机械植保技术发展与低污染技术应用.pdf

30农机使用与维修2023年第8 期机械植保技术发展与低污染技术应用傅东兴（黑龙江省农业机械工程科学研究院，哈尔滨150 0 8 1）摘要：在现代化的农业生产过程中，植保机械作为农业全程机械化的组成装备，在我国农业生产中应用量逐渐增多。为进一步改善农药喷施质量，降低农药浪费和环境污染等植保问题，分析了机械植保技术发展现状和存在的问题，给出了植保机械未来发展的主要方向和可行建议，并对机械植保低污染技术特征和应用趋势进行分析说明，研究结果对于提升机械植保合理性，降低农业植保作业的不利影响具有积极作用。关键词：机械植保；技术；发展；低污染中图分类号：S49Development of Mechanical Plant Protection Technology and Application of Low Pollution Technology(Heilongjiang Academy of Agricultural Machinery Sciences,Harbin 150081,China)Abstract:In the process of modern agricultural production,plant protection machinery,as a component equipment of theentire mechanization of agriculture,is gradually increasing in application in Chinas agricultural production.In order tofurther improve the quality of pesticide spraying,reduce pesticide waste and environmental pollution and other plant pro-tection problems,the development status and existing problems of mechanical plant protection technology are analyzed,and the main direction and feasible suggestions for the future development of plant protection machinery are given,Andanalyze and explain the characteristics and application trends of low pollution technology for mechanical plant protection.The research results have a positive effect on improving the rationality of mechanical plant protection and reducing theadverse effects of agricultural plant protection operations.Keywords:mechanical plant protection;technology;development;low pollution0引言植保作业是农业生产实施的关键农艺工序，是农业生产管理的重要任务，在大面积农业生产中，采用农业机械进行化学农药的喷施能有效预防病虫草害，保障农作物稳产、高产。随着农业生产的发展和社会对食品安全及环境保护意识的提高，植保机械的作业污染问题受到了广泛关注。从现阶段的农业生产来看，植保机械的普及与应用有效实现了大面积农田植株的高效率植保，但粗放的机械作业模式和植保喷雾技术在一定程度也造成了严重的农田环境污染，甚至引起粮食、经济作物等农产品存在药害，威胁人们生存环境和身体健康。因此,在现有植保机械技术的基础上,结合国内外理论研究和先进成果，改善植保喷雾质量和农药用量，对于降低植保过程的污染，保护农业生产周边环境作用显著。1机械植保技术发展现状近年来,在我国农机扶持政策和农业机械化生产作者简介：傅东兴（197 5一），男，黑龙江富锦人，本科，高级工程师，研究方向为农机维修技术。文献标识码：AFU Dongxing普及的促进和激励下，农业机械的普及率持续上升，拖拉机、整地机、播种机、收获机等重要农业机械在技术水平方面逐渐接近国际水平，但植保机械却落后于大部分主流农机产品,其在技术先进性和机型普及率等方面成为农业机械化的短板 。从国际范围看,植保机械的工作质量受到机械结构、防治技术及农药技术的多方面影响,在大面积农业生产中,利用植保机械进行化学农药的喷施是世界各国普遍采取的方法。随着植保机械逐渐向宽幅、高效发展，农药的喷施质量和使用合理性成为影响防治质量和控制环境污染的关键。长久以来，我国的植保机械在机械结构、喷雾技术、喷头结构、喷雾量控制等方面存在粗放型特征，与农业发达国家和国际一线植保机械的精确喷施和变量用药技术发展存在差距，农药用量大、有效利用率低、环境污染、食品安全成为植保机械设备必须研究和解决的问题。我国针对植保机械发展和合理喷施等方面重视程度很高，中央一号文件连续多年强调农业环保、食品安全、农业可持续发展，并对植保机械化提出具体要求；中国制造2 0 2 5从建设资源节约型、环境友好型农业的角度出发，要求植保机械在现阶段技术基础上，充分考虑资源合理利用和生态环境保护，促进植保装备向“安全多能、自动高效、精准doi:10.14031/ki.njwx.2023.08.0092023年第8 期智能”的方向发展。通过多年的发展，我国现阶段的植保机械市场已经初具规模，农业生产中应用的植保机械逐渐由传统的背负式、担架式植保设备，转变为牵引式和自走式设备，同时，飞防设备近年来也实现了相应发展。不同机型所采用的喷雾、弥雾、喷粉、喷烟等技术能适应不同地区、不同作物、不同气候的农业生产条件，为我国农业植保机械技术发展创造有利条件 2-3。2发展中存在的问题现阶段，机械植保作业主要在机械质量、农药利用率、驾驶操作、核心技术等方面存在不足。2.1植保机械质量不佳从现阶段农业生产中应用的植保机械设备来看,仍以小型落后设备居多，部分地区仍采用人工背负喷施的植保行式，大型的现代化植保设备占比小。农业植保设备存在着传统的粗放型特征，在可靠性、作业效率等方面表现不尽如意。大部分植保机械仅能实现简单的喷雾功能，在雾化能力、自动化程度等方面明显落后。同时存在着制造设备及制造工艺落后，整机的加工制造及装配精度低，与农业生产的农艺技术结合较少，与农业常用的农药匹配性不良等不足。且自主生产的植保机械产品缺少标准化、系列化、成套化特征，产品同质化严重，技术创新不足，难以实现精确喷施的农艺要求 4。2.2农药有效利用率低现阶段的机械植保作业存在严重的农药浪费问题,综合我国农业生产植保的实施来看，不同农作物的化学植保喷雾作业农药有效利用率在33%45%之间，大宗粮食作物的机械植保农药平均利用率仅为36%37%，平均有超过6 0%的农药被浪费。大量没有被利用的农药成为农田及周边环境的主要污染源，严重威胁生产周边的自然环境和社会环境。2.3农药残留严重在大量农药被浪费的同时，农药过量使用还造成了严重的农药残留问题，粮食、水果蔬菜等残留的农药威胁着人们的健康，秸秆及枝叶上残留的农药也对家畜产生不利威胁。据统计，我国农产品农药残留量可达日本、美国、以色列等国家的数倍以上，农药残留已成为我国食品安全的重要威胁。2.4驾驶操作意识落后受传统农业生产习惯的影响，我国农民使用植保机械进行作业时的合理用药意识薄弱，存在明显农机使用与维修的用药技术和使用方法不当问题。生产过程中农药使用量偏大，喷洒雾滴直径过大，整片农田采用同一种农药喷洒模式，均在一定程度造成了农药浪费、环境污染和农药残留等问题。同时，农民对于农药的选择过于随意，大部分农民不考虑喷雾机械的适用性，将农药与植保喷雾机械随意匹配，常导致防治效果不理想，与此同时，与国外相比我国对于植保喷雾从业人员的监管及教育体制相对缺失，农民缺乏植保技术、农药使用技术、机械驾驶技术的有效提升途径，限制了机械植保作业质量的提升 5。2.5重要核心技术缺失从国产先进的中大型植保喷雾机产品来看，大部分核心技术仍依靠进口，尤其是在电气化控制核心元件、雾化喷头等技术方面，缺乏自主研究的理论技术积累，同时对于变量喷雾技术、雾滴回收再利用、对耙喷施等新技术的应用明显不足。3机械植保发展趋势3.1重重视基础功能的升级从现阶段农机市场上销售和使用的植保机械产品技术特征出发，明确现有设备与农业生产需求的不匹配之处，做好因地制宜的技术升级。一方面从提高整机可靠性和适用性的角度出发，全面提升植保机械产品的加工、生产、装配、质量，避免在使用过程中存在雾化状态不良及跑、冒、滴、漏、喷雾不均匀等问题,另一方面从提高可控性和便捷性的角度出发，积极应用自动混药技术、压力调整技术、喷头自动控制技术、提高植保机械的自动化程度（。3.2加强核心技术应用从精确农业的理念出发，重视植保机械核心技术的升级，重点研究喷头的雾化质量、不同喷雾的附着效果、变量喷雾及处方图技术、静电喷雾技术，并助力核心技术切实应用于国产机械植保设备，制造出真正有市场竞争力并符合我国农业生产特点的先进农业植保机械。3.3促进机电液自动化技术应用机电液自动化技术的应用是农业机械向自动化乃至智能化转型的重要一环，将计算机技术、传感器技术、自动控制技术、液压技术等相融合，并应用于植保机械中，能有效提升植保作业过程中的自动化程度，并对植保喷雾中喷雾量、喷雾压力、喷头状态等进行数据监测，能通过计算机控制和优化植保喷雾作业过程中的实施方案，实现喷施质量的优化提升。31323.4健全行业技术标准植保机械既属于农业机械的类型，同时又具备其特殊特点，既承担着高效率作业的责任，还承担着环境保护和食品安全的责任，因此植保机械产品在农机市场的准人标准应当更高，需经过更多科学合理的测试才能通过监督管理部门的实验验证，获得参与农业生产的资格。因此，我国应持续优化和健全植保机械相关的政策体系和行业标准，为植保机械建立规范有序的市场环境，并做好相应的监管，促进机械植保产品和相关行业的规范化发展（7 一。4低污染植保技术应用4.1农药配比控制技术农药配比控制技术主要是通过控制药箱内药液的浓度实现对农药使用量的变量控制，其核心在于调整农药与水的比例，该技术不使用传统的单一药液箱结构而是先将农药和水分别贮存。在进行植保喷雾作业时，根据不同区域的病虫害情况或预先设计好的喷施方案，实时进行混药喷施，系统能够预先判断混药所需时间并做好延迟修正，该技术在一定程度上简化了传统电控变量喷雾技术的实施难度，但造成机械结构复杂和系统控制等方面的难度增加，现阶段主要应用于大型先进的变量喷雾机械之中。4.2喷施压力调控技术压力调控是现阶段实施变更喷施的主流技术之一,压力调控的主要目的是通过调整药液箱内的压力改变单位时间内的农药喷施量，从而调整不同区域的农药用量，实施变量喷施。喷施压力调控的时限主要依托与电控系统对药液泵的控制，要求药液泵具有较大调整范围。目前喷施压力的调控是最容易实现的喷雾量调整技术方案，但由于药液箱所能承载的压力有限，同时当压力低于一定范围时，喷雾质量会受到明显影响，限制了喷雾量调整范围。尽管该技术结构原理简单，但实际的实施效果仍待进一步提升 94.3静电喷雾技术静电喷雾技术是指在喷雾过程中为农药药液充电，使喷出的雾滴带电，使雾滴喷出后不仅受到自身重力的作用，而且受到电场力作用，对于细小的雾滴，电场力远大于重力，使农药喷施后的有效附着率和沉积率提高约40%50%，保证综合利用率接近9 0%，且雾滴不仅沉积于目标正面，还会在侧面和背面形成附着效果，有效改善重力沉积的效果。现阶段，我国农业生产中应用的静电喷雾装备农机使用与维修包括手持式静电喷雾器、高射程静电喷雾车、风动转笼式静电喷雾机等。4.4目标探测及仿形技术近年来，对靶喷施技术得到深入研究和应用，在计算机和视觉识别技术的支持下，对靶喷施设备首先在国外的果园场地得到试验和推广应用。通过视觉设备获取果树的位置、外形，并利用计算机分析外形特点和果实位置，药物喷施过程中，喷雾不再采用连续无差别的喷施方式，而是针对目标位置及周边枝叶环境实施最合理的喷施环境，在保证病虫害预防的同时，减少药液在空气和无效位置的浪费，有效提高农药利用率 10 5结语综上所述，尽管近年来我国的机械植保技术和设备应用得到了快速进步，但其发展水平仍与国际先进水平存在一定的差距，我国植保机械的研究和制造企业在引进国际先进技术和设计理念的同时，应加强设备与我国农业生产需求及农药技术的融合，突破核心技术制约，保障自主植保机械产品具有更强的市场竞争力。同时，植保机械的技术研究还应充分考虑精确喷施，提高农药利用率，降低喷施过程的环境污染，实现农业生产植保作业的科学实施。参考文献：1于俊萍.国内外植保机械的发展与应用 J.山东农机化,2 0 2 0(6):2 8 -31.2刘开顺.正确使用植保机械预防和减少环境污染 J.现代农机,2 0 14(6):55-56.3孙树青，李宁波，汤崇俭，等.高效植保机械病虫防效及防治效能试验浅析J.中国农业综合开发,2 0 2 2(10):49 -53.4于丽杰.植保机械认证机构测量装置的量值溯源浅析J.农机质量与监督,2 0 2 2 7)：18-19.5陶雷，卞兆娟，夏利利，等.植保机械减量施药技术及装备 J.农机质量与监督,2 0 2 2（3）：19-2 0+32.6孙乃军.如何优化植保机械和施药技术J农业开发与装备,2 0 2 2(4):19-2 0+2 32.7王龙飞，李建华.烟草植保机械研究现状及发展趋势J.农机使用与维修,2 0 2 2(1:2 2-2 4.8王宏臣，罗旭杰.新型植保机械防治小麦重大病虫害药效评价报告J.基层农技推广，2 0 2 1,9（11)：61-64.9刘冬梅，杨杭旭，周宏平，等.茶树植保机械及减量施药技术研究进展 J.中国农机化学报,2 0 2 1,42(9)：59-67.10 迟涛德.浅谈我国的果树植保科学技术工作 J.农业开发与装备,2 0 2 1(12）：16 3-16 4.(04)2023年第8 期