无人机植保飞防试验示范实施方案

无人机植保飞防试验示范实施方案

为了贯彻落实《国务院关于加快推进农业机械化和农机装备

产业转型升级的指导意见》，做好无人机植保飞防试验示范工作，

加快我省无人机植保飞防技术推广步伐，着力提升农作物机械化

病虫害防治及自然灾害应急防控能力和水平，保障农作物生产安

全，减少农药污染，保护生态环境，促进我省农业可持续发展，

特提出如下项目实施方案。

一'目的意义

机械化植保技术是农业生产全程机械化的重要环节。长期以

来，我省农作物植保主要以手动机动背负式喷雾和自行改装喷杆

式喷雾机为主，整体施药技术和作业水平偏低，“跑”、“冒”、“滴”、

“漏”现象严重，药量控制和施药均匀性很差，不仅农药利用率

低，给环境造成了严重污染，而且存在伤苗问题。通过几年的探

索实践，无人机植保飞防技术与传统施药方法相比，无人机植保

飞防在作业效率、作业效果、节药节水、作业安全、作业适应性

以及应对突发灾害等方面有着独特的优势。目前，无人植保机在

质量、性能和操控水平等方面已取得很大进步，开展无人机植保

飞防项目示范工作，对加快我省无人机植保技术推广应用步伐，

丰富和拓展农机化植保技术服务手段，提升农作物机械化病虫害

防治及自然灾害防控水平有着十分重要的意义。

二'基本原则

项目实施以服务乡村振兴战略和当地优势产业发展为目标，

向想干事、能干事、干成事的专业合作组织或乡村集体组织倾斜,

围绕补短板、强弱项、促协调精准发力，形成一套可复制的模式

和经验向全省推广，推动无人机植保技术成为优化我省植保产业

结构的重要力量。

三'实施区域和目标任务

2020年在高平市、山阴县、稷山县建立3个无人机植保飞防

试验示范区，示范区面积3000亩（每个1000亩）。开展主要农作

物的无人机植保飞防试验示范；开展无人植保机技术性能验证和

其他高效植保机械的对比试验；开展植保无人机生产作业成本和

经济效益测算（计算每亩农药、燃油、人工等成本，以及较人工

和其他植保机械节本增效情况）；研究探索多种作物的无人机植保

飞防作业规范和质量标准。

四'项目示范技术内容

按照《2020年无人机植保技术试验方法》（见附1）,对引进

的无人植保机技术参数进行验证考核（见附2：无人机植保飞防试

验验证情况登记表）。同时，研究探索当地不同作物无人机植保飞

防作业规范和质量标准。

1、技术验证。根据引进装备标识的作业参数、技术性能，重

点对无人植保机的雾化效果（喷滴直径及每平方厘米点数）、作业

效率、飞行速度、喷幅（宽幅）、喷洒速度、载药量、续航时间（满

载）、亩喷量等进行验证。同时，对无人植保机的故障率、操控性、

电池耐用性以及充电速率等指标评价。

2、开展不同装备的对比试验工作。开展无人植保机与机动喷

雾器和自制喷杆式喷雾器、自走式高地隙植保机的对比试验工作,

测算每小时单机作业效率，对比考核作业效果。

3、开展植保无人机生产作业成本和经济效益测算。通过试验,

准确计算植保作业过程中每亩农药、燃油、人工等成本，以及较

人工植保、高地隙植保等其他植保机械作业节本增效情况。

五、项目进度安排

本项目实施期为2020年1月-2020年12月，具体进度如下:

1、2020年3月份，省农机发展中心下达2020年项目计划任

务清单和项目实施方案。项目县农机部门进行选点，确定项目示

范区地点和实施主体。省农机发展中心与承担项目任务的市、县

农机部门签订《项目建设任务书》

2、4月份，项目县农机部门根据省级方案要求，编制项目县

级实施方案，并与承担项目实施主体签订任务《协议书》。

3、5月份，组织项目实施主体引进相关装备，安装调试投入

使用，并对购置装备进行标识管理。组织装备生产企业进行飞控

手培训。

4、6-n月份，搞好植保无人机技术示范应用，组织开展植保

无人机飞防作业，适时开展植保无人机飞防技术性能验证、对比

试验，以及作业成本和经济效益测算，评价装备的经济适用性。

6、n月底前，县农机部门完成项目验收、绩效自评，并向市

农机部门提出绩效考核申请。12月上旬，市农机部门完成绩效考

核，并将结果上报省农机发展中心。

六'保障措施

1、加强项目管理工作。各项目县农机部门要成立项目技术服

务组，落实职责和任务，明确项目推进的具体时间和进度。项目

县农机部门要加强项目资金使用和购置装备的监管，项目装备购

置补助比例不得超过80%,及早组织开展项目实施工作。项目县农

机部门要做好项目全程督导，年底做好项目验收工作；市站对项

目县做好绩效考核工作。下达给贫困县的农机新技术示范推广资

金，由县级人民政府整合的，按照县级整合计划使用，县农机部

门要及时将资金整合后的使用计划函报省、市农机部门。

2、项目承担主体的选择。项目县要严格按照省级实施方案要

求，科学合理制定县级项目实施方案。要加大对项目承担主体的

前期摸底工作，恪守择优选优的原则。承担主体要有国家工商部

门颁发的经营证书，具备项目实施的装备技术和人员条件；具备

独立开展试验考核、结果分析、以及资料整理归并的能力。项目

县要在县级实施方案中，将项目承担主体的具体情况（规模、装

备、人员、工商备案编号等）作为方案的附件，写明上报。

3、及时落实无人植保机装备。在省、市农机部门的指导下，

做好装备的选型与引进工作，及早落实投入生产。要按照《无人

机植保飞防示范项目主推技术装备引进推荐清单》引进无人机。在

生产性试验验证中，必须严格执行《无人机植保飞防试验示范项目

安全作业要求》（见附3）。加强示范区设施农业机械化装备管理，

对购置的无人植保机装备要建档并进行标识管理，标识方法为

NJTGSFYJ2020-*lo

4、搞好技术指导与验证评价工作。县农机部门和项目实施主

体要落实专人，管好用好项目装备，使其最大限度发挥效用。项

目县要派出农机推广技术人员，深入示范区生产一线，及时开展

技术指导和服务工作，了解装备的使用效果，测算装备的作业成

本，评价装备的先进性、适用性、经济性、安全性，并向省农机

发展中心及时反馈装备应用效果。

5、搞好宣传培训和观摩活动工作。在项目示范区建立醒目标

志牌，宣传推广无人植保机飞防示范项目主要内容。利用示范区

平台作用，组织本地从业者到示范区观摩无人植保机作业效果，

开展项目管理和技术培训工作，切实提高基层农机技术推广人员

和种植农户的实践操作能力。

6、及时上报项目工作动态。在项目实施过程中，各项目县农

机部门要结合工作进度，按季上报无人机植保飞防示范项目动态

情况，及时上报项目实施动态信息2篇以上，并将相关信息发布

至《山西农机化信息网》

七'技术要求及规范

1、工作要求及注意事项

1.1无人植保机的作业飞行应当符合国家相关法律法规要

求。

1.2植保作业严禁在净空区上空飞行作业。

1.3植保作业可能对环境造成污染时，禁止在居民区、人畜

饮水区、水电站、湖泊、河流上空作业飞行。

1.4雷雨、大风天气禁止飞行作业。

1.5作业时起飞和降落应远离障碍物5米以上的距离。

1.610万伏及以上的变电站和高压线，100米范围内禁止飞

行作业。

1.7无人植保机作业时要严格按照指定方案和划分区域飞

行作业，将无人机控制在可视范围内。

1.8作业区域应选择空旷、视野开阔的区域，且有合适的起

飞和降落场地。

1.9铁路和高速公路两侧300米范围内禁止飞行作业，高铁

则要求至少500米以上，省级以上公路两侧100米范围内禁止飞

行作业。

2、作业前准备

2.1按照无人机植保作业相关法律法规，在特殊区域作业时,

应向国家有关部门进行申请和登记。

2.2作业前应了解作业田块所处的地理位置，地形情况，有

无防碍作业的障碍物，如电线、铁塔等，作业区内是否有草场、

鱼塘等，周边种植作物、高度及作物详细情况。

2.3作业区域确定后，要绘制作业图。包括无人机作业飞行

区域，树木、高压线等障碍也需要标明。

2.4在作业区域内，以中心航线为轴，纵向间隔10米，横向

间隔5米，矩阵式布局，在作物底部叶片固定水敏纸，以进行作

业后效果评估。

2.5制定详细的作业飞行线路和事故应急处置预案，包括飞

机失控、坠机故障，失控备降等处理方法。

2.6作业前根据作业任务设置好无人机的飞行高度、速度、

喷量等参数。

2.7作业前仔细检查无人机各组件情况、燃油、电池储备情

况，通信链路是否正常，信号灯指示是否正常，禁止无人机在有

故障或设备信号灯异常情况下，强行起飞。

2.8作业前应派辅助人员现场维持秩序，禁止非作业人员近

距离观摩，操控手和辅助人员应与作业区域保持10米以上的安全

距离。

2.9操控手和辅助人员应穿戴好作业防护服和面罩，防止农

药中毒。

3、药剂选择

3.1药剂选择应符合《农药合理使用准则》。

3.2选择的生物农药或化学农药的防治谱应与田间防治对象

的种类相吻合。

3.3选择的药剂应是农药管理部门登记注册的合格产品，在农

药使用有效期内。

3.4选择的药剂应是对标靶生物有良好控制效果的高效低毒

药剂，且对环境安全友好。

3.5选择的农药要具有沉降作用的航空农药剂型或添加助剂，

确保喷施后药剂快速下降。

4、工作人员要求

4.1操控手、辅助作业人员应满18周岁，都必须进行岗前技

能和农药安全相关知识的专业培训，取得无人机管理部门颁发的

无人机操控合格证书。

4.2应配有专职农药添加辅助人员，按照《农药安全使用规

范总则》的规定，负责农药配制和添加。

4.3应配有熟悉作业区环境、植保技术和飞防任务的作业辅

助人员。辅助人员在飞防作业时，负责检查地面是否存在影响安

全的隐患；检查航空器飞防的区域是否正确，现场喷雾、沉降、

漂移等是否符合标准。

4.4作业辅助人员应持有当地农林植保部门颁发的上岗证。

4.5操控手、作业辅助人员不得带病、疲劳、饮酒上岗作业。

4.6操控手必须经过视力测试，排除存在弱视的可能。

4.7老、幼、病、残以及皮肤损伤未者愈者不得进行田间作业。

5、现场飞防作业要求

5.1作业开始时应再次检查作业地块和周边障碍物情况，确保

没有飞行安全因素。

5.2当自然风三3m/s时应考虑风速对雾滴的影响，并采取

有效措施，当自然风速三5m/s时，应停止植保作业。

5.3作业时按照作业生长特性，选择合适飞行高度、速度、喷

量以及雾化程度控制。

5.4作业过程中密切关注无人机的飞行姿态、位置，做出及时

的操控和调整。

5.5在斜坡和梯田地块作业时，应操控无人机按照等高线飞

行，按照由高向低的顺序飞行作业。

5.6在障碍物（树木、电线杆）较多的小块区域作业时，应放

弃自动飞行作业模式，并保证飞行高度，同时确保无人机的载重

量三额定载荷的80%0

5.7在公路（高速公路）、铁路干线等周边进行植保飞行作业

时，应与线路保持30米以上的安全距离，操控无人机按照平行于

公路、铁路线的方向进行作业飞行。

5.8在通信线路、高压线路等周边作业时，应保持50米以上

的安全距离，考虑高压线路对遥控和无人机之间连接信号链路的

干扰，造成失控的可能。

5.9在机场净空区、飞行管控区周边作业时，应事先和空管

部门取得联系，经批准后，按照相关要求，谨慎飞行作业。情况

复杂时，应立即停止作业。

5.10同一地块或区域有2架及以上植保无人机同时作业时,

要事先做好线路规划，避免在作业重叠区飞行，之间保持10米以

上的距离，且降低作业飞行速度，飞行速度应＜5m/s。

5.11作业现场，无人机操控手及辅助作业人员应注意个人安

全防护，要穿专业的防护服、佩戴安全帽、口罩、手套、防护眼

镜等。

5.12作业过程中，操控手应站在上风处，背对阳光进行操控

作业。

5.13作业现场，尤其是喷洒农药时，要避免在现场进食、喝

水等。

6、作业后工作要求

6.1作业完成后要在作业地块周围设立警示标志，警示标记应

说明严禁人员、家畜进入施药地块的时间和安全进入的时间。

6.2作业完成后操作人员和辅助人员应及时更换工作服，用洗

洁剂清洗手、脸等部位，并用清水漱口。

6.3作业完成后做好对遥控器、充电器等相关附件的归并与整

理。

6.4作业完成后应及时清洁无人机的内外部分清洗喷头、滤

网、药箱等，擦拭清洁遥控器表面等。

6.5作业完成后对剩余农药、清洁药箱的废液、农药包装物、

容器等应妥善处理，不得随意倾倒、丢弃，避免造成环境、土壤

污染。

7、紧急情况处理

7.1当无人机发生故障或失控时，在确认无人机附近无人且安

全的情况下，将动力操纵杆拨至最低，进行迫降。

7.2如发生重大意外事故（可能发生水源污染、人畜中毒等情

况），应及时通知警察、环保、卫生等相关部门，采取应急措施，

将影响降到最低，同时做好事故记录。

8、施药效果评估

8.1检查水敏纸上的雾滴数量，每cm2米有10-30个雾滴数

的水敏纸为有效水敏纸，标明施药有效，相距最远的两个有效水

敏纸之间的距离为有效喷福。

8.2根据农药的特性，防治虫害在每个作业区24h、48、72h

后，防治病害在每个作业区完成后的3d、7d后，随机采样或棋盘

式采样的方法调查防治效果。

9、补治

经效果调查，如有漏喷、效果较差的区域，应根据不同情况

及时进行补喷或人工补治，确保作业效果。

附：1、2020年无人机植保技术试验方法

2、无人机植保飞防试验验证情况登记表

3、无人机植保飞防示范项目主推技术装备引进推荐清单

2020年无人机植保技术试验考核方法

一、试验所需设备和工具

2L量筒2个，1L量筒1个，高度指示杆4根（4米左右），植保专用测

水敏纸或自制雾滴沉积测试纸100张（如水敏纸或其他易吸水性白纸，纸

的大小与形状根据作物叶片的形状进行裁剪），双面胶3卷，红色墨水3瓶,

记号笔1根，彩旗12面（三种颜色）、剪刀1把，胶带1卷、秒表1个、

皮尺1把（50米）、曲别针1盒。

二、测试地块和环境要求

1.无高压线、树木、电线杆等障碍物危及飞行安全，且测试区地块平

整、宽广、空阔。

2.场地风力小于等于2级，避免逆光飞行。

3.每个测试区作物生长条件、作物品种相同，长势没有明显区别。

4.每个测试区尺寸：长*宽250*30ni。

5.每个飞行区尺寸：长*宽2100*30ni。

三、无人机测试前准备

1.地勤勘察，观察试验场地地形和周围状况，确定无人机起降位置,

合理规划飞行路线以及飞控手站定位置和跟踪飞行路线，插旗杆进行标识。

2.飞行器检查。检查机械部分、螺旋桨、药箱是否完好、机架是否

牢固、螺丝有无松动；电子部分检查连接线头是否松动、电池有无破损、

遥控器按钮是否正常归位。接通电源后，查看信号指示灯是否正常工作。

四、喷幅测试

图1喷幅测试

在进行田间测试前，需要对无人机进行喷雾测试，如图1所示。布点

区域宽度6m,自制雾滴测试纸以行距*间距5m*0.5m布置，无人机药箱加红

色墨水，以最优化作业参数，沿飞行中心线飞行，喷雾结束后，查看自制

雾滴沉积测试纸雾滴沉积范围，测出无人机的喷幅宽度。

五、单位面积喷量、作业效率、作业效果测试区布置

每个小区由隔离区、喷雾区、采样区域组成，每个区的四个角用一种

颜色彩旗标定。隔离区宽度10m,喷雾区长度60m,宽度B为无人机喷幅的

3倍，采样区设置在中心喷幅内，距离一端喷雾起止线10m,宽度为喷幅宽

度B,长度为20m。飞行区侧边固定有高度指示杆，以作为无人机飞行高度

指示，飞行高度距离作物顶端2.5m。

A点，B点为喷雾起止点，站定人员，手执红旗。C点，D点为采样起

止点。测试时，喷雾无人机以最优化飞行喷雾参数沿飞行中心线飞行，共

飞行3个喷幅。起飞后当调整到最优化飞行状态后进入飞行区，在喷雾起

止线处开始喷雾，同时A点站定人员开始计时，无人机通过另一端喷雾起

止线处，B点站定人员摇动红旗通知操控手停止喷雾，此时计时暂停，无人

机掉头转移到另外一个相邻喷幅，通过喷雾起止线时开始喷雾，此时计时

继续，如此完成三个喷雾作业，计时结束，获得无人机在喷雾区中的飞行

时间t。

Bb

图3采样区布点方法

图4测试纸放置示意图

采样区中的布点方法如图3和图4所示。采样区中布置雾滴沉积测试

纸以测试雾滴沉积分布密度、沉积覆盖率等。测试纸以3行*6列矩阵型布

置，行距5m,列距1/6B（B为无人机测出的喷幅），进行交错设点。放置在

上中位置的测试纸分别用双面胶粘在作物叶片的正面和背面，通过观察作

物叶片正反面测试纸上雾滴的沉降情况，测试农药雾滴在靶标正反两面的

沉降分布状态。放置在下部的测试纸需平展的固定在地面上，作业完成后,

通过观察测试纸上雾滴的沉降情况，查看无人机作业穿透效果。无人机喷

雾结束后，等待农药雾滴沉积测试纸上的雾滴干后，分别收集测试纸，等

待后期测试。

六、测试计算方法

1、喷量计算

无人机测试飞行前，先加入一定量的测试药液Qu并按照预定步骤进

行飞行测试，测试飞行结束后收集药箱中的剩余药液Q2,则测试过程中的

施药量为Q「Q2。飞行喷雾面积S（60*3B,B为无人机喷幅），可得单位面积喷

Qi-Q2

量Q为s。

2、作业效率计算

由于喷雾区面积S已知，根据飞行时间t（3个喷幅作业时间的和），也

可以计算出飞行区单位时间内的喷量Q5,因此，可以计算出无人飞行器的

纯飞行作业效率V=S/t（注：如若计算无人机的综合作业效率需预先评估无

人机在充电一次的飞行时间内的作业面积S,从而规划大于面积S的测试区

域S1,并在作业过程中准确记录无人机的纯作业时间tl,无人机换行调头

时间t2,更换电池时间t3,充电时间t4等，综合作业效率V，=S，

/（tl+t2+t3+t4））o

3、作业效果检测

利用红墨水示踪法，用放大镜观察上中部粘贴在叶片正反面的测试纸

上的药剂分布情况和下部固定在地面上的测试纸上药剂分布情况，主要看

药剂液体颗粒沉积密度和覆盖面积，便可了解无人机的沉积率、覆盖率和

穿透效果。

4、最优作业速率测定

在无人植保机飞施作业过程中，无人机飞行速率、飞行高度，喷头喷

洒药量、农药雾化程度等都会不同程度的影响作业效率和效果。在进行作

业速率优化测定时，需分别对不同厂家无人机进行分别试验，测算最优飞

行速率。首先确定无人机农药喷头、喷洒方式、喷量大致相同，确定飞行

高度约为距离作物顶端3米，然后进行飞行作业试验，保证作业后作物叶

面每平方厘米药物落点达50个以上，最后测定无人机的最优飞行速率，达

到节约、高效、环保的目的。

七、作业效果评估

测试完成后，认真检查水敏纸上的雾滴数量和雾滴直径，在测试登记表

上进行详细记录，在测试作物底部测试水敏纸上有10-30个雾滴数的为有效

水敏纸，说明测试有效，相距最远的两个有效水敏纸之间的距离为有效喷福。

无人机植保飞防试验验证情况登记表

试验单位（盖章）：年月日

示范区示范区地点示范区面积主要作物

基本情（镇、村）（亩）

况

作物高度

作业生长期试验负责人

（厘米）

试验人员负责人电话

无人机型号厂家旋翼个数

装备情

况最大飞行速

喷幅（米）农药载重

度（米/秒）

单次飞行作物每平方上部

累计作业亩数厘米雾滴个

施药量数下部

雾滴直径

单次作业飞行单次作业喷

时间（分钟）洒面积（亩）

示范区（毫米）

飞防作单次加药时间日防治面积

日飞行次数

业情况（分钟）（亩）

实际作业飞行作业效率农药配比

速度（米/秒）

（亩/分钟）（%）

满载续航时间分作业任务防病口治虫口叶面肥口生物制剂口

亩节水（％）亩节药（％）

与机动喷雾器

无人机

对比情况亩效率（无人机：每亩节约（增加）

:

与其它机动喷雾器）成本（元）

植保机

亩节水（％）亩节药（％）

械对比与自制喷杆式

情况喷雾器对比情

亩效率（无人机：每亩节约（增加）

况:

自制喷杆式）成本（元）

亩节水（％）亩节药（％）

与自走式高地

隙植保机对比

亩效率（无人机：每亩节约（增加）

情况