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目前我国植保无人机尚处于发展初期,国内90%的手动植保机械承担着70%播种面积的植保任务,无人机植保比例约为2%,相较于发达国家有非常大的提升空间。数据显示,目前全球农用无人机应用最成熟的国家,日本登记在册的田间作业无人机有2346架,操作人员14163人,防治面积96.3万公顷,无人机施药占总施药面积的50%以上;美国也有65%的化学农药采用无人机作业完成喷洒,其中水稻施药作业100%采用航空作业方式。
前瞻产业研究院在《2017-2022年中国工业无人机行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》中对我国农业无人机的市场空间做了简单测算:以载药量15L的油动单旋翼农业植保无人机为例,其覆盖密度约为3000亩/架,按照我国20.27亿亩耕地面积,当农业无人机渗透率分别为2%、10%、30%和60%时,农业无人机整机市场容量分别为1.35万架、6.76万架、20.27万架和40.54万架,按照每台30-50万元单价估计,对应的整机行业空间为67.57亿元、304.05亿元、770.26亿元和1216.20亿元。
整机销售只是农业无人机的第一步,更大的市场空间在于“服务后市场”,以目前2.6%的无人机渗透率为例,飞防植保耕地面积约为0.4亿亩,按照20元/亩的无人机植保服务费、每亩年均植保10次估算,对应植保服务空间80多亿元,若农业无人机渗透率提升至30%,这一数字更是达到千亿元级别。
而除了耕地之外,我国还有林地37.98亿亩、牧草地32.92亿亩、园地2.12亿亩,随着农业机械化水平的提升和农业无人机的普及推广,农业无人整机市场容量将远大于上述测算。
飞防服务广阔的市场,让更多人的农药企业发现了其中的无限商机。像江苏克胜集团的蜻蜓农服,从2015年6月正式启动智能喷洒项目,近百台高效植保药械的投入,彰显了蜻蜓农服决战农业服务最后一公里的决心。还有从2008年起,广西田园的农博士将研究开发目标确定为由提供性价比更高的农药转化为提供性价比更高的“农药+施药劳动”,自主研发、生产多款植保无人机、高工效超低容量喷药设备和药剂,2016年市场保有量超过210架,累计作业面积超过61万亩次,组建打药队2200多家。
然而常规的农药制剂不能直接应用于飞防中,飞防药剂是高浓度喷雾,每亩地仅用水500-1000毫升,稀释倍数仅为30-50倍,而研发适用于飞防的农药产品,对制剂企业既是挑战也是机会。一些制剂企业已经在飞防药剂研发中取得了卓越的成绩。
ULV剂型(超低容量液剂)
与常规喷雾药剂相比,共优势特点有:
(1)雾滴细:其直径50~100微米,而常规雾滴直径200~300微米,药液的覆盖率高,渗透性好,药效高;
(2)浓度高,工效高:喷雾药液浓度比常规喷雾高数百倍,渗透性强,工效高数几十倍;
(3)用水量少:喷雾量低,药水用量60~330ml/亩,是常规喷雾用量的百分之一;
(4)挥发性低、粘附性强,药效期长:以高沸点油质性溶剂作载体,比常规喷雾药液以水作载体耐冲刷强、药效期长。
ULV在农用领域登记情况
早在2008年,广西田园就开始了ULV剂型的研究,在2015年正式完成市场转化。到目前为止,广西田园已经完成50多个产品的申请登记,申请与超低容量喷雾作业相关的专利有128项。
诺普信雨燕智能:飞防农药(混配)桶混技术
桶混是指根据标签说明,把两种或两种以上不同农药分别按比例混合使用,实现扩大使用范围或兼治效果。
对于飞防专用助剂,推荐用量一般为1%,即可满足实际喷洒需要,在天气干燥区域可适当增加至2%-5%。在农药混配过程中,为了保证专用药剂的充分稀释和混合均匀,需严格按照叶面肥、可湿性粉剂、悬浮剂、水剂、微乳剂、乳油、助剂混配顺序进行。
混配过程必须坚守“二次稀释”的原则,即先用少量水将药剂稀释成高浓度母液,再稀释至所需浓度。同时,尽量做到“现用现配,不宜久放”和“先分别稀释,再混合”,防止有效成分的分解。
随着专业化航空植保的快速发展,飞防药剂/助剂作为新兴的研究方向,未来飞防药剂将以抗蒸发、抗飘移、沉积渗透和润湿吸收快、广谱高效多功能的制剂或制剂组合为主,涵盖液体剂型或纳米剂型。
在使用过程中不用稀释或稀释与配伍简易化,同时采用大包装或可便携易替换的可重复使用包装。
江西正邦:水稻全程飞防用药
在ULV制剂开发遇阻后,2014年上半年开始转变思路,将研发重点放在了改造现有水稻病虫害防治药剂制剂配方和研发飞防专用喷雾助剂。
研发过程中遇到的问题:
表面活性剂相对浓度大且比例不合适,容易起泡,主要出现在使用微乳剂、水剂时;
含油相较多的制剂在低稀释倍数情况下容易出现相变稠、造成有效成分析出,主要出现在使用乳油、油悬浮剂与悬浮剂、干悬浮剂等固定制剂混配稀释的情况下;
桶混后的药液没及时喷施完,药液分层、有效成分结底板结。
有效成分如有机磷类农药用于飞防时如果把我不好,容易出现药斑。
安阳全丰:依据不同作物的生长特性形成不同的配方组合
从2012年开始,安阳全丰就开始了飞防专用药剂的研究。经过数年艰难的科研攻关,目前安阳全丰制剂公司开发的飞防专用药剂已包括调节剂、杀虫剂、杀菌剂、叶面肥等四大类30余款产品,并依据不同作物的生长特性形成不同的配方组合,与全丰航空植保、农飞客等飞防服务组织强强联合,在河南、河北、山东、安徽、江苏、湖南、云南、海南等地为广大种植者提供作物全程解决方案。
全丰飞防专用助剂是由高纯度表面活性剂和高活性吸附载体经科学工艺加工而成。在作业时,将飞防专用助剂稀释2000-3000倍后,与飞防专用药剂混合均匀后使用,具有抗蒸发性、抗漂移性、高渗透性、强湿润延展性,可携带飞防专用药剂因子快速穿透叶面及害虫体表蜡质层,使药剂迅速渗透到作用部位,直达靶标,快速解决作物植保难题。同时,还可增加粒径在100μm-400μm雾滴的比率、增加雾滴的沉降率、减少在喷洒过程中由于高温、风场等因素造成的药液挥发,并改良水质,提高混合药液的乳化度,优化雾滴大小,使飞防作业时喷雾均匀、偏移量小。配合3WQF120-12型智能悬浮植保机的压力扇形喷头,效果更好。
南京善思:纳米制剂
南京善思经过十余年不断的探索和研发,创新发展了一类农药品种水性化的新方法,率先实现了农药制剂纳米级的缓控释,开创了“纳米农药”的全新时代,并为这个划时代产品命名为“澎湃纳米农药”。根据航空植保的特殊要求,南京善思率先推出小麦、水稻、茶树、林业等航空植保专用药剂系列产品。
和传统农药不同,澎湃纳米农药采用了纳米技术,通俗地说,就是将农药制成了农药纳米胶囊的水性制剂,喷洒后不会随着液滴中的水分和溶剂的蒸发而形成大的结晶聚集体,而呈现均匀分散纳米微粒。粒子尺寸小,数量多,即可提高药效,又具有缓释作用。同时,用水代替有机溶剂,以农药水剂取代乳油剂型,消除了有害溶剂和助剂对环境的影响。
据介绍,相比传统农药,该航空植保药剂无需到田间找水源稀释,直接根据需要配备一定比例的药剂就可以使用,也不容易堵塞喷头,从而大大提高了作业效率。
飞防专用助剂
美国迈图:“易滴滴”A、D组合
2016年之后越来越多的飞防组织开始尝试添加飞防助剂,目前飞防助剂以抗漂移和抗蒸发为主。
试验证明,添加助剂后雾滴沉积量提高40%-100%,促进沉降效果显著。越是极端环境,添加助剂的改善效果越是明显。影响雾滴沉积量的2个主要因素是风速与温度。
助剂A具有显著抗雾滴蒸发作用;助剂D具有增加雾滴中粒径,提高雾滴均匀度,抗雾滴漂移作用显著。
广源益农:“迈飛”
针对飞防施药过程中存在的雾滴飘移、流失严重等问题,北京广源益农化学有限责任公司从2014年开始研究飞防专用助剂,在渗透、沉积、抗蒸发、抗飘移等多个方面做出改进,相继开发出飞防专用增效剂“迈飛”、统防统治专用增效剂“迈丝”、矿物源类喷雾增效剂“迈道”等多款产品。广源益农教授级高工张宗俭指出,当前市场上绝大多数所谓的飞防增效剂,都是由常规喷雾用助剂(如有机硅、表面活性剂等)简单挪用过来,并不能有效解决植保无人机喷雾过程中遇到的蒸发快、易飘移、难吸收的问题,同时安全性也极低。试验结果显示,在飞防过程中添加专用喷雾助剂,能够减少农药用量30%左右,减药控害效果明显,可实现农药利用率高于40%,有利于农药零增长目标的实现。
河北明顺:倍达通
提高药液抗漂移能力,促进液滴沉降;降低药液表面张力,加快蜡质层溶解;耐雨水冲刷。
现混现用,适用于悬浮剂、油悬浮剂、水剂、水乳剂、微乳剂等农药
添加倍达通量为总药液量的1%-1.5%
可与杀虫剂、杀菌剂、除草剂、化肥等混合使用,起到增效作用。