基于四川省種植柑橘樹的小型果園農(nóng)用噴霧器設(shè)計探索

賀程

摘要：目的：目前，四川省柑橘樹種植面積超過全國總面積的60%，在個體農(nóng)戶中種植柑橘樹已成為普遍現(xiàn)象，農(nóng)用噴霧器的改良設(shè)計可減輕個體農(nóng)戶負(fù)擔(dān)，以達(dá)到省力、舒適的目的，同時，合理的農(nóng)藥使用也可減少環(huán)境污染。方法：采用文獻(xiàn)調(diào)查法、實(shí)地調(diào)研法以及用戶調(diào)研法，對種植環(huán)境、使用習(xí)慣、產(chǎn)品（農(nóng)用噴霧器）進(jìn)行分析，確定設(shè)計目標(biāo)。結(jié)果：在滿足基本噴灑功能基礎(chǔ)上，提出設(shè)計方向，運(yùn)用“分離設(shè)計”可解決目前使用過程中藥液量配比不足，需多次配比壓力大的核心問題，同時對背負(fù)系統(tǒng)舒適度和噴灑系統(tǒng)便捷性均做合理性改進(jìn)設(shè)計以適應(yīng)復(fù)雜的農(nóng)業(yè)環(huán)境，以達(dá)到減重的目的。結(jié)論：本文將提出農(nóng)用噴霧器的設(shè)計方向，在使用方式與背負(fù)方式上的改變，可在一定程度上減輕用戶的壓力，節(jié)省人力的輸出，增加作業(yè)的便捷性、效率性，以達(dá)到人文關(guān)懷的目的。

關(guān)鍵詞：農(nóng)用噴霧器;省力;分離設(shè)計

四川省多山地、丘陵的優(yōu)越地理?xiàng)l件使其成為全國種植柑橘樹的“大戶”。

對于個體農(nóng)戶而言，柑橘樹病蟲害的防護(hù)與產(chǎn)量有直接利害關(guān)系，柑橘樹是常見的最易產(chǎn)生病蟲害的果樹之一，病蟲害種類多、且不同病蟲害防護(hù)部位不同，需要建立復(fù)雜的防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)。而目前個體農(nóng)戶對于柑橘樹的病蟲害防護(hù)問題上依舊采用傳統(tǒng)的背負(fù)型噴霧器，存在舒適度差（力的支出大）、便捷性差、安全系數(shù)低、農(nóng)業(yè)作業(yè)效率低等弊端，因此，農(nóng)用噴霧器的再設(shè)計極其重要，本為將從種植環(huán)境、產(chǎn)品、用戶行為習(xí)慣三者進(jìn)行分析，提出改進(jìn)的方向。

一、四川省種植柑橘樹的小型果園現(xiàn)狀概述

種植環(huán)境與生產(chǎn)模式。經(jīng)過實(shí)際調(diào)研得知，目前四川種植區(qū)較為平坦，低山，坡度低，機(jī)械化水平低下。柑橘樹的種植多選擇在地勢較為和緩的山腰地帶或緩坡地，源于山腰地段較為溫暖，利于產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)果，且為防止生活垃圾的污染，果園選址一般遠(yuǎn)離居民區(qū)，直線距離至少大于1千米，常在2千米左右，一定程度上加大了個體農(nóng)戶運(yùn)輸?shù)呢?fù)擔(dān)，個體農(nóng)戶管理時需要步行背負(fù)農(nóng)用噴霧器很長的距離。

個體農(nóng)戶以家庭為單位多實(shí)行小規(guī)模的生產(chǎn)模式。當(dāng)前小型柑橘果園的經(jīng)營特點(diǎn)為經(jīng)營者自己投入勞動力參與種植與管理，平時以自己家庭成員管理為主，目前管理的人群多為50歲以上中老年人自主管理模式。

二、柑橘樹常見病蟲害情況及防治措施

（一）病蟲害情況分析

柑橘樹病蟲害的防治主要針對兩種：病害和蟲害。

病害是由于柑橘樹成長過程中管理不當(dāng)導(dǎo)致的，可以危及到整個柑橘樹的生長，以下挑幾類常見病害進(jìn)行分析：炭疽?。焊涕贅淦毡榘l(fā)生的病害，表現(xiàn)在葉片出現(xiàn)黃褐色斑點(diǎn)，葉、花、果梢、甚至于果實(shí)均會得病，高發(fā)每年3月上旬至4月;流膠?。罕憩F(xiàn)在天牛等害蟲對柑橘樹造成傷口后發(fā)生，主要發(fā)生于主干、樹梢;黑斑?。罕憩F(xiàn)在柑橘樹的葉片和果實(shí)，落花45天內(nèi)噴3次，常見于4～6月;砂皮?。罕憩F(xiàn)在樹枝上出現(xiàn)很多小黑點(diǎn)，1天用藥3次以上，常見于9～11月。蟲害：柑橘樹的根、枝、葉、花等部位均可產(chǎn)生不同的病蟲害，蟲害種類較多，包括紅蜘蛛、蚧殼蟲等，常常聚集在葉背，導(dǎo)致葉片衰落，影響品質(zhì)。從病蟲害的分析中可以看出，噴霧器的設(shè)計需要有高度的靈活性，適用于柑橘樹的各個部分噴灑。

（二）防治措施

目前柑橘樹常見的防治措施為：整形修剪，每年修剪病蟲枝，將其中要害部分剪去，不僅提高樹體耐害性和抗病蟲能力，同時也保證了柑橘樹果實(shí)的生長空間。物理或生物方法防治，懸掛黃色粘蟲板，利用害蟲對黃色的趨性，以此來吸引捕抓害蟲。懸掛頻振式殺蟲燈，用光來引誘害蟲，再利用頻振式高壓電網(wǎng)進(jìn)行觸殺。化學(xué)方式，目前最常用的治理方式，根據(jù)病蟲害發(fā)生的情況，選擇適當(dāng)?shù)臅r期，按比例配置農(nóng)藥進(jìn)行病蟲害的處理，使用農(nóng)藥是目前病蟲害防治中必不可少的一部分。

三、用戶使用行為分析

（一）當(dāng)前使用的工具

根據(jù)調(diào)研顯示，在個體農(nóng)戶中，對于柑橘樹噴灑采用傳統(tǒng)的背負(fù)式手動噴霧器和汽油式機(jī)動噴霧機(jī)為主，使用最多為背負(fù)式噴霧器。在一般情況下，以常用的16L噴霧器（裝16kg農(nóng)藥）為例。如果按每畝地兩壺水計算，每畝地需要30kg，配比兩次可完成一次噴灑。（1畝地=667m2，平均每667m2種植45株，一次工作至少噴灑45株柑橘樹），可看出用戶需二次配比進(jìn)行噴灑。

（二）行為習(xí)慣分析

根據(jù)用戶使用情況顯示，在使用時會遇到以下困難。一是運(yùn)輸時的壓力。用戶在運(yùn)輸?shù)倪^程中，柑橘果園距離較遠(yuǎn)，大約在1～2km，且分布于中部山腰部分，用戶在山底進(jìn)行藥液配置后，需徒步背負(fù)上山。二是來源于長時間站立背負(fù)的重量和背負(fù)裝卸重量，用戶作業(yè)噴灑過程中需維持背負(fù)狀態(tài)并圍繞柑橘樹重復(fù)轉(zhuǎn)圈和手持噴桿來回掃描狀態(tài)。三是來源于多次往返的藥液配比，農(nóng)藥的用水量原本與植株的大小、密度、農(nóng)藥倍數(shù)配比有關(guān)，但是在個體用戶的固有認(rèn)知和習(xí)慣中，常以30kg作為標(biāo)準(zhǔn)。由此可看出，在設(shè)計時可考慮藥液量配比不夠，來回配比對用戶的壓力問題。

四、常用噴霧器分析

（一）市場現(xiàn)狀

目前現(xiàn)有市場噴霧器主要分為5類：背負(fù)式、手提式、推車式、車輛類、無人機(jī)/飛機(jī)類，按特性比較結(jié)果如下：

舒適性（省力）：背負(fù)式<手提式<推車式<噴藥車<無人機(jī)/飛機(jī)。

靈活性（適應(yīng)南方復(fù)雜地理環(huán)境）：噴藥車<無人機(jī)/飛機(jī)<推車式<手提式<背負(fù)式。

效率性：背負(fù)式<手提式<推車式<噴藥車<無人機(jī)/飛機(jī)。

安全性：背負(fù)式、手提式、推車式（直接接觸）<噴藥車、無人機(jī)、飛機(jī)（無直接接觸）。

對比可以看出，目前我國南方山地、丘陵地區(qū)使用的背負(fù)式農(nóng)用噴霧器在舒適性、靈活性、效率性、安全性方面顯得相對較弱。

（二）三類常見的背負(fù)式農(nóng)用噴霧器

背負(fù)式手動打壓噴霧器，主要以手動打壓（搖桿運(yùn)動）方式產(chǎn)生動力源，在目前個體農(nóng)戶中所占比例大，對于個體農(nóng)戶而言，體力要求高，效率低，勞作損害大。優(yōu)勢為價格低廉，價格范圍為50～100元之間，傾向于價格優(yōu)先的個體農(nóng)戶均會選擇這款。劣勢在于工作效率低下，安全系數(shù)低，手動打壓很難控制壓力的大小，壓力不足時，噴灑不出，壓力過大時，導(dǎo)致氣室爆炸，長時間作業(yè)，也會加劇農(nóng)戶的手臂負(fù)擔(dān)。背負(fù)式電動噴霧器，與傳統(tǒng)的手動打壓式噴霧器相比，只有在動力源提供方面有區(qū)分，少了搖桿部分，其余部分均相同。但價格上相對而言有增高，大約在200～400元。其優(yōu)勢在于取消了手部（左手）的長時間活動，減少了手部壓力，使用更加省力，并且電動泵壓力大，增大了噴灑距離和范圍，減輕了農(nóng)民的負(fù)擔(dān)。缺點(diǎn)在于由于是靠小型電動泵進(jìn)行打壓，有一定的重量，對于個體農(nóng)戶而言，維修和保養(yǎng)會相對比手動打壓困難，若用戶忘記充電，會出現(xiàn)作業(yè)未完成，電量耗盡的情況，但在實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)用戶會有一定的計劃和準(zhǔn)備，斷電的情況不常出現(xiàn)。背負(fù)式機(jī)動噴霧機(jī)，在前兩類產(chǎn)品基礎(chǔ)上增添了一個新功能——噴灑藥粉，只需要更換內(nèi)部的儲存藥箱便可，由于其內(nèi)部多機(jī)械結(jié)構(gòu)，比普通的電動式噴霧器和手動打壓式重。價格方面較貴，成本高，在800～1000元。優(yōu)勢在于噴射距離遠(yuǎn)、速度快、范圍廣，一定程度上可減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)。劣勢在于以汽油為燃源，成本高，且動力足，抖動厲害，據(jù)調(diào)研可知，中老年人控制不易，掌控時間短，且由于機(jī)械部件多，需要專業(yè)人員進(jìn)行維修，維修困難。