農(nóng)業(yè)植保機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

晁 栓

（江蘇大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

植保作業(yè)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要環(huán)節(jié)之一，其在預(yù)防農(nóng)作物病蟲(chóng)害，保證作物的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)方面具有重要作用[1]。先進(jìn)的植保技術(shù)與裝備不僅能迅速控制病蟲(chóng)害，而且能有效提高農(nóng)藥利用率，減少農(nóng)藥對(duì)食品和環(huán)境的污染[2]。隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的人工、半人工噴施植保方式已不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)植保的要求，農(nóng)業(yè)植保機(jī)械化成為全面實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的迫切需求。

1 我國(guó)植保機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)對(duì)于植保機(jī)械化技術(shù)的研究起步較晚，總體來(lái)看經(jīng)歷了人力、畜力小型植保機(jī)械——小型動(dòng)力植保機(jī)械和與拖拉機(jī)相配套的大中型施藥機(jī)械——自走型植保機(jī)械，以及在某些地區(qū)和領(lǐng)域已得到較廣泛應(yīng)用的航空植保機(jī)械的發(fā)展歷程[3]。

中國(guó)于20 世紀(jì)30年代研制成單管和雙管噴霧器。20 世紀(jì)50年代，先后開(kāi)始生產(chǎn)手動(dòng)壓縮噴霧器、畜力地輪傳動(dòng)式噴霧機(jī)和手推車式機(jī)動(dòng)噴霧及噴粉機(jī)、手扶拖拉機(jī)配套噴霧機(jī)、擔(dān)架式機(jī)動(dòng)噴粉噴霧機(jī)、拖拉機(jī)懸掛式噴粉噴霧機(jī)、手提式煙霧機(jī)等；70年代后研制了背負(fù)機(jī)動(dòng)彌霧噴粉機(jī)，手持微量噴霧器和背負(fù)機(jī)動(dòng)微量彌霧機(jī)等[4]。改革開(kāi)放以來(lái)，單管、壓縮和背負(fù)式噴霧器等老三樣手動(dòng)噴霧器完成絕大部分的防治面積。農(nóng)民普遍采用單一機(jī)型“打遍百藥”來(lái)防治各種作物的病蟲(chóng)害，不僅作業(yè)效率低，而且防治效果不佳。

近年來(lái)隨著農(nóng)機(jī)技術(shù)的不斷積累和進(jìn)步，以及農(nóng)業(yè)耕地規(guī)?；?jīng)營(yíng)面積的不斷增長(zhǎng)，中大型植保機(jī)械和高效率的航空植保機(jī)械得到了較快的普及與發(fā)展，但是與我國(guó)先進(jìn)的農(nóng)藥生產(chǎn)技術(shù)相比，我國(guó)先進(jìn)的植保機(jī)械設(shè)備依然嚴(yán)重落后。目前國(guó)內(nèi)各類植保機(jī)械年產(chǎn)量約300萬(wàn)臺(tái)（套），但是70%左右的植保機(jī)械處于歐美國(guó)家20 世紀(jì)80年代的水平[5]?？傮w來(lái)看，我國(guó)植保機(jī)械化技術(shù)不規(guī)范，而且缺乏相配套的施藥技術(shù)，嚴(yán)重制約了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。近幾年，我國(guó)農(nóng)業(yè)主管部門從頂層設(shè)計(jì)出發(fā)，加大了對(duì)植保機(jī)械化的宣傳和推廣工作，并將高效植保機(jī)械作為農(nóng)機(jī)推廣的重點(diǎn)來(lái)抓，這對(duì)提高植保作業(yè)機(jī)械化質(zhì)量和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綠色防控起到了重要促進(jìn)作用。

2 現(xiàn)有植保機(jī)械種類及特點(diǎn)

2.1 手動(dòng)噴霧器

人工植保機(jī)械中使用最廣泛的是背負(fù)式手動(dòng)噴霧器，該機(jī)具主要由藥液箱焊接件、唧筒、氣室、出水管、手柄開(kāi)關(guān)、噴桿、噴頭、搖桿部件和背帶系統(tǒng)組成。由于設(shè)備的結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，操作方便，應(yīng)用范圍很廣，占普通農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的70%左右[6]。但由于噴頭技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，噴頭易被污物堵塞，造成霧化效果不佳，作業(yè)效率降低，且由于作業(yè)主觀性明顯，漏噴重噴現(xiàn)象比較嚴(yán)重，不僅降低了農(nóng)藥的利用率，而且直接影響病蟲(chóng)害防治效果。作業(yè)時(shí)植保人員直接暴露在農(nóng)藥環(huán)境下，極易發(fā)生中毒事件。

2.2 噴桿式噴霧機(jī)

噴桿式噴霧機(jī)是傳統(tǒng)的大宗糧食作物主要植保機(jī)械，現(xiàn)階段的應(yīng)用較為廣泛，根據(jù)作業(yè)形式和動(dòng)力來(lái)源的不同，大體可分為懸掛式、自走式和高地隙三類[7]。懸掛式噴桿噴霧機(jī)需與拖拉機(jī)進(jìn)行配套作業(yè)，通過(guò)拖拉機(jī)實(shí)現(xiàn)牽引，并為噴藥機(jī)的泵體提供動(dòng)力，進(jìn)而保證噴藥的壓力供給。由于采用了懸掛式結(jié)構(gòu)，整機(jī)的技術(shù)提升受到了限制，不利于部分先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。自走式噴桿噴霧機(jī)是在普通的噴桿噴霧技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了獨(dú)立的動(dòng)力和控制系統(tǒng)，使其成為一個(gè)合理的整體。自走式噴桿噴霧機(jī)主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向和控制系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、液壓裝置和噴桿噴霧裝置等部分。先進(jìn)的自走式噴桿噴霧機(jī)還應(yīng)用了自吸加水、自動(dòng)拌藥等技術(shù)，由于整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加緊湊，具有轉(zhuǎn)彎半徑小、軋苗率低的優(yōu)點(diǎn)。高地隙噴桿噴霧機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理與自走式噴桿噴霧機(jī)十分類似，主要是為適應(yīng)小麥、水稻、玉米和部分蔬菜生長(zhǎng)中、后期的藥物噴施所生產(chǎn)的機(jī)型，具有離地間隙高的特點(diǎn)，通常情況下采取輪距可調(diào)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，以利于田間行走的便捷性。

2.3 植保無(wú)人機(jī)

植保無(wú)人機(jī)是近年來(lái)興起的新式植保機(jī)具，主要分為單旋翼和多旋翼兩種。與傳統(tǒng)植保機(jī)械相比，無(wú)人機(jī)植保作業(yè)具備諸多優(yōu)點(diǎn)：一是不受地形與環(huán)境的限制，適應(yīng)能力強(qiáng)；二是作業(yè)效率高，尤其在防治農(nóng)作物突發(fā)性病蟲(chóng)害方面表現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)；三是噴施均勻性好，農(nóng)藥及水的利用率高，與傳統(tǒng)植保方式相比，無(wú)人機(jī)噴藥可減少20%～40%的農(nóng)藥使用量，節(jié)水90%以上；四是自動(dòng)化程度高，植保人員只需遠(yuǎn)程操控，無(wú)需暴露在農(nóng)藥環(huán)境下，安全性好[8]。

3 植保機(jī)械化的發(fā)展趨勢(shì)

預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，我國(guó)將迎來(lái)植保機(jī)械化發(fā)展的黃金時(shí)期，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際看，我國(guó)植保機(jī)械化應(yīng)向以下幾個(gè)方面發(fā)展：

3.1 向更先進(jìn)、智能方向發(fā)展

我國(guó)農(nóng)機(jī)技術(shù)水平的不斷提高，為植保機(jī)械化技術(shù)的快速發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)條件，未來(lái)的植保機(jī)械應(yīng)充分使用先進(jìn)的植保技術(shù)，例如靜電噴霧技術(shù)、智能風(fēng)送技術(shù)和藥液回收技術(shù)等。還應(yīng)充分發(fā)揮我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)植保機(jī)械的無(wú)人駕駛和遠(yuǎn)程操控，同時(shí)應(yīng)用現(xiàn)有的智能和信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)植保機(jī)械的作業(yè)速度、作業(yè)面積、噴霧壓力和噴霧量的有效監(jiān)測(cè)。

3.2 向更精準(zhǔn)、高效方向發(fā)展

把農(nóng)藥精量、準(zhǔn)確地施撒到作物上，提高農(nóng)藥的有效利用率，是對(duì)現(xiàn)代植保機(jī)械化的基本要求?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)植保機(jī)械技術(shù)必須要突出藥物噴施的精準(zhǔn)性和高效性，同時(shí)也要具備變量噴施的技術(shù)，以更好地滿足不同農(nóng)作物對(duì)藥量的不同需求。目前我國(guó)大部分作物還屬于粗獷型的植保方式，因此，需要不斷提高先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用水平，加強(qiáng)對(duì)精準(zhǔn)施藥和變量噴施的技術(shù)研究，把植保機(jī)械推向更精準(zhǔn)、高效方向上來(lái)。

3.3 向更綠色、環(huán)保方向發(fā)展

施藥過(guò)程中飄移、流失的農(nóng)藥是一種環(huán)境污染源，我國(guó)每年因藥劑霧滴飄移而引起作物藥害造成的損失達(dá)數(shù)億人民幣。另外，農(nóng)藥環(huán)境污染也是我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留超標(biāo)的重要原因之一，為保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的長(zhǎng)久發(fā)展和我國(guó)人民的食品安全，植保作業(yè)必須盡早脫離傳統(tǒng)的粗放模式，向更加綠色且環(huán)保的方向上來(lái)，降低農(nóng)藥的使用量，提升農(nóng)藥的利用率。噴頭質(zhì)量在防止藥劑霧滴飄移方面起著非常重要的作用，先進(jìn)的扇形噴頭和其他專用型噴頭可有效減少霧流中小霧滴的數(shù)量，降低農(nóng)藥的漂移浪費(fèi)，同時(shí)可以加大力度研發(fā)具有藥液霧滴回收裝置的循環(huán)式噴霧機(jī)具，將未被作物附著的霧滴進(jìn)行回收，從而減少對(duì)環(huán)境的污染。

4 結(jié) 語(yǔ)

實(shí)踐證明，病蟲(chóng)害防治是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)順利實(shí)施的基礎(chǔ)，也是保證農(nóng)作物產(chǎn)量的關(guān)鍵所在。我國(guó)植保機(jī)械技術(shù)經(jīng)過(guò)多年推廣已初具成效，在農(nóng)業(yè)大規(guī)模穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)上發(fā)揮了積極的作用，但總體看與世界先進(jìn)水平還有一定差距。今后一段時(shí)間應(yīng)充分借助《中國(guó)制造2025》中指出的契機(jī)，圍繞建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)，大力發(fā)展新型高效農(nóng)業(yè)植保機(jī)械化裝備與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)植保機(jī)械的專業(yè)化和現(xiàn)代化。