植保機械和精確施藥技術現狀及發展建議

薛 飛

（揚州市農業技術綜合服務中心，225000，江蘇揚州）

上世紀70 年代，我國農藥生產技術與植保機械和農藥使用技術極不匹配，主要表現為：農藥附著在植物表面的霧滴數量不多且極不均勻；農藥霧化后霧滴粒徑大小相差甚大；相當一部分農藥飄散到空氣和土壤中，造成作業人員農藥中毒和土壤農藥污染。經過數十年發展，我國的植保機械發生巨大變化，植保機械類型和施藥技術由傳統的單一式向多元化、精確化發展，農藥的利用率顯著提高。

1 發展現狀

過去傳統單一的背負式噴霧器因與當前大規模種植面積不匹配而逐漸退出市場，取而代之的是作業效率高、操作安全的植保機械；施藥技術也由先前的液體壓力式噴霧向變量化、精確化噴霧轉變。

1.1 植保機械類型

噴桿噴霧機。當前廣泛用于田間作業的機型，特點是噴幅寬、單程作業面廣，近年來針對植株高大、枝葉交叉的農作物研發了高地隙自走式噴桿噴霧機，提高了霧滴在植株不同冠層高度的沉積量及沉積均勻性。如今噴桿噴霧機技術已趨成熟。

氣力式噴霧機。廣泛應用于果園植保作業，還可用于城市綠化等室外大面積場所的殺菌除蟲等，以風送式為主。高速氣流有助于霧滴穿透茂密的果樹枝葉，并促使葉片翻動，提高藥液附著率且不會損傷果樹的枝條和損壞果實。機型有懸掛式、牽引式和自走式。

無人航空植保機。近幾年較為流行的一種新機型，最大的特點是不受地形影響，同時作業效率高，施藥效果好，不損傷作物，勞動強度低，不占用存儲空間等。操作人員只需在田邊遙控，遠離農藥噴灑區域，可避免農藥中毒。

1.2 精確施藥技術

靜電噴霧。對成形的、大小不均勻的霧滴附加電荷，可以將較大粒徑的霧滴二次碎裂，使霧滴的大小更趨于均勻，同時附加電荷的霧滴可以作定向運動被吸附在植株上。

變量噴霧。通過視覺設備、傳感器等對需要作業的農作物生長情況進行采集，視覺設備實時監測作物的各部分，根據農作物生長情況調整噴灑流量和噴施方向，以此達到提高噴灑效果、節約農藥的目的。

風幕式噴霧。主要應用于噴桿噴霧機，在作業時開啟風幕系統形成一道風幕，以此降低霧滴飄移。產生的高速氣流還可以使霧滴定向加速飛向靶標，提高了霧滴對植株冠層的穿透性。

2 當前存在的問題

盡管當前針對農藥的霧化效果和霧化方式的研究已經趨于成熟，植保機械的動力、樣式可以滿足不同農作物和地形的需求，但是植保機械的機身與噴霧效率的相互適應性研究卻略顯不足，似乎呈現各自研究、各自發展的現狀。

當前的植保機械大部分是在現成的機械裝置上加裝噴霧裝置而成的。如當前流行的無人航空植保機大部分是在普通小型無人機上加裝普通的噴霧裝置，這就帶來以下問題：一是航空作業的高度影響霧滴沉積率，若遇到大風，沉積率會進一步降低；二是藥箱內的藥液量隨著作業時間會越來越小，意味著整機的重量會隨之減小，從而影響無人機續航能力和飛行平穩性。對于噴桿噴霧機，同樣是在成熟的動力系統后面加裝噴霧裝置，對噴霧裝置雖考慮到了噴幅、單程作業面積、農作物高低等因素，但對作業過程中可能因機身原因而產生噴灑死角等問題卻研究不夠。

對于施藥技術的研究，國內不少高校和科研院所已經開展多年，施藥技術也越來越多樣化、精確化，但是還未將精確施藥技術廣泛應用到生產實際。當前許多植保機械實現了操作智能化、安全化、簡單化，但是所加裝的仍是簡單噴霧系統。同時，諸多精確施藥技術由于實驗研究時并未考慮整機綜合性能，所帶來的社會效益和經濟效益目前仍未知。

3 發展建議

植保機械涉及機械、流體力學、電工電子、車輛工程等諸多學科，想要實現植保機械真正的智能化、精確化，就要將諸多學科綜合考慮，優化完善，將精確施藥技術與現代植保機械有效融合。

（1）氣液兩相流技術是指氣體、液體一起混合流動，高壓氣體有利于將霧滴二次碎裂，使霧滴更加趨于均勻，同時氣流吹動農作物葉片，使其發生轉動，有效地增加葉片背部農藥附著率。這一技術現已廣泛用于加濕、降溫、除塵和消毒等方面。氣液兩相流技術既可用于擔架式、手推式等中小型植保機械，適用于小型果園、蔬菜大棚等地；又可以用于噴霧車、大型噴桿噴霧機，適用于大型果園、農田作業。

（2）無人航空植保機加裝靜電噴霧系統，既符合當前智能化植保趨勢，又能解決霧滴漂移、利用率不高等問題。同時考慮藥箱重量變化對飛行穩定性的影響，可加裝監測藥液量變化的感應裝置，從而控制飛行高度，使作業高度始終保持在一定范圍內。

（3）傳感器在植保機械上的應用是實現變量噴霧的主要手段，主要有紅外傳感器、視覺傳感器、超聲波傳感器，可應用于果園噴霧車、噴桿噴霧機及手持式噴槍。隨著當今健康綠色發展的倡導與智能化農業的普及，植保機械上變量噴霧技術的應用將得到很大的發展。