關于植保機

使用飛機進行植保作業(yè)，實際上并不算是高科技，而已一件非常普通和主流的行為。我們可以從下面一系列數(shù)據(jù)看出，航空植保早已是世界植保的主流方式之一：

航空植保機/圖 來源網(wǎng)絡

1921年，美國使用飛機噴灑砷素劑防治牧草害蟲成功，開創(chuàng)了農(nóng)用航空的歷史。1932年Huff-Daland飛機制造公司在其原有機型的基礎上進行改進，制造出一架應用于農(nóng)業(yè)領域的飛機。

澳大利亞早在上世紀60年代就實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機械化，更是早在1947年，已經(jīng)開始首次將飛機用于農(nóng)業(yè)噴撒。最先投入使用的農(nóng)用飛機是DH82 Tiger Moths，原本作為教練機使用，經(jīng)過改造效力于農(nóng)業(yè)。

俄羅斯是農(nóng)業(yè)航空大國，2014年數(shù)據(jù)顯示，俄羅斯擁有農(nóng)用飛機11000架，航空作業(yè)面積占總耕地面積的35%。

雅馬哈植保無人機/圖 來源網(wǎng)絡

1983年雅馬哈接到來自日本農(nóng)林水產(chǎn)省(隸屬日本中央省廳)提出的發(fā)明單旋翼無人直升機的要求。經(jīng)過4年研究探索，載荷為20千克的無人直升機R-50問世。據(jù)雅馬哈方面描述，盡管當時全球其他國家也在研究類似產(chǎn)品，但R-50是第一款投入農(nóng)業(yè)噴灑實踐的無人直升機。

2005年雅馬哈就將無人機銷往到了韓國，到了2016年年末，有數(shù)據(jù)顯示稱，全韓共有600臺雅馬哈進行植保作業(yè)。

植保機使用現(xiàn)狀

就目前而言，各個主要國家航空植保占耕地面積比例如下圖：

資料圖 來源網(wǎng)絡

可以看出，中國目前航空植保的應用比例僅2%，遠低于17%的世界平均水平。所以2004年，科技部863計劃、農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)機化所等項目和機構開始了植保無人機的研究和推廣;之后在2008年，開始研究小型無人機單旋翼低量施肥航空噴霧技術；在2010年，第一架商用植保無人機的出現(xiàn)，正式揭開了中國植保無人機產(chǎn)業(yè)化的序幕。

其實，我們從上述國家的經(jīng)驗來看，美、澳、俄三個國家主要使用的是有人機在作業(yè)，這類飛機投入高、載重大、效率高，只有日本和韓國使用的是植保無人機。那么為什么會這樣？

植保無人機VS植保有人機

這是一個很現(xiàn)實的問題，就目前而言，世界的航空植保主流形式，至少從種植面積上來講，是有人機噴灑。那么為什么中國注定會走向日、韓模式而不是美、澳、俄模式？

答案是面積，對于美、俄、澳三個國家而言，廣袤的土地，相對較少的人口，都決定了他們的單個經(jīng)濟單位擁有的可耕種面積是極其龐大的，我們可以看看美國的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)：

2009年美國農(nóng)業(yè)從業(yè)人口（farmers）為205.6萬人，約有190萬個農(nóng)場，土地面積為29.7億畝（已經(jīng)扣除休耕面積），平均每個農(nóng)場土地面積為1563畝，平均每個農(nóng)場只有1.08人進行生產(chǎn)和經(jīng)營，每個農(nóng)業(yè)從業(yè)人口平均耕地面積高達1445畝。

對于這樣龐大的土地面積，人力成本的均攤是極其低廉的，而小型飛機（固定翼飛機）的噴灑精度也能夠滿足這種廣度下的需求，那么即使固定翼飛機出現(xiàn)無人的形式，由于初期投入的限制，美國農(nóng)場主的更換動力也會嚴重的不足，更何況無人機并不是真正意義上的“無人”，而是飛機上沒人，而地面上依舊需要人去操作飛機。這樣，無人機的最大優(yōu)勢也蕩然無存?？上攵?，澳洲和俄羅斯面臨的也是同樣的局面。

2015年，日本全國耕地面積為449.6萬公頃，農(nóng)業(yè)人口跌破200萬人，與1990年相比減少了60%，農(nóng)業(yè)人口平均年齡已高達67歲。同時日本農(nóng)業(yè)協(xié)同工會掌握著日本農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)與流通的命脈，但該協(xié)會的大部分成員為兼職農(nóng)戶，擁有農(nóng)田的平均面積只有約2公頃。

資料圖 來源網(wǎng)絡

注：國際上通?？捶ㄊ?，當一個國家或地區(qū)60歲以上老年人口占人口總數(shù)的10%，或65歲以上老年人口占人口總數(shù)的7%，即意味著這個國家或地區(qū)的人口處于老齡化社會。日本人口大概從1965年，65歲以上達到7%。所以1965年就開始老齡化了。

從上面數(shù)據(jù)來看，日本從上世紀90年代開始，日本老齡化速度開始加速（同時開始超過美國），造成大量勞動人口減少。我們知道，基于維護社會穩(wěn)定和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點的因素，主要農(nóng)作物的生產(chǎn)回報率長期來看，必然會穩(wěn)定維持在較低的水準，同時又不會讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)陷入負回報的境地。這就帶來了一個顯著的結果，當社會勞動力富余的時候，大量的底層勞動力會富集在土地上，而社會勞動力開始缺少的時候，最快及最終失血的也必然是農(nóng)業(yè)。

在日本面臨老齡化加速的情況下，面臨著兩種選擇：

第一種是減少人力的參與度，讓更多的機器去替代人類去工作，以彌補人力的缺失；

第二種是進行大規(guī)模的土地流轉，利用大型機械和協(xié)作效應去彌補人力的缺失。

坦白來講，單純從農(nóng)業(yè)效率上來講，第二種顯然更優(yōu)秀。但是財產(chǎn)私有制是資本主義市場經(jīng)濟的基石，在這個大前提下，大規(guī)模讓小農(nóng)失去土地，是一件不可能的任務。所以我們可以看到，日本最終實際上采取的是一種折中的方法，既研發(fā)適合中小地塊的農(nóng)業(yè)機械，又組建世界上最強大的日本農(nóng)業(yè)協(xié)同工會來發(fā)揮協(xié)同效應（某種程度上替代因為不能大規(guī)模土地流轉而帶來的效率損失）。

日本農(nóng)業(yè)協(xié)同工會LOGO

日本農(nóng)業(yè)協(xié)同工會的口號是 ：“Each for All All for One”，即“人人為我，我為人人”

從上述對日本的農(nóng)業(yè)狀況的分析來看，基本解釋了為什么日本植保無人機的初代研發(fā)源自于政府部門在1983年對雅馬哈公司的要求，著顯然是政府部門看到人口老齡化即將到來而采取的應對策略。

同時，也解釋了，為什么中國政府在2004年，植保無人機的研發(fā)和推廣是政府部門推動的。從上面的圖表來看，中國的人口老齡化是在2004年左右開始突破7%的數(shù)值的，同時老齡化速度也是在2004年之后有著明顯的加速。值得稱贊的是，中國政府的反應速度從上面的情況來看，是比日本政府要快得多，雖然這有著技術成熟和有國家可以借鑒的情況。

從2004年開始，我們面臨和日本同樣的困難，勞動人口的減少（最終指向是農(nóng)業(yè)勞動人口的極度匱乏）和土地集中的困難。事實上我們國家采取的是與日本類似的方式。首先，發(fā)展適用于新的農(nóng)業(yè)形態(tài)的機械是毋庸置疑的，但是財產(chǎn)私有制是資本主義的命門，土地所有制也是中國特色社會主義的重要組成部分，所以我們采取的也是折中的辦法，一方面是制度創(chuàng)新和延續(xù)，對土地進行流轉，另一方面，制度優(yōu)勢使得國家各級政府部門事實承擔了日本農(nóng)業(yè)協(xié)同工會的責任，對全局資源進行了政策引導和調配。從這個角度來預測，隨著農(nóng)業(yè)人口的進一步老齡化和總量的下降，必然會帶來下面的變化：

土地流轉的加速、地區(qū)核心資源調配中心的形成（不同于日本，中國遼闊的疆域決定了不會出現(xiàn)一個強大且管理細化的中心）以及上述兩個變化帶來的農(nóng)業(yè)機械的科技化和智能化。

上述我們講到了，農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)回報率從長期來看，必然會維持在較低且穩(wěn)定的位置上，而且承包農(nóng)田需要付出極大的初始成本。同時農(nóng)業(yè)金融的缺失、缺乏足夠的風險對沖知識和手段，使得中國短期內必然不會形成類似美國的大農(nóng)場形式。按照近幾年現(xiàn)在江浙兩地種植主糧的田地的盈利來看，每畝收益在800元以下，低于50畝意味著家庭收入在4萬元以下，這樣收入的家庭顯然不足以抵御任何形式的風險，同時也缺少抵御風險的知識和能力，所以會逐漸消失。所以中國大概率會形成具有中國特色的以農(nóng)村保守種植者的50-200畝為基層，以職業(yè)種植者500-1000畝為主流，配以極少的2000畝以上的大農(nóng)場主的農(nóng)田分布格局。

假設我們的推測成立，那么將來的農(nóng)機的主流用戶將是擁有不超過2000畝的小農(nóng)場主，而更小的具有50-200畝的種植戶，可能會主要采取購買服務的方式來滿足自己的需求。（這一點可以從日本的農(nóng)業(yè)人口平均年齡來看，顯然一個平均年齡是67歲的的群體是沒有辦法依靠自己來完成整個作業(yè)流程的，更多的選擇會是購買服務來滿足自己的需求）。面對這樣面積的場地，可能還伴隨著農(nóng)田碎片化的格局，超大型農(nóng)業(yè)機械顯然是不符合現(xiàn)實需求的，固定翼飛機（每架次作業(yè)1500畝以上）也是一樣。針對中小面積作業(yè)的農(nóng)業(yè)機械顯然會收到市場的青睞，但是我們也要注意到，并不是越小越好，上面我們講過，超小規(guī)模的農(nóng)戶會很快會從主流中消失，過小的農(nóng)業(yè)機械亦然。

在上面的格局認知下，我們國家對于植保器械的初步選擇其實是類似日本的油動版本的植保無人機。但是在2005年12月，當雅馬哈公司準備將第10架同類型飛機出口給北京一家公司時，被名古屋海關扣押，日本政府以植保無人機可能被用于軍事用途為由禁止雅馬哈公司繼續(xù)將植保無人機銷售到中國。在此之后，中國走上了自主研發(fā)小型植保無人機道路，經(jīng)過多年的發(fā)展，形成了油動、電動和單旋翼、多旋翼之分。其中油動單旋翼實際上起源于日本，而電動多旋翼則源自于以大疆為首等一系列科技公司在10年之后的科技創(chuàng)新。這兩者的對比我們將在下一篇中詳細的說明。

植保無人機VS噴桿噴霧機

理論上這兩者都有各自的優(yōu)勢，即使在航空噴灑已經(jīng)實施幾十年的日、美，兩種不同形式的航空噴灑也只是占據(jù)了噴灑方式的50%左右。

噴桿噴霧機/圖 來源網(wǎng)絡

噴桿噴霧機優(yōu)勢在于售價低廉、單位時間內作業(yè)效率高、用戶操作簡單，但是在作業(yè)時會碾壓田地和農(nóng)作物、不適合水田作業(yè)、噴灑水量大、對駕駛員健康有影響、農(nóng)藥使用量大、 用戶使用和運輸不便。

植保無人機的優(yōu)勢在于不壓苗、適合絕大部分地形、節(jié)省水和農(nóng)藥、轉移方便快捷、人員安全性高，但是也有著相對價格較高、單位時間內作業(yè)效率不如噴桿噴霧機、操作相對比較復雜等缺點。在實際操作中，有用戶會選擇在種植初期不怕壓苗的時候，選用噴桿噴霧機；在種植后期，選擇植保無人機進行噴灑作業(yè)。同時兩者還有其他各自適合的場景。預計會形成與日本類似的兩者共存和協(xié)作的格局。