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精準農業航空植保技術 版權信息
- ISBN：9787030681836
- 條形碼：9787030681836 ; 978-7-03-068183-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
精準農業航空植保技術 內容簡介
本書針對當前快速發展的精準農業航空植保技術，詳細介紹了農用無人機、大型農用航空施藥設備及精準施藥技術發展現狀，精準農業航空施藥植保知識，小麥、水稻、玉米、棉花等作物的病蟲草害發生情況及其防治方法，植保無人機在各類作物上噴施應用實例等。本書匯集了作者團隊在精準農業航空植保施藥技術領域多年的研究成果，系統闡述了精準農業航空技術在植保施藥方面的創新與應用，可使田間植保工作者及相關研究學者清晰、全面了解該領域的發展現狀與應用前景。
精準農業航空植保技術 目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 精準農業航空植保技術發展現狀 1
1.1.1 國外農業航空施藥設備及施藥技術發展現狀 1
1.1.2 國內農業航空施藥設備及施藥技術發展現狀 8
1.2 精準農業航空植保技術未來發展趨勢 10
1.2.1 精準農業航空施藥設備發展趨勢 10
1.2.2 精準農業航空施藥技術發展趨勢 11第2章 農用無人機概論 13
2.1 農用無人機的用途 13
2.1.1 主要用途 13
2.1.2 植保應用優勢 14
2.2 農用無人機的分類 15
2.2.1 動力來源分類 15
2.2.2 機型結構分類 16
2.2.3 國內代表性農用無人機主要技術性能及參數 17
2.3 農用無人機的結構組成 22
2.3.1 動力系統 22
2.3.2 噴灑系統 26
2.3.3 飛控系統 29
2.4 農用無人機的飛行控制原理 30
2.4.1 無人直升機的飛行原理 30
2.4.2 多旋翼無人機的飛行原理（以四旋翼為例） 32
2.5 農用無人機的使用要求 35
2.5.1 農用無人機的運行要求 35
2.5.2 農用無人機的維護 35
2.5.3 農用無人機低空作業的注意事項 37
2.6 農用無人機田間施藥技術 38
2.6.1 田間施藥要求 38
2.6.2 田間施藥質量及評價 40
2.7 農用無人機施藥技術研究實例 43
2.7.1 研究實例一：植保無人機航空噴施作業有效噴幅的評定與試驗 43
2.7.2 研究實例二：植保無人機小麥田噴施噴液量對霧滴沉積及病蟲害防治效果的影響 45
2.7.3 研究實例三：植保無人機噴施霧滴粒徑和環境風速對霧滴飄移的影響 50
第3章 農用載人飛機概論 54
3.1 農用載人飛機發展現狀 54
3.1.1 國內農用載人飛機發展現狀 54
3.1.2 農用載人飛機作業類型 54
3.1.3 農用載人飛機施藥特點 54
3.2 農用載人固定翼飛機類型 55
3.2.1 運-5B型飛機 55
3.2.2 運 -11型飛機 56
3.2.3 N-5A型飛機 57
3.2.4 M-18型飛機 57
3.2.5 AT-402B型飛機 58
3.2.6 PL-12型飛機 59
3.2.7 畫眉鳥 S2R-H80型飛機 59
3.3 農用載人直升機類型 60
3.3.1 “恩斯特龍”直升機 60
3.3.2 “小松鼠”直升機 60
3.3.3 羅賓遜 R44型直升機 61
3.3.4 貝爾 206型直升機 61
3.4 農用載人飛機的噴施設備及施藥技術 62
3.4.1 噴施設備 62
3.4.2 主要設計性能 67
3.4.3 適用農藥種類 67
3.4.4 氣象因素 68
3.4.5 作業參數 68
3.4.6 翼尖渦流的影響 69
3.4.7 航空施藥的導航 69
3.4.8 航空變量施藥技術 69
3.5 農用載人飛機航空噴施施藥技術研究實例 70
3.5.1 研究實例一：畫眉鳥固定翼飛機大豆田噴灑應用實例 70
3.5.2 研究實例二：運-5B型固定翼飛機噴霧在水稻田的霧滴沉積分布研究 77
3.5.3 研究實例三：貝爾 206L4型直升機在山地柑橘果園的航空噴施應用研究 79
3.5.4 研究實例四：AS350B3e型直升機航空噴施霧滴沉積飄移規律研究 81
第4章 農業航空遙感監測技術 87
4.1 農業遙感的類型 87
4.1.1 衛星遙感技術 87
4.1.2 有人駕駛飛機航空遙感技術 87
4.1.3 無人機航空遙感技術 87
4.2 農業航空遙感信息的獲取機制與方式 88
4.2.1 農業航空遙感信息的獲取機制概述 88
4.2.2 農業航空遙感信息的獲取方式 89
4.3 農業航空遙感信息的獲取系統 91
4.3.1 高光譜成像 93
4.3.2 多光譜成像 96
4.3.3 紅外熱成像 97
4.3.4 數碼圖像成像 97
4.3.5 雷達成像 98
4.4 農業航空遙感的應用類型 98
4.5 農業航空遙感應用實例 101
4.5.1 研究實例一：基于 M100無人機多光譜圖像的柑橘黃龍病檢測 101
4.5.2 研究實例二：基于無人機遙感的水稻雜草識別研究 108
第5章 植保知識概述 121
5.1 農業害蟲 121
5.1.1 昆蟲的形態特征 121
5.1.2 昆蟲的內部器官與防治 122
5.1.3 昆蟲的生物學特性 123
5.1.4 農業昆蟲所屬科目分類 124
5.2 農業植物病害 129
5.2.1 植物病害發生的原因 129
5.2.2 植物病害的類型 130
5.2.3 植物病害的病原物 130
5.2.4 植物病害的癥狀類型 133
5.2.5 植物病害的診斷與防治 135 5.3 農業草害 137
5.3.1 農業草害的類型 137
5.3.2 農田雜草的生物學特性 137
5.3.3 農業草害的危害和特征 138
5.3.4 農業草害的防治措施 138
5.4 農藥知識 139
5.4.1 農藥的分類 140
5.4.2 農藥劑型介紹 154
5.4.3 農藥毒性與藥害 164
5.4.4 農藥的科學使用 168
5.4.5 農藥田間藥效評價方法 175
5.5 精準農業航空在病蟲害防治方面的應用 179
5.5.1 研究實例一：植保無人機飛防油菜菌核病效果初探 179
5.5.2 研究實例二：利用無人機釋放赤眼蜂研究 181
第6章 精準農業航空植保技術在小麥上的應用 185
6.1 小麥常見病害及防治 185
6.1.1 小麥赤霉病 185
6.1.2 小麥銹病 186
6.1.3 小麥紋枯病 190
6.1.4 小麥白粉病 191
6.1.5 小麥全蝕病 192
6.1.6 小麥根腐病 194
6.1.7 小麥病毒病 196
6.2 小麥常見蟲害及防治 199
6.2.1 小麥吸漿蟲 199
6.2.2 小麥蚜蟲 200
6.2.3 小麥黏蟲 202
6.2.4 麥葉蜂 203
6.3 小麥田主要雜草及防治 205
6.3.1 麥田雜草的發生規律 207
6.3.2 我國麥田雜草的區域劃分 208
6.3.3 麥田雜草的防治適期 208
6.3.4 麥田雜草的防治措施 209
6.4 航空施藥防治小麥田病蟲草害實例 210
6.4.1 研究實例一：小型無人機低空噴灑在小麥田的霧滴沉積分布及對小麥吸漿蟲的防治效果研究 210
6.4.2 研究實例二：飛行高度對八旋翼無人機噴霧防治小麥白粉病的影響研究 213
6.4.3 研究實例三：無人機防治小麥病蟲害田間防效研究 216
6.4.4 研究實例四：植保無人機在麥田化學除草中的應用效果試驗 218
6.4.5 研究實例五：新型植保無人機防治小麥蚜蟲研究 220
6.4.6 研究實例六：不同配方航空植保專用藥劑對小麥病蟲害的田間防治效果 221
6.4.7 研究實例七：不同除草劑飛防除草試驗報告 223
6.4.8 研究實例八：諾普信雨燕智能“麥輕松”飛防套餐解決方案 224
第7章 精準農業航空植保技術在水稻上的應用 226
7.1 水稻常見病害及防治 226
7.1.1 稻瘟病 226
7.1.2 水稻紋枯病 230
7.1.3 水稻稻曲病 231
7.1.4 水稻白葉枯病 232
7.1.5 水稻條紋葉枯病 235
7.1.6 南方水稻黑條矮縮病 237
7.1.7 水稻苗期病害 239
7.2 水稻常見蟲害及防治 240
7.2.1 水稻螟蟲 240
7.2.2 稻飛虱 244
7.2.3 稻葉蟬 246
7.2.4 稻縱卷葉螟 247
7.2.5 稻苞蟲 249
7.2.6 稻蝗 251
7.2.7 稻象甲 253
7.3 水稻田主要雜草及防治 254
7.3.1 水稻田雜草為害特點 254
7.3.2 水稻田主要雜草 255
7.3.3 我國稻田雜草的區域劃分 257
7.3.4 水稻田雜草的消長規律 258
7.3.5 水稻田雜草的防治適期 258
7.3.6 水稻田雜草防治技術 258
7.4 航空施藥防治水稻田病蟲害實例 262
7.4.1 研究實例一：N-3型無人直升機施藥方式對稻飛虱和稻縱卷葉螟防治效果的影響 262
7.4.2 研究實例二：TH80-1型植保無人機施藥對水稻主要病蟲害的防治效果研究 265
7.4.3 研究實例三：不同施藥器械對水稻“兩遷”害蟲的防治效果比較研究 267
7.4.4 研究實例四：小型無人直升機噴霧參數對雜交水稻冠層霧滴沉積分布的影響 268
7.4.5 研究實例五：無人機防治水稻病蟲害效果分析 271
7.4.6 研究實例六：水稻病蟲害無人機防控試驗探究 274
7.4.7 研究實例七：無人機噴施方式與人工噴施方式的水稻施藥效果對比試驗 274
7.4.8 研究實例八：諾普信雨燕智能“稻輕松”飛防套餐解決方案 280
7.4.9 研究實例九：湖南中航飛防水稻全程飛防方案 281
第8章 精準農業航空植保技術在玉米上的應用 284
8.1 玉米常見病害及防治 284
8.1.1 玉米大斑病 284
8.1.2 玉米小斑病 286
8.1.3 玉米灰斑病 288
8.1.4 玉米褐斑病 289
8.1.5 玉米絲黑穗病 291
8.1.6 玉米黑粉病 293
8.2 玉米常見蟲害及防治 294
8.2.1 玉米螟 294
8.2.2 黏蟲 297
8.2.3 東亞飛蝗 298
8.2.4 玉米蚜 300
8.3 玉米田主要雜草及防治 301
8.3.1 玉米田雜草的危害 301
8.3.2 玉米田主要雜草 302
8.3.3 玉米田雜草的生物學特性及發生規律 303
8.3.4 玉米田雜草的區域劃分 304
8.3.5 玉米田雜草的化學防治方法 305
8.4 航空施藥防治玉米病蟲害實例 306
8.4.1 研究實例一：海城市玉米螟航空施藥噴霧質量檢測 306
8.4.2 研究實例二：安陽市玉米害蟲航空施藥作業效果與作業參數研究 307
8.4.3 研究實例三：多旋翼電動無人機玉米植保作業試驗分析 309
8.4.4 研究實例四：無人機低空噴施苯氧威防治亞洲玉米螟初探 310
8.4.5 研究實例五：無人直
第1章 緒論 1
1.1 精準農業航空植保技術發展現狀 1
1.1.1 國外農業航空施藥設備及施藥技術發展現狀 1
1.1.2 國內農業航空施藥設備及施藥技術發展現狀 8
1.2 精準農業航空植保技術未來發展趨勢 10
1.2.1 精準農業航空施藥設備發展趨勢 10
1.2.2 精準農業航空施藥技術發展趨勢 11第2章 農用無人機概論 13
2.1 農用無人機的用途 13
2.1.1 主要用途 13
2.1.2 植保應用優勢 14
2.2 農用無人機的分類 15
2.2.1 動力來源分類 15
2.2.2 機型結構分類 16
2.2.3 國內代表性農用無人機主要技術性能及參數 17
2.3 農用無人機的結構組成 22
2.3.1 動力系統 22
2.3.2 噴灑系統 26
2.3.3 飛控系統 29
2.4 農用無人機的飛行控制原理 30
2.4.1 無人直升機的飛行原理 30
2.4.2 多旋翼無人機的飛行原理（以四旋翼為例） 32
2.5 農用無人機的使用要求 35
2.5.1 農用無人機的運行要求 35
2.5.2 農用無人機的維護 35
2.5.3 農用無人機低空作業的注意事項 37
2.6 農用無人機田間施藥技術 38
2.6.1 田間施藥要求 38
2.6.2 田間施藥質量及評價 40
2.7 農用無人機施藥技術研究實例 43
2.7.1 研究實例一：植保無人機航空噴施作業有效噴幅的評定與試驗 43
2.7.2 研究實例二：植保無人機小麥田噴施噴液量對霧滴沉積及病蟲害防治效果的影響 45
2.7.3 研究實例三：植保無人機噴施霧滴粒徑和環境風速對霧滴飄移的影響 50
第3章 農用載人飛機概論 54
3.1 農用載人飛機發展現狀 54
3.1.1 國內農用載人飛機發展現狀 54
3.1.2 農用載人飛機作業類型 54
3.1.3 農用載人飛機施藥特點 54
3.2 農用載人固定翼飛機類型 55
3.2.1 運-5B型飛機 55
3.2.2 運 -11型飛機 56
3.2.3 N-5A型飛機 57
3.2.4 M-18型飛機 57
3.2.5 AT-402B型飛機 58
3.2.6 PL-12型飛機 59
3.2.7 畫眉鳥 S2R-H80型飛機 59
3.3 農用載人直升機類型 60
3.3.1 “恩斯特龍”直升機 60
3.3.2 “小松鼠”直升機 60
3.3.3 羅賓遜 R44型直升機 61
3.3.4 貝爾 206型直升機 61
3.4 農用載人飛機的噴施設備及施藥技術 62
3.4.1 噴施設備 62
3.4.2 主要設計性能 67
3.4.3 適用農藥種類 67
3.4.4 氣象因素 68
3.4.5 作業參數 68
3.4.6 翼尖渦流的影響 69
3.4.7 航空施藥的導航 69
3.4.8 航空變量施藥技術 69
3.5 農用載人飛機航空噴施施藥技術研究實例 70
3.5.1 研究實例一：畫眉鳥固定翼飛機大豆田噴灑應用實例 70
3.5.2 研究實例二：運-5B型固定翼飛機噴霧在水稻田的霧滴沉積分布研究 77
3.5.3 研究實例三：貝爾 206L4型直升機在山地柑橘果園的航空噴施應用研究 79
3.5.4 研究實例四：AS350B3e型直升機航空噴施霧滴沉積飄移規律研究 81
第4章 農業航空遙感監測技術 87
4.1 農業遙感的類型 87
4.1.1 衛星遙感技術 87
4.1.2 有人駕駛飛機航空遙感技術 87
4.1.3 無人機航空遙感技術 87
4.2 農業航空遙感信息的獲取機制與方式 88
4.2.1 農業航空遙感信息的獲取機制概述 88
4.2.2 農業航空遙感信息的獲取方式 89
4.3 農業航空遙感信息的獲取系統 91
4.3.1 高光譜成像 93
4.3.2 多光譜成像 96
4.3.3 紅外熱成像 97
4.3.4 數碼圖像成像 97
4.3.5 雷達成像 98
4.4 農業航空遙感的應用類型 98
4.5 農業航空遙感應用實例 101
4.5.1 研究實例一：基于 M100無人機多光譜圖像的柑橘黃龍病檢測 101
4.5.2 研究實例二：基于無人機遙感的水稻雜草識別研究 108
第5章 植保知識概述 121
5.1 農業害蟲 121
5.1.1 昆蟲的形態特征 121
5.1.2 昆蟲的內部器官與防治 122
5.1.3 昆蟲的生物學特性 123
5.1.4 農業昆蟲所屬科目分類 124
5.2 農業植物病害 129
5.2.1 植物病害發生的原因 129
5.2.2 植物病害的類型 130
5.2.3 植物病害的病原物 130
5.2.4 植物病害的癥狀類型 133
5.2.5 植物病害的診斷與防治 135 5.3 農業草害 137
5.3.1 農業草害的類型 137
5.3.2 農田雜草的生物學特性 137
5.3.3 農業草害的危害和特征 138
5.3.4 農業草害的防治措施 138
5.4 農藥知識 139
5.4.1 農藥的分類 140
5.4.2 農藥劑型介紹 154
5.4.3 農藥毒性與藥害 164
5.4.4 農藥的科學使用 168
5.4.5 農藥田間藥效評價方法 175
5.5 精準農業航空在病蟲害防治方面的應用 179
5.5.1 研究實例一：植保無人機飛防油菜菌核病效果初探 179
5.5.2 研究實例二：利用無人機釋放赤眼蜂研究 181
第6章 精準農業航空植保技術在小麥上的應用 185
6.1 小麥常見病害及防治 185
6.1.1 小麥赤霉病 185
6.1.2 小麥銹病 186
6.1.3 小麥紋枯病 190
6.1.4 小麥白粉病 191
6.1.5 小麥全蝕病 192
6.1.6 小麥根腐病 194
6.1.7 小麥病毒病 196
6.2 小麥常見蟲害及防治 199
6.2.1 小麥吸漿蟲 199
6.2.2 小麥蚜蟲 200
6.2.3 小麥黏蟲 202
6.2.4 麥葉蜂 203
6.3 小麥田主要雜草及防治 205
6.3.1 麥田雜草的發生規律 207
6.3.2 我國麥田雜草的區域劃分 208
6.3.3 麥田雜草的防治適期 208
6.3.4 麥田雜草的防治措施 209
6.4 航空施藥防治小麥田病蟲草害實例 210
6.4.1 研究實例一：小型無人機低空噴灑在小麥田的霧滴沉積分布及對小麥吸漿蟲的防治效果研究 210
6.4.2 研究實例二：飛行高度對八旋翼無人機噴霧防治小麥白粉病的影響研究 213
6.4.3 研究實例三：無人機防治小麥病蟲害田間防效研究 216
6.4.4 研究實例四：植保無人機在麥田化學除草中的應用效果試驗 218
6.4.5 研究實例五：新型植保無人機防治小麥蚜蟲研究 220
6.4.6 研究實例六：不同配方航空植保專用藥劑對小麥病蟲害的田間防治效果 221
6.4.7 研究實例七：不同除草劑飛防除草試驗報告 223
6.4.8 研究實例八：諾普信雨燕智能“麥輕松”飛防套餐解決方案 224
第7章 精準農業航空植保技術在水稻上的應用 226
7.1 水稻常見病害及防治 226
7.1.1 稻瘟病 226
7.1.2 水稻紋枯病 230
7.1.3 水稻稻曲病 231
7.1.4 水稻白葉枯病 232
7.1.5 水稻條紋葉枯病 235
7.1.6 南方水稻黑條矮縮病 237
7.1.7 水稻苗期病害 239
7.2 水稻常見蟲害及防治 240
7.2.1 水稻螟蟲 240
7.2.2 稻飛虱 244
7.2.3 稻葉蟬 246
7.2.4 稻縱卷葉螟 247
7.2.5 稻苞蟲 249
7.2.6 稻蝗 251
7.2.7 稻象甲 253
7.3 水稻田主要雜草及防治 254
7.3.1 水稻田雜草為害特點 254
7.3.2 水稻田主要雜草 255
7.3.3 我國稻田雜草的區域劃分 257
7.3.4 水稻田雜草的消長規律 258
7.3.5 水稻田雜草的防治適期 258
7.3.6 水稻田雜草防治技術 258
7.4 航空施藥防治水稻田病蟲害實例 262
7.4.1 研究實例一：N-3型無人直升機施藥方式對稻飛虱和稻縱卷葉螟防治效果的影響 262
7.4.2 研究實例二：TH80-1型植保無人機施藥對水稻主要病蟲害的防治效果研究 265
7.4.3 研究實例三：不同施藥器械對水稻“兩遷”害蟲的防治效果比較研究 267
7.4.4 研究實例四：小型無人直升機噴霧參數對雜交水稻冠層霧滴沉積分布的影響 268
7.4.5 研究實例五：無人機防治水稻病蟲害效果分析 271
7.4.6 研究實例六：水稻病蟲害無人機防控試驗探究 274
7.4.7 研究實例七：無人機噴施方式與人工噴施方式的水稻施藥效果對比試驗 274
7.4.8 研究實例八：諾普信雨燕智能“稻輕松”飛防套餐解決方案 280
7.4.9 研究實例九：湖南中航飛防水稻全程飛防方案 281
第8章 精準農業航空植保技術在玉米上的應用 284
8.1 玉米常見病害及防治 284
8.1.1 玉米大斑病 284
8.1.2 玉米小斑病 286
8.1.3 玉米灰斑病 288
8.1.4 玉米褐斑病 289
8.1.5 玉米絲黑穗病 291
8.1.6 玉米黑粉病 293
8.2 玉米常見蟲害及防治 294
8.2.1 玉米螟 294
8.2.2 黏蟲 297
8.2.3 東亞飛蝗 298
8.2.4 玉米蚜 300
8.3 玉米田主要雜草及防治 301
8.3.1 玉米田雜草的危害 301
8.3.2 玉米田主要雜草 302
8.3.3 玉米田雜草的生物學特性及發生規律 303
8.3.4 玉米田雜草的區域劃分 304
8.3.5 玉米田雜草的化學防治方法 305
8.4 航空施藥防治玉米病蟲害實例 306
8.4.1 研究實例一：海城市玉米螟航空施藥噴霧質量檢測 306
8.4.2 研究實例二：安陽市玉米害蟲航空施藥作業效果與作業參數研究 307
8.4.3 研究實例三：多旋翼電動無人機玉米植保作業試驗分析 309
8.4.4 研究實例四：無人機低空噴施苯氧威防治亞洲玉米螟初探 310
8.4.5 研究實例五：無人直
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精準農業航空植保技術 節選
第1章緒論 精準農業航空植保技術利用各種技術和信息工具來實現農作物生產率的*大化，這些技術和信息工具包括機載遙感系統、空間統計學、變量噴施系統、精準導航系統、地面驗證技術等。機載遙感系統可以產生精確的空間圖像，用于分析農田植物的水分、營養狀況、病蟲害狀況；空間統計學結合數據可以用于更好地分析空間圖像，通過圖像處理將遙感數據轉換成處方圖；變量噴施系統根據已給出的作物處方圖及航空噴施霧滴沉積模型控制噴施過程中的施藥量；精準導航系統根據需作業區域地圖規劃出施藥作業的航路圖，準確地使飛機沿著規定路線施藥，有效避免重噴和漏噴；地面驗證技術可通過地面的霧滴沉積結果來對航空噴施作業的決策進行設計和指導。通過以上技術和信息工具的結合使用，可以有效實現針對農田作物的精準決策、變量噴施（圖 1-1）。 圖 1-1 精準農業航空植保技術 1.1 精準農業航空植保技術發展現狀 1.1.1 國外農業航空施藥設備及施藥技術發展現狀 1.1.1.1 國外農業航空施藥設備發展現狀將航空設備應用于農業是由德國首先提出并實際應用的。 1911年，德國林務官阿爾福萊德 齊梅爾曼在世界上首次利用有人駕駛的飛機噴灑液體和粉末農藥，以防治森林病蟲害。 1918年，美國**次使用有人駕駛飛機噴施農藥滅殺棉花蟲害。自此，開辟了農業航空的歷史，隨后加拿大、蘇聯、德國和新西蘭等國將飛機用于農業。在經歷第二次世界大戰后，大量的退役航空設備開始應用到農業航空方向，通過將由藥桶、風扇攪拌器和噴灑裝置等組成的噴灑系統改裝在大量輕型雙翼飛機上來實現農業噴灑，為農用航空的快速發展奠定了基礎。與此同時，全球糧食需求的增加、農藥產品的發展以及病蟲草害快速高效防治方式的需求，都在一定程度上推動了農業航空的發展。 1. 美國農業航空發展現狀與管理機構 （1）美國農業航空的發展情況 作為農業航空技術發展*早的國家之一，美國農業航空作業項目主要包括播種、施肥、施藥等。由于美國的農場經營規模大，多采用現代化的精準農業技術，如 GPS自動導航、施藥自動控制系統、各種作業模型等。在現代化精準農業技術的支持下，美國的農業航空作業具有高效、環境污染低且作業精準的特點。美國目前已擁有農業航空作業服務公司 1625家、農業飛機和航空材料生產廠 500多家、大型農業飛機制造企業 4家，其中空中拖拉機公司（ Air Tractor， Inc.）的產品占據農業飛機市場的大部分份額，飛機價格在 100萬～ 140萬美元。美國農用飛機有 20多個品種， 88%為固定翼飛機，載重量為 0.5～ 1.5t。美國農業航空服務重要的特點是具有強大的農業航空組織體系，包括國家農業航空協會和近 40個州級農業航空協會，協會一方面為會員提供品牌保護、繼續教育、安全計劃、農林業與公共服務業方面的聯系和信息服務，另一方面積極開展提高航空應用效率與安全性方面的研究和教育計劃。全國實際在用的飛機有 4000多架，在冊的農用飛機駕駛員 3000多名，平均具有 25年的職業經歷，人均飛行時間大于 10 000h，年處理耕地面積近 0.33億 hm2，占總耕地面積的 40%以上，森林植保作業 100%采用航空作業方式，航空植保作業效率可達 100hm2/h以上，農業飛機都配備精密儀器和設備如流量控制設備、實時氣象測試系統和精確噴施設備。美國農業航空對農業的直接貢獻率為 15%以上，且美國政府大力扶持農業航空產業，國會通過了豁免農用飛機每個起降 100美元的機場使用費的議案， 2014年白宮的預算中投入了 73億美元支持該議案，以降低農業航空作業的成本。美國政府大力投入農業航空相關科技研發，自 2010年以來已投入約 700萬美元用于農業航空技術研發，進一步推動了農業航空技術與產業發展。 （2）美國農業航空的管理機構 在美國，與農業航空有關的機構主要包括美國國家農業航空協會（ National Agricultural Aviation Association，NAAA）、美國聯邦航空管理局（ Federal Aviation Administration，FAA）、美國環境保護署（ U.S. Environmental Protection Agency，EPA）、美國農業部（ United States Department of Agriculture，USDA）。與農業航空相關的重要科研機構有美國農業部南方平原研究中心（ United States Department of Agriculture Plains Agricultural Research Center，USDA-ARS）等。 1）美國聯邦航空管理局美國聯邦航空管理局（ FAA）是美國國內空域內運行的所有航空航天飛行器、機場設施等的管理機構，是美國的國家行政機關，其制定的法規具有法律效力。 FAA在 2015年 2月 15日發布了無人機管理條例—Part 107—Small Unmanned Aircraft Systems（《第 107部分：小型無人飛機系統》），《第 107部分：小型無人飛機系統》基本包含了 FAA所有關于小型無人飛機系統的管理條例。此外， FAA還制定了與無人機、農用航空有關的規定：Part 48—Registration and Marking Requirements for Small Unmanned Aircraft（《第 48部分：小型無人飛機的注冊和標識要求》）、Part 137—Agricultural Aircraft Operations（《第 137部分：農用飛機作業》）等。 在美國，有人駕駛農用飛機基本按照《第 137部分：農用飛機作業》中的要求進行管理。 2015年 5月，FAA批準了 218磅（1磅≈453.59g）重的日本農用無人機雅馬哈 RMAX的農業航空應用［雅馬哈 RMAX無人機已超出小型無人機 55磅（25kg）的重量范圍，不適用《第 107部分：小型無人飛機系統》］，并豁免了《第 137部分：農用飛機作業》中的某些條例，這是 FAA首次允許商業航空應用不需要商業飛行員駕照。 2）美國國家農業航空協會 美國國家農業航空協會（ NAAA）成立于 1966年，在 46個州約有 1900名會員。 NAAA為會員提供網絡服務、教育、政府聯絡、公眾聯絡、招聘和信息服務等農業航空應用方面的一條龍服務。 NAAA是非國家機構，也不制定農業航空政策，但是可以記錄農業航空發展方面出現的問題，并為 FAA的政策制定提供建議。 NAAA與國家農業航空研究和教育基金會（ NAAREF）一起提供針對提高航空應用效率和安全性的研究及教育項目。另外， NAAA還提供農業航空的公共擴大服務，向公眾傳達航空應用在農業、林業以及公眾福利方面的重要性。 3）美國農業部 美國農業部（ USDA）雖然是政府部門，但是對農用飛行器并沒有管轄權， USDA會通過研究項目來調查分析農業航空施藥等對環境、動植物產生的影響，以及進行農業航空技術創新，提升農業航空在農業、園林和林業等方面的應用效率。例如， FAA與 USDA合作統計得到 1990～ 2012年民用飛機發生了超過 131 000起攻擊事件， 97%是由鳥類和飛機碰撞造成的，其中有 25起人類死亡事件。 2. 日本農業航空發展現狀 （1）日本農業航空的發展情況 與美國不同，日本以及東南亞各國農民戶均耕地面積較小，且地形多山。 1960～ 1980年的 20年間，日本植保作業主要采用有人駕駛飛機，但由于墜機事故多次發生和由農藥飄移帶來的環境污染等突出問題，自 20世紀 80年代（ 1983年）開始日本投入大量研究資金， 1987年研究出了世界**臺工業用無人機，并于次年開始限量出售。從 1990年日本植保無人機保有量的 106臺，到 1993年的 307臺，年均增長 67臺；1994～ 2005年的 11年間，年均植保無人機增長量為 179臺；2014年植保無人機保有量為 2694臺，2006～ 2014年年均約增長 65臺。由此可以看出，日本植保無人機在 20世紀初經歷了飛速發展階段。日本植保有人機、無人機作業面積對比如圖 1-2所示， 1995～ 2012年植保有人機作業面積逐年降低，植保無人機作業面積逐年遞增，尤其是在 2003年植保無人機作業面積首次超過植保有人機。 （2）日本農業航空的管理機構 日本農用無人機管理涉及兩個政府部門：一是農林水產省及下屬地方農政局，二是國土交通省航空管理局。另外，還有一個協會，即農林水產航空協會負責提供和發布相關信息。 圖 1-2 日本水稻田航空噴施發展狀況 1）農林水產省日本農業管理為兩級行政機構管理模式：農林水產省和地方農政局，*高管理部門為農林水產省。 農用無人機植保作業在農林水產省層面劃歸消費安全局管理，在地方農政局中設有消費安全局長，下轄消費生活科長、表示規格科長、流通監視科長、安全管理科長。無人機植保作業管理相關政策由農林水產省（消費安全局長）發布。 對植保無人機作業進行管理的《無人機植保農藥噴施利用技術指導準則》（28消安第〔1118〕號）發布于 2016年 5月 31日，其中對“宗旨、無人機相關術語定義、與農藥噴施相關的機構和協會、空中施藥的實施細則、根據航空法的規定申請實施作業、事故發生時的對策、操作者資格、藥液噴施后的藥效、空中施藥藥效統計表，以及相關信息的收集整理”等做出了細致明確的規定，并在技術準則中制定了一系列相關的規范及作業規程，具體如下。 空中施藥作業計劃書，包括施藥者和雇主的信息、施藥機型、施藥地點、作物名稱、施藥面積、施藥量、作業飛機數量及施藥量等具體細節。無人機植保作業空中施藥事故發生報告書，該報告書要求詳細記錄施藥過程所發生事故的具體情況、事故應對措施、事故原因分析以及再發生事故對策。無人機航空施藥作業實施效果評估報告，該報告由農戶和作業者共同確認并提交地方農政局。該準則對航空植保空中施藥作業計劃書及無人機航空施藥作業實施效果評估報告的提出程序做了詳細規定，見圖 1-3和圖 1-4。 2）國土交通省航空管理局 日本的無人機植保空中施藥業務也受國土交通省航空管理局管理，因此農業航空植保空中施藥飛行許可相關的政策文件是由日本國土交通省航空管理局局長和農林水產省消費安全局長聯合發文。 例如，無人機農業航空植保空中施藥飛行許可法令文件國空航第〔 734〕號、國空械第〔1007〕號、 27消安第〔 4546〕號等，是由日本國土交通省航空管理局局長和農林水產省消費安全局長聯合發文。該法令明確了申請的手續、申請記載事項的確認，申請內容包括申請者姓名、無人機概況、飛行路線及目的、飛行高度等，以及飛行施藥效果評估報告、作業領域的通告等。 圖 1-3 航空植保空中施藥作業計劃書制定流程圖 圖 1-4 無人機航空施藥作業實施效果評估報告制定流程圖 3）農林水產航空協會 在日本和植保無人機相關的社會團體有農林水產航空協會，與其有聯系的單位：無人機制造企業（如雅馬哈發動機株式會社）、農藥制造商（如日本農藥株式會社、日產化學工業株式會社等）、農林水產省農藥對策科、農藥工業會、日本植物防疫協會、全國農藥協同組合、獨立行政法人農林水產消費安全技術中心農藥監察部等。 農林水產航空協會通過自己的網站提供信息，包括農藥登錄信息、農業航空植保無人機操控及施藥關鍵技術、政府出臺的相關法令和通知，以及農藥中毒處理方法等。 3. 韓國農業航空發展現狀 韓國國內的航空器由韓國國土交通部管理，根據韓國現行航空法，無人機在日落后至日出前的時間段內、機場管制區和禁飛地區、飛行高度在 15
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