中国农业航空发展现状及对策建议

农业航空是现代农业的重要组成部分,为全面、深入地了解中国农业航空行业的发展现状和趋势,同时反映行业面临的困难和问题,增强社会公众对农业航空的了解和认知,推动农业航空行业的健康快速发展,农业航空产业技术创新战略联盟秘书处组织编写了《中国农业航空行业发展报告》。该文以该报告为基础,从有人驾驶航空器和无人驾驶航空器涉农航化作业2个方面对近年来中国农业航空行业的发展情况进行了综述,比较全面地展示了中国农业航空行业的总体状况,分析了目前行业发展中有人驾驶航空器农林航化作业时间稳步增长、无人驾驶航空器发展势头良好的特点,以及在行业标准、法规体系、核心技术以及配套经营主体、社会化服务等方面存在的亟待解决的主要问题:行业标准规范的建设滞后,尚未形成完善的标准化体系;农业航空相关政策及法规体系不健全;研发经费投入不足,共性核心关键技术研究滞后;发展模式未成型,社会化组织的服务能力不强;企业规模小,产业结构不合理,市场无序竞争。随后,针对上述问题,该文从管理、模式、标准、创新、应用和政策6个方面提出了进一步促进中国农业航空行业健康发展的对策与建议,包括应进一步明确中国农业航空的管理办法、探讨中国农业航空的发展模式、加强技术标准和规范的制定、加强关键技术协同创新研究、加强技术推广应用以及制定促进中国农业航空发展的政策等,可为政府引导行业发展和企业规划自身发展提供参考。     

作物航空喷施作业质量评价及参数优选方法

农用飞机由于具有很好的机动性、灵活性和施药效率,近年来受到高度重视,成为植保产业的重要发展方向。影响航空喷施效果的因素有很多,机型、喷嘴型号、喷雾压力、喷施角度、环境因素、作业高度、作业速度、药剂配方、药剂浓度等因素等都会影响雾滴在植物表面的分布特性,从而影响航空喷雾作业效果。地面药液的雾滴分布特性是决定航空植保效果的主要因素,研究不同因素条件下的雾滴分布情况能为航空喷施作业时选择相对合适的喷嘴型号、喷雾压力、喷施角度、作业高度、作业速度、药剂配方及药剂浓度等提供参考,从而有利于保证航空施药效果。该文在对目前中国航空植保产业发展现状进行深入剖析的基础上,研究分析了目前中国航空植保存在的主要问题,同时提出了作物航空植保技术规程中作业参数的优选及评价方法。该研究为中国主要作物航空植保喷施作业技术规程的制定提供了参考。     

农用无人机避障技术的应用现状及展望

随着中国农业现代化稳步推进,农业生产对农业机械的需求日益增长,农用无人机因其广泛适用于地面机械难以耕作的农业区域,在实践推广应用中已表现出明显特点和优势。随着精准农业航空技术的进一步发展,实现障碍物的自主识别与实时避障是农用无人机智能化发展的必然趋势之一。然而,农田作业环境复杂、障碍物类型多变,实现农用无人机的实时避障仍任重道远。为提高航空植保作业的安全性,对农田环境中的障碍物进行了分类,并提出了作业视场的避障分区及各区避障策略。通过对比分析国内外农用无人机避障技术的应用现状及各类避障传感器,并剖析中国农用无人机避障问题中存在的不足,展望未来农用无人机避障技术的研究方向和研究热点。该文可为中国农用无人机避障技术的有序发展提供参考。     

国外农业航空静电喷雾技术研究进展与借鉴

农业航空静电喷雾技术作为中国发展精准农业航空应用技术的内容之一,对农药的有效利用和减少环境污染有积极意义。农业航空静电喷雾技术在国外发展较早也相对成熟,美国已有应用于有人机的商业化产品,并在美国、巴西等国各类粮食作物、经济作物和杂草防治作业中开展了大规模田间应用。该研究首先从基础研究、田间应用和优化工作等方面梳理了国外农业航空静电喷雾技术的研究进展,分析了农业航空静电喷雾技术在增加雾滴沉积、减少飘移和具备低施药液量等方面的优势。在此基础上结合中国植保无人机快速发展的实际对研究和应用适合中国国情的农业航空静电喷雾技术进行思考,提出了农业航空静电喷雾技术的研究路线,最后从采用接触式等非感应式充电方式、开发农业航空静电喷雾的测量技术,以及思考荷质比作为衡量指标的意义等方面探讨了可进行深入研究的方向。中国农业航空静电喷雾技术研究特别在植保无人机静电喷雾技术方面的研究与应用有很大的发展空间,可参考国外经验,围绕航空静电喷雾技术的基础性研究、田间试验、成果转化、示范推广和服务指导全方面制定发展规划,把单一强调对雾滴带电的实现转向对技术系统的整体研究。     

美国航空静电喷雾系统的发展历史与中国应用现状

航空静电喷雾系统是传统静电喷雾技术在空中操作平台上的专门应用,是航空植保技术的重要内容。美国在上个世纪60年代开始开展航空静电喷雾的技术研究,本文着重介绍了美国航空静电喷雾系统近50a的发展历史和相关的测试工作,包括航空静电喷雾系统的早期研究和持续改进,以及最终的系统模型确定。航空静电喷雾系统可有效减少施药液量和提高药液沉积量,但是仍然存在如何提高病虫害防治效果和减少下风处的喷雾飘移等方面的问题,航空静电喷雾系统针对不同作物和病虫害的适用范围和最佳作业条件还需要进一步的研究和探索。然而,航空静电喷雾系统的巨大优势已经奠定了其在现代农业航空发展中的地位,随着不断的试验研究和评估,现代航空静电喷雾技术必将继续支持农业航空产业的发展。     

植保无人机发展现状及未来展望

随着现代农业不断的推进,传统农业技术手段已经无法满足现代农业发展的需要,而植保无人机作为重要的航空工具,在农业领域的应用,对于实现我国农业的可持续发展发挥着重要的作用。虽然植保无人机取得了一定的成效,但仍然存在诸多方面的问题有待解决。基于此,概括了植保无人机的发展现状,同时论述了其存在的问题,并重点对植保无人机的未来发展做出了展望。     

基于农业需求的图书馆信息服务研究

随着我国社会经济市场的逐渐发展,产业信息化的建设与发展成为实现现代社会经济转型和升级的重要衡量标准。中国是农业大国,加强农业信息化建设是实现现代农业发展的重要前提,也是推动农业经济发展的主要驱动力。农业信息化建设离不开农业信息服务,通过基层公共图书馆的农村信息服务来满足农业发展需求,是驱动现代化农业发展的重要手段。政府部门可充分发挥图书馆信息资源、技术以及人力资源等优势,为农业经济信息化建设和新农村发展提供信息服务,推动新农村的建设及农业经济的发展。因此,在国家宏观调控和农业发展需求基础上,加强图书馆的农业信息服务管理与研究,是促进现代农业发展的重要表现。     

中国生态高值农业发展模式及其技术体系

通过对国内外农业发展现状与我国新形势下农业现代化建设需求的分析,根据我国"发展现代农业,必须按照高产、优质、高效、生态、安全的要求",提出了"构建我国生态高值农业产业体系"的相关概念与内涵、我国生态高值农业模式构建原则及相关技术体系;分析并展望了我国"生态高值农业"目标体系与发展方向。     

中国农业循环经济标准体系构建与对策

农业循环经济标准体系构建是开展农业循环经济的基础性和统领性工作,目前中国在农业循环经济领域已积累了较多成功经验,但尚未建立完整的标准体系。该文剖析了中国农业循环经济标准体系构建所存在的核心问题,基于农业产业链和农产品生命周期视角,系统阐述了中国农业循环经济领域的标准体系构建过程、基本组成、结构维度(包含产业链维、产业维、层次维)、制定原则和结构框图,构建了包括基础、管理通用、产业链链接、方法与专用等4个层次的农业循环经济标准体系;最后详细解析了农业循环经济、生态农业及有机农业标准关系的关系;并根据中国循环农业产业发展的实际需求,按照轻重缓急原则提出亟需制定的相关标准建议,可为中国农业循环经济标准化、规范化发展提供理论依据。     

农业工程与中国农业现代化相互关系分析

农业工程是中国农业现代化的重要技术支撑和物质保障,农业工程技术进步与农业现代化发展的相关度越来越高。在加快推进"工业化、信息化、城镇化、农业现代化"同步发展的新要求下,农业现代化面对的是一个更加复杂的社会巨系统,其复杂性、动态性、开放性和异质性不断增加。农业工程作为农业现代化发展的核心要素,已不能仅靠本系统的力量孤立发展,而需在农业现代化这一更高层次系统的剧变中发现自身与系统中其他构成因素的关系和相互作用规律,从而更好发挥自身作用,实现与农业现代化的互动共赢。该文以"中国特色现代农业建设路径研究"为基础,综合利用有组织系统和先进生产力构建的理论、工具、方法,通过分析中国农业现代化的系统目标、系统构成以及农业工程在系统中的地位、作用和与其他要素、结构、环境的关系,从而获得农业工程发展的数量、质量、运动量、结构对中国农业现代化发展质量和速度的影响。研究表明,农业工程受现代农业发展环境、要素影响较大,而农业工程则对中国农业现代化的发展结构,特别是劳动力、土地、产品的结构产生显著影响并表现出许多同向性,因此农业工程可以通过主动发展、协同发展来加快现代农业发展方式的转变,并为农业工程自身的发展带来更好的发展环境和更多的发展机遇。     

AS350B3e直升机航空喷施雾滴飘移分布特性

为了探究安装有AG-NAV Guía系统的AS350B3e直升机进行喷施作业时的雾滴飘移规律,以轻型机载北斗RTK差分系统获取的精准作业参数(时间、速度、高度、轨迹)为参考,进行了不同作业参数喷施试验。研究了该直升机以4种不同飞行速度范围进行单向式喷施作业时,对应的有效喷幅区域范围及雾滴飘移分布规律,对比了添加航空助剂对雾滴飘移距离及飘移量的影响。结果表明:有效喷幅区域的位置受自然风速和风向变化的影响,会向直升机航线下风向区域有不同程度的偏移;当直升机分别以70、90、100、120 km/h 4种速度参数进行喷施作业时,随着飞行速度的增大,有效喷幅宽度呈现先缓慢增大后急剧减小的趋势,100 km/h的飞行速度为有效喷幅宽度变化的峰值拐点;当侧风风速为1.1~2.3 m/s时,目标喷雾区的最小宽度在喷雾区域下风向水平距离27.61~48.94 m的范围内,且下风向受飘移影响距离均接近或小于下风向有效喷幅宽度,同时研究还发现雾滴粒径在200μm以下的雾滴更容易发生飘移,因此在作业时要预留至少50 m以上缓冲区(安全区)并合理选择航空喷头以避免药液飘移产生的危害;航空助剂的使用对于雾滴飘移量减轻效果显著,在同等作业条件下,添加航空助剂能够使雾滴飘移量减少33.94%。该研究结果可为直升机的喷施系统性能改进提供参考,对合理喷施农药、减少飘移、提高农药利用率具有重要意义。     

生物柴油发展现状、影响与展望

随着第一代生物液体燃料发展规模的迅速扩大,其发展对农产品价格、粮食安全与环境等方面的影响开始显现,并引起了各国政府和学术界的广泛关注。该文在分析世界主要国家生物柴油发展现状、目标与激励政策的基础上,通过对生物柴油生产的原料需要和技术现状分析,探讨了生物柴油发展对农产品价格与环境等方面的可能影响。研究表明：未来生物柴油持续扩张的趋势不可逆转,将对农产品价格产生较大的上涨压力;生物柴油发展对环境和温室气体排放会产生影响,但影响程度与生产方式及其导致的土地利用变化情况密切有关;中国应重点发展林业生物柴油等“非粮”生物液体燃料产业,并建立有利于该产业健康发展的政策规范。     

产业融合视角下中国马铃薯加工业发展问题研究

马铃薯加工业是马铃薯主粮化战略落实的重要载体。在对乌兰察布地区马铃薯加工企业考察的基础上,该文从产业融合角度分析了影响马铃薯加工业发展的因素。第一产业中,基于订单农业的纵向合作模式发展不足,高效、专用、集约、规模的马铃薯种植体系尚未形成。第二产业中,马铃薯加工企业普遍存在加工层次低、废弃物利用不足、产能季节性过剩、加工设备周期性闲置等问题,技术装备、生产工艺、管理理念与国际先进水平存在一定差距。第三产业中,物流成本、冷链物流发展状况、金融支持力度、汇率变动和贸易控制措施对马铃薯加工业的发展具有重要影响。此外,主粮化战略的提出为马铃薯加工业的发展带来了新的契机,为马铃薯加工产业的发展指明了方向。马铃薯主粮化战略涉及马铃薯加工业及其上下游产业。种植者对政策的响应会促进马铃薯生产技术的发展,为加工业提供优质的原料。科研院所在政策的指引下会投入更多力量研究主粮化相关的技术和政策,从而为马铃薯加工业带来改变。消费者对马铃薯主食产品的接受程度会随着主粮化战略的实施而增强,是马铃薯加工业发展的动力。政策方面,现在发展的关键是将马铃薯主粮化战略落到实处,给予马铃薯主粮的待遇并进行相关农业生产补贴。给予马铃薯加工企业必要的扶持,同时增加马铃薯主粮化相关领域的研发投入,为马铃薯主粮化提供技术保障。使政府在制定政策时需要做好顶层设计,注重一二三产业的协同发展,促进中国马铃薯产业的健康、可持续发展。     

我国新型肥料产业发展战略研究

肥料产业服务于农业生产,尿素、磷铵、氯化钾和复合肥等传统化肥产品的大量投入对保障粮食安全发挥了至关重要的作用。随着我国农业发展方式从资源消耗型向绿色可持续型转变,发展新型高效肥料产业,提升肥料产品对粮食安全与生态环境安全的协同保障作用,是现阶段国家农业绿色发展的一个关键举措。新型肥料类型主要有缓/控释肥料、增值肥料、水溶肥料、商品有机肥、微生物肥料等,相比于常规施肥,施用新型肥料普遍能够提高作物产量和养分利用效率,增产率范围为4.6%～17.5%,氮肥利用率提高16.8%～52.3%,农田土壤氨挥发损失量可降低7.2%～50.7%,N₂O排放降低8.1%～40.8%,氮淋溶损失降低16.5%～43.8%,氮径流损失降低22.1%～45.4%。经过几十年的跟踪和创新,我国新型肥料形成了产业化,新型肥料总产量已位居世界前列。但由于新型肥料产业起步晚,几乎所有类型的新型肥料生产均存在原创核心技术缺乏,产品特性与农业需求匹配性不高,施肥技术和装备发展滞后,以及监管体系薄弱等问题。为推动新阶段新型肥料产业结构绿色高效转型升级,未来我国的新型肥料产业发展战略核心包括以下4个方面:1) 以农业需求为导向,提升肥料产品与生产需求的匹配度;2) 肥料增效技术由注重养分供给向土壤环境、作物吸收和有效供给综合调控发展,肥料增效材料向高效、环保和价廉方向发展,肥料产品向营养、土壤改良和抗逆等多功能发展;3) 注重最大限度地利用资源,降低能耗,通过大型肥料生产设备的优化和改造,力争实现新型肥料由二次加工到一次生产的突破,实现新型肥料生产的绿色低碳转型;4) 建立健全肥料生产、销售和使用全链条监管体系,保障新型肥料产业的高质量健康发展。     

多翼单臂纵列式电动无人机旋翼间距优化及能耗试验

针对现代农业航空技术的发展对电动多旋翼农用无人机的载荷能力、持续作业能力、作业效率提出更高的要求,而目前电动多旋翼植保无人机存在续航时间短、载质量小、作业效率低等问题,该文通过试验测试平台,首先对共轴式双旋翼进行不同纵向间距下的升力性能及能耗测试,分析纵向间距对双旋翼升力的影响规律,根据分析结果,针对纵列式双旋翼进行升力随横向间距的变化规律研究,得出横向间距比等于1.8为双旋翼纵列式方式的最优横向间距比。随后对不同尺寸纵列式双旋翼和纵列式多旋翼升力随横向间距比的变化规律进行测试,验证最优横向间距比1.8的普遍适用性。最后,对多旋翼单机臂结构六轴十二旋翼纵列式布局无人机的综合性能参数进行优化分析,并对平面式、纵列式布局方式下的六轴十二旋翼无人机进行飞行试验,验证旋翼间距的优化结果。优化分析结果表明,横向间距比均分别在最优化条件下时,纵列式和平面式布局的升力远高于共轴式布局。与纵列式布局相比,平面式布局机型升力差别不大,但机身尺寸增加38.70%。飞行试验结果表明,在相同负载下,相对于优化后的纵列式机型,平面式机型在单位时间内悬停功率仅减小0.062%,而机身质量增加6.8%。该研究在保证无人机能效的前提下,通过改变旋翼间的相对位置,对多旋翼单机臂结构电动无人机的旋翼间距进行优化,从而优化机身尺寸及质量,改善多翼单臂结构无人机的气动特性,降低惯性,提升有效负载能力,从而提升整机性能。