我國(guó)植保機(jī)械的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

商海波

(東營(yíng)市墾利區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東 東營(yíng) 257500)

0 引言

糧食安全是保障我國(guó)社會(huì)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)提升的重要基礎(chǔ)條件之一，對(duì)于提高農(nóng)作物產(chǎn)量與品質(zhì)具有重要意義[1]。我國(guó)人口基數(shù)大，人口增長(zhǎng)數(shù)量增加，人均耕地面積逐漸減少，因此，如何提高單位面積農(nóng)作物產(chǎn)量是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要問(wèn)題[2]。植保技術(shù)是保障糧食安全的重要基礎(chǔ)條件之一，通過(guò)高效率的化學(xué)農(nóng)藥噴灑是植保技術(shù)中不可或缺的作業(yè)環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)植保技術(shù)主要是對(duì)田間病蟲(chóng)害技術(shù)進(jìn)行防治，通過(guò)噴灑大面積化學(xué)藥劑進(jìn)行田間防控，但是由于化學(xué)藥劑不合理使用會(huì)造成農(nóng)藥殘留，對(duì)生態(tài)環(huán)境安全造成了一定的威脅與安全隱患，另一方面，還會(huì)導(dǎo)致土壤質(zhì)量降低，破壞土壤理化結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致土壤肥力降低[3]。

因此，植保是保障糧食安全的重要條件之一，高效率的植保機(jī)械是提高植保作業(yè)質(zhì)量與田間作業(yè)效率的重要基礎(chǔ)。

1 植保機(jī)械施藥技術(shù)發(fā)展

植保機(jī)械化離不開(kāi)施藥技術(shù)與植保機(jī)械，其中，施藥技術(shù)是農(nóng)業(yè)植保機(jī)械作業(yè)的重要環(huán)節(jié)，主要包括管道噴霧、風(fēng)力輔助噴霧、變量噴霧、靜電噴霧技術(shù)等。

1.1 管道噴霧技術(shù)

管道噴霧技術(shù)是將相關(guān)滲灌管埋設(shè)在距離地表一定距離，通過(guò)施藥泵對(duì)藥液進(jìn)行加壓送入滲灌管后，帶動(dòng)多個(gè)噴槍進(jìn)行田間噴灑作業(yè)，目前在我國(guó)丘陵地區(qū)應(yīng)用較為廣泛。管道噴霧技術(shù)在我國(guó)不同地區(qū)應(yīng)用效果如表1所示[4]。

表1 管道噴霧技術(shù)應(yīng)用效果

1.2 風(fēng)力輔助噴霧技術(shù)

風(fēng)力輔助噴霧技術(shù)主要是指利用高速風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的強(qiáng)大氣流，將藥液和植保機(jī)械噴頭霧化形成小霧滴作用于作物冠層。風(fēng)力輔助噴霧技術(shù)可以提高植保效率，霧化后的藥液在作物表層具有良好的附著性。

1.3 變量噴霧

變量噴霧技術(shù)主要是將靶向噴霧技術(shù)和變量控制技術(shù)融合，首先在田間通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)建立作物冠層特征信息模型，根據(jù)模型反饋動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)變量噴霧，目前，常見(jiàn)的靶向噴施技術(shù)如表2所示。

表2 靶向噴霧技術(shù)及其共組原理

1.4 靜電噴霧技術(shù)

靜電噴霧技術(shù)主要是指基于高壓靜電發(fā)射裝置讓靜電噴頭與靶向目標(biāo)之間形成電場(chǎng)，藥液霧滴成為“帶電霧滴”環(huán)繞在作物冠層，并在靜電力和自身重力的作用下沉積至作物冠層。

1.5 航空施藥技術(shù)

航空施藥技術(shù)主要是指利用飛機(jī)或其他飛行器作用下將農(nóng)藥均勻噴灑在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，以植保無(wú)人機(jī)為載體，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，具有作業(yè)效率高、應(yīng)急能力強(qiáng)等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2 我國(guó)植保機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)

2.1 加強(qiáng)智能植保噴霧系統(tǒng)的研究

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用于發(fā)展，未來(lái)應(yīng)該加強(qiáng)植保噴霧系統(tǒng)智能化研究，通過(guò)衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)技術(shù)和各類(lèi)農(nóng)業(yè)傳感器技術(shù)，及時(shí)獲取各項(xiàng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息，如植物長(zhǎng)勢(shì)、土壤信息和病蟲(chóng)害防治數(shù)據(jù)等，依托大數(shù)據(jù)技術(shù)分析確定精準(zhǔn)植保處方圖，構(gòu)建智能物聯(lián)農(nóng)藥噴霧系統(tǒng)(圖1)；另一方面，應(yīng)用人工智能技術(shù)及時(shí)預(yù)測(cè)病蟲(chóng)害預(yù)測(cè)，并且計(jì)算病蟲(chóng)害危害范圍，實(shí)現(xiàn)病蟲(chóng)害適時(shí)防治與聯(lián)防聯(lián)控。

圖1 智能物聯(lián)農(nóng)藥噴霧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 研發(fā)智能在線混藥物裝置

農(nóng)藥是保證農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)和作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要保證，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用的同時(shí)帶來(lái)了一定的安全隱患[5]。傳統(tǒng)的農(nóng)藥使用方式和混藥方式較為粗放，不僅造成了農(nóng)藥利用率降低，而且?guī)?lái)了一定的環(huán)境污染與糧食安全隱患，另一方面，農(nóng)戶(hù)直接與農(nóng)藥接觸，會(huì)對(duì)農(nóng)戶(hù)帶來(lái)一定的身體危害。為了保障農(nóng)藥施用安全及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，逐步加強(qiáng)農(nóng)藥在線混藥技術(shù)的研究，在施藥裝置外部完成藥液和水分混配，在施藥過(guò)程中檢測(cè)混合藥液的濃度，操作人員可以根據(jù)實(shí)際情況精準(zhǔn)地控制藥液和水分，提高農(nóng)藥混配效率和農(nóng)藥使用效率，對(duì)于保障農(nóng)藥安全操作與使用具有重要意義。

2.3 完善植保機(jī)械的定期保養(yǎng)與維護(hù)體系

植保機(jī)械屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械的重要組成部分，應(yīng)該按照農(nóng)業(yè)機(jī)械定期保養(yǎng)與維護(hù)技術(shù)進(jìn)行檢查，在每次植保機(jī)械使用結(jié)束后，應(yīng)該將藥箱進(jìn)行及時(shí)清理，防止農(nóng)藥變質(zhì)腐蝕藥箱金屬，藥液清理結(jié)束后，對(duì)各個(gè)關(guān)鍵零部件，藥液流經(jīng)的管道、閥門(mén)利用專(zhuān)門(mén)的清理劑進(jìn)行清理，對(duì)各個(gè)關(guān)鍵零部件進(jìn)行檢查，檢查是否有連接件產(chǎn)生松動(dòng)，檢查是否有零件脫落和磨損，對(duì)于磨損和壞掉的零部件進(jìn)行及時(shí)更換。檢查完畢后，將植保機(jī)械存放在遮陽(yáng)避雨的位置進(jìn)行保存，對(duì)于延長(zhǎng)植保機(jī)械的使用壽命具有重要意義，在存放過(guò)程中，避免與腐蝕性氣體、藥液等接觸，防止有老鼠等出現(xiàn)對(duì)機(jī)械進(jìn)行損壞，定期保養(yǎng)和合理存放是提高植保機(jī)械的使用效率與壽命延長(zhǎng)的重要條件。

3 結(jié)論

病蟲(chóng)害是影響作物生長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素，提高農(nóng)藥減量安全使用及病蟲(chóng)害防治效率是構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系的重要保障，因此，提高植保機(jī)械的工作效率是保證農(nóng)業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要技術(shù)支撐。本研究基于國(guó)內(nèi)外植保機(jī)械的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀，提出我國(guó)植保機(jī)械發(fā)展存在的問(wèn)題與限制條件，在此基礎(chǔ)上提出未來(lái)植保機(jī)械的發(fā)展方向與優(yōu)化策略。