哈尔滨市开展农业航空作业可行性研究报告14456.doc

哈尔滨市开展农业航空作业可行性研究报告1 前言农业航空（ agricultural aviation）就是使用民用航空器从事农业、林业、牧业、渔业生产及抢险救灾的作业飞行，如农作物化学除草、叶面施肥、喷施微量元素、防治病虫害、草原播种、防治森林害虫、航空护林、森林化学药剂灭火、空中照相、航测、人工增雨、广告宣传、抢险救灾等飞行活动。1918年美国用飞机喷洒砷素剂防止牧草害虫成功，开创了农业航空的历史。随后加拿大、苏联、德国和新西兰等国也将飞机用于农业。 农业航空包括播种、施肥、除草、治虫等作业，多用轻型飞机，发动机功率在 110440千瓦（150600马力）之间。中国从1951年开始用飞机参加防治东亚飞蝗、护林防火和播种造林等工作，1956年中国民用航空局设立专业航空机构，开展多种农业航空业务。目前，世界上在20%的耕地面积上应用农业航空作业完成各项农事操作，发达国家农业航空作业面积在60%左右。2 项目意义农业在为人类提供基本生活资料的同时，还为人类提供基本的生态环境，具有社会与自然的双重属性。农业生产力的稳定增长、农业资源的持续利用、生态环境的不断优化是人类生存和发展的基础。从几十年的实践看，农业航空极大地提高劳动生产率，在防御自然灾害和防治有害生物、改善人类生活环境和生态平衡方面发挥重要作用。尤其对于北方大面积露地农业，航空作业是保障土地能够真正实现规模化生产的必要条件，更是提高土地规模化生产效率的保证，农业航空作业对于哈尔滨市提高粮食综合生产能力，尤其是加快现代农业发展进程极为重要。2.1农业航空作业是我市提高田间管理质量，保障稳产高产的有效手段。农作物品种自身的产量潜力是一定的，持续的高产和稳产依赖于逐步提高管理水平，而作物中后期田间管理偏低是目前我市农业生产中存在的主要问题，引进农业航空作业，发挥其特有的空中航化作业优势，正是解决这些问题的有效措施。随着农业高新技术的推广应用，在作物生育期内增加许多新技术措施，如作物病虫害防治、叶面喷施微量元素、叶面施肥、促进作物早熟、健身防病、提高品质等技术措施，都是在作物生育的中后期进行。但是该时期作物长势繁茂，田间郁闭，劳动强度大，工作效率低，机械作业极易趟倒或压倒植株，或压伤植物根系，在一个较大的区域内很难达到统一防治和迅速控制的目的。这也正是目前我们在实际生产中遇到的无法解决的瓶颈问题，而使用飞机作业就不受其影响，航化作业起到地面机械和人工不可替代的作用，作业效果及质量好，而且不破坏土壤物理结构，不影响作物后期生产。由于气候条件影响，尤其是遇到内涝严重季节，地面机械无法进行地面作业，此时惟有飞机可以发挥它的独特性能，实现农事操作。在现有生产基础上，如果大幅度地提高农田管理水平，如，统一应用效果优良的农业投入品，在最佳时期以标准的技术防病、治虫、追肥，那么至少可以增收粮食10%以上。前期靠农机，发挥地面机械优势，后期靠飞机，发挥空中航化优势，分阶段，全方位，立体化，打好农作物健身防灾战役，保障作物均衡增产。农业航空作业在这样现代化农业生产场景中，是不可替代的重要组成部分，也是发达国家农业生产的成功经验，航化作业是农作物生产全程机械化的重要标志之一，农机和飞机相结合，才有真正的全程机械化。2.2农业航空作业突击能力强，是防御和控制突发性以及常规性重大生物灾害的有效手段。突发性生物灾害具有发生时间集中、蔓延迅速、危害严重等特点，不仅受害的农田要马上进行防治，而且部分非农田的公共地带也必须进行统防统治，才能从根本上控制其危害。如，在我省和我市都爆发过的草地螟、东亚飞蝗和粘虫等，都曾因为人工防治速度慢而造成加大危害。采用航化作业，飞机作业机动性强，作业半径大，在防治农作物病虫害方面显示了很强的突击能力。如，2009年我省肇东、肇源和九三分局哈拉海农场发生亚洲飞蝗危害，虫情蔓延迅速，人工打药的速度明显不足以控制危害，而且大片的虫源地芦苇荡和沼泽地区，机械和人工都无法进入，紧急调用飞机进行化作业，仅用3天时间就完成了12.8万亩蝗灾的防控任务，实现了农业部提出的蝗虫“不起飞、不成灾”的目标，受到农业部和省政府的高度赞誉。在南方，八十年代小麦粘虫大发生时，飞机防治面积占总防治面积的60以上。同时，由于飞机作业效率高，作业效果好，在严重春涝、夏涝多雨年份更能显示出飞机作业的优越性。2010年春季低温、田间湿度大，多数农户没办法喷洒封闭除草剂，后期温度条件变好后，田间草苗齐长，如果在播种后就采用飞机喷施封闭除草剂，就可以有效地避免后期草苗齐长的情况，为作物幼苗生产创造更良好的条件。作物苗后除草，当土壤水分大、杂草生长旺盛时，地面机械进不去，采用飞机作业也可有效地控制草荒。农作物病虫害防治、杂草防除、叶面施肥等作业项目的作业最佳时间很短，只有保证在此间喷施才能取得好的效果。2.3农业航空作业效率高，是逐步实现土地规模化生产的重要保障措施。在农事操作中应用航空作业，农用飞行器自身的机械优势非常明显。以韩国珍航会社生产的三角翼动力飞机为例计算，其作业能力为6080公顷/小时，每天作业面积为300450公顷，我国现有应用较多机动式喷雾机械为自走式高杆喷雾机（适用于旱田）和担架式水田喷雾机（适用于水田），其作业能力为35公顷/小时，每天作业面积为1525公顷，人工应用背负式喷雾器的作业能力为0.40.5公顷/小时，每天作业面积为22.5公顷。可见，航空作业能力是其它地面机械的10倍，是人工作业的200倍。据国外测算，由于飞机的充分使用，耕种六亩水稻，从播种到收获，大约花费8个工作时，而在某些地区用传统的种植方式，完成同样的任务，则需要1000个工作时。我市粮食生产用工时间集中，阶段性用工量大，播种、灭草、防病虫、追施肥料等农事操作使部分劳动力必须留守，也使在外务工人员不得不中断工作返乡，不利于劳动力的有效转移。开展航空作业，可以真正地解放大量劳动力，这样才能促进和实现土地规模化生产和经营。而土地的规模化生产和统一的高标准管理是提升粮食总产的重要途径。2.4农业航空作业方式先进，是现代农业生产节本增效的有效措施。在田间管理过程中，我市存在的另一个突出问题就是农事作业水平低，化肥利用率低，只有30%左右，效果好的叶面肥因用工巨大而很少使用，农药防治效果低，只有55%75%左右，因为喷洒的农药不能和存在于叶子背面的病菌或害虫直接接触，这样大量的化肥和农药不仅没有发挥作用，还残留在土壤和环境中，加大了生产成本，更加速了农村和农田生态环境恶化。飞机航化作业采用超微量喷洒法，作业时间短，还可以实现立体防治即利用飞机飞行产生的气流吹动叶片，使叶片正反面均能着药着肥，喷洒雾滴小喷洒均匀，能有效地沾着在植物体和害虫表面，被植物害虫吸收杀死植物体内的病原菌和害虫，同时也能杀死空气中流动的病原菌和害虫，全面抑制病原菌的侵染控制害虫的蔓延，可以提高防治效果15%35%。在作物生产的关键阶段，喷施叶面施肥和微量元素，而不是简单地人工扬撒或拌到土中，增产效果明显，平均增产10以上。根据农业航空需求量的有关预测数据，我国“十一五”期间飞播造林年飞行将达13000小时，森林病虫害防治年飞行6000小时，护林年飞行11000小时，草地改良年飞行需要14200小时，草原灭鼠年飞行7000小时，农业灭蝗及病虫害防治和施肥、播种、除草等年飞行24000小时，总计达75200飞行小时。而我国农业飞机最高年份为28000飞行小时左右，农业航空作业需求量是历史年均作业量的3倍左右，由此推算，“十一五”期间需要农业飞机600架，尚需增加400架，今后十年需增加800架。3 可行性分析农业航空作业和其他农业措施一样有其不可替代的明显优势，也有一定的制约因素，就目前技术水平和实际应用而言，对农业航空作业限制性因子主要有两个方面：一是作物布局上的，农作物种植种类多，同种作物没有连片种植，或作物种植茬次不统一，不仅会大大降低作业效率，而且会大大增加作业成本，就限制了航化作业；因农业航空作业多数为超低空飞行，一般距离地面或水面50米左右，所以农田地势复杂，多山、多林带、多高压线等也会增加航化作业的危险性。二是机械上的，主要是农用专用机型少，农用飞机多是通用运输机改装的，商载量、飞行高度、飞行速度、起飞条件等都不适合恶劣的农业作业条件；农用飞机商载量普遍不大，再加上需要专用机场，调机效率和作业效率很低，直接导致作业成本增高；绝大部分飞机使用的都是专用航空燃油，农业航空作业时加油不方便，同时又提高了作业成本。结合我市的基本情况和前期调研结果,我们认为在我市发展农业航空作业是可行的。3.1我市的基本农业生产条件非常适合发展农业航空作业。我市现有耕地面积大，地势比较平坦，尤其是粮食作物大量连片集中种植，非常适合开展农业航空作业。我市因人均土地面积比较大，农民习惯应用化学方法进行农田除草、防病虫等，对航化作业比较容易接受。我市每年生物灾害发生频繁，突发性虫害草地螟、粘虫，重大流行性病害水稻稻瘟病、大豆霜霉病，常规性害虫玉米螟、二化螟、大豆食心虫、蚜虫等，以及大面积发生的草害等，每年发生面积都在6000万亩次以上，利用航化作业进行统防统治，飞机的利用率很高，而且可以大幅度提高防治效果。3.2规避不利因素、选择适合机型，发展农业航空作业。目前，我国农业主要航空器具是Y-5、Y-5B、N-5A、N-5B、海燕、海鸥飞机等，大部分用于农业航空作业的航空器都是改装的，不是针对农业作业特点专门设计的，在作业过程中，都存在着一定的缺陷。黑龙江省农垦系统主要应用波兰进口的M-18飞机和澳大利亚生产的“农夫”飞机，现有飞机51架，航化作业范围已遍布60多个农场，年作业面积突破1100万亩。这些飞机的作业能力较强，但价位较高，单价一般在200800万元，需要专业飞行员驾驭，必须配备专业停机坪和跑道。降低作业成本才能使航化作业广泛应用，主要途径就是降低基础设施建设成本和飞行成本，同时取消航空飞行限制，可以及时起飞执行任务，可以提高飞机利用率，提高作业效果。通过实地调研，我们认为三角翼动力飞机比较适合我市应用。三角翼动力飞机的特点是使用安全性高，结构极简单，分解、组装方便，易操作，回转半径最小的航化飞机。可用于各种航化作业、农田勘测、作物生育监测、森林防火监督、各种航拍、应急航化（突发性病虫）和抗灾救灾等。3.2.1三角翼动力飞机机场建设和维护成本低。该飞机飞行高度为1150米，轮距宽为2米，飞机机翼宽度为11米，起飞道最长为50米，能在简陋的机场起飞，甚至可以在临时开辟的平坦开阔地起飞，或者适宜的简易公路、操场、晒场起飞，或者稍加修整的农田、旱地起飞。这样，可以大大缩短起飞地点到作业区的距离，提高作业时间效率，还可以降低机场建设与维护成本。飞机高度3.5米，全长3米，机翼可折叠，机翼用专用布制成，可折叠，一般寿命510年；用一般机动车可以进行牵引行走，不需专门机库，普通的农机具存放库房保存即可。3.2.2三角翼动力飞机飞行成本低。该飞机排气量为912CC，65马力，动力强劲，配备世界一流的普通燃油航空发动机，不需使用专业航空汽油，一次加97号汽油60升，可飞行5小时，可以在普通加油站加油，更加方便作业，提高整个作业效率。使用寿命长平均15年，每飞行1000小时保养一次。无需专业飞行员，具备高中文化，体重80公斤以内，无恐高症、高血压等病症的人员，经过一个月的培训即可熟练操控。该种机型飞机起飞不受空中管制限制，无需申请，可随时在气候许可条件下起飞执行工作任务。这些特点都极大地降低了飞行成本。 3.2.3三角翼动力飞机作业水平高。该飞机最大起飞重量450公斤。配备螺旋喷洒器，主要靠飞机速度来旋转喷洒，液体可达到雾状，根据不同需要可实现4种雾滴细度，螺旋喷头可装备46个无需动力喷洒，可折叠，世界先进。喷洒宽度20米，作业时速每小时40100公里，载药量150升。每小时作业能力6080公顷，日作业量300450公顷，作业高度离地面1米到150米。在作业中统一购置农药或叶面肥，航化作业成本与目前的人工防治基本相同，飞机利用率提高后，航化服务费降低，作业成本还会更加优惠。综上，同我国以及农垦现在应用的农用飞机相比，三角翼动力飞机可以规避制约农业航空作业推广的不利因素，比较适合我市在推进航化作业的起步阶段选择使用。4 工作安排根据我市粮食作物种植布局，综合考虑航化作业需求，我们计划在2011年进行农业航空作业试点工作。待添加的隐藏文字内容24.1试点工作机制初期由政府扶持进行示范、引领，进而带动地方政府、大型农业经济合作社、基地以及其相关组织自行购机，最终实现市场化运营。2011年计划由政府购置2台飞机，交付地方政府和农业合作社无偿使用，由使用方负责工作人员供养和飞机维修保养，并无偿服从和完成哈尔滨市农委的调配、使用。2012年经政府审核后，对购置飞机的组织或部门提供50%购机款扶持，购机方需完成哈尔滨市农委安排的机动性工作任务。4.2试点工作安排计划选择呼兰和方正2个试验点。呼兰试验点：主要完成玉米螟防治、叶面肥喷施等工作。计划为呼兰配备1架飞机。方正试验点：主要完成水稻稻瘟病防治、水稻叶面肥喷施等工作。计划为为方正配备1架飞机。5 专有名词5.1喷幅宽度（swath width）：在喷哂作业中，相领两个喷幅中心线之间的距离。5.2 喷洒量（spray volume）：单位面积的喷液量。5.3 常量喷洒（concentrational spray）：每公顷喷洒量大于30升（含）的喷洒作业。5.4 低容量喷洒（low volume spray）：每公顷喷洒量530升的喷洒作业。5.5 超低容量喷洒（ultra low volume spray ）：每公顷喷洒量小于5升（含）以下的喷洒作业。5.6 雾滴覆盖密度（droples density ）：单位面积上的雾滴数。哈尔滨市农业技术推广服务中心二0一一年七月一日