噴桿噴霧機研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

王晉　楊華　胡林雙　閔凡祥

摘 要：針對目前市場上銷售的噴桿式噴霧機在生產(chǎn)實踐中仍然存在著藥液滴、漏現(xiàn)象，研究實現(xiàn)低損高效噴藥的技術問題，并預測未來噴桿式噴霧機的發(fā)展方向和趨勢，為噴桿式噴霧機領域的相關人員提供參考和技術支持。

關鍵詞：噴桿噴霧機;技術研究;發(fā)展趨勢

中圖分類號：S491文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.10.003

0 引言

噴桿式噴霧機是一種將噴頭裝載于橫向噴桿或豎向噴桿上的一種植保機械。設備主要由機架、藥液箱、加藥箱、清水箱、液泵、噴桿、噴霧控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)等部件組成。作業(yè)時，拖拉機驅(qū)動液泵，對噴霧介質(zhì)加壓，通過噴霧控制系統(tǒng)將介質(zhì)輸送到噴頭處霧化，噴至目標物。

作為大田作物噴灑藥液的農(nóng)具，廣泛應用于棉花、玉米、大豆和小麥等作物生長過程中的病蟲害防治。該類噴霧機的作業(yè)效率高，噴灑質(zhì)量好，噴液量分布均勻，適合大面積噴灑各種農(nóng)藥、肥料和植物生產(chǎn)調(diào)節(jié)劑等液態(tài)制劑。噴霧機彌補了以往手壓噴藥機的不足，噴霧機噴幅寬、容量大、壓力穩(wěn)定、結構緊湊，分段設計的噴桿，自動伸縮，操作方便，易于維修和保養(yǎng)。由于其高效的田間性能和作業(yè)質(zhì)量，得到了廣大用戶的認可。但是仍然存在著滴、漏和防風效果不好的問題。

1 國內(nèi)外噴桿式噴霧機發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國外

歐美、日本等工農(nóng)業(yè)發(fā)達國家非常重視農(nóng)業(yè)機械現(xiàn)代化，在植保方面的現(xiàn)代化控制技術、微電子技術以及信息技術等高新技術發(fā)展迅速。在噴桿式噴霧機施藥技術的研究方面，噴施量精確程度的提高和產(chǎn)品能維持較好的技術狀態(tài)成為主要的研究方向和發(fā)展趨勢。

1.1.1 阿瑪松噴霧機

阿瑪松噴霧機具有如下特點：

（1）在噴霧系統(tǒng)中配備垂直和水平減震噴桿，采用液壓調(diào)節(jié)噴桿的升高與下降、折疊與展開，以適應不同的農(nóng)作物高度與運輸，操作便利。

（2）鐘擺式懸掛，使噴桿保持水平;有余液清空水龍頭，和旋轉藥液箱內(nèi)部的清潔噴頭。

（3）緊湊結實的之字形噴桿桁架確保作業(yè)穩(wěn)固;高度可以調(diào)節(jié)的牽引架，能夠適合不同的拖拉機掛接系統(tǒng)。

（4）整機采用液壓控制全內(nèi)置的支撐架。

（5）防腐蝕的玻璃鋼塑料制成的藥液箱，內(nèi)部光滑，射流攪拌器對藥液進行攪拌，防止藥液沉淀，保證濃度均勻。

（6）采用電子裝置進行傾斜補償控制，見圖1。

1.1.2 德國雷肯半懸掛式大田噴霧機

德國雷肯半懸掛式大田噴霧機具有如下特點：

（1）輪距可調(diào)節(jié)到1.8 m或2.25 m，有足夠的離地高度，保護莊稼不受機械損害。

（2）獨特的電動攪拌和自清潔裝置的藥箱設計，使設備無藥液沉積的問題。

（3）有電子液壓操縱模塊和電子傾斜補償裝置，保證在坡地也可正常作業(yè)。

（4）氣壓噴嘴管道清空裝置，防止噴頭堵塞，產(chǎn)生滴漏現(xiàn)象，見圖2。

1.2 國內(nèi)

1.2.1 德沃公司生產(chǎn)的噴桿式噴霧機

德沃公司生產(chǎn)的噴桿式噴霧機具有如下特點：

（1）采用抗堵塞性能的高壓力霧化噴頭，霧化顆粒非常細小，霧化水霧覆蓋面積大、霧化均勻、節(jié)能、水霧蒸發(fā)效果好，確保完全蒸發(fā)，整個水量變化范圍內(nèi)，霧化顆粒基本保持不變。

（2）針對施用除草劑、殺蟲劑、殺菌劑配置不同的噴嘴型號，控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，自動調(diào)節(jié)噴水量，保證噴霧量維持在適當?shù)姆秶鷥?nèi)，對水中雜質(zhì)顆粒具有更大的適應性。

（3）節(jié)能顯著，其結構緊湊，性能可靠，維修保養(yǎng)簡單，作業(yè)效率高。

（4）在施藥技術的研究方面，圍繞施藥發(fā)展趨勢和現(xiàn)存問題進行專門的設計與研究，減少施藥液量和藥劑量，高效并省工節(jié)能，提高噴施質(zhì)量和減少農(nóng)藥對環(huán)境的污染等，見圖3。

1.2.2 中農(nóng)豐茂噴桿式噴霧機

中農(nóng)豐茂噴桿式噴霧機具有如下特點：

（1）機身配備GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)：記錄噴霧軌跡，防止漏噴、復噴;智能微機控制噴霧系統(tǒng)可以根據(jù)車輛的行駛速度自動控制噴灑量，確保噴霧一致性控制畝施藥量。

（2）風幕式氣流輔助防飄移噴霧系統(tǒng)抗風能力增強，減少農(nóng)藥飄移及損失，增大了霧滴的沉積和穿透，提高農(nóng)藥利用率;作業(yè)時風囊出口形成風幕阻止霧滴的飄移，強迫霧滴向作物的冠層沉積，使藥液達到均勻一致，增大了霧滴的沉積和穿透，而且在有風的天氣（5級以下）也能作業(yè)。風幕的風力可使霧滴進行二次霧化，進一步提高霧化效果。

（3）先進的藥液攪拌系統(tǒng)可以充分攪拌藥液，使藥液始終保持有效濃度。

（4）噴桿自動平衡系統(tǒng)確保噴桿始終和作物保持適宜的距離，達到施藥效果。

（5）輪距實現(xiàn)液壓調(diào)節(jié)，方便快捷;三種轉向系統(tǒng)模式（兩輪轉向、四輪轉向、蟹行轉向）使機械田間作業(yè)更加靈活減少對作物的傷害;四輪驅(qū)動，配置驅(qū)動防滑裝置。

（6）配置的噴頭，霧化均勻，減少農(nóng)藥使用量，降低農(nóng)藥殘留。

（7）整機配有完善的電液控制系統(tǒng)，駕駛室配備空調(diào)裝置、活性炭過濾器（防止駕駛者吸入農(nóng)藥）、CD機、夜晚作業(yè)照明裝置，見圖4。

2 存在的問題及發(fā)展趨勢

2.1 存在的問題

長期以來噴桿噴霧機的核心技術長期掌握在發(fā)達國家的少數(shù)企業(yè)手中，基礎部件工藝和技術性能落后，制造質(zhì)量和外觀質(zhì)量不達標，可靠性差，壽命短。多數(shù)噴霧機仍舊使用空心圓錐霧噴頭，導致農(nóng)藥分布不均勻[1]，進口價格相當昂貴。由于缺乏高地隙噴藥機械，我國優(yōu)勢經(jīng)濟作物如棉花、大豆、玉米、油菜等的中后期蟲害防治問題一直沒有很好地解決，導致產(chǎn)量減少、品質(zhì)降低等諸多問題。

國內(nèi)生產(chǎn)的壓力噴嘴還存在“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，霧化效果不理想、藥液利用率低、藥效差，植株和土壤中有藥液殘留，對植株和生物健康不利;自動化程度低、噴霧系統(tǒng)落后及噴灑不均導致的農(nóng)藥浪費和環(huán)境污染問題仍然很嚴重。

噴霧植保機械型號品種單一，無法滿足不同作物、不同病蟲害防治的需要;噴灑部件相對落后，不適合科學使用農(nóng)藥的要求，農(nóng)藥有效利用率低、浪費大、流失嚴重和嚴重的農(nóng)藥殘留問題;制造工藝相對落后，加工精度低，不能保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品使用可靠性較低，電子、計算機技術應用少，自動化檢測、調(diào)控水平低。

不適宜在大石塊、坡度較大的地塊作業(yè)，適宜平整坡度不大的地塊。噴藥時使用的水要潔凈，如河水等自然水源，要經(jīng)過沉淀過濾處理后才可使用。

2.2 發(fā)展趨勢

噴桿噴霧機屬于大型、高端植保裝備的一種，也是大田植保作業(yè)應用最為廣泛的機型。隨著我國土地流轉，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟向規(guī)?；?jīng)營發(fā)展，集約化、多樣化作業(yè)已成為必然的發(fā)展趨勢，植保機械由小型化向大型化、綜合化、智能化方向逐步發(fā)展，一機多用的復合型噴霧機，以其擁有先進的控制技術、信息技術、計算機監(jiān)控及自動化控制技術必將在未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用。

我國噴桿噴霧機的研究重點是加強噴頭、液泵等基礎工作部件的研制與開發(fā)，大力研究防飄噴頭、風幕技術、靜電噴霧技術及霧滴回收技術等，在噴霧機上安裝防風屏，減少霧滴漂移;以GPS為基礎，研究包含導航、自動駕駛、繪圖、噴藥自動控制和噴桿位置調(diào)節(jié)等功能，通過顯示器進行智能化控制，實現(xiàn)舒適、精準、高效作業(yè)，噴霧機能自動跟蹤、轉向并有重漏噴藥自動糾正功能，可以自動控制噴桿的開關[2]。

加快噴霧機及其部件的標準化和系列化，研究噴霧技術。開展提高藥效和農(nóng)藥有效利用率的研究，減少藥劑損失，減少農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留，不斷推出適用、領先、節(jié)能、高效、安全、低噴量、低污染的產(chǎn)品。開展減少霧滴飄移的研究，達到施藥精準化。不斷提高噴霧機的機械化和自動化程度，便于操作、通過性好、適用范圍廣、施藥精準高效，重視環(huán)境保護，減少農(nóng)藥施用對環(huán)境的污染。研制適用于我國大田種植的棉花、大豆、油菜、蔬菜以及玉米、甘蔗、果園、葡萄園等不同作物在不同生長時期進行化學除草劑、殺蟲劑、殺菌劑、葉面肥料等的病蟲草害防治的噴霧機，鼓勵企業(yè)和科研機構進行研制開發(fā)，并對新型噴霧機和新技術進行推廣。

參考文獻：

[1]溫浩軍，康建明，王士國，等.兵團植保機械的現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].新疆農(nóng)墾科技，2010（2）：84-85.

[2]Marvin T.Batte，Mohammad Reza Ehsani.The economics of precision guidance with auto-boom control for farmer-owned agriculture sprayers[J].Computers and Electronics in Agriculture，2006，53（1）：28-44.

（01）

基金項目：國家重點研發(fā)計劃項目，編號2018YFD0200803

作者簡介：王晉（1987-），遼寧營口人，工程師，主要從事馬鈴薯機械裝備方面的研究，E-mail：wangjin.20@163.com。