薛 飛

（揚(yáng)州市農(nóng)業(yè)技術(shù)綜合服務(wù)中心，225000，江蘇揚(yáng)州）

上世紀(jì)70 年代，我國(guó)農(nóng)藥生產(chǎn)技術(shù)與植保機(jī)械和農(nóng)藥使用技術(shù)極不匹配，主要表現(xiàn)為：農(nóng)藥附著在植物表面的霧滴數(shù)量不多且極不均勻；農(nóng)藥?kù)F化后霧滴粒徑大小相差甚大；相當(dāng)一部分農(nóng)藥飄散到空氣和土壤中，造成作業(yè)人員農(nóng)藥中毒和土壤農(nóng)藥污染。經(jīng)過(guò)數(shù)十年發(fā)展，我國(guó)的植保機(jī)械發(fā)生巨大變化，植保機(jī)械類(lèi)型和施藥技術(shù)由傳統(tǒng)的單一式向多元化、精確化發(fā)展，農(nóng)藥的利用率顯著提高。

1 發(fā)展現(xiàn)狀

過(guò)去傳統(tǒng)單一的背負(fù)式噴霧器因與當(dāng)前大規(guī)模種植面積不匹配而逐漸退出市場(chǎng)，取而代之的是作業(yè)效率高、操作安全的植保機(jī)械；施藥技術(shù)也由先前的液體壓力式噴霧向變量化、精確化噴霧轉(zhuǎn)變。

1.1 植保機(jī)械類(lèi)型

噴桿噴霧機(jī)。當(dāng)前廣泛用于田間作業(yè)的機(jī)型，特點(diǎn)是噴幅寬、單程作業(yè)面廣，近年來(lái)針對(duì)植株高大、枝葉交叉的農(nóng)作物研發(fā)了高地隙自走式噴桿噴霧機(jī)，提高了霧滴在植株不同冠層高度的沉積量及沉積均勻性。如今噴桿噴霧機(jī)技術(shù)已趨成熟。

氣力式噴霧機(jī)。廣泛應(yīng)用于果園植保作業(yè)，還可用于城市綠化等室外大面積場(chǎng)所的殺菌除蟲(chóng)等，以風(fēng)送式為主。高速氣流有助于霧滴穿透茂密的果樹(shù)枝葉，并促使葉片翻動(dòng)，提高藥液附著率且不會(huì)損傷果樹(shù)的枝條和損壞果實(shí)。機(jī)型有懸掛式、牽引式和自走式。

無(wú)人航空植保機(jī)。近幾年較為流行的一種新機(jī)型，最大的特點(diǎn)是不受地形影響，同時(shí)作業(yè)效率高，施藥效果好，不損傷作物，勞動(dòng)強(qiáng)度低，不占用存儲(chǔ)空間等。操作人員只需在田邊遙控，遠(yuǎn)離農(nóng)藥噴灑區(qū)域，可避免農(nóng)藥中毒。

1.2 精確施藥技術(shù)

靜電噴霧。對(duì)成形的、大小不均勻的霧滴附加電荷，可以將較大粒徑的霧滴二次碎裂，使霧滴的大小更趨于均勻，同時(shí)附加電荷的霧滴可以作定向運(yùn)動(dòng)被吸附在植株上。

變量噴霧。通過(guò)視覺(jué)設(shè)備、傳感器等對(duì)需要作業(yè)的農(nóng)作物生長(zhǎng)情況進(jìn)行采集，視覺(jué)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作物的各部分，根據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)情況調(diào)整噴灑流量和噴施方向，以此達(dá)到提高噴灑效果、節(jié)約農(nóng)藥的目的。

風(fēng)幕式噴霧。主要應(yīng)用于噴桿噴霧機(jī)，在作業(yè)時(shí)開(kāi)啟風(fēng)幕系統(tǒng)形成一道風(fēng)幕，以此降低霧滴飄移。產(chǎn)生的高速氣流還可以使霧滴定向加速飛向靶標(biāo)，提高了霧滴對(duì)植株冠層的穿透性。

2 當(dāng)前存在的問(wèn)題

盡管當(dāng)前針對(duì)農(nóng)藥的霧化效果和霧化方式的研究已經(jīng)趨于成熟，植保機(jī)械的動(dòng)力、樣式可以滿(mǎn)足不同農(nóng)作物和地形的需求，但是植保機(jī)械的機(jī)身與噴霧效率的相互適應(yīng)性研究卻略顯不足，似乎呈現(xiàn)各自研究、各自發(fā)展的現(xiàn)狀。

當(dāng)前的植保機(jī)械大部分是在現(xiàn)成的機(jī)械裝置上加裝噴霧裝置而成的。如當(dāng)前流行的無(wú)人航空植保機(jī)大部分是在普通小型無(wú)人機(jī)上加裝普通的噴霧裝置，這就帶來(lái)以下問(wèn)題：一是航空作業(yè)的高度影響霧滴沉積率，若遇到大風(fēng)，沉積率會(huì)進(jìn)一步降低；二是藥箱內(nèi)的藥液量隨著作業(yè)時(shí)間會(huì)越來(lái)越小，意味著整機(jī)的重量會(huì)隨之減小，從而影響無(wú)人機(jī)續(xù)航能力和飛行平穩(wěn)性。對(duì)于噴桿噴霧機(jī)，同樣是在成熟的動(dòng)力系統(tǒng)后面加裝噴霧裝置，對(duì)噴霧裝置雖考慮到了噴幅、單程作業(yè)面積、農(nóng)作物高低等因素，但對(duì)作業(yè)過(guò)程中可能因機(jī)身原因而產(chǎn)生噴灑死角等問(wèn)題卻研究不夠。

對(duì)于施藥技術(shù)的研究，國(guó)內(nèi)不少高校和科研院所已經(jīng)開(kāi)展多年，施藥技術(shù)也越來(lái)越多樣化、精確化，但是還未將精確施藥技術(shù)廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際。當(dāng)前許多植保機(jī)械實(shí)現(xiàn)了操作智能化、安全化、簡(jiǎn)單化，但是所加裝的仍是簡(jiǎn)單噴霧系統(tǒng)。同時(shí)，諸多精確施藥技術(shù)由于實(shí)驗(yàn)研究時(shí)并未考慮整機(jī)綜合性能，所帶來(lái)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益目前仍未知。

3 發(fā)展建議

植保機(jī)械涉及機(jī)械、流體力學(xué)、電工電子、車(chē)輛工程等諸多學(xué)科，想要實(shí)現(xiàn)植保機(jī)械真正的智能化、精確化，就要將諸多學(xué)科綜合考慮，優(yōu)化完善，將精確施藥技術(shù)與現(xiàn)代植保機(jī)械有效融合。

（1）氣液兩相流技術(shù)是指氣體、液體一起混合流動(dòng)，高壓氣體有利于將霧滴二次碎裂，使霧滴更加趨于均勻，同時(shí)氣流吹動(dòng)農(nóng)作物葉片，使其發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，有效地增加葉片背部農(nóng)藥附著率。這一技術(shù)現(xiàn)已廣泛用于加濕、降溫、除塵和消毒等方面。氣液兩相流技術(shù)既可用于擔(dān)架式、手推式等中小型植保機(jī)械，適用于小型果園、蔬菜大棚等地；又可以用于噴霧車(chē)、大型噴桿噴霧機(jī)，適用于大型果園、農(nóng)田作業(yè)。

（2）無(wú)人航空植保機(jī)加裝靜電噴霧系統(tǒng)，既符合當(dāng)前智能化植保趨勢(shì)，又能解決霧滴漂移、利用率不高等問(wèn)題。同時(shí)考慮藥箱重量變化對(duì)飛行穩(wěn)定性的影響，可加裝監(jiān)測(cè)藥液量變化的感應(yīng)裝置，從而控制飛行高度，使作業(yè)高度始終保持在一定范圍內(nèi)。

（3）傳感器在植保機(jī)械上的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)變量噴霧的主要手段，主要有紅外傳感器、視覺(jué)傳感器、超聲波傳感器，可應(yīng)用于果園噴霧車(chē)、噴桿噴霧機(jī)及手持式噴槍。隨著當(dāng)今健康綠色發(fā)展的倡導(dǎo)與智能化農(nóng)業(yè)的普及，植保機(jī)械上變量噴霧技術(shù)的應(yīng)用將得到很大的發(fā)展。