我国植保无人飞机相关标准的发展方向与趋势分析

来源：《现代农药》2023年第3期
作者：中国农业科学院植物保护研究所 赵方奎，闫晓静，袁会珠

植保无人飞机是指配备农药喷洒系统，用于植保作业的旋翼无人飞机。近年来，利用植保无人飞机进行农作物病虫害的防治发展迅速，作为一种现代化农业新施药设备，植保无人飞机具有作业效率高、节水省药、作业环境不受地形限制、机动灵活、对施药人员安全等优点，适用于我国各种地形（平原、山地、丘陵）。随着我国种植结构的调整以及城乡一体化模式的发展，我国农村劳动力向城市转移和人口老龄化问题越来越严重，农村劳动力严重不足，植保无人飞机的应用能有效解决农村施药劳动力不足等问题。

无人飞机的历史已有100多年。1990年，日本雅马哈公司生产出世界上第一架具备喷洒农药功能的植保无人飞机″R50″。此后，日本成为植保无人飞机应用最成熟、最先进的国家之一。我国的植保无人飞机施药技术虽然起步较晚，但是发展迅速。据统计，2021年我国植保无人飞机保有量高达12万台，其作业面积达到0.93亿hm2次。我国虽然在植保无人飞机数量、作业面积和技术发展等方面处于世界领先地位，但是植保无人飞机应用相关配套标准体系与国外相比却相对滞后。保障行业健康发展的重要基石是制定完善的标准体系。因此，为保证并促进我国植保无人飞机的应用进展，亟待制定相关标准体系。国家标准的制定不仅可以获得稳定的市场秩序和社会效益，同时对于保护消费者的安全，提升我国植保无人飞机整体技术水平、增强我国植保无人飞机的国际竞争力具有积极的推动作用。行业标准是对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求所制定的标准，并且行业标准不得与有关国家标准相抵触。有关行业标准之间应保持协调、统一，不得重复。行业标准在相应的国家标准实施后，即行废止，行业标准由行业归口部门统一管理。团体标准是由社会团体按照确立的标准制定程序制定并发布，由社会自愿认可并采用的标准，针对一些新型产品，在还没有相关标准可以使用的情况下，团体标准的制定可以解决当下标准缺失的问题，促进行业健康可持续发展。地方标准又称区域标准，是由地方（省、自治区、直辖市）标准化主管机构或专业主管部门批准、发布，在某一地区范围内统一的标准。

本文综述了我国植保无人飞机现行标准，包括国家标准、行业标准、地方标准以及团体标准等。通过对标准内容（植保无人飞机术语和定义、植保无人飞机作业前、作业时、作业后工作要求）的归纳分析，明确我国植保无人飞机相关标准的发展方向与趋势，为植保无人飞机在我国的健康、快速发展和应用提供一定的理论依据。

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我国植保无人飞机相关的现行标准

目前我国现行植保无人飞机相关标准中国家标准0项（1项处于报批阶段），行业标准5项（表1），地方标准34项（表2），团体标准41项（表3）。其中有关植保无人飞机质量和安全施药技术方面的标准共44项，包括行业标准3项、地方标准19项和团体标准22项；有关植保无人飞机施药防治不同作物病虫害施药技术规程或施药技术指南共36项，包括行业标准2项，地方标准15项和团体标准19项。

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我国植保无飞人机相关标准主要内容

2.1 植保无人飞机术语和定义

标准NY/T 3213—2018《植保无人飞机 质量评价技术规范》规定植保无人飞机是指配备农药喷洒系统，用于植保作业的旋翼无人飞机。植保无人飞机在进行作业时分为2种控制模式，分别为手动控制模式和自主控制模式，其中通过人工操作遥控器控制飞行航迹和作业任务等的作业控制模式为手动控制模式，而根据预先设定好的飞行参数和作业任务等进行作业的控制模式称为自主控制模式。标准NY/T 3682—2020《棉花脱叶催熟剂喷施作业技术规程》规定，植保无人飞机施药作业时的喷雾高度、作业速度、喷幅宽度和喷雾量被称为作业参数。植保无人飞机在进行作业时需要保持一定的飞行高度和速度才能达到防治效果，标准DB21/T 3674—2022《多旋翼植保无人机施药作业规范》规定植保无人飞机作业高度是指作业时植保无人飞机机具喷头与受药作物顶端的相对距离。标准DB41/T 2098—2021《植保无人机田间试验技术规范》、DB4115/T 081—2021《植保无人机茶园施药安全作业技术规程》等规定植保无人飞机在进行作业时的行进速度，被称作作业速度，其单位为米每秒（m/s）。同时该标准还规定喷头流量是指植保无人飞机在单位时间内喷头排出喷雾介质的总量。标准DB22/T 3364—2022《植保无人机航化作业施药技术规程》、DB36/T 1518—2021《植保无人机防治水稻病虫草害操作技术规程》中规定植保无人飞机作业时形成喷雾带，相邻2个喷雾带中心线之间的距离被称作喷幅，在植保无人飞机进行作业时，选择合适的喷幅有利于药液雾滴的精确附着在靶标作物上，从而达到防治效果。在进行植保无人飞机作业时，应确保作业地块空旷，标准DB/32T 4259—2021《植保无人机 安全作业技术规范》、DB4105/T 134—2020《麦田病虫害植保无人飞机防治技术规程》中规定，为保护航空器起飞、飞行和降落安全，根据民用机场净空障碍物限制图要求划定的空间范围称为机场净空区，也被称为机场净空保护区域。植保无人飞机在进行作业时，由于环境自然风以及其下压风场的作用，会导致在进行作业时药液雾滴发生飘移，为防止植保无人飞机在作业时药液雾滴产生飘移对其他作物造成一定的影响，在植保无人飞机进行作业时应当设置一定的隔离带。标准DB36/T 1518—2021《植保无人机防治水稻病虫草害操作技术规程》对隔离带（又称缓冲区）进行了规定，隔离带是指周边敏感区边缘与植保无人飞机喷雾作业区边缘之间的安全间隔地带。植保无人飞机在进行作业时，难免遇到失控现象，所以其在进行作业时，应当远离人口稠密区，以免造成人员伤亡。标准DB3713/T 225—2021《农业多旋翼植保无人飞机安全作业操作规范》规定城镇、乡村、繁忙街道或大型露天集会场所等区域为人口稠密区。

2.2 植保无人飞机作业前工作要求

（1）植保无人飞机质量、安全要求

标准NY/T 3213—2018《植保无人飞机 质量评价技术规范》、DB41/T 2098—2021《植保无人机田间试验技术规范》对进行作业的植保无人飞机的质量进行了规定：①植保无人飞机空机质量应不大于116 kg，最大起飞质量应不大于150 kg，且在温度60℃和相对湿度95%环境条件下，进行4 h的耐候试验后，应能正常作业；②植保无人飞机应能在6±0.5 m/s风速的自然环境中正常起飞，且在常温条件下起动3次，成功次数不少于1次；③植保无人飞机空载和满载悬停时，不应出现掉高或者坠落等现象，且应具有药液和电量剩余量显示功能，便于操作者观察；④同时具备手动控制模式和自主控制模式，确保在作业过程中2种模式的自由切换，同时具备防雾滴飘移、断点续喷、变量喷雾、精确定位、自动仿地、自动避障绕障、作业过程及数据可视化等功能；⑤植保无人飞机应当具有限高、限速、限距及避障功能，以免在作业时遇到障碍物发生安全事故。

（2）植保无人飞机药剂与气象要求

在进行植保无人飞机施药时，标准NY/T 4258—2022《植保无人飞机 作业质量》规定选择的药剂应当具有农药登记证、生产许可证和注册商标，并且在包装上应当标明明确的产品名称、用量、配兑、毒性、生产日期和有效期等。标准NY/T 4259—2022《植保无人飞机 安全施药技术规程》中规定在进行药液配制时，应按照作业要求稀释药液，当多种药剂混配使用时，应提前做预混配试验，避免药剂间产生反应。当将药剂加入药箱时，不得超过药液箱额定容量，加液口应密封。标准DB4105/T 134—2020《麦田病虫害植保无人飞机防治技术规程》规定，配制药剂时要按照二次稀释法的要求进行配制：a）定量称取药剂，在量杯中加入少量水，充分搅拌稀释成一定浓度的″母液″。b）配药桶中先注入1/4～1/3的水，分别将″母液″按照″先固体后液体″的顺序进行桶混。c）用少量水清洗盛药器皿和包装至少3次，将清洗液倒入配药桶。d）加水稀释至所需用量，充分搅拌均匀。

标准NY/T 4259—2022《植保无人飞机 安全施药技术规程》、NY/T 4260—2022《植保无人飞机防治小麦病虫害作业规程》中规定植保无人飞机在进行作业时，气温应选择在5～35℃之间，风速不应大于5 m/s，以及在雨、雪、雾、雷等恶劣天气不能进行航空作业。标准DB37/T 3940—2020《植保无人飞机防治小麦病虫害作业技术规程》规定在对小麦病虫害进行防治时，当风速超过3 m/s时，操作人员应当停止作业并使植保无人飞机返回到起降点，当风向风速符合要求后再进行作业。

（3）植保无人飞机操作人员要求

植保无人飞机操作人员自身素质是植保无人飞机安全作业的首要保障，标准NY/T 4258—2022《植保无人飞机 作业质量》规定，操控员应经过专业的培训，并取得操控植保无人飞机的资质证明。标准DB 4115/T 081—2021《植保无人机茶园施药安全作业技术规程》规定，飞防作业应当由一名操控员和至少一名辅助作业人员组成，且身体健康，具备基本的植保知识，掌握施药剂量、施药技术和操作方法。同时飞防工作人员需要经过急救培训，并有应急处理能力，操控植保无人飞机8 h之前，不可饮酒，不得连续12 h以上的疲劳作业，不得带病操作，以免造成炸机等事故。标准DB63/T 2099—2023《植保无人机安全操作技术规范》规定操作人员在进行作业时，需要保护自身安全，做好穿戴防护服、遮阳帽、口罩、防护眼镜、橡皮手套、长筒靴等措施。

2.3 植保无人飞机作业时要求

植保无人飞机应当在清晨或者傍晚空气湿度较大时进行作业，若喷后6 h内下雨则需要重新喷施。DB3713/T 225—2021《农业多旋翼植保无人机安全作业操作规范》、DB3208/T 182—2022《无人机飞防植保操作技术规程》规定植保无人飞机在进行作业时，起飞前应在作业区块设置明显的禁止入内的警示标识，再次检查作业区块及周边情况，确保没有影响飞行安全因素。作业时操控员与植保无人飞机保持10 m以上的安全距离，并密切关注植保无人飞机的飞行位置和状态以及喷幅、飞行高度、速度、断点等，并做出相应处理，以免发生安全事故。在作业过程中，一旦发生故障且保护失控，在确认植保无人飞机周围无人且周边安全的情况下，应立即采取有效措施，使其迫降，一旦发生安全事故，应立即通知相关部门，并采取应急措施，同时做好事故记录。

2.4 植保无人飞机作业后要求

植保无人飞机施药作业后如若发生降雨天气，应当进行补喷。标准DB4115/T 081—2021《植保无人飞机施药安全作业技术规程》规定，对因风力影响、发生药液偏移、障碍物阻碍而漏喷地块进行补喷。作业过程中的废弃包装应进行集中收取，按要求进行回收，到定点农药包装废弃物处理站进行处理。对于剩余药剂，必须保存在原有的包装容器内，重新封口，储存在储藏室内。

标准DB3208/T 182—2022《无人机飞防植保操作技术规程》规定施药作业完成后，应对时间、地点、天气、对象以及农药名称、用量等施药情况进行记录存档，档案保存时间应至少2年。

标准DB3713/T 225—2021《农业多旋翼植保无人机安全作业操作规范》规定，植保无人飞机作业完成后，要对其内外部分进行清洗，包括喷头、滤网和药箱等所有器具，保证外壁无残留物附着。标准DB63/T 2099—2023《植保无人机安全操作技术规范》对作业完成后电池的充电、使用与保管做如下规定：从户外高温放电后或高温下取回的电池不应立即充电，需待电池表面温度冷却后方可充电，且充电时需使用专用充电器，如若发现电池鼓包应立即停止充电，针对长时间不使用的电池，应将电池充至50%左右电量进行储存。

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我国植保无人飞机标准制定发展方向

前瞻性、适用性和可操作性的标准是促进植保无人飞机施药防治作物病虫害兼具安全性、有效性和可持续性的重要保障。为了达到这个目标，植保无人飞机相关标准的制定应该从以下几个方面开展：

（1）植保无人飞机本身性能和操控方面

为了保证植保无人飞机施药过程中产品本身以及操控人员的安全性，应加强植保无人飞机质量、子部件与性能试验等技术标准、操作规范、人员培训与植保无人飞机作业监管相关标准的完善与制定。

（2）植保无人飞机施药防治作物病虫害作业规范方面

我国作物众多，同一作物病虫草害南北方差异较大，因此在制定植保无人飞机施药防治作物病虫害作业规范时应充分考虑不同作物、不同区域和不同病虫草害的差异，让标准更具有适应性和参考性。

（3）植保无人飞机施药质量检测和评价方面

植保无人飞机施药因具有距离作物冠层高、飞行速度快的特点，其施药作业受环境条件（风速、温度、湿度）影响非常大。植保无人飞机施药质量是评价植保无人飞机施药对病虫草害防治效果以及无人飞机作业对邻近敏感作物、非靶标生物和环境安全性的重要指标。因此，需要加强植保无人飞机施药质量检测方法和评价指标等方面有关标准的制定。