农业航空是农业发展到一定阶段必然的巨大需求。目前，我国农业机械化水平超过70%，成为农业发展的龙头。新型农业经营主体逐渐成为主流，这对农业机械化提出了新的更高的要求。笔者认为，目前农业机械化发展正处于转型升级时期。补短板，提高效率，推动发展成为主流。农业航空作为农业机械化发展的重要领域，有着巨大的市场需求。或将成为未来十年农业机械化发展的明星，我国发展农业航空的时代已经到来。
一，飞机用于农业生产的优势
我国农林牧业在病虫害防治除草、飞播施肥、催熟矮化、荒山绿化、防火巡逻、抗旱增雨、防洪排洪等作业项目中急需农业航空。其应用优势如下:
1.新型农业经营主体对农业航空的迫切需求。
目前，随着我国新型农业经营主体的快速发展，对农业航空的需求十分迫切。目前，我国家庭农场等新型农业经营主体196.9万户，近五年年均增长37.2%。近45%的耕地得到了规模化经营。农机合作社超过8万个，一些地方出现了一批流转土地超过1万亩、固定资产上亿的大型农机合作社。农用航空高效、节能、环保、降低成本的优势像磁铁一样吸引着大型生产商，成为增加农业装备的首选。
2.高效安全。
以农业航空植保作业为例，由于雾化效果好，可实现超低喷洒作业，作业效率达到4800-30000亩/班，是地面作业同类机械的50-500倍。农业中的航空植保作业，可以实现无人自动飞控导航，最大限度减少作业人员对农药的暴露，保障作业人员的生命安全。转子产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透力，同时可以减少作业中的漂浮损失，增加药液对作物单位面积的附着覆盖率，使喷洒更加均匀，提高作业效果，减少用药量。有利于节约用药，减少对环境和土壤的污染。
3.操作自动化程度高。
农用航空可以从田间起飞进行灭虫除草、飞播施肥、绿化荒山等作业。，不受地形和高度限制，只要在其飞行高度和控制信号范围内，就能以遥控操作或预设模式(GPS或北斗导航)确定的飞行轨迹自动运行。当单旋翼飞机失去遥控信号时，可以自动原地悬停，等待信号恢复，具有失控保护功能。重启后能按照设定的路线自主接力，即断药(化肥、种子)补药后，从断点处继续作业，减少漏种、重种现象。
4.适应性强，易于推广应用。
农业应用领域多，适宜耕作范围广；在农业生产中，可用于喷肥和飞播(种草播种)。不仅适用于小麦、大豆、水稻等高秆作物，也适用于玉米、高粱、棉花、向日葵等高秆作物，以及林果作业。尤其在丘陵山区，其优势是其他机器无法替代的。
不受地理因素的限制，无论在山区还是平原、水田还是旱田，或者在不同的作物生长期，喷洒农药一般不会对其造成影响，特别是对于滩涂、沼泽等地面机械难以进入的地区，或者蝗虫等害虫滋生的地区，能够顺利高效地完成任务；与地面机械田间作业相比，飞机作业具有作业成本较低、无车辙、不损害农作物的特点。在农业应用领域，无需专门的终端建设投入，近地飞行即可实现精准作业。易于移动，可实现跨区域转移作业，易于推广应用。
5、劳动强度低，作业及时，能满足大规模突击作业的需要。
农业中的航空作业可以让工人远离恶劣的工作环境，安全可靠。与人工操作相比，劳动效率大大提高，同时劳动强度明显降低，为解决我国农业劳动力短缺和劳动力成本高的问题提供了可行的解决方案。
二。国内外农业航空的应用发展现状及趋势
早在1918年，美国就用飞机喷洒农药杀死棉花害虫。加拿大、前苏联、德国和新西兰也将飞机用于农业。随着化学农药、除草剂等农药的出现，迫切需要一种高效的喷雾机。发达国家把多余的飞机转移到农业上，农业航空发展很快。自20世纪50年代以来，农用专用飞机和多用途农用飞机相继出现。到了50年代末，直升机也加入了农业航空的行列。
截至2004年底，全球共有农用飞机26100多架，作业面积相当于全球17%的耕地。目前，美国大约有4000架农用飞机在使用，注册的农用飞机飞行员超过2000人。全年耕地占耕地总面积的80%以上。美国的农用飞机大概有20种，大部分是有人驾驶的固定翼飞机，基本上都是使用活塞式发动机，而且大部分是后三点式，安全性能高，抗坠毁性能好。空中作业效率高。麦田除草效率比地面机械高5-7倍。
美国的农业航空项目主要包括播种、施肥和施药。日本是一个人多耕地少的国家，农民人均耕地面积小。由于种植规模较小，日本的施药设备主要是小型机动喷雾器和直升机空中喷洒设备。
近年来，无人驾驶农用轻型直升机以其工作效率高、单位面积药液用量小、农药漂移少等优点，在日本发展迅速。到2018年，无人驾驶农用轻型直升机超过2840架，主要用于播种、施肥、喷洒农药等作业，作业面积达到农作物种植面积的60%。每小时可喷洒农药500亩左右。采用农用无人轻型直升机进行农业生产已成为发展趋势之一。
自1951年以来，中国参与了东亚飞蝗的防治、护林防火和飞机植树造林。目前有6个机型400多架飞机在大型垦区和农场从事农业航空工作。主要机型有农5、Y5B、Y1l、海燕650B等固定翼飞机。通用直升机的代表机型主要有江西臧蓝轻型直升机有限公司生产的CLH轻型直升机、北京航空航天大学研制的Bee 16共轴无人直升机、中国人民解放军总参谋部第六十研究所研制的Z-3无人直升机、鹤壁禾祥航空科技有限公司研制的WDIO0无人直升机等
青岛天骄无人机遥感有限公司研制TJ-1无人机遥感系统。金泰航空工业公司专门研发制造的农用无人机在四川巴南投产。这种由电池组供电的多轴无人机是中国第一种大型工业农业无人机。该产品性能稳定，技术成熟，易学易控，有效载荷30kg，作业效率是国产无人植保机的6倍。目前，中国农业航空为30%的播种面积提供植保服务，在农机市场的份额不到10%。
据北京国家农业展览馆举办的第五届中国国际现代农业博览会暨农业航空技术装备展消息，AVIC所属的荆门航空、Xi安飞行自动化控制所、贵航飞机等40余家农业飞机生产企业联合参展。除了AVIC的子公司，安洋全丰、无锡汉和、AVIC天宇、珠海银通、山东陈欣、高科农心、韦德沃德、深圳高科农心、天津中科遥感等知名农业航空整机企业和通航运营公司也集体亮相。
据预测，未来10年，我国农用飞机需求约为1.5万架，潜在市场规模超过1500亿元。我国设立了农业航空补贴项目，将购买农用飞机和油料支持纳入农机补贴范围。在应用方面，飞机人工增雨也是一个潜在的市场。随着环境的变化，我国干旱天气越来越多，飞机人工增雨将是一个重要的发展方向。
目前，碘化银广泛用作国内飞机人工增雨的催化剂。碘化银溶解在丙酮中，制成碘化银丙酮溶液。利用丙酮的易燃特性，碘化银丙酮溶液在高温下燃烧生成碘化银气溶胶粒子，需要特殊的播撒工具，成为农业航空发展的一个方向。比如飞播草。
随着中国人口的增加，草原的发展具有深远的意义。飞播草对防止荒漠化和创造良好的生态环境也有重要作用。草原鼠害是一种毁灭性的灾害，必须通过航空作业来控制和消灭。飞播草地的寿命约为6~7年，之后需要重播，因此需要相当数量的飞机。飞播造林成本远低于人工种植，展现了另一种广阔的前景。
我国耕地面积20.5亿亩，山地面积大，复种指数高，所以农作物实际播种面积远远大于这个数字。如果这些种植区一年经营两次，每亩经营价格15元，农用飞机年经营收入将达到615亿元以上。结合草原牧区(草原面积33亿亩)和林区(林地面积46亿亩)的作业需求，年潜在作业市场需求约1800亿元。这是一个巨大的蛋糕！在如此巨大的市场需求和利好的政策环境下，我国农用飞机将迎来快速发展的黄金期。
三。中国农业航空发展中的几个问题
1.农业航空的发展有很多制约因素。
从技术和体制层面来看:
一是大中型农用飞机很少专用，大部分以改装为主，在操作上都有一定缺陷；农用小飞机研发生产一哄而上，企业急功近利，导致乱象丛生；缺乏对用户的培训，存在很多安全隐患。
第二，投入不足。中国的R&D投资几乎是空白，没有专业的农业航空技术研究所，导致农业航空装备落后，不能满足农业作业的要求。农业航空基础设施落后，没有农业专用、两用或临时机场，农业航空企业飞机陈旧，不能满足农业航空发展需要。
第三，机制不畅。大多数农业航空企业缺乏活力。农业经营活动没有完全市场化，企业间竞争力弱，经济效益不明显，投资环境差，制约了企业的发展，影响了新资本的注入。
第四，农业航空作业申请和审批程序复杂，增加了农业航空作业成本，延误了最佳作业时机，甚至导致作业失败。
2.农用飞机的性能。
目前，我国的农用飞机可分为三种:油动力、电池动力和混合动力。从驱动形式看，有单转子和多转子两种。大中型农用飞机以单旋翼飞机为主，小型和微型农用飞机以多旋翼飞机为主。油机噪音大，维修费用高，维护复杂，对操作人员素质要求高。电池动力机作业量小，抗风能力差，电池寿命短，电池价格高，使用寿命短，电池使用成本高，电池充电时间长。混合动力电动机械的低质量和低性能导致运行成本高。目前农用飞机正处于快速发展时期，售后服务跟不上，对其推广应用造成了负面影响。
3.工业化水平有待提高。
一是企业要抓住机遇，苦练内功，加强行业间的沟通，强强联合，防止低水平重复。
二是优化农用飞机的设计，提高其性能和可靠性，使其易于控制；通过北斗导航系统的应用，实现了“傻瓜式”操作，降低了操作的复杂度。开展农业航空作业专项研究，根据不同作业项目的特点，研制专用作业设备。比如在植保作业中，要研究农药雾滴的沉积和漂浮规律，进行不同旋翼直径的对比试验，从而优化作业高度、作业宽度和农药雾滴直径。
第三，加大高效低毒农药在农业航空作业中的应用研究，提高农药的应用效率。要重视农药剂型在农业航空作业中的应用研究，对油、水、乳剂的应用效果进行定量研究，寻找提高农业航空作业普及率的最佳方案。
第四，飞机喷雾液滴分布的仿真数学模型。通过该模型，分析了雾滴沉降规律，研究了喷雾高度、风速和不同飞行器对雾滴尺寸和雾滴漂移的影响。研究可控雾滴技术，使飞行员可以根据作业条件选择相应的喷嘴和喷雾参数，控制雾滴种类、直径和漂移率，达到最佳喷雾效果。
4.适用性。
一方面，目前电动无人机续航能力只有10分钟左右，需要多个电池交替使用，严重影响其运行效率；油小型机续航只有10-30分钟，油电混动60分钟以上。一般来说，国产小型无人机载重量在5-30kg，混合动力汽车可以达到20——40kg。目前，很难大幅度提高电池动力发动机的负载能力，但油动力发动机更容易实现这一目标。但需要对飞控进行升级，增加智能模块和程序化设置，弥补人工操作的不足。另一方面，根据不同区域(更小的面积单位)所需的药肥量进行变量喷洒，最终实现精准施药和喷洒宽度的精准对接。
四。加快我国农业航空发展的对策和建议
1.建立符合市场化农业发展要求的农业航空体系和运营体系。
第一，农业航空站的建设是基于方便性和适用性。
根据农业的特点，选购适合超低空喷洒、服务当地地形特点的飞机。农业航空站投资资金有限，主要是为农业生产服务，不能盲目追求先进技术，防止无效投资。应方便农用飞机的起降、维护修理、货物存放、对外联络等适用标准。企业要因地制宜，在考虑自身利润的同时，合理建立航空站。
二是建立良好的运行机制。
建立以市场为导向、人员精干、独立核算、运作灵活的机制，处理好投入与产出的关系，处理好终端收入与附属人员收入的关系。要不断开拓市场增加效益，降低码头运营成本。依托农(机)合联盟和国有农场，以市场需求为导向，建立混合所有制农业航空公司，提供市场化服务。在发展初期，国家应给予政策和资金支持。
目前，河南等省的农民或农民专业合作组织购买农用无人机，享受1/3的省级财政专项资金补贴和1/3的国家农机购置补贴。一架农用无人机的市场价是63万元，农民或者合作社只需要1/3的价格，也就是21万元就可以买到。
2017年起，我国开始在浙江等6省市开展农机购置补贴试点工作，引导植保无人飞机标准化应用。2018年，全国试点省份已达16个，中央财政共投入5000多万元，补贴购置植保无人飞机近3500架，惠及服务机构近2000家，带动社会投入超过2亿元。毫无疑问，这将大大提高农用无人机的普及程度，农用无人机发展的春天已经到来。
三是农机部门要严格管理农业航空作业安全。
一般农业航空作业区人口密度大，村镇多，畜禽多，水网多，路边树木多，超低空飞行难度大，施药控制难度大。因此，航空站要配备机动灵活的直升机和熟悉化工产品的专业技术人员，认真执行规章制度和操作规程，加强农用飞机超低空飞行的安全管理，严格监控化学药剂的喷洒，防止危害。
四是制定农用航空管理条例。
农业航空有其特殊性。与其他航空项目相比，投资少、收益低、运营风险高，白天大多在田间地头低空、近距离飞行。建议给予农用飞机低空飞行空域自由，使用方便。简化基础设施建设，减轻融资压力，降低农用航空建设和使用的行政成本；规范农用飞机低空飞行的安全程序、标准和要求，为航空技术促进农业发展创造有利条件。加强操作人员培训，提高安全使用和操作水平。
2.随着机械化家庭农场等新型农业经营主体的快速发展，给农用飞机的应用和发展带来了前所未有的机遇，农用飞机正在成为农机行业的新亮点。
主管部门应尽快制定我国农用飞机的制造标准、鉴定标准和运行标准。国家将农用航空飞机纳入国家和地方购置补贴，仅2020年上半年就新增飞机4000多架。农用飞机技术的宣传、试验示范和推广进入快速发展期。
社会资本进入农业航空领域，一定要做好长期投资的准备，充分考虑不同地区农民的需求，生产出符合实际需求的产品。为了使这一新兴产业健康发展，建议对农用飞机进行分类管理。借鉴其他农业机械的分类方法，可以从农用飞机作业类的能力入手，分为大、中、小型机:
班作业量2-3万亩，定为大型农用飞机；
班作业量5000-19999亩，定为中型农用飞机；
4999亩及以下的级容量定为小(微)农用飞机。从发展路径看，东北、西北、华北及其广大平原地区和国营农场以发展主机为主，中部和丘陵地区以发展中型机为主，南部和山区以发展小(微)机为主。借鉴河南等省发展农业航空的做法，国家和省分别提供1/3的购机补贴，购买者自筹1/3，使其快速发展，满足生产急需，促进农业现代化发展。
3.加强R&D，推广应用。
一是加大农用飞机研发力度，走产、学、研、推一体化道路。推广应用部门根据农业生产的需要，提出了农用飞机的研发思路和框架，引进了相应的国际先进飞机，经过消化吸收、创新改进，经过再创新的过程，逐步形成了适合我国国情的农用飞机系列产品。在研发上，龙头企业要带头，国家要给予适当的资金支持，力争在基础、共性、关键零部件和典型样机的研发上有所突破，形成自主知识产权，避免受制于人。
二是加强相关配套技术研究，在农用飞机各应用领域逐步突破，引导推广应用。
三是探索农用飞机发展模式。面对农用飞机的发展，客观上要求农业生产规模化。因此，应积极探索农业航空应用于新型农业经营主体和国有农场的实现形式。各级农机部门要加强研究和指导，根据当地农业生产的实际需要，加大政策扶持力度，以机械化家庭农场、种植大户、农机合作社、农机服务组织(公司)为载体，统一规划组织，打造区域性农业航空服务实体，统一管理、统一经营、独立核算、自负盈亏，促进其健康发展。
