基于四川省種植柑橘樹的小型果園農用噴霧器設計探索

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%，在個體農戶中種植柑橘樹已成為普遍現象，農用噴霧器的改良設計可減輕個體農戶負擔，以達到省力、舒適的目的，同時，合理的農藥使用也可減少環境污染。方法：采用文獻調查法、實地調研法以及用戶調研法，對種植環境、使用習慣、產品（農用噴霧器）進行分析，確定設計目標。結果：在滿足基本噴灑功能基礎上，提出設計方向，運用“分離設計”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，同時對背負系統舒適度和噴灑系統便捷性均做合理性改進設計以適應復雜的農業環境，以達到減重的目的。結論：本文將提出農用噴霧器的設計方向，在使用方式與背負方式上的改變，可在一定程度上減輕用戶的壓力，節省人力的輸出，增加作業的便捷性、效率性，以達到人文關懷的目的。

關鍵詞：農用噴霧器;省力;分離設計

四川省多山地、丘陵的優越地理條件使其成為全國種植柑橘樹的“大戶”。

對于個體農戶而言，柑橘樹病蟲害的防護與產量有直接利害關系，柑橘樹是常見的最易產生病蟲害的果樹之一，病蟲害種類多、且不同病蟲害防護部位不同，需要建立復雜的防護系統進行防護。而目前個體農戶對于柑橘樹的病蟲害防護問題上依舊采用傳統的背負型噴霧器，存在舒適度差（力的支出大）、便捷性差、安全系數低、農業作業效率低等弊端，因此，農用噴霧器的再設計極其重要，本為將從種植環境、產品、用戶行為習慣三者進行分析，提出改進的方向。

一、四川省種植柑橘樹的小型果園現狀概述

種植環境與生產模式。經過實際調研得知，目前四川種植區較為平坦，低山，坡度低，機械化水平低下。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，利于產出優質果，且為防止生活垃圾的污染，果園選址一般遠離居民區，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戶運輸的負擔，個體農戶管理時需要步行背負農用噴霧器很長的距離。

個體農戶以家庭為單位多實行小規模的生產模式。當前小型柑橘果園的經營特點為經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導致的，可以危及到整個柑橘樹的生長，以下挑幾類常見病害進行分析：炭疽病：柑橘樹普遍發生的病害，表現在葉片出現黃褐色斑點，葉、花、果梢、甚至于果實均會得病，高發每年3月上旬至4月;流膠病：表現在天牛等害蟲對柑橘樹造成傷口后發生，主要發生于主干、樹梢;黑斑病：表現在柑橘樹的葉片和果實，落花45天內噴3次，常見于4～6月;砂皮病：表現在樹枝上出現很多小黑點，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，導致葉片衰落，影響品質。從病蟲害的分析中可以看出，噴霧器的設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進行觸殺。化學方式，目前最常用的治理方式，根據病蟲害發生的情況，選擇適當的時期，按比例配置農藥進行病蟲害的處理，使用農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）當前使用的工具

根據調研顯示，在個體農戶中，對于柑橘樹噴灑采用傳統的背負式手動噴霧器和汽油式機動噴霧機為主，使用最多為背負式噴霧器。在一般情況下，以常用的16L噴霧器（裝16kg農藥）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行噴灑。

（二）行為習慣分析

根據用戶使用情況顯示，在使用時會遇到以下困難。一是運輸時的壓力。用戶在運輸的過程中，柑橘果園距離較遠，大約在1～2km，且分布于中部山腰部分，用戶在山底進行藥液配置后，需徒步背負上山。二是來源于長時間站立背負的重量和背負裝卸重量，用戶作業噴灑過程中需維持背負狀態并圍繞柑橘樹重復轉圈和手持噴桿來回掃描狀態。三是來源于多次往返的藥液配比，農藥的用水量原本與植株的大小、密度、農藥倍數配比有關，但是在個體用戶的固有認知和習慣中，常以30kg作為標準。由此可看出，在設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）市場現狀

目前現有市場噴霧器主要分為5類：背負式、手提式、推車式、車輛類、無人機/飛機類，按特性比較結果如下：

舒適性（省力）：背負式<手提式<推車式<噴藥車<無人機/飛機。

靈活性（適應南方復雜地理環境）：噴藥車<無人機/飛機<推車式<手提式<背負式。

效率性：背負式<手提式<推車式<噴藥車<無人機/飛機。

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

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

（二）三類常見的背負式農用噴霧器

背負式手動打壓噴霧器，主要以手動打壓（搖桿運動）方式產生動力源，在目前個體農戶中所占比例大，對于個體農戶而言，體力要求高，效率低，勞作損害大。優勢為價格低廉，價格范圍為50～100元之間，傾向于價格優先的個體農戶均會選擇這款。劣勢在于工作效率低下，安全系數低，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，導致氣室爆炸，長時間作業，也會加劇農戶的手臂負擔。背負式電動噴霧器，與傳統的手動打壓式噴霧器相比，只有在動力源提供方面有區分，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，減輕了農民的負擔。缺點在于由于是靠小型電動泵進行打壓，有一定的重量，對于個體農戶而言，維修和保養會相對比手動打壓困難，若用戶忘記充電，會出現作業未完成，電量耗盡的情況，但在實際調研中發現用戶會有一定的計劃和準備，斷電的情況不常出現。背負式機動噴霧機，在前兩類產品基礎上增添了一個新功能——噴灑藥粉，只需要更換內部的儲存藥箱便可，由于其內部多機械結構，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。優勢在于噴射距離遠、速度快、范圍廣，一定程度上可減輕農民負擔。劣勢在于以汽油為燃源，成本高，且動力足，抖動厲害，據調研可知，中老年人控制不易，掌控時間短，且由于機械部件多，需要專業人員進行維修，維修困難。