套的中介租赁、作业服务、人才培训、机修维保、销售推广、融资保险等专业化服务尚不健全，均未成形体系，专业化水平不高，社会化服务能力不强,在一定程度上阻碍了植保无人机市场化、规模化发展。
三、发展对策及建议
无人机植保行业在快速发展的同时也面临上述多种问题，须全方位深入分析问题的根源，多角度、多方面、多层次谋划破解良策。建议针对问题，结合实际，从政策法规、标准体系、监督管理、投入扶持、协同创新、推广应用、服务体系、产业结构、社会化服务、行业协会、人才培育及队伍建设等方面采取有效措施。
1. 健全完善政策法规和技术标准体系
为更好地管控和引领我国无人机植保行业，亟需明确政府主管部门，由该主管部门统筹管理全国无人机植保行业，负责制定产业发展规划，完善政策法规、管理规范，各省市县相应部门也根据上级法规及要求，结合当地实际情况制订具体的发展规划和管理细则，实现对无人机植保行业机具质量、作业质量、市场监管、运营安全等方面精准有效监管。
2. 加大科研经费投入，强化协同创新发展
在国家及地方各级科技重大专项、重点研发等计划项目设置中给予植保无人机实时自主避障、飞控的稳定性和可靠性、精准变量施药、喷施原理及设备、雾化沉降分析、续航及载荷等关键技术领域考虑及倾斜。加大对涉农航化高校、科研院所、企业的重点实验、工程研究中心、技术研究中心、博士后流动站等技术创新平台的培育和扶持力度。
3. 加强试验、示范与推广应用
生产企业、鉴定机构严格按相关标准及要求加强对植保无人机的研究试验、鉴定试验。推广部门组织农机合作社、种粮大户开展植保无人机可靠性、稳定性、适应性、经济性、操控性的推广试验，找出优点缺点，向研发制造单位反馈试验情况，并提出针对性的改进建议；同时针对不作业对象、药剂助剂、环境、作业参数进行实况试验，探索出最优的作业技术模式，筛选出最优的作业参数，用于作业规范的制定。主管部门、推广部门、生产企业大力开展植保无人机作业示范演示，大力开展操控、维保技术的培训，提高广大农友对新技术新机具的了解认识，以激发其兴趣，提高其技能。通过政策引导、支持广大农友使用植保无人机，如将其纳入购置补贴目录，加大补贴力度；又如在现代农机合作社项目申报中，将植保无人机作为耕、种、管、收、烘、运六环节中田间管理环节中的必要机具，以促进其推广应用。
4. 加强产销商的服务体系建设
产销商如实做好植保无人机功能、参数、价格等信息的售前产品推介服务，及时做好植保无人机的配送、组装、检机、试机等售中服务，诚信做好植保无人机操控维保培训、专用配件和药剂的售买、使用情况的跟踪及问题反馈、报废回收等售后服务，切实做到对植保无人机全生命周期的跟踪和服务。对外作业服务的专业飞防组织严格按规范做好需求洽谈、作物病虫草害灾情检测及诊断、作业处方决策、药剂配方调制、作业操控、药效查定及回访等各环节工作，实现精细化专业化分工作业。
5. 优化产业结构
处于植保无人机产业链上游节点的科研院所、高校应根据市场需求，与企业协同研发适应性更好、成本较低、有效载荷较大、智能化更高的植保无人机，对自主避障、定位精度、失控保护、专用喷嘴、专用药剂助剂、雾滴沉降原理、作业参数模型等关键技术进行联合攻关。处于产业链中上游节点的生产企业根据用户的需求及反馈信息，协同科研院所、高校通过引进吸收、自主研发等方式进行技术创新，以生产出质量好、价格合理、功能强大、适应性强的植保无人机，迅速将科研成果转化为实际生产力。处于产业链中游节点的销售及租赁商，及时对其产品在市场中的优势、劣势、机会、威胁进行SWOT分析，以提高其市场占有率。通过政策和市场手段引导产品特性由同质化向差异化、个性化转变，市场结构由满足用户需求到为消费者创造需求的转变，避免无序恶性竞争。处于产业链中下游节点的推广部门，与企业及用户协同做好植保无人机的试验、示范、推广和培训，及时将先进适应的植保无人机进行大力推广应用，以提高作业效率，同时将试验、推广中的问题及时反馈给生产企业，并提出有针对性的改进建议。处于产业链下游节点的广大用户应尽快掌握新机具的使用及维保技术，同时将使用中机具不足之处及时反馈给生产企业，并提出有针对性的改进建议。加强上中下游产业链之间的信息交流和技术合作，增强产业链上中下游间的协同创新能力，形成优势互补的产业结构，推动行业内优势资源的聚集，充分发挥优势互补效应。最终形成由研发制造经推广销售到应用售后，再由应用售后、推广销售反馈到研发制造的良性互动的产业体系。
6. 充分发挥行业协会的作用
在主管部门的引导、指导下，遵循自愿加入的原则，依据相关法律法规，支持成立无人机植保协会、无人机植保产业联盟等行业协会，充分发挥行业协会的沟通交流、协调合作、监督自律的作用，有机整合研发、生产、市场、推广、应用等各产业节点的资源，调整优化同一链节上各成员的产业部署，充分发挥科研院所、高校、生产企业、推广机构、用户各方优势，形成协同创新互补优势，为实现产学研究推用深度融合发展提供有力的支撑平台。
7. 加强人才培育及队伍建设
飞防作业服务组织应尽快加强队伍建设，完善分工协作机制，避免出现飞手一人“包治百病”的现象，提高专业化服务水平。各级农机部门应加强农机管理、开发、推广等方面人才的引进和培育，建立起一支素质高、水平高、能力强的队伍，以更好地发挥农机管理、技术开发和推广作用。农机合作社、种粮大户等农业生产经营组织，要充分利用主管部门、生产企业、经销商主办培训的机会，组织人员积极参加各种经营管理、机具操作及维保的培训，以提高其经营管理能力和生产技能。
8. 加强对新型农业生产组织的培育
随着农村劳动力不断减少，土地流转深入推进，农业机械化技术不断进步，农业生产的规模化进程不断加速，在国家政策的引导和扶持下，农机专业合作社、种粮大户、家庭农场等现代农业生产经营组织应运而生，相继出现，新型职业农民及农业生产组织将成为我国农业生产的主力军。各级主管部门应持续加大对新型职业农民及农业生产组织的培育和扶助，包括资金、技术上的帮扶和支持，比如湖南省千社工程、洞庭湖提升工程等项目资金的扶持，农业农村部农村实用人才培训工程、湖南省政企社联动培训等技术培训项目。努力将其培育打造成善经营、懂技术、有装备的新型农业生产组织。
四、发展趋势和前景展望
在国家大力发展智慧农业、生态农业、现代农机的倡导下，绿色农业、智能农机将是大势之所趋，植保无人机作为一种节本高效、绿色环保的现代化农机具，高度切合当前发展趋势，非常满足社会发展需求，是发展安全、环保、高效现代农业的必然选择，其发展潜力巨大，发展前景可观。
1. 不断健全完善的政策法规及标准体系
随着主管部门职责的明晰，行业协会自律监督作用的加强，产业结构的优化调整，主管部门组织相关政府部门、行业协会、产业链上各企事单位，不断制定及更新政策法规、管理规范、技术标准，使之更具有针对性、适用性、可操作性，以满足植保无人机产业不断发展的需要。
2. 节本增效的精准变量施药技术
无人机植保技术将在大载荷、长航时、自主实时避障、多传感信息融合、基于遥感监测的自主诊断决策配方精准变量施药、智能化喷施作业模型、一控多机协同作业、雾化沉降机理、专用喷嘴及药剂助剂等方向纵深发展，智能化、高效化、低耗化、精准化、专用化的飞防施药技术已是大势所趋。
3. 市场需求旺盛，发展前景广阔
我国大约有18亿亩耕地，其中急需无人机植保作业的丘陵山区耕地面积占比过半，当前国家正着力推进丘陵山区农业机械化进程，植保无人机市场需求潜力巨大，发展前景广阔。预计到2020年，我国植保无人机的需求量将达到10万架，销售额达50～60亿元，无人机植保从业人员的需求量高达40万人，同时会带动作业服务、配套农资、机务维修、融资租赁、人才培训、农业保险等相关领域的快速发展。
五、结论
植保无人机以高效节本、减污环保、适应性强、作业质量好等传统植保机具不可比拟的优势，满足了市场发展的需求，顺应了国家对农业发展的方向与目标，拓展空间巨大，发展前景广阔。植保无人机虽在近年获得迅速的发展，但仍处在发展的初级阶段，存在政策法规、标准体系、关键技术、推广应用、作业分工、产业结构、社会化服务、思想认识及配套规划等方面的问题。针对问题，结合实际，从政策法规、标准体系、监督管理、投入扶持、协同创新、推广应用、服务体系、产业结构、社会化服务、行业协会、人才培育及队伍建设等方面采取有效措施，将推动植保无人机健康快速发展。
