農(nóng)業(yè)航空技術(shù)發(fā)展對(duì)我國(guó)的啟示

　　摘要:日本根據(jù)其地形、地貌特征、從事農(nóng)業(yè)勞動(dòng)的情況選擇了從有人直升機(jī)到無人直升機(jī)航空施藥為主的發(fā)展模式，研制了幾款不同發(fā)展時(shí)期的植保無人機(jī)機(jī)型(R50、RMAX、RMAXⅡG、FAZER)應(yīng)用于水稻植保作業(yè)，日本學(xué)者對(duì)農(nóng)業(yè)航空遙感技術(shù)、精準(zhǔn)導(dǎo)航控制技術(shù)、無人機(jī)控制技術(shù)進(jìn)行了大量研究，在施藥實(shí)踐中形成了較為實(shí)用的無人機(jī)植保管理體制，確保了日本農(nóng)業(yè)航空的健康、有序發(fā)展。本文旨在介紹日本農(nóng)業(yè)航空現(xiàn)狀、應(yīng)用領(lǐng)域、精準(zhǔn)施藥技術(shù)及管理方法，以期為我國(guó)農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展提供借鑒。

　　關(guān)鍵詞:日本;農(nóng)業(yè)航空;植保;精準(zhǔn)農(nóng)業(yè);精準(zhǔn)導(dǎo)航控制;無人機(jī)

　　農(nóng)業(yè)病蟲害是影響我國(guó)糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品供給的重要制約因數(shù)，2001—2004年，我國(guó)糧食產(chǎn)量年平均增長(zhǎng)率高達(dá)3%，施藥強(qiáng)度也隨之增加，根據(jù)測(cè)算耕地面積年增長(zhǎng)約為6%，農(nóng)藥的單位面積使用量也處于較高水平[1]。我國(guó)農(nóng)業(yè)植?，F(xiàn)狀可以概括為以下兩方面：智能化程度不高、農(nóng)藥利用率低、環(huán)境污染等;工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，導(dǎo)致從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的青壯年人數(shù)減少，無防治人員可用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年使用130萬t農(nóng)藥制劑，單位面積農(nóng)藥使用量是世界平均水平的2.5倍，受污染的耕地面積達(dá)0.1億hm2，約占可耕種面積的1/10，大部分污染源于農(nóng)藥化肥的不合理施用。因此，亟待發(fā)展高效、省力的植保作業(yè)模式[2]。2014年中央一號(hào)文件提出“要促進(jìn)生態(tài)友好型農(nóng)業(yè)發(fā)展”，而且特別指出要“加強(qiáng)農(nóng)用航空建設(shè)”。2015年農(nóng)業(yè)部制定了《到2020年農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》，提出要大力推進(jìn)農(nóng)藥減量控害，積極探索產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展之路，到2020年力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥使用總量零增長(zhǎng)。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，現(xiàn)階段迫切需要研究和大力推廣農(nóng)業(yè)智能化精準(zhǔn)施藥裝備和技術(shù)。當(dāng)前，在全國(guó)科研院所和企業(yè)大力推動(dòng)下，航空植保專業(yè)化防治組織逐漸形成，從業(yè)人員不斷增多，農(nóng)業(yè)航空植保應(yīng)用技術(shù)研究與推廣應(yīng)用已進(jìn)入快速發(fā)展期。世界上農(nóng)業(yè)航空較為發(fā)達(dá)和典型的國(guó)家是美國(guó)和日本，美國(guó)是農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用技術(shù)最成熟的國(guó)家之一[3]。日本農(nóng)業(yè)航空發(fā)展可以追溯到1958年，其快速發(fā)展的原因有以下兩點(diǎn)：年輕一代不愿意從事繁重且勞累的農(nóng)業(yè)種植工作，導(dǎo)致從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)人口的減少;農(nóng)業(yè)機(jī)械化和自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展。我國(guó)南方地區(qū)地形、地貌及農(nóng)作物種植模式與日本極為相似，本文擬介紹日本的農(nóng)業(yè)航空現(xiàn)狀、應(yīng)用領(lǐng)域、精準(zhǔn)施藥技術(shù)及管理方法，以期為我國(guó)農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展提供借鑒。

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　　1日本農(nóng)業(yè)航空發(fā)展概況

　　日本農(nóng)業(yè)航空發(fā)展經(jīng)歷了有人直升機(jī)空中農(nóng)藥、化肥噴施和飛機(jī)播種到無人直升機(jī)空中作業(yè)的快速發(fā)展階段，尤其是以雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司研發(fā)并投入使用的植保無人直升機(jī)最為著名。

　　1.1日本農(nóng)業(yè)航空發(fā)展歷史及現(xiàn)狀

　　20世紀(jì)50年代至70年代，日本進(jìn)入經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)時(shí)期，農(nóng)村過剩人口被工商業(yè)迅速地吸收，逐步出現(xiàn)了農(nóng)村人口的老齡化現(xiàn)象。為確保糧食生產(chǎn)安全同時(shí)提高作業(yè)效率，1958年開始日本將有人直升機(jī)投入到稻田的害蟲和稻瘟病防治，利用有人直升機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴施的面積為100hm2，到1993年達(dá)到210萬hm2，有人直升機(jī)噴施幾乎遍及整個(gè)日本[3]。但是，有人直升機(jī)農(nóng)藥噴施飛行高度在8~13m，飛行速度達(dá)到60~80km•h–1，農(nóng)藥噴施出現(xiàn)大量飄移而引起環(huán)境污染問題，還伴隨著墜機(jī)、作業(yè)操作安全事故等突出問題[4]。1983年日本農(nóng)林水產(chǎn)省做出了農(nóng)業(yè)航空植保作業(yè)有人直升機(jī)和無人直升機(jī)共同參與的決定，同年農(nóng)林水產(chǎn)省下屬的社團(tuán)法人組織農(nóng)林水產(chǎn)航空協(xié)會(huì)委托雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)公司從事農(nóng)用無人植保作業(yè)器械的研究，1987年研制出世界上第1臺(tái)工業(yè)用無人直升機(jī)R50，并且于次年開始銷售;經(jīng)過10年的作業(yè)實(shí)踐和改進(jìn)，1997年研發(fā)出了具有飛行姿態(tài)控制系統(tǒng)且性能大幅提升的RMAX新機(jī)型;2003年推出具有GPS導(dǎo)航特性，在飛行穩(wěn)定性控制方面有較大改進(jìn)的RMAXⅡG型無人直升植保機(jī);預(yù)計(jì)2017年投入市場(chǎng)的FAZERRG2型無人直升機(jī)能夠達(dá)到載質(zhì)量40kg，飛行高度2800m，續(xù)航距離90km。日本植保無人直升機(jī)保有量呈現(xiàn)出逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，從1990年的106臺(tái)，到1993年的307臺(tái)，年均增長(zhǎng)67臺(tái)，無人直升機(jī)植保作業(yè)面積也相應(yīng)的從25hm2漲到123hm2;1994—2005年，這11年間，植保無人直升機(jī)年均增長(zhǎng)量為179臺(tái)，無人直升機(jī)植保作業(yè)面積也相應(yīng)的從17.2萬hm2漲到28.2萬hm2;2006—2011年這5年間，年均增長(zhǎng)約40臺(tái)，2011年植保無人直升機(jī)保有量為2378臺(tái)，2011年無人直升機(jī)植保作業(yè)面積已達(dá)到35.3萬hm2，截止2015年日本植保無人直升機(jī)保有量為2668臺(tái)。2013年日本雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司對(duì)現(xiàn)有病蟲害防治手段做了作業(yè)效率及病蟲害防治情況(圖1[5])的詳細(xì)調(diào)查[5]：1)以1hm2(100m×100m)作業(yè)面積為例，背負(fù)式噴霧器作業(yè)需要時(shí)間為160min，乘坐式拖拉機(jī)噴霧作業(yè)時(shí)間為60min[5]，無人直升機(jī)作業(yè)時(shí)間為10min。2)從圖1可以看出，日本水稻病蟲害防治以無人直升機(jī)占有較高比例(22%)，而有人直升機(jī)僅占防治面積的2%。3)從圖2[5]可以看出，1995—2014年，有人直升機(jī)水稻防治面積所占比例逐年降低，無人直升機(jī)防治面積所占比例逐年升高，在2003年首次有人直升機(jī)對(duì)水稻病蟲害的防治面積少于無人直升機(jī)，之后無人直升機(jī)植保作業(yè)率一直高于有人直升機(jī)植保作業(yè)率，無人直升機(jī)逐漸替代有人直升機(jī)成為水稻病蟲害防治的主要手段。

　　2日本農(nóng)業(yè)航空施藥關(guān)鍵技術(shù)

　　農(nóng)業(yè)航空服務(wù)的主要任務(wù)是航空施藥、施肥、農(nóng)情信息獲取。農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施藥，實(shí)現(xiàn)高效的農(nóng)作物病蟲草害防治。實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施藥的必要條件是農(nóng)作物病蟲害信息監(jiān)測(cè)，其關(guān)鍵技術(shù)包括：農(nóng)業(yè)航空遙感技術(shù)、精準(zhǔn)導(dǎo)航控制技術(shù)和變量施藥技術(shù)。圖4描述了農(nóng)業(yè)航空精準(zhǔn)施藥的實(shí)現(xiàn)過程，需要根據(jù)地理信息系統(tǒng)(Geographicinformationsystem,GIS)、機(jī)載遙感測(cè)量系統(tǒng)(Remotesensingsystem,RSS)獲取作物的病蟲草害信息，生成作物精準(zhǔn)施藥處方圖(Cropprescriptionmap,CPM)，無人機(jī)在農(nóng)作物病蟲害發(fā)生地點(diǎn)的上方進(jìn)行農(nóng)藥噴施，需要精準(zhǔn)導(dǎo)航系統(tǒng)(Precisionnavi-gationsystem,PNS)，要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)低量噴施達(dá)到保護(hù)環(huán)境、減少農(nóng)藥殘留的目的，還需要配有變量噴施系統(tǒng)。

　　2.1農(nóng)業(yè)航空遙感技術(shù)

　　遙感是用一種非接觸式調(diào)查設(shè)備獲取物體本身、區(qū)域或者物體所呈現(xiàn)的現(xiàn)象信息，再通過對(duì)所獲取信息進(jìn)行分析、提取的一門科學(xué)藝術(shù)，根據(jù)獲取遙感信息的手段可以分為衛(wèi)星遙感、航空遙感和地面機(jī)載遙感[6]。衛(wèi)星遙感感知面積大、感知時(shí)間間隔相對(duì)固定、空間分辨率高;航空遙感及地面機(jī)載遙感系統(tǒng)感知面積小、感知時(shí)間間隔靈活、空間分辨率高。在農(nóng)作物生長(zhǎng)及病蟲害信息獲取的應(yīng)用方面，這些遙感信息獲取方法都具有各自的局限性，因此，農(nóng)業(yè)航空遙感信息技術(shù)是未來農(nóng)業(yè)航空的研究熱點(diǎn)之一。作為對(duì)1986年歐洲航天局利用ERS-1(Eu-ropeanremotesensingsatellite1)獲取遙感信息應(yīng)用于科學(xué)研究(1991年7月17日ERS-1遙感衛(wèi)星成功發(fā)射)的回應(yīng)，1992—1993年期間，日本秋田縣立大學(xué)大學(xué)部(Akitaprefecturalcollegeofagriculture-APCA)，在日本國(guó)家航天管理局(NationalspacedevelopmentagencyofJapan，NASADA)幫助下，進(jìn)行了第1次從水稻移栽到收獲季節(jié)的監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，旨在研究微波后向散射特性與水稻生產(chǎn)態(tài)勢(shì)的關(guān)系[7]。近年來，日本對(duì)航空遙感技術(shù)在水稻及其他農(nóng)作物生產(chǎn)信息獲取的應(yīng)用方面進(jìn)行了大量研究，監(jiān)測(cè)水稻生產(chǎn)期(水稻穗分花期)氮元素含量，可為追施氮肥提供重要決策依據(jù)，Kurosu等[8]利用航空高光譜相機(jī)監(jiān)測(cè)不同天氣條件下利用數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)水稻在穗分化期從土壤中吸入氮元素的含量。Chanseok等[9]借助航空高光譜相機(jī)獲取水稻農(nóng)情信息，提出了一種綜合Lasso(Leastabsoluteshrinkageandselectionoperator)回歸模型算法和AIC(Akaike’sinformationcriterion)原則的新方法估算水稻長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量以及蛋白質(zhì)含量。在2007—2008年，Odagawa等[10]利用有人直升機(jī)(セナスC028)搭載CASI-3(ItresResearchCo.,Ltd.)從可見光到紅外光波長(zhǎng)范圍傳感器，在平川市對(duì)抽穗后20d到成熟期間的水稻進(jìn)行監(jiān)測(cè)，指出可以利用670nm的水稻葉面反射率預(yù)測(cè)水稻成熟期，確定水稻高品質(zhì)的收割時(shí)間。2014年5月中旬至9月中旬，對(duì)埼玉縣坂戶市水田水稻種植區(qū)進(jìn)行了1周1次的水稻生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)，試驗(yàn)監(jiān)測(cè)利用小型無人機(jī)(UAV)搭載相機(jī)拍攝水稻長(zhǎng)勢(shì)圖像，然后利用SfM軟件(PhotoScan)進(jìn)行處理，得到水稻長(zhǎng)勢(shì)等農(nóng)情信息[11-13]。相比衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)，獲取信息的成本較低，且不受時(shí)間限制，此種方法有廣泛的應(yīng)用前景。除此之外，航空遙感技術(shù)在日本的其他應(yīng)用領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。在林業(yè)種植中，利用無人直升機(jī)機(jī)載激光雷達(dá)(Lidar)對(duì)林區(qū)樹木密度、高度、直徑以及材質(zhì)特性進(jìn)行監(jiān)控和管理[14-16]。在火山爆發(fā)探測(cè)[17]及小型UAV自然災(zāi)害調(diào)查領(lǐng)域也有探索性應(yīng)用研究[18]。

　　2.2農(nóng)業(yè)航空精準(zhǔn)導(dǎo)航控制技術(shù)

　　精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空施藥是利用及時(shí)準(zhǔn)確的信息獲取技術(shù)和現(xiàn)代信息處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥減施、高效、省力的一項(xiàng)綜合技術(shù)，包括利用全球定位系統(tǒng)(GPS)、GIS、遙感技術(shù)、精準(zhǔn)導(dǎo)航技術(shù)以及變量噴施控制技術(shù)等。機(jī)載遙感系統(tǒng)搭載遙感裝置(攝像機(jī)、高光譜相機(jī)、多光譜相機(jī)、熱成像儀等)利用作物表面的反射或光合作用水分蒸發(fā)原理監(jiān)測(cè)作物病蟲害農(nóng)情。利用空間統(tǒng)計(jì)學(xué)等知識(shí)將遙感識(shí)別到的農(nóng)作物病蟲害農(nóng)情，生成需要施藥的處方圖。利用GPS確定航空植保飛機(jī)與需要噴施地點(diǎn)的位置關(guān)系。搭載自主飛行控制器的作業(yè)飛機(jī)做出航線軌跡規(guī)劃，計(jì)算出作業(yè)模式，開啟變量噴施系統(tǒng)裝置進(jìn)行精確、定點(diǎn)、超低量的高效噴施。農(nóng)業(yè)航空精準(zhǔn)導(dǎo)航控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、定點(diǎn)噴施的先決條件之一。有研究利用RTK-GPS和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)航空精準(zhǔn)導(dǎo)航控制[19-21]。辻井利昭等[22]提出了無人直升機(jī)搭載偽衛(wèi)星裝置用于導(dǎo)航控制，并且驗(yàn)證了在導(dǎo)航精度和可靠性等方面比GPS有所提高。Iwahori等[23]開發(fā)了無人直升機(jī)搭載的三維GIS地圖系統(tǒng)用于精準(zhǔn)航空調(diào)查。雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)公司開發(fā)了RMAX型工業(yè)用無人直升機(jī)(超過2500臺(tái))，可利用精準(zhǔn)噴粉防治水稻病蟲害，并且利用搭載了自動(dòng)導(dǎo)航控制系統(tǒng)的RMAXG1型無人直升機(jī)用于火山爆發(fā)觀測(cè)以及災(zāi)害救助等[23]，即將投入使用的FAZER機(jī)型在載質(zhì)量和續(xù)航時(shí)間上較常規(guī)的RMA機(jī)型有較大改善，再配上精準(zhǔn)導(dǎo)航控制系統(tǒng)，將進(jìn)一步推動(dòng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)。精準(zhǔn)航空施藥需要研究無人機(jī)自動(dòng)避障、空中懸停、噴施中無人機(jī)姿態(tài)控制以及飛機(jī)降落控制等技術(shù)。已有對(duì)雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)公司RMAX型航空施藥無人直升機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的深入研究[24-25]。由于農(nóng)業(yè)航空精準(zhǔn)施藥無人機(jī)飛行高度為3~4m[4]，屬于低空飛行，為確保安全，精準(zhǔn)施藥需要開發(fā)無人機(jī)自動(dòng)避障控制系統(tǒng)。Suzuki等[26]提出將非線性模型控制算法應(yīng)用于小型無人機(jī)自動(dòng)避障控制及導(dǎo)航應(yīng)用。Nakanishi等[27]提出利用環(huán)境自適應(yīng)控制算法控制無人機(jī)空中飛行的姿態(tài)，抵御外界環(huán)境干擾。Nonaka等[28]綜合考慮外界干擾、地面控制站、無人機(jī)動(dòng)力學(xué)模型，利用滑?？刂扑惴ㄏ魅跬饨绺蓴_、減小模型誤差，實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)起飛、降落及空中懸停的穩(wěn)定控制。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空施藥綜合了遙感、精準(zhǔn)導(dǎo)航控制、無人機(jī)控制以及變量噴施等技術(shù)。在遙感農(nóng)情監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)導(dǎo)航及無人機(jī)控制等方面日本學(xué)者都進(jìn)行了深入研究。而變量噴施技術(shù)[28-29]以及有人駕駛直升機(jī)農(nóng)藥噴施防飄移[30-32]等方面美國(guó)學(xué)者進(jìn)行了大量研究。

　　3日本農(nóng)業(yè)航空管理

　　農(nóng)業(yè)航空植保技術(shù)的健康發(fā)展，除了加大力度研究無人機(jī)施藥關(guān)鍵技術(shù)以外，還需要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)航空植保無人機(jī)的管理工作。日本農(nóng)業(yè)機(jī)械政府管理體系大體上分為農(nóng)業(yè)水產(chǎn)省和地方農(nóng)政局2級(jí)。植保無人機(jī)的中央級(jí)管理歸屬于農(nóng)業(yè)水產(chǎn)省消費(fèi)安全局，在地方歸屬于消費(fèi)安全部管理。植保無人機(jī)作業(yè)管理相關(guān)政策制定由農(nóng)業(yè)水產(chǎn)省消費(fèi)安全局發(fā)布，2017年發(fā)布的無人機(jī)植保農(nóng)藥配施利用技術(shù)指導(dǎo)準(zhǔn)則[33](28消安第1118號(hào)、地農(nóng)第1046號(hào))，為確保航空植保無人機(jī)作業(yè)的安全做了如下規(guī)定：

　　1)植保無人機(jī)必須以航空法(昭和27年法律)第231號(hào)第2條第22項(xiàng)中的規(guī)定為準(zhǔn)，空中散布是指利用無人機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥、化肥的噴施以及播種，實(shí)施主體指的是各級(jí)植保作業(yè)行政機(jī)構(gòu)、聯(lián)防蟲害團(tuán)體、飛防作業(yè)人員及農(nóng)戶。作業(yè)者必須具備無人機(jī)植保作業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)和操作技能，并且要獲得農(nóng)林水產(chǎn)航空協(xié)會(huì)認(rèn)可。

　　2)航空植保作業(yè)必須遵守國(guó)土交通省航空局和農(nóng)林水產(chǎn)省消費(fèi)安全局聯(lián)合頒布的規(guī)則[33]，如國(guó)空法第734號(hào)、國(guó)空機(jī)第1007號(hào)、27消安第4546號(hào)。3)列出了航空植保無人機(jī)機(jī)型、飛行參數(shù)、農(nóng)藥噴施方法、操作人員技能要求等;詳盡地列出了實(shí)施主體必須遵循的規(guī)則以及事故發(fā)生時(shí)的對(duì)策;規(guī)定了航空植保作業(yè)實(shí)施計(jì)劃書和實(shí)施作業(yè)效果報(bào)告書的填寫方法和提出流程[33]。

　　對(duì)植保無人飛機(jī)作業(yè)進(jìn)行管理的“無人飛機(jī)植保農(nóng)藥噴施利用技術(shù)指導(dǎo)準(zhǔn)則(28消安第1118號(hào))”發(fā)布于2016年5月31日，其中對(duì)“宗旨、無人飛機(jī)相關(guān)術(shù)語定義、與農(nóng)藥噴施相關(guān)的機(jī)構(gòu)和協(xié)會(huì)、空中施藥的實(shí)施細(xì)則、根據(jù)航空法的規(guī)定申請(qǐng)實(shí)施作業(yè)、事故發(fā)生時(shí)的對(duì)策、操作者資格、藥液噴施后的藥效、空中施藥藥效統(tǒng)計(jì)表以及相關(guān)信息的收集整理”等做出了細(xì)致明確的規(guī)定，并在技術(shù)準(zhǔn)則中制定了一系列相關(guān)的規(guī)范、作業(yè)以及效果評(píng)估規(guī)程，具體包括：

　　1)無人飛機(jī)植保施藥作業(yè)計(jì)劃書確定了植保無人飛機(jī)施藥主體(農(nóng)戶和施藥單位)、無人飛機(jī)操作者情況(姓名和技能證書編號(hào))、施藥機(jī)型、施藥地點(diǎn)、農(nóng)作物名稱、病蟲害名稱及特征、施藥面積、施藥量、作業(yè)飛機(jī)數(shù)量及每畝施藥量等具體細(xì)節(jié);

　　2)無人飛機(jī)植保作業(yè)空中施藥事故發(fā)生報(bào)告書，該報(bào)告書要求詳細(xì)記錄施藥過程發(fā)生的事故具體情況、事故應(yīng)對(duì)措施、事故原因分析以及再發(fā)生事故對(duì)策;

　　4日本農(nóng)業(yè)航空發(fā)展管理啟示

　　日本的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式是建立在日本傳統(tǒng)的農(nóng)戶家庭經(jīng)營(yíng)基礎(chǔ)上的，且農(nóng)戶分散居住在農(nóng)村，農(nóng)業(yè)航空的發(fā)展經(jīng)歷了由有人駕駛直升飛機(jī)到植保無人機(jī)的發(fā)展模式。我國(guó)許多地區(qū)的地形地貌特征、農(nóng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和種植模式、農(nóng)村生活居住特征都與日本極為相似，因此在農(nóng)業(yè)航空和植保無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用方面，可以借鑒日本農(nóng)業(yè)航空植保的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和成熟的管理經(jīng)驗(yàn)，主要從以下幾個(gè)方面入手：

　　1)政府應(yīng)加大植保無人機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)財(cái)政支持力度。早在1983年日本農(nóng)林水產(chǎn)省就支持日本雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)公司研究開發(fā)植保無人機(jī)，經(jīng)過30多年的發(fā)展，目前在小型植保無人機(jī)領(lǐng)域技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但禁止對(duì)外進(jìn)行技術(shù)出售與轉(zhuǎn)讓。我國(guó)目前正處于植保無人機(jī)發(fā)展的起步階段，科研院所和小型植保無人機(jī)企業(yè)應(yīng)當(dāng)投入大量的財(cái)力和精力，圍繞小型植保無人機(jī)裝備和應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，突破技術(shù)瓶頸。

　　2)建立政府監(jiān)管和行業(yè)協(xié)會(huì)協(xié)同管理的推動(dòng)模式。在小型植保無人機(jī)的管理方面，日本政府實(shí)行部級(jí)管理，以農(nóng)林水產(chǎn)省為主，國(guó)土交通省為輔，國(guó)土交通局主要協(xié)同農(nóng)林水產(chǎn)省管理，地方管理以地方農(nóng)政局為主。由于植保無人機(jī)的作業(yè)管理較為復(fù)雜，為此日本早在1962年2月16日成立了“農(nóng)林水產(chǎn)航空協(xié)會(huì)”，負(fù)責(zé)小型植保無人機(jī)植保作業(yè)實(shí)施的協(xié)同管理。利用“農(nóng)林水產(chǎn)航空協(xié)會(huì)”管理農(nóng)用航空植保作業(yè)，制定農(nóng)業(yè)航空植保作業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)由協(xié)會(huì)牽頭，植保無人飛機(jī)生產(chǎn)企業(yè)以及高校、科研院所共同參與制定。協(xié)會(huì)加強(qiáng)了在植保無人機(jī)操作人員培訓(xùn)和農(nóng)藥使用方法方面的管理，強(qiáng)化了農(nóng)業(yè)航空植保應(yīng)用領(lǐng)域的宣傳。因此，在我國(guó)小型植保無人機(jī)發(fā)展過程中，應(yīng)當(dāng)賦予聯(lián)盟和協(xié)會(huì)更多的管理責(zé)任、權(quán)利和義務(wù)，形成以植保無人飛機(jī)生產(chǎn)企業(yè)為主、政府監(jiān)管和推動(dòng)為輔，聯(lián)盟、協(xié)會(huì)協(xié)同管理的發(fā)展局面。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[1]周志艷,臧英,羅錫文,等.中國(guó)農(nóng)業(yè)航空植保產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2013,29(24):1-10.

　　作者：尹選春1;蘭玉彬1;文　晟1,2;鄧?yán)^忠1;張建瓴1;張建桃3

《農(nóng)業(yè)航空技術(shù)發(fā)展對(duì)我國(guó)的啟示》

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