馬　偉　王　秀　陳立平

高效施藥技術(shù)就是根據(jù)我國國情以及設(shè)施生產(chǎn)中殺菌和病蟲害防治的要求，結(jié)合目前國內(nèi)外現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)成果，應(yīng)用光機(jī)電一體化技術(shù)、自動化控制等技術(shù)在施藥過程中按照實(shí)際的需要噴灑農(nóng)藥，做到“定量、定點(diǎn)”，使噴灑的藥液最大程度附著在作物葉面，減少地面殘留和空氣中懸浮漂移的霧滴顆粒，不增加溫室濕度。

設(shè)施生產(chǎn)施藥過程中面臨的問題

設(shè)施生產(chǎn)中由于棚室內(nèi)光照不足、長期密閉、高溫高濕等因素容易產(chǎn)生病蟲害。如白粉虱、蚜蟲、霜霉病、病毒病等。為保證蔬菜高產(chǎn)，生產(chǎn)者往往盲目加大藥量，甚至使用國家禁用的高毒、高殘留的藥物及殺蟲劑，不僅導(dǎo)致土壤和蔬菜中農(nóng)藥殘留加重，而且危及人的身體健康。李錚等人(2006)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，日光溫室每季噴農(nóng)藥(主要有芽虱凈、阿威菌素等)10次以上，平均每公頃用量為900個包裝單位，比露地蔬菜高1～2倍，蔬菜農(nóng)藥殘留超標(biāo)率達(dá)10％。栽培6年以上的日光溫室病蟲害已特別嚴(yán)重，蔬菜生長不良，甚至爛根、葉片焦枯、果實(shí)畸形、品質(zhì)下降。據(jù)測定，黃瓜、番茄中NO₃-N分別為3200 mg，kg、1600 mg／kg，西芹、油菜中NO₃-N分別為6050 mg／kg、2550 mg／kg，與無公害蔬菜質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)比較，茄果類超標(biāo)3～5倍，葉菜類超標(biāo)2～5倍。郭克君、滿大為等(2008)指出，農(nóng)藥利用率很低，一般為20％左右。因此，減少農(nóng)藥的用量、提高農(nóng)藥使用效率、減少溫室濕度、保護(hù)溫室作物品質(zhì)是迫切需要解決的問題。研制出新型高效施藥噴霧機(jī)對提高農(nóng)藥使用效率，提升溫室的生產(chǎn)能力有重大意義。

背景和現(xiàn)狀

目前，世界上化學(xué)農(nóng)藥使用技術(shù)及其施藥器械的研究面臨兩大課題，一方面是如何提高農(nóng)藥的使用率和有效利用率，另一方面是如何避免或減輕農(nóng)藥對非靶標(biāo)生物的影響和對環(huán)境的污染。目前，農(nóng)藥噴灑技術(shù)、噴灑器械及農(nóng)藥研發(fā)正朝著精準(zhǔn)、低量、高濃度、對靶性方向發(fā)展。近年來，世界各國都加強(qiáng)了農(nóng)藥噴灑技術(shù)的研究。這些技術(shù)是通過綜合集成電子信息、農(nóng)業(yè)工程、農(nóng)業(yè)生物等多種科技成果，直接為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的綜合性技術(shù)。它綜合運(yùn)用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技成果、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)手段和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理方式，充分體現(xiàn)了經(jīng)營規(guī)模適度、科技含量較高、生產(chǎn)手段先進(jìn)和管理水平較高的特點(diǎn)。它可實(shí)現(xiàn)以最少的農(nóng)藥劑量，均勻地噴灑于靶標(biāo)，科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、高效地利用農(nóng)藥，以達(dá)到最佳的防治效果。使噴灑技術(shù)和噴灑質(zhì)量朝著規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化這一方向發(fā)展。目前，歐洲一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)通過立法的手段，規(guī)定化學(xué)農(nóng)藥的使用數(shù)量，使其受到嚴(yán)格的限制，過量使用化學(xué)農(nóng)藥將會受到環(huán)保執(zhí)法部門的嚴(yán)厲處罰。因此，農(nóng)藥生產(chǎn)廠家和農(nóng)場主為了在溫室農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中嚴(yán)格執(zhí)行這一標(biāo)準(zhǔn)，必須采用先進(jìn)的農(nóng)藥噴灑技術(shù)，減少由于采用落后噴灑技術(shù)造成的農(nóng)藥滴落和農(nóng)藥殘留而導(dǎo)致的污染。

為了提高農(nóng)藥使用效率，20世紀(jì)40年代，法國Hampe首次利用靜電進(jìn)行農(nóng)藥噴撒試驗(yàn)。20世紀(jì)60年代美國的一些公司開始嘗試用EHD發(fā)電式靜電噴撒機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥藥粉的噴撒試驗(yàn)，這種噴撒機(jī)是通過粉體自身的磨擦運(yùn)動產(chǎn)生高電壓，利用這種電壓進(jìn)行靜電噴撒。20世紀(jì)80年代末，美國佐治亞大學(xué)的專家們首先將靜電噴霧技術(shù)應(yīng)用于液體藥的噴撒，研制成功了靜電噴霧系統(tǒng)(ESS)和氣助式靜電噴霧系統(tǒng)(AA-ESS)。日本也做過一些研究工作，但至今未見有成型產(chǎn)品問世。

國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心在高效施藥、精準(zhǔn)施肥智能農(nóng)機(jī)方面已研制成功具有自主知識產(chǎn)權(quán)的精準(zhǔn)變量施肥機(jī)，移動式溫室精準(zhǔn)施肥機(jī)、溫室高效施藥精準(zhǔn)施肥一體化系統(tǒng)、靜電風(fēng)送噴藥機(jī)、溫室高效噴藥機(jī)、背負(fù)電動防滴噴霧機(jī)等設(shè)備。

單人操作——背負(fù)便攜式電動防滴噴霧機(jī)

該機(jī)是針對溫室管理勞動強(qiáng)度大、效率低的缺點(diǎn)，開發(fā)的適合北京郊區(qū)綠色無污染蔬菜生產(chǎn)的一種植保設(shè)備。該機(jī)優(yōu)點(diǎn)有該設(shè)備優(yōu)化了噴頭的高效霧化功能，解決了噴頭滴漏造成的溫室環(huán)境污染問題，可有效節(jié)省60％以上農(nóng)藥用量。電動部分維護(hù)簡單，具備良好的防水絕緣能力，使用安全可靠，能提高工作效率2倍以上。噴藥泵集成了壓力自動控制技術(shù)，能根據(jù)工作中壓力系統(tǒng)的壓力變化自動加壓，保持穩(wěn)定的壓力。工作中采用間歇方式，可以通過噴槍的手柄開關(guān)的開與關(guān)實(shí)現(xiàn)靈活的間歇工作。設(shè)備本身的質(zhì)量為6 Kg，裝滿藥液為22 kg。蓄電池參數(shù)12 v／8AH。

兩人操作——溫室精準(zhǔn)施肥噴藥一體機(jī)

該機(jī)能夠解決設(shè)施作物生產(chǎn)過程中化學(xué)肥料和化學(xué)農(nóng)藥過量使用的問題。通過科學(xué)合理使用化學(xué)肥料和化學(xué)農(nóng)藥，減少過量使用化肥和化學(xué)農(nóng)藥對環(huán)境造成的污染。

其工作原理是利用加壓滴灌系統(tǒng)水流的壓力差驅(qū)動注肥泵工作，通過系統(tǒng)工作完成向整個滴灌系統(tǒng)的注肥作業(yè)。化學(xué)農(nóng)藥噴灑作業(yè)則是首先利用加壓泵對噴灑化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行加壓處理，產(chǎn)生設(shè)施作物植物保護(hù)所需的高壓水流。系統(tǒng)利用安裝在機(jī)架上的塑料罐容器既作為注肥系統(tǒng)的盛肥罐，又可在化學(xué)農(nóng)藥噴灑時作為系統(tǒng)的盛藥罐，安裝在系統(tǒng)上的電子控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的注肥和化學(xué)農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)不同功能的相互轉(zhuǎn)換。

這種將注肥系統(tǒng)和化學(xué)農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)安裝在一起的移動式注肥和施藥的組合式系統(tǒng)能有效提高機(jī)器的利用效率，該系統(tǒng)主要包括3大部分構(gòu)成，第部分為機(jī)械結(jié)構(gòu)部分，第二部分為管路系統(tǒng)部分，第三部分為系統(tǒng)電子控制部分。機(jī)械部分包括推手、機(jī)架和地輪3部分，機(jī)架上部固定有推手、塑料桶和離心多級加壓泵：機(jī)架的下部固定有萬向輪和單向輪。

性能指標(biāo)：

蓄電池參數(shù)：12V／10AH，

充電器規(guī)格：220V50 Hz輸入，12V1A輸出；

肥箱容積：75 L

高效省藥噴藥機(jī)——靜電風(fēng)送式噴霧機(jī)

靜電噴藥技術(shù)是一種最新的高效施藥技術(shù)。松尾昌樹、內(nèi)野敏剛等(1987)提出使霧滴帶電的方法有高壓誘導(dǎo)帶電和電暈帶電。TURNBULLRJ.0(1992)研究發(fā)現(xiàn)霧滴所帶電荷為負(fù)電荷，而植物表面電荷為正電荷(吸引力很強(qiáng)，為地球引力的40倍)。北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心研制的靜電風(fēng)送式噴霧機(jī)利用空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣，壓縮空氣和藥液同時從噴頭后面進(jìn)入噴槍，壓縮空氣高速通過噴頭，在噴頭處形成混合體，霧滴直徑在30μm～50μm之間。施藥時通過噴頭頂端高壓靜電發(fā)生裝置使霧滴攜帶負(fù)電荷，利用同性電荷排斥、異性電荷相吸的物理原理，霧滴負(fù)電荷受到植株葉面攜帶的正電荷吸引而吸附在植株葉片的正面和背面，而帶負(fù)電荷霧滴本身相互排斥使霧滴均勻分布。在與風(fēng)送技術(shù)的有機(jī)結(jié)合后，克服了單一靜電噴霧霧滴穿透力差的現(xiàn)象，從而使藥液霧滴在葉片表面的沉積量顯著增加，可將農(nóng)藥有效利用率提高到90％。

設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

靜電噴霧機(jī)與常規(guī)噴霧機(jī)相比

①葉面覆蓋率提高4倍；

②隱蔽部位覆蓋率提高6倍；

③土壤上沉積減少到1／5；

④每667 m²僅需3 L～6 L的藥液。

技術(shù)參數(shù)

外觀尺寸(m)0.5×0.4×1.1

工作電壓220V

藥箱容量3 L

藥管高壓管(10 m)

總之，高效施藥技術(shù)在設(shè)施生產(chǎn)的應(yīng)用范圍十分廣闊，市場需求很大，隨著人們對反季節(jié)蔬菜需求不斷增大，對蔬菜安全的重視程度不斷提高，高效施藥器械將成為我國設(shè)施生產(chǎn)噴藥器械的主導(dǎo)方向，其發(fā)展前景十分廣闊，產(chǎn)業(yè)化潛力巨大。