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我国植保机械的发展状况与前景分析_付大平

人类的不断进化过程,就是不断征服自然的过程。农作物的生物防治、物理防治和化学防治对农业的增产增收起到了重要的作用。随着科学技术的发展,最有效的化学防治在农业生产中的地位已经不可替代。我国是农药生产和使用大国,年产量80~100万t,而农药的使用效率仅为20%~40%,60%~80%的农药都损失了[1]。

2012年8月正是玉米生长中后期,却爆发了粘虫灾害,全国遭受虫害的面积达433万hm2,严重受害面积43.33万hm2,危害程度近十年最重。粘虫因其群聚性、迁飞性、杂食性、暴食性,成为全国性重要农业害虫。今年降雨较多,玉米植株大,田间封闭,给灭虫工作带来了巨大的困难。由于灾情的突发性,农民在面对虫灾时,只有背负手动式喷雾器行走在浓密的玉米田,在喷洒高效剧毒的农药过程中,造成了多人的中毒事件。最终在政府的大力支持和保障下,各种适合此时期使用的高地隙打药机如雨后春笋般出现,为及时消灭虫灾,减少农民经济损失,起到了重要作用。

1国外植保机械的发展情况

20世纪中期,规模化的大农场经营模式在欧美农业发达国家迅速形成,促使农业机械化与自动化得到全面、快速的发展,在强大的经济实力和科学技术支撑下,防治病虫草害体系由航空植保机械和大型自走式植保喷雾机械作为主体[2]。1912年,加拿大率先使用了喷洒农药的专用飞机[3];日本防治水稻病虫害主要也以直升机为主,久保田公司生产了世界先进的无人驾驶农用KG-200型直升机,最大功率可以达到13.2kW,装载药量11L。世界上最大的农机制造商约翰迪尔公司生产了4000型系列大型自走式喷雾机,采用智能化精准农业管理系统,该系统是GPS导航、产量图、变量施用和喷杆控制产品的完整组合,离地间隙40~250cm,适于高秆作物的大面积、高效率和精准植保作业;德国雷肯公司生产的牵引式大田喷雾机Primus、Albatros和悬挂式大田喷雾机EuroLux,采用了中央钟摆式悬挂系统,可在不平坦的地面作业时保持平衡,并在高速行驶情况下保证精确的喷雾量,有先进的液压调控系统,可调节喷头工作高度和喷杆倾斜度;凯斯纽荷兰“爱国者”系列打药机包括3种机型3230、3330和4420型自走式喷雾机,爱国者喷药机配有AimCommand变量喷药系统和减震悬架,喷药机备有微量、中量和大量不同喷口尺寸的多种喷嘴,用户可以根据作物、药量和风速等实际作业条件自由选择;国十方国际公司生产的海吉DTS10自走式喷药机,距地面1.85m,能够自动调整悬挂,喷架可视性好。国外大型自走式植保机械采用了诸多的先进技术,主要包括以下几个方面:1.1精准变量喷药技术

发达国家(以德国、美国、日本为代表)经过20多年的探索,已形成了较为成熟的基于GPS、GIS及传感器技术的可实时变量喷药控制系统,可通过多种控制方式,根据灾害情况和受害位置变量喷药,使农药的利用率最大和污染降到最小,减小了对农业环境的破坏。

1.2精准定靶喷药的杂草识别技术

采用遥感技术和机器视觉技术进行田间病虫草检测和识别,如德国 Biller 等[4]应用光电传感器设计出的杂草识别装置已被应用到喷药装置上;美国加利福尼亚大学戴维斯分校对成行作物实施精量喷雾系统的研制,也是基于视觉传感器;Giles 等[5]研制的一种基于机器视觉的精确喷药装置,与传统喷药方式相比,该装置能节约 66%~80%的杀虫剂,目标作物上的雾滴沉降效率提高了 2.5~3.7倍,空中飘移减少了62%~93%;日本的 Dohi等[6]利用计算机视觉技术,设计了为除草装置提供杂草位置信息的系统。

1.3防漂移技术

在喷药过程中,减少雾滴的漂移,增加药液的附着率,是提高农药利用率、降低对农业环境污染的重要措施,国外喷雾机上主要使用风幕技术、防漂移喷头和静电喷雾技术[7],目前大型自走式喷雾机上主要采用风幕技术。

1.4风幕技术

在欧洲20世纪末兴起的风幕技术,已成为现在大型自走式喷雾机防雾滴漂移的主要技术,它是把风筒增加在喷雾机的喷杆上,施药时,沿喷雾方向强制送风在喷头上方形成风幕,在增大了雾滴的穿透力同时,即使有风(小于四级风)的天气下工作,也不会发生雾滴飘移现象。

1.5全液压驱动技术

国外的大中型自走式喷雾机在行走、转向、制动、喷杆升降和折叠、整机地隙的升降等方面,已实现了全液压控制,行走系统主要由液压马达来驱动,使整机结构简化,底盘升高,更造于中耕作物喷药,且增加了传动系统的可靠性。有些机具上还采用了液压减震悬浮系统,此液压减震不同于弹簧减震,它可以依据地势的变化和机器负载进行调整,从而保证速度变化和喷杆升高时系统都能保持稳定。另外,有些牵引式喷杆喷雾机,在牵引杆上装有电控液压转向器,可以保证在拖拉机转弯时与机具保持一致[7]。

1.6安全自动混药技术

安全自动混药技术的使用减少了人药接触,有效地避免了引发慢性中毒事件,而且混药操作方便灵活,可根据需要调节混药比例[7]。约翰迪尔4630等大型自走式喷杆喷雾机,均采

我国植保机械的发展状况与前景分析

付大平,田 耘*

(吉林农业大学工程技术学院,吉林 长春 130118)

摘 要:目前,我国病虫害的防治还是以化学防治方法为主,即采取机械喷洒农药防治病虫害。我国是农药生产与使用大国,但我国

植物保护机械却严重落后,造成了农药利用率低、环境污染严重等问题。本文通过对国内外植物保护机械发展与使用情况的分析,

提出我国植保机械存在的技术问题和主要的发展方向。

关键词:农药;喷雾机;植保机械;高地隙打药机

中图分类号:S49            文献标识码:A

*为本文通信作者

我国植保机械的发展状况与前景分析 付大平 田 耘

AGRICULTURE AND LTECHNOLOGY 49

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