南浩+王世強

植物保護機械是指用于防治危害植物的病、蟲、雜草等的各類機械和工具的總稱，簡稱植保機械。本文主要介紹噴霧機械。

一、植物保護在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位

有關研究表明，在現(xiàn)有的科技成果中：優(yōu)良品種可使農(nóng)作物增產(chǎn)8%～12%；增施化肥并改進施肥方法可使農(nóng)作物增產(chǎn)5%～6%；耕作方法和栽培技術的革新可使農(nóng)作物增產(chǎn)4%～8%；而對農(nóng)作物實施病蟲草害綜合防治技術可挽回產(chǎn)量損失10%～20%。

二、我國農(nóng)藥噴霧使用技術中存在的問題

目前，我國在植物保護中化學防治面積已達6億公頃，并且還在以每年0.13億公頃的速度遞增，每年都有100萬噸農(nóng)藥制劑、1億噸藥液噴灑到農(nóng)田中。但我國在農(nóng)藥使用的技術理論和技術措施上的研究還嚴重不足，農(nóng)藥使用技術仍停留在大容量、大霧滴噴霧技術水平上。由于以上原因，我國農(nóng)藥有效利用率只有10%～30%，遠低于發(fā)達國家50%的平均水平，噴灑的農(nóng)藥大部分流失到環(huán)境中，造成了嚴重的環(huán)境污染、地下水和地表水污染、害蟲的天敵或其他益蟲迅速減少以及人畜中毒，農(nóng)藥在食物和環(huán)境中殘留毒性的積累效應日益成為威脅人類健康的嚴重問題。

我國農(nóng)藥有效利用率較低的主要表現(xiàn)：一是濫用、亂用農(nóng)藥，錯用除草劑、殺菌劑等損失驚人。二是不能對癥下藥，防治效果不佳或者根本沒有防治效果。三是缺少計量器具，這也是導致用藥量過大的原因。四是不必要的加大用藥量，是造成我國農(nóng)藥有效利用率低的又一重要原因。五是其他原因。如落后的農(nóng)藥使用手段；錯誤的施藥方法；缺少田間噴霧標準，農(nóng)藥藥液理化性質(zhì)差等。

三、國外噴霧機械新技術與產(chǎn)品

植保產(chǎn)品在歐美國家大型化趨勢較顯著，普遍采用GPS、自動變量控制和作業(yè)參數(shù)監(jiān)測技術，產(chǎn)品進一步向精準化方向發(fā)展，作業(yè)過程機械傳動、電子設備、液壓驅(qū)動集中控制，四輪獨立減振、噴桿平衡性能好，作業(yè)質(zhì)量高、速度快、可靠性好，駕駛舒適，適合于旱地。

日本、韓國根據(jù)本國土地資源特點開發(fā)的植保機械以小型自走式為主，機型輕巧、作業(yè)方便，以機械傳動為主。而液壓驅(qū)動（HST裝置）剛開始采用，兩輪驅(qū)動、四輪驅(qū)動切換，適合于水田、蔬菜作業(yè)。

四、國內(nèi)噴霧機械現(xiàn)狀

國產(chǎn)噴霧機械有20多個品種、80多個型號，其中80%處于發(fā)達國家20世紀50～60年代水平，尤其是年產(chǎn)量高達800萬～1000萬臺（社會保有量1億臺）的各種手動噴霧器，常用機具仍是單管、壓縮、背負式噴霧器等。

目前農(nóng)民普遍采用單一機型防治各種作物的病蟲害，且90%以上的噴霧器使用圓錐霧噴頭，這是造成噴藥不均勻、農(nóng)藥用量大、農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)殘超標、操作者中毒等的重要原因之一。

國內(nèi)主要使用小型人力背負式噴霧器，該設備操作簡單方便，不受種植條件影響。缺點是噴霧壓力不穩(wěn)定，霧化質(zhì)量差，純液壓驅(qū)動力霧化射程近；人力背負，勞動強度大，效率低。使用機動背負式噴霧器的缺點是霧流集中成束，霧滴沉積不均勻，霧滴易蒸發(fā)、飄失；人力背負，勞動強度大，效率低。

其他人力、機動小型噴霧機械受水源限制，管路長，噴霧壓力損失大；噴霧壓力不穩(wěn)定，施藥量大；同時射程較遠時呈水柱狀，霧化質(zhì)量差，造成大量農(nóng)藥流失。純液壓驅(qū)動力霧化穿透性差，果樹冠層內(nèi)霧滴沉積不均勻；人力背負，勞動強度大。

五、國內(nèi)噴藥技術的發(fā)展趨勢

1. 發(fā)展低量噴霧技術

除了使用低量高效的農(nóng)藥外，還要發(fā)展低量噴霧技術，開發(fā)系列低量噴頭。大力發(fā)展集成GPS、GIS和變量控制技術，在田間可根據(jù)作物處方圖和機具的移動速度對農(nóng)田實施因地噴藥，實現(xiàn)精準、精量噴藥。

2. 采用機電液一體化技術

采用機電液一體化技術以提高機具自動化和安全性水平，實現(xiàn)多方向緩沖的性能。電子顯示和控制系統(tǒng)已成為大中型植保機械不可缺少的部分，電子顯示系統(tǒng)一般可以顯示機組前進速度、噴桿傾斜度、噴量、壓力、噴灑面積和藥箱藥液量等；通過面板操作，可控制和調(diào)整系統(tǒng)壓力、單位面積噴液量和噴射寬度等。系統(tǒng)還可根據(jù)機組前進速度自動調(diào)節(jié)單位時間噴灑量，依據(jù)施藥對象和環(huán)境嚴格控制施藥量和霧滴直徑大小。

3. 控制藥液霧滴的漂移

在施藥過程中，控制霧滴的漂移，提高藥液的附著率是減少農(nóng)藥流失，降低對土壤和環(huán)境污染的重要措施。在這方面歐美國家采用的是防飄噴頭、風幕技術、靜電噴霧技術和霧滴回收技術等。

靜電噴霧技術是應用高壓靜電使霧滴帶電，帶電的細霧滴做定向運動趨向植株靶標，最后吸附在靶標上，從而使其沉積率顯著提高，在靶標上附著量增大，覆蓋均勻，沉降速度增快，尤其是提高了在靶標葉片背面的沉積量，減少了漂移和流失。

4. 采用自動對靶施藥技術

目前國外主要有兩種方法能實現(xiàn)對靶施藥。一是使用圖像識別技術。該系統(tǒng)由攝像頭、圖像采集卡和計算機組成。計算機把采集的數(shù)據(jù)進行處理，并與圖像庫中的資料進行對比，確定對象是草而不是莊稼、何種草等，以控制系統(tǒng)是否噴藥。二是采用葉色素光學傳感器。該系統(tǒng)的核心部分由一個獨特的葉色素光學傳感器、控制電路和一個閥體組成。閥體內(nèi)含有噴頭和電磁閥。當傳感器通過測試色素辨別有草存在時，即控制噴頭對準目標噴灑除草劑。

5. 全液壓驅(qū)動技術

在大型植保機械，尤其是自走式噴桿噴霧機上采用全液壓系統(tǒng)，如轉向、制動、行走、加壓泵等都由液壓驅(qū)動，不僅能簡化整機結構，還能增加傳動系統(tǒng)的可靠性。有些機具上還采用了不同于彈簧減震的液壓減震懸浮系統(tǒng)，它能根據(jù)負載和斜度的變化進行調(diào)整，從而保證了噴桿升高和速度變化時系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，有些牽引式噴桿噴霧機在牽引桿上還裝有電控液壓轉向器，以保證在拖拉機轉彎時機具完全保持一致。

6. 采用農(nóng)藥注入和自清洗系統(tǒng)，避免或減少人員與藥液的接觸

采用農(nóng)藥注入和自清洗系統(tǒng)，避免或減少人員與藥液的接觸，就是噴藥前的藥液配制不是在藥液箱中進行，而是在噴霧管道中進行。農(nóng)藥制劑在計量器控制下從藥瓶直接定量注入藥液輸送管道中，與從水箱恒速流出的清水在互動過程中混合形成噴霧液，從噴頭噴出，完全消除了配藥時人員與農(nóng)藥的接觸，也消除了配藥時農(nóng)藥對噴藥機械表面的污染。目前銷售的大中型噴桿噴霧機都裝有農(nóng)藥注入系統(tǒng)。噴桿噴霧機上一般還備有兩個清水箱，一個用來洗手，另一個用來清洗藥液箱、加藥箱和機具外部，人體基本上不與藥液接觸。

7. 積極研究生物防治技術，研制生物農(nóng)藥的噴灑裝置

從長遠來看，由于對環(huán)境的友好，利用生物農(nóng)藥防治農(nóng)作物蟲害是一種趨勢，需要積極研究。生物農(nóng)藥對噴頭的磨損較化學農(nóng)藥大，同時不易下沉，與化學農(nóng)藥的使用特點有顯著差別，為使藥物能夠均勻地分布在作物上，需要研制新的噴灑裝置。

六、施藥技術的優(yōu)化

1. 噴霧質(zhì)量指標

噴霧質(zhì)量指標由均勻性、飄移性、覆蓋率組成。造成分布均勻性不高的原因很多，但主要原因是多噴頭噴霧時噴頭之間的間隔、高度布置不合適，或噴頭霧型選擇不當，造成漏噴或不均勻分布。另外，側風也很容易造成不均勻分布。飄移性是指霧滴偏離目標的趨勢，用偏離目標霧滴占總噴量的比例來表示。側風是造成飄移的最直接原因。減小飄移的措施主要是通過應用低飄移噴頭產(chǎn)生較大且大小較為均勻、初速度較高的霧滴來抵抗側風的干擾，另外還可采取風助等抗飄移技術。顯然，在相同噴量的情況下，小霧滴的覆蓋率高于大霧滴。

2. 影響噴霧質(zhì)量因素

霧滴能夠到達目標物上的比例，在很大程度上要受到氣溫、相對濕度、風速和風向的影響。氣溫和相對濕度對霧滴運動的影響，主要表現(xiàn)為對霧滴的蒸發(fā)。另外，高溫和濕度的極端情況還會影響霧滴在植物葉面上的附著。風速和風向?qū)F滴運動的影響更大，不但會加速霧滴的蒸發(fā)，更主要的是會造成霧滴飄移而脫離目標。

3. 霧滴大小和密度

霧滴是從噴頭噴出來的，霧滴尺寸直接影響到病蟲害控制和飄移控制。噴頭是噴霧裝置中最為重要的部件之一，霧滴的大小、密度、分布狀況等在很大程度上都決定于噴頭的類型、大小和質(zhì)量。大田噴灑殺蟲劑、殺菌劑和除草劑對霧滴大小的要求不同，在噴霧參數(shù)（噴頭類型、大小、壓力、流量和噴頭高度）選擇時，先根據(jù)作業(yè)要求的霧滴大小確定噴霧質(zhì)量指標優(yōu)先次序，再依據(jù)噴霧參數(shù)與優(yōu)先指標的相關程度，選擇噴霧參數(shù)。

農(nóng)藥作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要生產(chǎn)資料，其利用效率受人關注。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，隨著我國各地土地流轉和專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治政策的出臺，大田農(nóng)作物采用機動噴桿噴霧技術替代背負式手動噴霧，不僅可以改善農(nóng)藥霧滴的沉積分布均勻性，還能顯著提高作業(yè)效率，減輕勞動強度，大幅度提高農(nóng)藥在植物葉片上的沉積回收率，提高農(nóng)藥的藥效，減少農(nóng)藥流失。研究制定不同農(nóng)藥在作物葉片上的沉積分布密度標準，對于指導田間噴霧非常重要。隨著各地對農(nóng)藥噴霧技術研究和推廣工作的重視，逐步采用噴桿噴霧技術，并研究建立田間噴霧的霧滴密度標準，就可以顯著提高農(nóng)藥的有效利用率，減少農(nóng)藥流失，降低農(nóng)藥的負面影響。

第一作者簡介：南 浩，副站長，農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)，長期從事農(nóng)機推廣工作，聯(lián)系地址：吉林省洮南市大通農(nóng)機管理服務站 郵編：137100；王世強 吉林省洮南市職業(yè)教育中心 郵編：137100。