植保无人机行业产业化进程分析

植保无人机行业产业化进程分析

植保无人机是指用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，该

型无人机由飞行平台（固定翼、单旋翼、多旋翼）、GPS飞控、喷洒

机构三部分组成，通过地面遥控或GPS飞控实现喷洒作业，可喷洒

药剂、种子、粉剂等.

与传统植保作业相比，无人机植保作业具有精准、高效、环保、

智能化、操作简单等特点，止匕外，由于植保无人机体积小，重量轻，

运输方便，飞行操控灵活，对于不同的地块、作物均具有良好的适用

性，因此近年来受到大众的广泛关注.

一、植保无人机分类

（1）按动力可分为油动无人机（发动机作为动力装置）、电

动无人机（电机作为动力装置）；

油动单机价格贵，燃料成本便宜，操作复杂，日本普及率极高；电动

单机价格便宜，燃料成本贵，操作简易，在国内可能有优势.

植保无人机按机型结构划分及作业特点

—燃油动力无人机电动动力无人机

载

荷

载荷大，15-120L载荷小，5-15L

情

况

作

航时长、单次作业时间15-30航时短、单架次作业时间一般

业

分钟，单架次作业范围15-307-15分钟，作业面积5To亩/架

时

亩次

间

售价高，大功率植保无人机一

价售价相对较低，单价5T0万，航

般售价在30-100万（国产载

格模基础普及化程度高

荷15L单价25万）

动采用锂电作为动力电源，单架次

力燃料易于获得，采用汽油混合使用2-4组电池，一次配备5套

更物做燃料以上电池；500次充放电后更换

换电池组（成本0.5-1.5万）

动

发动机磨损大，飞行500小时

力

左右需更换发动机，进口发动电机寿命可达上万小时

装

机5000元/台。

置

操

实际飞行中，操控相对麻烦，

作

飞行前的检验程序很多，整体易于操作和维护，一般7-15天就

及

维护较难，故障率高于电机，可操作自如

维

培训期45天。

护

公开资料整理

（2）按机型结构可分为固定翼无人机、单旋翼无人机、多旋

翼无人机.

固定翼飞机主要应用于农田信息采集和农田遥感，具有载量

大，飞行速度快，作业效率高等特点.作业时一般采用超低空飞行，

距离作物冠层5〜7m,对于作业区域的地形要求高，一般在开阔的农

场里应用较广.

单旋翼植保无人机有双桨、三桨2种型号.其优点是旋翼大，

抗风能力强，飞行稳定，雾化效果好，下旋气流大，穿透力强，农

药可以打到农作物的根茎部位，缺点是造价较高，操控难度比较大，

对飞手素质要求较高.

多旋翼植保无人机有四旋翼、六旋翼、八旋翼、六轴十二旋翼、

八轴十六旋翼等机型.其优点是造价相对较低、简单易学、短时间即

可上手作业.缺点是抗风性能较低，连续作业能力较差，效率不高.

单旋翼和多旋翼无人机的体积、载重均相对较小，操纵灵活,

适宜于在较为分散的农田区块内进行作业，在中国广大农村植保作

业中有较强的实用性.

植保无人机按机型结构划分及作业特点

固定翼无人机单旋翼无人机多旋翼无人机

旋翼大，抗风能力强，飞行

载量大，飞行速度快，造价相对较低，简

稳定，雾化效果好，下旋气

作业效率高单易学

流大，穿透力强

作业区域的地形要求抗风性能较低，连

高，一般在开阔的农造价较高，操控难度比较大续作业能力较差，

场里应用较广效率不高

体积、载重均相对较小，操

—纵灵活，适宜于在较为分散—

的农田区块内进行作业

二、植保无人机行业发展动因

中国人口老龄化进程加快，带来一系列劳动力市场效应：劳动

力价格持续上涨、劳动参与率持续下降和劳动生产率面临负面冲击，

给中国农业带来巨大的冲击.农业植保无人机作为科技与农业的完

美结合体，具有人力不可比拟的优势，主要体现在作业效率、作业成

本、作业效果、安全环保等方面.

人工植保与无人机植保对比（以水稻为例）

—人工植保无人机植保

作业效率（亩/

10-15300-400

天）

作业价格（元/

156-10

亩）

对作业人员有身体

作业效果节省农药50%；节省用水90%

伤害

作业特性易入性差；破坏农作易入性强，作业无痕迹，提高

物授粉率

目前，美国农业植保无人机作业渗透率超过50%而日本，60%

水稻田采用无人机植保作业.从人口老龄化程度和工业化率两方面

分析，中国农业植保无人机发展可参考日本植保无人机发展史.

目前中国的人口老龄化程度与日本1986年左右类似，老龄化

增速也十分接近.为缓解人口老龄化带来的社会和经济压力，日本

出台相应政策鼓励农业航空植保，1987年日本植保无人机首次作业.

与之对应，近两年国内也出台一些农业扶持政策，大力扶持农业航

空植保.因此，从人口老龄化程度角度对比，中国植保无人机正值

快速发展期.

三、植保无人机保有量及作业面积

据统计，2018年，中国植保无人机保有量达到3.15万架，作

业面积达2.67亿亩次.历经10年探索，飞防植保让中国农药施用产

业进入了一个全新的时期.

不过，面对国内近18亿亩的耕地植保市场，飞防植保占比仍

不足5%,大量未采用飞防的耕地，要么因为地块复杂分散，植保飞

防行业发展如攀登险峰艰难前进.“高投入、慢产出”的现状更是考

验着众多厂家的信心与耐心，市场拓展已经进入“啃硬骨头”的阶段.

四、市场竞争格局

整体看，在内地20hm2以上的大户，以及新疆和东北66.7hm2

以上的大户对植保无人机接受度最高.至2018年底，据不完全统计,

全国植保无人机保有量超过3.1万架，作业面积达到2.67亿亩.目

前，在主流的电动多旋翼植保无人机市场，已经形成以大疆、极飞占

据多数市场，汉和、全丰位居第二阵营，其他企业分食剩余市场的格

局.2017年整个飞防市场是跑马圈地阶段，2018年正式步入降价竞

争阶段，价格已经成为各企业争夺的焦点.比较显著的是在2018年

4月北京举办的“世界精准农业航空大会”上湖北龙翼机器人有限公

司推出了6kg机型，采用铝合金机身，简化操控系统，成功将价格

压缩在1万元之内，而价格的降低，则意味着普通农户市场将会进

一步被打开.

五、产业化进程分析

随着中国农业生产现代化的发展，农业对植保无人机的需求

量逐年增加.需积极采取有效措施应对发展难题，从政策扶持、体制

建设、技术保障、人员保障及安全监管等多方面共同入手，提高无人

机植保作业效率，实现农作物病虫害的统防统治，加快中国农业航

空植保无人机的发展步伐.

1、产学研合作模式有待推广

企业和科研院校发挥各自优势进行产学研合作，研发适用的

先进植保无人机及其配套技术，推动科研院校的成果转化，加快推

进植保无人机的可持续发展.发挥国内高校、科研单位、企业以及相

关农业航空联盟与学会的作用，普及农业航空知识，培养航空植保

人才.将目前企业进行的植保无人机操控手的培训纳入农机培训的

范畴，对无人机操控手进行无人机管理法规以及植保知识培训I,提

高行业整体水平.近年来，华南农业大学国家精准农业航空施药技

术国际联合研究中心与安阳全丰、广州极飞、北大荒通用、山东瑞达、

深圳高科新农、新疆天山羽人航空植保科技有限公司等多家企业签订

了产学研合作协议，开展了包括技术开发、联合施药试验等实质性合

作，并联合国内十几个省（自治区）进行了有人机、无人机航空遥感

与施药、北斗卫星导航等合作试验与技术研发，目前已初见成效，是

产学研合作的成功范例.

2、精准喷施作业未来可期

精准喷施作业是确保植保无人机有效防治病虫的前提.通过

多传感器、多光谱辅助、多时甚至多分辨率遥感数据融合，利用GIS

技术创建精确的植保作业处方图，依据处方图预设作业路线，通过

植保无人机的智能飞行控制，进行无人机的远程控制或自主飞行.

植保无人机自主飞行时，通过传感器、GPS导航、遥感和超声波测距

等技术，在线感知环境形势，根据实时采集到的环境信息进行建模

分析和辅助决策，及时调整飞行路线和施药设备参数，进行避障飞

行和精准施药，减少雾滴飘移，提高无人机作业效率.目前，大部

分植保无人机智能飞行控制的研究是在相对确定的环境下进行，更

长远的目标是要实现在快速变化的不确定环境下，增强植保无人机

对地形的适应能力，提高植保施药和飞行控制精度，实现真正意义

上的植保无人机精准喷施作业.

3、“互联网+农业”促进服务增值

采用新一代信息技术，建立“互联网+”精准农业航空服务综

合服务平台，为农业航空植保作业服务商和终端农户提供沟通和服

务的桥梁，便于政府和有关部门对植保无人机实施跟踪和监管.通

过平台可对植保服务、作业效果和植保无人机检测进行管理，对