農機農藝深度融合助推植保防控現代化措施

平邑縣農業機械發展促進中心 廉偉

1 目前植保防控技術現狀

1.1 我國農藥使用分析

通過國家數據統計局數據顯示，2001 年我國農藥使用量為127.48 萬噸，同年農作物總播種面積為155707.86 千公頃，合8.187 千克每公頃；2019 年使用量為139.17 萬噸，同年全國農作物總播種面積為165931 千公頃，合8.387 千克每公頃；農藥使用量相差不足12 萬噸，合算到每公頃使用量相差不大；但是在2013 年我國農藥使用量達到了180.77 萬噸，同年農作物總播種面積為163702.25 千公頃，合11 千克每公頃，然而美國只有2.2千克每公頃，法國為3.69 千克每公頃，日本為3.72 千克每公頃，因此我國農藥使用量依然很大，有極大的改善空間。

1.2 我國農藥使用結構

在我國農藥使用比例中，曾經出現了三個“70%”，即殺蟲劑占到所有農藥使用量的70%，殺蟲劑中高毒農藥占到70%，高毒殺蟲劑中有機磷殺蟲劑占到70%。隨著社會各界對農產品的安全及環境保護的日益重視，近年來，我國農藥使用比例也發生了改變，目前主要體現為殺蟲劑比例逐漸降低，尤其是高毒性農藥的使用大幅降低，殺菌劑的比例基本沒變，除草劑的比例有所增加。

1.3 我國施藥方式的現狀

我國農作物主要分為三種類型，一是大田作物類；二是設施作物類；三是林果作物類。這三種類型的施藥方式略微有所不同。在20 世紀末及21 世紀00 年代，我國農藥的主要噴施器具是背負式手搖噴霧機，因為每家地塊面積有限，背負式手搖噴霧機成本低廉，且實用方便，所以廣泛應用于大田作物及設施類作物的施藥上。由于人工手持噴藥桿施藥，因此對于葉面、葉背或者作物葉面、莖或者根部，農戶可根據情況靈活掌握進行噴施，符合農藥噴施要求及農藝要求；而林果業施藥大多數是由柴油機（農用機動三輪車）帶動噴藥泵，人工手持噴藥桿進行噴施，噴藥量大，且噴施面廣。這兩種方法均是由于條件限制，缺點也是顯而易見，一方面噴藥量大，容易對環境造成不可小視的污染；另一方面，由于人體和藥液的直接接觸，對人體損害也較大，更重要的是，這些方式效率低且用工大，完全不符合現代化農業、綠色農業的要求。

如今，隨著技術的發展，一方面伴隨著農藥配方比例及對環境保護的重視日益提高，農藥的成分及對環境所造成的影響大幅改善；另一方面，隨著我國農機工業水平的快速提高，施藥方式也產生了革命性的改變。自走式噴桿噴霧機、無人作業植保機、果園噴霧機、彌霧機等各類植保機械可完全滿足目前大田類作物、設施作物及林果作物的植保需求，不僅提高了作業效率，還實現了農作物的精準施藥，減少了施藥量，也提高了效果，施藥更科學，更加符合現代化農業的要求。

2 各類植保機械分析

首先要明確作物的施藥農藝要求，噴施的藥劑不同，施藥標準也有所不同，目前施藥主要有兩種：一是病蟲害防治，二是除草；噴施病蟲害藥劑時，大部分作物的農藝要求是噴透、噴勻；除草劑則避開作物主要向地面噴灑。而果樹的防控項目更多，但是不管是殺蟲劑、殺螨劑還是殺菌劑、機油乳劑，一定要將整棵樹包括樹枝、樹干、葉面、葉背等部位全部噴灑到，不能留有空白部位。

2.1 無人植保機

無人植保機可以說是目前最為熱門的植保機械之一，也被視為高科技農業的應用典型。無人植保機是指用于農作物及林果等植物保護作業的無人駕駛飛機，包括多軸飛行器、固定翼飛機、直升機等，目前市場上較多的是多軸飛行器，例如：大疆、極飛等品牌最受市場歡迎。無人植保機一般由飛行平臺、導航控制系統以及施藥系統三部分組成，通過人員遠程遙控或者電腦繪制地形，自行導航作業，應用場景多，噴施效果好。

對于農作物的農藝要求來講，首先大田類傳統作物，例如小麥、玉米、大豆、花生等，施藥時要求噴透、噴勻。無人植保機作業時一般距離作物較近，高度低，因此通過無人機螺旋槳的超強風力作用，藥液漂移少，穿透力強，而且風力會擾亂氣流，葉面葉背和地面都可噴到，可充分滿足病蟲害及草害的防治要求。其次是林果類施藥，由于林果類要求噴施量較大，且大樹枝葉較為密集，因此無人植保機對大樹的防治效果較差，不宜推薦，而小型樹木或者樹苗尚可；設施類作物則不適用。

對于無人植保機的應用層面來講，無人植保機由于攜藥量小，因此噴灑多為高濃度農藥，噴灑量小且噴灑精準率高、藥液漂移少，對環境污染少。而且無人植保機不受地形限制，部分機型還具備自動導航及自主避障功能，在操作平臺上人工繪制面積后無人植保機可自主規劃路線，避免重噴漏噴，方便快捷。無人植保機動力能源多為電力，少部分機型使用燃油發動機，在理想狀況下，一天一臺無人機可進行800 畝到1000 畝的農藥噴灑作業，再加上該設備簡單易學，購置費用不高，作業成本低，因此諸多地區都成立了飛行團隊，專門為中大型農場（多為上千畝地的大型組織）提供飛防作業，應用十分廣泛，極大地促進了現代化農業的發展。

2.2 自走式噴桿噴霧機

自走式噴桿噴霧機在市場上也較為火爆，一般由底盤行走裝置、藥箱及噴桿裝置、駕駛室組成。相對于無人植保機，自走式噴桿噴霧機藥箱大，多為1000L 以上，且自走式噴桿噴霧機動力來源多為燃油發動機，續航長。根據自走式噴桿噴霧機的規格不同，噴桿長度也有所不同，短的4 到5 米，長的有10 米以上，且輪胎多為窄面大直徑輪胎，輪距可調，可適用不同行距的作物，且不會壓傷作物，平臺整體較高，多分為兩個等級，一即低地隙噴桿噴霧機及高地隙噴桿噴霧機。低地隙噴桿噴霧機機架中心距離地面多為1.1 米~1.5 米，噴桿高度上下可調，可進行1.5 米株高作物的施藥作業，例如小麥、水稻、陸地蔬菜、棉花、大豆等；二為高地隙噴桿噴霧機機架中心距離地面通常為2 米及以上，駕駛室及噴桿高度可調。

對于農藝要求來講，噴桿高度可調，因此噴桿噴頭可最大限度地接近作物，減少藥液的漂移，噴藥量也較大，噴施殺蟲劑時可精準噴施到植株上；噴灑除草劑時，可通過導管將噴頭引到地面上空進行噴施，滿足除草劑的噴施要求，而且還不會將藥液噴灑到作物中心，避免對作物植株造成損傷。高地隙噴桿噴霧機可以對玉米、高粱甚至是低矮的果樹進行植保防控作業，在噴桿噴霧機的優勢基礎之上，部分高地隙噴桿噴霧機在噴桿上還加裝有風扇，如同無人植保機一樣，擾亂氣流，將葉面葉背都噴施上，噴灑更均勻，效果更好。

從自走式噴桿噴霧機的應用層面上來講，該種裝備攜藥量大，噴灑均勻，且輪距可調適用于不同株距作物的施藥作業，不用單獨開辟行車道，作業可靠，價格適中，可在大田作物包括小麥、水稻、棉花、大豆、陸地蔬菜以及部分林果業例如枸杞、大棗等作物上使用，使用普及率很高。

2.3 果園噴霧機

目前來講，果園噴霧機在國內果園應用較為廣泛，而且種類也較多，有自走式果園噴霧機、懸掛式果園噴霧機、牽引式果園噴霧機以及遙控式果園噴霧機，但是大多數原理都為風送式噴藥，大多數構成為機架平臺、藥箱、隔膜泵及噴頭組成，部分先進的設備還加裝有靜電發生裝置。

對于林果類施藥要求來講，果園攜藥量多、且霧滴均勻，噴頭噴藥幅度幾乎可達270°，再加上鼓風機的強力作用，其噴藥射程遠、噴藥量大、穿透力強，果樹葉面、葉背、樹枝、樹干均可噴施到，可完全符合林果作物的噴施要求。對于環保方面，加裝了靜電發生裝置的噴霧機可產生正負電荷附著在藥滴上，藥滴的吸附性更強，能更好地吸附在葉面、葉背、樹枝、樹干上，可減少30%的藥液使用量，減少藥液對環境造成的傷害；國外最先進的靜電噴霧機在施藥的方式上采用半包圍施藥方式，一方面噴灑藥液，另一方面可回收多余的藥滴，從而最大程度地降低農藥的使用量，這種設備我國目前主要還依賴于進口。

對于應用層面來講，自走式果園噴霧機價格較高，但攜藥量較大，多為1000L~2000L 甚至以上，設備高度較低但長度較長，因此大多適用于平原地區的中大型果園；懸掛式果園噴霧機與拖拉機懸掛配套使用，對動力要求較小，攜藥量多為500L 左右，優點是調頭靈活，適合山地丘陵及平原地區的中小型果園使用；牽引式果園噴霧機同樣與拖拉機牽引配套使用，攜藥量大多為1600L~2000L，適合平原地區的中大型果園使用；遙控式果園噴霧機通常由電力或者燃油發動機提供動力，操控人員遠程遙控，遙控距離多為100 米以內，攜藥量較小，一般為300 至500 升，適合丘陵山地地區及平原地區的中小型果園。

2.4 彌霧機

彌霧機主要由藥箱及彌霧發生裝置組成，該裝備與老式手搖式噴霧機一樣，由人員背負手持使用，動力來源多為小型燃油發動機，其優點是產品體積小、價格低廉，可噴施水霧及煙霧，射程可達5 至6 米，覆蓋面積廣。對于農藝要求方面，該設備的噴霧量可達100L 以上每小時，煙霧穿透力強、粘附性強、霧滴細微、在空中飄浮時間長，可很好地吸附在植株的葉面、葉背以及根莖。從應用層面上來講，彌霧機目前已經被廣泛地使用在設施內及小規模林果業、露天蔬菜的施藥施肥及消毒殺菌上，但缺點也很明顯，如果工作人員防護不到位則會嚴重影響工作人員的健康。

3 農藝也應貼合農機

目前來講，農機對于農藝的融合程度較高，無論是大田作物、陸地蔬菜還是林果行業，現有的植保機械均可滿足其施藥的農藝要求，但是為了降低使用成本，更好地發展現代化農業，目前的農藝甚至說是農業也應貼合農機的使用要求。

3.1 集中大規模種植，降低機械設備的使用成本

目前來講，不管是無人植保機還是自走式噴桿噴霧機，其購置成本較高，而且擁有著較大的效率，上文提到，在理想的條件下，一臺無人植保機一天最多可作業1000 畝，自走式噴桿噴霧機一天的作業量也可達數百畝，因此集中大規模種植是發揮農機經濟效益的基本保障。

3.2 改善農藥配方，做到“作物、農藥、農機三融合”

不同機具作業，農藥濃度及施藥量也有所不同。例如，無人植保機由于攜藥量少，因此為保證效率需要少量噴施高濃度藥物；而自走式噴桿噴霧機或者果園噴霧機由于攜藥量大則可以大量噴施低濃度藥物，而部分作物對部分藥液的濃度較為敏感，因此，科研人員應當重視此問題，從作物的抗藥性及農藥配方比例等方面入手，做到“作物、農藥、農機三融合”，真正推進現代化農業的發展。