作物苗后噴施除草劑遮擋裝置研制與應用

靖 華，馬愛平，亢秀麗，王裕智，崔歡虎

(山西省農業科學院 小麥研究所，山西 臨汾 041000)

0 引言

進入21世紀以來，糧食生產在經濟效益上并不具有優勢，農民在作物選擇上均不傾向于糧食生產[1]，糧食生產收益狀況惡化，比較效益低[2]。形成這一狀況的原因是多方面的，如農田除草效果及農田除草成本直接影響著單位面積產量及經濟效益。為此，廣大科技工作者開展了有關小麥[3]、玉米[4]、谷子[5]、大豆[6]、花生[7]的除草劑農藝技術、除草劑作用機制[8]及土壤生態效應[9-10]研究；與此同時，在農業機械除草裝備領域也開展了較多的研究與開發[11-13]。這些農藝技術與機械裝備的研究成果在不同區域得到大面積應用，除草效果明顯改善，除草成本顯著降低。但由于各種作物除草劑產品的研發水平參差不齊，個別作物有苗前專用除草劑而無苗后專用除草劑(如谷子等)，個別作物雖有專用苗后除草劑但噴施時間有嚴格要求(如玉米等)；大多農業機械除草裝備播前的較多，而有關播后及苗期管理的較少，且需要配套動力，產品昂貴。另外，由于不同區域立地條件、草相結構不同、除草劑除草范圍有限，以及個別年份、局部區域由于降雨干擾、除草劑使用技術不當等其他原因，往往出現錯過噴施除草劑時間或噴施除草劑但除草效果不理想的現象，造成區域性農田雜草叢生的現象大面積發生，直接影響著作物產量。研制輕便人力牽引、作業效率高、作業過程安全的“寬行距種植作物苗后行間噴施除草劑遮擋裝置”是解決目前苗后除草成本過高、除草劑漂移的有效途徑之一，對實現作物高產、降低生產成本具有重要的意義。

1 設計的指導思想

根據目前農作物種植結構、社會經濟條件及土地經營方式等，提出了苗后行間噴施除草劑遮擋裝置設計的指導思想：研制的除草劑遮擋裝置具有適應不同農作物種植行距的農藝技術需求，如玉米、大豆、谷子、油葵及其他種植行距≥30cm的各種作物；研制的除草劑遮擋裝置具有除草劑漂移率低、對作物安全，以及除草效果好、效率高、生產及作業成本低的特點；研制的除草劑遮擋裝置可與目前不同類型大小的電動噴霧器配套使用，且安裝、拆卸簡便；研制的除草劑遮擋裝置具有體積小、輕便及可人力牽引的特點。

2 整機結構及技術參數

2.1 整機結構設計

該遮擋裝置包括支架、底座構件和遮擋構件3部分，如圖1所示。

2.1.1 支架及底座構件結構設計

1)支架結構設計。支架包括拉桿、斜立桿、雙層墊板A和扶手。其中，斜立桿、扶手左右兩側各1套。雙層墊板A的上層位于底座板上，下層位于底座板下，上、下兩層墊板通過螺栓與底座板固定， 斜立桿的下端焊接于雙層墊板A的上層，斜立桿的上端與扶手焊接，兩個斜立桿的上中部通過拉桿連接，其結構如圖2所示。

1.支架 2.底座構件 3.遮擋構件

1.拉桿 2. 扶手 3. 斜立桿 4.雙層墊板B 5.雙層墊板B 調節槽 6.螺帽A 7.地輪 8.地輪柄 9.螺栓A 10.雙層墊板A 11.底座板 12.雙層墊板C 13.雙層墊板C調節槽

2)底座構件結構設計。底座構件包括底座板、雙層墊板B及雙層墊板B調節槽、地輪和地輪柄、雙層墊板C及雙層墊板C調節槽。底座板由一長方形木板制成，地輪有3個，呈三角形分布于底座板下。其中，兩個位于底座板下后端，1個位于底座板下前端；雙層墊板B、雙層墊板C的上層位于底座板上，下層位于底座板下；底座板、雙層墊板B、雙層墊板C通過兩端含螺紋的地輪柄及螺帽連接于一體；在雙層墊板B上開有雙層墊板B調節槽，用于調節底座板下后端的兩個地輪的間距，在雙層墊板C上開有雙層墊板C調節槽，用于調節底座板下前端地輪的前后位置；3個地輪柄均延伸于底座板上一定距離，便于卡定電動噴霧器藥桶；前、后地輪的位置調節相應聯動調節3個地輪柄在底座板上位置，以適應不同大小電動噴霧器的長度和寬度。

2.1.2 遮擋構件結構設計

遮擋構件包括擋板、擋板調節板、擋板固定板、擋板連接桿、連接桿固定板和擋板PE膜。遮擋構件有兩套。擋板由木板制成，其前部為三角形，中后部為長方形。其中，后部擋板即長方形部分通過螺栓固定有擋板PE膜，擋板中后部的底邊緣通過螺栓與擋板固定板連接，擋板調節板的一端與擋板固定板的中后部的底邊緣焊接，兩塊擋板長方形的前中部通過擋板連接桿、連接桿固定板和螺帽連接固定；擋板連接桿兩端均帶有一定距離的螺紋；擋板調節板與底座板通過螺孔中的螺栓固定，通過移動該螺栓在不同螺孔中的位置相應聯動調節擋板向外、向內移動。兩塊擋板通過向外移或向內移位于底座板上的擋板調節板及與其連接的擋板連接桿，則可調節噴施除草劑的行間幅寬。遮擋構件結構如圖3所示。

1.擋板固定板 2.擋板調節板 3.螺栓C 4.螺栓B 5. 擋板 6.擋板連接桿 7.連接桿固定板 8.螺帽B 9.螺栓D 10.擋板PE膜

2.2 技術參數

1)外形尺寸。

底板座/mm：長500～520，寬260～270

擋板/mm:總長600，寬或高550

擋板PE膜/mm:長450，寬或高650

地輪高/mm:100

2)作業幅寬。

兩塊擋板間距可調節范圍(適應不同作物的種植行距)/mm：260～650

3)地輪及地輪柄調節距離。

兩個后地輪及地輪柄調節間距/mm：200～240

前地輪與后地輪的地輪柄調節間距/mm：370～450

4)配套動力為人力。

5)作業行數為1行。

6)作業效率為成年人300～350m2/h。

3 實施方式及應用效果

3.1 實施方式

1)擋板、地輪及地輪柄間距調節。擋板間距調節，以適應不同作物種植行距。根據作物種植行距，打開擋板調節板的螺栓B和松動擋板連接桿的螺帽B。當噴施作物行距較大時，兩塊擋板向外移動(即兩塊擋板間距加大)；當噴施作物行距較小時，兩塊擋板向內移動(即兩塊擋板間距減小)；當兩塊擋板移動至與作物種植行距相同或相近時，緊固擋板調節板的螺栓B和擋板連接桿的螺帽B。地輪及地輪柄間距調節，以適應不同類型大小電動噴霧器。根據電動噴霧器的大小，通過分別調整前、后地輪在雙層墊板C調節槽、雙層墊板B 調節槽的位置，相應聯動調節前、后地輪柄位置。電動噴霧器若寬則后地輪向外移，反之則向內移；電動噴霧器長則前移前地輪，反之則后移。

2)安裝。當擋板的間距和地輪位置調節完成后，將電動噴霧器置于3個地輪延伸柄間卡定，并將電動噴霧器噴桿與電動噴霧器提柄、擋板連接桿用綁繩固定，即可進入田間作業。其結構如圖4所示。

1.電動噴霧器藥桶 2.電動噴霧器提柄 3.電動噴霧器噴管 4.電動噴霧器噴桿 5.綁繩 6.電動噴霧器噴頭

3)作業。打開電動噴霧器開關，推動支架扶手，兩塊擋板將作物遮擋于擋板之外，電動噴霧器噴頭噴出的藥液噴灑于兩塊擋板之間的作物種植行間，實現作物行間的除草。

4)拆卸。當作業完成后，解開電動噴霧器噴桿與電動噴霧器提柄、擋板連接桿固定的綁繩，將電動噴霧器從3個地輪柄間提出，即可完成電動噴霧器的拆卸。電動噴霧器原有功能且其各構件不變，仍可用于其他作業類型除草劑的噴施。

3.2 應用效果

研制開發的寬行距種植作物苗后行間噴施除草劑遮擋裝置2017年在夏播作物谷子、玉米、大豆、油葵等作物田間示范應用，效果比較理想。與傳統人工苗后除草相比，可大幅度提高功效5～7倍，傷苗率2%～3%；其作業過程不需配套動力，作業成本低，廣大農民及科技工作者易于接受。

4 結論與討論

1)研制開發的除草劑遮擋裝置其擋板通過調節可適應谷子、玉米、大豆、油葵等寬行距種植作物行距的需求，通過調節地輪及地輪柄在底座上位置可滿足不同大小類型的電動噴霧器。該裝置有效降低了除草劑的漂移，且結構簡單、生產成本和作業成本低、作業效率高。該裝置的研制與開發可拓寬滅生性除草劑的使用范圍，為提高作物產量和降低生產成本開辟了一條新的途徑。

2)有關作物苗后機械除草技術，目前大多應用電動機械除草機[14]，該類型機具由于作業幅度(或行間寬度)固定，無法滿足各種類型的行距作物，且產品昂貴；而有關應用噴霧器配置的噴罩安裝于噴頭，實施苗后行間定向除草劑噴施[15]技術，由于噴罩遮擋面小，往往造成除草劑的漂移，對作物造成藥害。該裝置通過擋板設置及其調節較好地解決了不同作物種植行距的需求，且減輕了除草劑漂移問題。

3)應用該裝置實施苗后行間除草，在作業過程中應根據行間雜草量、裝置移動或人力行走速度確定電動噴霧器開關的檔位。當雜草量大、裝置移動或人力行走速度快時，可開啟電動噴霧器開關的高檔位；當雜草量小、裝置移動或人力行走速度慢時，可開啟電動噴霧器開關的低檔位；雜草量、裝置移動或人力行走速度與除草劑噴施劑量應靈活掌握。