启飞智能中国的植保无人机的市场发展趋势（一）

——为什么是植保无人机？

 

　　使用飞机进行植保作业，实际上并不算是高科技，而已一件非常普通和主流的行为。我们可以从下面一系列数据看出，航空植保早已是植保的主流方式之一：
 

 

　　1921年，美国使用飞机喷洒砷素剂防治牧草害虫成功，开创了农用航空的历史。1932年Huff-Daland飞机制造公司在其原有机型的基础上进行改进，制造出一架应用于农业领域的飞机。

 

　　澳大利亚早在上世纪60年代就实现了农业机械化，更是早在1947年，已经开始首次将飞机用于农业喷撒。投入使用的农用飞机是DH82TigerMoths，原本作为教练机使用，经过改造效力于农业。

 

　　俄罗斯是农业航空大国，2014年数据显示，俄罗斯拥有农用飞机11000架，航空作业面积占总耕地面积的35%。
 

 

　　1983年雅马哈接到来自日本农林水产省(隶属日本中央省厅)提出的发明单旋翼无人直升机的要求。经过4年研究探索，载荷为20千克的无人直升机R-50问世。据雅马哈方面描述，尽管当时全球其他也在研究类似产品，但R-50是款投入农业喷洒实践的无人直升机。

 

　　2005年雅马哈就将无人机销往到了韩国，到了2016年年末，有数据显示称，全韩共有600台雅马哈进行植保作业。

 

　　就目前而言，各个主要航空植保占耕地面积比例如下图：

　　可以看出，中国目前航空植保的应用比例仅2%，远低于17%的平均水平。所以2004年，科技部863计划、农业部南京农机化所等项目和机构开始了植保无人机的研究和推广;之后在2008年，开始研究小型无人机单旋翼低量施肥航空喷雾技术；在2010年，架商用植保无人机的出现，正式揭开了中国植保无人机产业化的序幕。

 

　　其实，我们从上述的经验来看，美、澳、俄三个主要使用的是有人机在作业，这类飞机投入高、载重大、效率高，只有日本和韩国使用的是植保无人机。那么为什么会这样？

 

　　一、植保无人机VS植保有人机

 

　　这是一个很现实的问题，就目前而言，的航空植保主流形式，至少从种植面积上来讲，是有人机喷洒。那么为什么中国注定会走向日、韩模式而不是美、澳、俄模式？

 

　　答案是面积，对于美、俄、澳三个而言，广袤的土地，相对较少的人口，都决定了他们的单个经济单位拥有的可耕种面积是极其庞大的，我们可以看看美国的农业数据：
 

 

　　2009年美国农业从业人口（farmers）为205.6万人，约有190万个农场，土地面积为29.7亿亩（已经扣除休耕面积），平均每个农场土地面积为1563亩，平均每个农场只有1.08人进行生产和经营，每个农业从业人口平均耕地面积高达1445亩。

 

　　对于这样庞大的土地面积，人力成本的均摊是极其低廉的，而小型飞机（固定翼飞机）的喷洒精度也能够满足这种广度下的需求，那么即使固定翼飞机出现无人的形式，由于初期投入的限制，美国农场主的更换动力也会严重的不足，更何况无人机并不是真正意义上的无人，而是飞机上没人，而地面上依旧需要人去操作飞机。这样，无人机的优势也荡然无存。可想而知，澳洲和俄罗斯面临的也是同样的局面。

 

　　而对于日、韩两个，我们可以参考下日本的数据：
 

 

　　2015年，日本耕地面积为449.6万公顷，农业人口跌破200万人，与1990年相比减少了60%，农业人口平均年龄已高达67岁。同时日本农业协同工会掌握着日本农产品的生产与流通的命脉，但该协会的大部分成员为兼职农户，拥有农田的平均面积只有约2公顷。
 

 

　　注：国际上通常看法是，当一个或地区60岁以上老年人口占人口总数的10%，或65岁以上老年人口占人口总数的7%，即意味着这个或地区的人口处于老龄化社会。日本人口大概从1965年，65岁以上达到7%。所以1965年就开始老龄化了。

 

　　从上面数据来看，日本从上世纪90年代开始，日本老龄化速度开始加速（同时开始超过美国），造成大量劳动人口减少。我们知道，基于维护社会稳定和农业生产特点的因素，主要农作物的生产回报率长期来看，必然会稳定维持在较低的水准，同时又不会让农业生产陷入负回报的境地。这就带来了一个显著的结果，当社会劳动力富余的时候，大量的底层劳动力会富集在土地上，而社会劳动力开始缺少的时候，最快及最终失血的也必然是农业。

 

　　在日本面临老龄化加速的情况下，面临着两种选择：

 

　　种是减少人力的参与度，让更多的机器去替代人类去工作，以弥补人力的缺失；

 

　　第二种是进行大规模的土地流转，利用大型机械和协作效应去弥补人力的缺失。

 

　　坦白来讲，单纯从农业效率上来讲，第二种显然更。但是财产私有制是资本主义市场经济的基石，在这个大前提下，大规模让小农失去土地，是一件不可能的任务。所以我们可以看到，日本最终实际上采取的是一种折中的方法，既研发适合中小地块的农业机械，又组建上最强大的日本农业协同工会来发挥协同效应（某种程度上替代因为不能大规模土地流转而带来的效率损失）。

　　注：日本农业协同工会LOGO。日本农业协同工会的口号是：“EachforAllAllforOne”，即“人人为我，我为人人”。

 

　　从上述对日本的农业状况的分析来看，基本解释了为什么日本植保无人机的初代研发源自于政府部门在1983年对雅马哈公司的要求，着显然是政府部门看到人口老龄化即将到来而采取的应对策略。

 

　　同时，也解释了，为什么中国政府在2004年，植保无人机的研发和推广是政府部门推动的。从上面的图表来看，中国的人口老龄化是在2004年左右开始突破7%的数值的，同时老龄化速度也是在2004年之后有着明显的加速。值得称赞的是，中国政府的反应速度从上面的情况来看，是比日本政府要快得多，虽然这有着技术成熟和有可以借鉴的情况。

 

　　从2004年开始，我们面临和日本同样的困难，劳动人口的减少（最终指向是农业劳动人口的极度匮乏）和土地集中的困难。事实上我们采取的是与日本类似的方式。首先，发展适用于新的农业形态的机械是毋庸置疑的，但是财产私有制是资本主义的命门，土地所有制也是中国特色社会主义的重要组成部分，所以我们采取的也是折中的办法，一方面是制度创新和延续，对土地进行流转，另一方面，制度优势使得各级政府部门事实承担了日本农业协同工会的责任，对全局资源进行了政策引导和调配。从这个角度来预测，随着农业人口的进一步老龄化和总量的下降，必然会带来下面的变化：

 

　　土地流转的加速、地区核心资源调配中心的形成（不同于日本，中国辽阔的疆域决定了不会出现一个强大且管理细化的中心）以及上述两个变化带来的农业机械的科技化和智能化。

 

　　上述我们讲到了，农业的生产回报率从长期来看，必然会维持在较低且稳定的位置上，而且承包农田需要付出极大的初始成本。同时农业金融的缺失、缺乏足够的风险对冲知识和手段，使得中国短期内必然不会形成类似美国的大农场形式。按照近几年现在江浙两地种植主粮的田地的盈利来看，每亩收益在800元以下，低于50亩意味着家庭收入在4万元以下，这样收入的家庭显然不足以抵御任何形式的风险，同时也缺少抵御风险的知识和能力，所以会逐渐消失。所以中国大概率会形成具有中国特色的以农村保守种植者的50-200亩为基层，以职业种植者500-1000亩为主流，配以极少的2000亩以上的大农场主的农田分布格局。
 

 

　　假设我们的推测成立，那么将来的农机的主流用户将是拥有不超过2000亩的小农场主，而更小的具有50-200亩的种植户，可能会主要采取购买服务的方式来满足自己的需求。（这一点可以从日本的农业人口平均年龄来看，显然一个平均年龄是67岁的的群体是没有办法依靠自己来完成整个作业流程的，更多的选择会是购买服务来满足自己的需求）。面对这样面积的场地，可能还伴随着农田碎片化的格局，超大型农业机械显然是不符合现实需求的，固定翼飞机（每架次作业1500亩以上）也是一样。针对中小面积作业的农业机械显然会收到市场的青睐，但是我们也要注意到，并不是越小越好，上面我们讲过，超小规模的农户会很快会从主流中消失，过小的农业机械亦然。

 

　　在上面的格局认知下，我们对于植保器械的初步选择其实是类似日本的油动版本的植保无人机。但是在2005年12月，当雅马哈公司准备将第10架同类型飞机出口给北京一家公司时，被名古屋海关扣押，日本政府以植保无人机可能被用于军事用途为由禁止雅马哈公司继续将植保无人机销售到中国。在此之后，中国走上了自主研发小型植保无人机道路，经过多年的发展，形成了油动、电动和单旋翼、多旋翼之分。其中油动单旋翼实际上起源于日本，而电动多旋翼则源自于以大疆为首等一系列科技公司在10年之后的科技创新。这两者的对比我们将在下一篇中详细的说明。

 

　　二、植保无人机VS喷杆喷雾机

 

　　理论上这两者都有各自的优势，即使在航空喷洒已经实施几十年的日、美，两种不同形式的航空喷洒也只是占据了喷洒方式的50%左右。
 

 

　　喷杆喷雾机优势在于售价低廉、单位时间内作业效率高、用户操作简单，但是在作业时会碾压田地和农作物、不适合水田作业、喷洒水量大、对驾驶员健康有影响、农药使用量大、用户使用和运输不便。
 

 

　　植保无人机的优势在于不压苗、适合绝大部分地形、节省水和农药、转移方便快捷、人员性高，但是也有着相对价格较高、单位时间内作业效率不如喷杆喷雾机、操作相对比较复杂等缺点。在实际操作中，有用户会选择在种植初期不怕压苗的时候，选用喷杆喷雾机；在种植后期，选择植保无人机进行喷洒作业。同时两者还有其他各自适合的场景。预计会形成与日本类似的两者共存和协作的格局。