据相关统计显示，截至目前为止，国内从事植保无人机的企业有200余家，其在2017年底的保有量应该在1万架左右，潜力挖掘目前大概其实只有三成左右。作为一个拥有耕地面积20.25亿亩、县级行政单位2800多个的大国，以此推算，每个县植保无人机拥有数量均不足4架。

    2017年9月18日农业部、财政部、民航局联合发文，主要针对安徽、湖南、广东等6省市开展农机补贴。2017年中央财政投入农机购置补贴资金186亿元，6省植保无人机试点工作的均在1000万元以内。据估计，2018年植保无人机补贴试点范围会扩大到全国60%以上的省市。

    农业转型“机”不可失，人口老龄化的加剧，政府对植保无人机发展的大力支持，均说明了其拥有广阔的发展前景。但在“小荷才露尖尖角”的起始阶段，仍有不少掣肘与障碍。在市场明朗的同时植保无人机领域还存在着亟待动刀的“病灶”，并非只是单纯的技术问题，还有社会的、行业生态的等等一系列问题，错综复杂。

    植保无人机是具有一定技术含量的植保机械，必须人（管理者、作业者）—机（植保无人机）—剂（药剂、助剂）—技（解决方案）“四融合”。目前植保无人机发展的生态系统还不健全，还需要政府职能部门、农药、助剂生产企业以及植保无人机生产企业共同来努力。

    人：

    植保无人机依然离不开人的操作和管理。尽管植保无人机智能化程度越来越高，如一键起飞，自主航线，智能喷洒等。但田间实际作业中由于种植结构复杂、地势高低不平，田间电线、电杆等障碍物较多依然存在大部分田块无法满足全智能化作业的条件，手动操作的情况还大量存在。手动操作一方面受飞手的水平影响，存在重喷、漏喷的情况。

    另一方面手动操作效率不高，飞手的效益不高。通过近几年的调查，普遍反应专业的植保服务组织和公司，均没有成熟的赢利模式或者赢利的组织都较少。做为兼职型从事飞防服务的个人购机者都能有所赢利。

    主要原因是植保服务做为农业中的一个环节，作业周期段，特别是北方小麦、玉米等作物，一季打药次数仅1－2次，而每次作业的窗口期最多也就5－7天。专业的飞防服务公司雇用员工、购置设备，作业面积有限，据统计目前大量植保无人机年作业时间不超过50天以上，年作业面积大多在1万亩以下，人员和设备闲置率较高，无法支撑整体运营。

    一些飞防服务组织根据作物种植时间不同，采取跨区作业的方式，增加作业时间。但目前看依然存在较大问题，无法实现最终赢利。跨区作业表面上看增加了作业机会，但跨区作业过程中受病虫害发生情况、天气以及与当地种植户的沟通等因素的影响，实际增加的作业面积并不多，而且跨区作业路费、住宿、吃饭等也是一笔较大的费用，在飞防服务费不增加的情况，收益相对本地作业大大减少。

    此外，飞防服务组织还存在管理方面的问题，如团队外出作业，打了哪里的田块打了，多少面积都无法掌握。某飞防服务组织就出现了飞手私自接单，并造成农户重大损失的事件。目前一些植保无人机企业开发了相应的管理软件，飞手和团队管理问题将会得到解决。

    机：

    目前全国植保无人机大约有300多家生产、组装企业。但具有自主开发能力，了解植保作业需求的企业并不多。大部分生产企业由航模转型而来，植保无人机主要通过简单的拼装而成，作业效率、效果相差较大。大多数植保无人机企业通过华丽的数据宣传作业效率，把植保无人机包装成为高大上的新型植保赚钱工具，而忽视的植保的根本是防治（预防）效果。实际上，不同的作物、不同的防治时期甚至不同的飞行参数，田间作业效果相差巨大。

    植保无人机分电动植保无人机和油动植保无人机。电动植保无人机的特点是无人机构造比较简单，便于维护保养，机器整体重量较为轻便，转场方便，尤其是复杂地形的作业。电动植保无人机可以适应较高海拔作业，目前测试的结果是在海拔4500米可以正常作业；缺点是电池成本较高，一般每天作业需要配备15—16块（组）电池，一次性购买电池的成本大约需要15000—20000元，而且目前锂电池续航时间还比较短，电池在反复200—300次的充电以后，电池是要报废的，所以在电池的处理方面，如何减少对环境的污染也是一个问题。

    油动植保无人机的特点是燃料易取，直接动力成本低于电动植保无人机，因重量较大，所以同等载荷的植保无人机油动机型的风场更大，下压效果更明显。油动植保无人机的缺点是发动机维护过于复杂、发动机寿命一般在300小时以内，超过300小时则需要更换发动机，而且100个小时以内需要对发动机进行保养，过程也较为复杂；由于植保作业是低速作业，发动机依靠风冷散热满足不了散热需求，在高温高湿季节作业风冷油动植保无人机有明显的不适应性，目前油动植保无人机大部分已经更换为水冷发动机也仅是有所改善而已，没有本质性解决散热和发动机寿命问题。油动植保无人机由于依赖于空气中的氧气进行工作，所以对高海拔的作业环境难以胜任。油动植保无人机是目前所有植保无人机中操作难度最高的一种机型。

    植保无人机喷洒系统中喷头主要有两种，一种是离心喷头，一种是压力喷头，其中压力喷头可分扇型喷头和锥型喷头。

    压力喷头通过液泵产生的压力，使药液通过喷嘴时在压力作用下破碎成细小液滴，其成雾粒径主要受喷嘴压力及孔径的影响。压力喷头的优点是产生飘移较少（受风速以及飞行速度等因素影响），不易因温度高、干旱等蒸发散失，压力喷头药液在单位面积上能相对均匀分布，不均匀系数小。此外，喷洒系统相对构造简单，成本较低。压力喷头目前无法通过远程控制来调节泵的压力改变喷雾粒径，只能通过更换不同的孔径大小的喷头来进行调节，压力喷头不能做到慢飞少喷、快飞多喷。因此在起飞加速过程中以及地头转弯时，容易造成喷量较大，导致药害的产生。

    离心喷头通过电机带动喷头高速旋转，通过离心力将药液分散成细小雾滴颗粒，成雾粒径主要受电机电压的影响。离心喷头的优点是产生的雾滴粒径更小，直径相差不大，药液雾化均匀，容易通过远程控制喷洒流量和雾滴粒径。离心喷头的缺点是药液相对容易飘失（这一点可以通过植保无人机的下压风场来减少，这对植保无人机的构造以及风场的处理要求非常高），药液在单位面积上均匀分布较差，不均匀系数大。

    有关研究表明，不同防治对象适合使用不同的雾滴粒径。比如防治飞行类害虫的杀虫剂，雾滴大小10~50微米最佳，触杀性除草剂100~300微米最佳。

    因此，不同的作物、不同的防治对象需要选择不同的喷头。压力喷头就需要更换不同的喷嘴。而离心喷头则需要对电机的转速进行调整，从而获得不同大小的雾滴粒径。总的来讲，无论是压力喷头或者是离心喷头都各有优、缺点，只有正确、合理、科学使用，才能取得好的防治效果。

    随着植保无人机近几年的发展，智能化程度越来越高，大部分植保无人机基本能满足植保作业的需求，但在喷洒系统的研究、设计方面还有很多工作需要做。

    技：

    植保无人机首先是植保工具，是为植保所服务，要求防治（预防）效果放在第一位。近几年植保无人机负面新闻也较多，如新疆、河南、湖南等地都出现过植保无人机作业效果不好，飘移对周围作业产生药害，喷洒除草剂导致作业死亡等现象。植保无人机与传统的施药工具有很大不同，主要是喷洒浓度不一样，常规喷洒大多稀释倍数在500倍以上，而植保无人机大多稀释倍数在50倍以下。对药剂、助剂、喷头类型以及防治适期都有了很大不同。

    湖南省农作物病虫害专业化防治协会和湖南中航飞防农机专业合作社通过大量的田间实践发现，同一种害虫，不同农药、不同靶标、不同的药液体浓度甚至害虫的不同时期，飞防方案都有所不同。比如水稻预防稻纵卷叶螟、纹枯病等叶片为害的病虫时，可采用扇喷头，亩喷洒药液量700~800ml能达到理想防效，甚至亩喷洒药液量500ml同样有效。

    但在防治二化螟、三化螟等钻蛀性害虫性必须加大田间药液喷洒量。田间应用表明，二化螟、三化螟发生基数较小时，选择适宜的药剂，亩喷洒量2~3L可达到理想防治效果。当二化螟、钻心虫发生基数较大小，亩喷洒量需要调整到3L以上才能有较好的防治效果。

    水稻褐飞性发生严重时，必须采用浆下喷头，才有较好的穿透力，药液才能通过风场作用压到水稻茎基部，从而防治彻底。喷洒除草剂时，不同的杂草密度飞行的速度和亩喷洒量也需要根据田间情况进行调整。水稻不同的生长期，如分蘖期、孕穗期、齐穗后，飞行的参数也必须结合病虫害发生的情况进行科学调整。

    植保飞防通常可分高杆作物（如玉米、甘蔗等）和低杆作物（如水稻、小麦等），高杆和低杆作物又需要分别对待，如水稻、玉米、甘蔗、小麦属于平面作物，宜采用扇形喷头。烟草、苹果、柑桔等属于冠状作物，宜采用浆下锥型喷头。

    植保飞防是个系统工程，必须因地形、因作物、因病虫草害发生情况、因药剂性能以及植保无人机的特点，制定合理、科学的飞行参数，从而达到理想防治效果。

    剂：

    由于植保飞防使用的药液浓度大，要求高浓度药剂不仅对作物安全和高效，而且还需要充分考虑其毒性以及环境安全性，充分评估其施药安全性和风险。要求农药成分具有活性高、广谱、低毒、低残留、亩用量少、具有内吸传导性、不易产生药害、对作物安全等。

    在药剂组合选择上，应根据有效成分本身特性，结合作物病虫害发生规律，重点关注有效成分的持效期，混用后不应对农作物产生不良影响，避免药害的产生，同时避免有效成分间的负交互抗性。由于飞防用药液浓度高，需要选择能够高浓度稀释而不容易堵塞喷头的制剂，并且在一定时间内不发生分层、析出和沉淀。对于含有有机溶剂的制剂，则要求有机溶剂低毒和密度较大。另外，对于2种以上不同制剂混合时，相容性要好，事先做好配伍性试验并在使用时进行2次稀释。

    植保无人机喷洒有一定高度，在风的作用下80～400μm的雾滴容易飘失，不仅造成防效低而且会造成药害和污染，所以要求飞防药剂具有抗挥发和飘失的性能，如果药剂抗飘失性能差，可以加入专用的飞防助剂或设置不施药缓冲区。沉积性能好，要求雾滴滴在植物表面是点状分布，而且在植物表面粘附性能好，从而提高农药利用率。

    植保无人机的飞速发展的同时，植保飞防药剂还停留在常规施药状态。截止目前还没有植保飞防专用药剂登记。尽管有一些企业登记了超低容量液剂(ULV)，但也只能说明该剂型适合于飞防，而并非真正意义上的飞防产品，其登记材料、试验方案均按常规喷雾进行，实际登记结果也是常规喷雾药剂。目前植保无人机施药质量评价标准、药效评价体系、作业技术规程、飞防药剂田间试验标准、飞防药剂登记条例、毒性、环境、残留评价体系都还需要建立和不断完善。

    植保无人机要想立足于长远发展，依然还存在三大关键问题：第一售后服务能力与市场发展速度不匹配；第二配套植保技术包括药剂和方案都如何实现与植保无人机的完美匹配。在这一点上，药剂厂商、植保服务人员、相关院所、无人机厂商等目前都没有可借鉴的方案，而这一点恰恰是影响植保无人机作业效果的关键所在；第三当下的无人机植保仍不够“无人”，每台机器都需要配备有2－3个人来配合操作，人工成本占比达40%以上，剩余价值不高，植保飞防如何赢利依然是一个问题。

    植保无人机运营成本高，主要成本和费用构成为购机成本（折旧）、电池成本、运载车辆、维修成本以及跨区作业食宿费用等，运营成本从财务角度来分析要折合6.6万元/年，且不包括办公场所费用、人员管理费用（见表1）。

    组建一个可以作业的机组（实际上一台机子，不能说是一个机组）最低固定投入16.1万元，每年运营成本约6.6万元，食宿按1元/亩核算，每台机子按年作业量1万亩核算，每亩收费12元，毛收入为12万元。12万元减去运营成本6.6万元和1万元食宿费用，纯收入4.4万元/台机子，一台机子通常要2－3人，每人每年纯收入仅1.63－2.2万元。

    植保无人机赢利模式和生存生态是每一位从事飞防事业人都要考虑和面临的问题，笔者认为植保无人机生存模式不会单一，而会多种形态出现。

    1.专业植保公司：专业植保公司对本地种植结构、病虫草害发生规律、农药、助剂性能有比较深入的了解，针对农户开展全程植保飞防服务。湖南水稻产区从4月份到10月份都具有作业机会。如湖南中航飞防农机专业合作社按2000亩进行一个机组（一台车、二名飞手、三台植保无人机）的配备，日平均作业量为600亩/机组，一个作业期3－4天即可完成，可以满足水稻全程病虫草害防控的需要。

    通过早、中、晚稻的合理搭配（作业次数可达12－14次，每次3－5天，年作业天数可达36－60天），每个机组仅水稻的年作业量可以达到2万亩次以上（水稻作业费为12元/亩，客户负责中餐）。目前合作社给机组人员（只限机手）购买了养老保险、医疗保险，并实行作业费全额发放，即收农户多少钱，给机组发放多少钱，这样极大的保障了机组的积极性和稳定性，每个机组年毛收入在24万元以上。另外，合作社提供住宿、晚餐和作业期间车辆加油，大大减轻了机组的负担和运行成本。

    合作社利润来源为药剂、助剂的差价。合作社采用跟农药、助剂生产企业直接合作方式，大大减少了农资流通中间环节，大大降低了农资采购成本。以水稻茎叶除草防除药剂为例，农户自行采购需要44元/亩（种植大户价格），而合作社直接跟厂家对接，结合立体防控技术，亩药剂成本仅需12－18元/亩（不同草相、草龄，成本有所不同），合作社按40元/亩包工包药给农户喷洒，农户非常受欢迎。

    通过科学的用药，一方面大大减少了农药使用量，另一方面也降低了农户的种植成本。同时合作社也有比较丰厚的利润空间，合作社在运营4年期间，以良好的运营模式和过硬的技术水平，在未享受国家任何补贴的情况下，依然有强劲的生命力和良好的发展趋势，4年来未发生一起植保事故。2016年合作社水稻全程植保飞防作业面积达6万亩次，实现纯利润40万元。截止2017年8月合作4个机组已累计完成作业15万亩次，实现纯利润50多万元。

    2.种植大户：随着植保无人机补贴范围的扩大以及补贴力度的增加，种植大户也将会成为植保无人机的主要购买者。以湖南水稻为例，一个种植500亩的大户，仅按种一季稻计算，除草、病虫害防治，作业次数可达5次以上，累计作业面积有2500亩次。以目前10－12元的作业收费计算，一年植保飞防作业费在25000－30000元左右。目前植保无人机整机购买成本约5万元左右，国（省）补16000元，实际购机成本约3万多元。仅服务自己的农田基本上一年可收回投资。种植大户购买植保无人机的优势是没有额外的人工成本，无须增加购置运载工具成本。

    3.农事服务个人：尽管大多数省份出于安全考虑对个人购买植保无人机不予以补贴，但实际情况是个人购买植保无人机从事植保飞防作业是当前普遍赢利的群体。个人购买植保无人机没有管理成本，由于植保无人机为自行购买，使用通常比较爱惜，人为故障率不高，维修成本低。

    以目前1台机植保无人机年作业能力1万亩次计算，年收入可达10－12万元左右。但这部分收入是包括了运载工具、购机成本、维修成本以及电池成本，实际纯收入因人而异。未来，随着植保无人机的普及，竞争环境的恶化，笔者认为以单一以植保作业为服务主体的个人生存空间会越来越小，这部分群体一方面可以向旋耕、插秧、收割综合农事服务转型，另一方面可以向植保飞防服务转型（即包药包打模式）。

    植保无人机真正要用于农业，造福于百姓。其实路还遥远。几年前我们就说过，植保无人机要飞起来，就如同汽车上路一样，需要法规、红绿灯、加油站、驾校、交警、4S店等。谁说植保无人机是最好的施药机械？传统喷洒工具农药利用率是36%左右，64%流失到土壤和水中去了。目前植保无人机利用率最多也不过40%，还有60%左右会飘失到空气中。历史证明批判者，才是真正热爱这个行业的人。