農(nóng)機(jī)農(nóng)藝深度融合助推植保防控現(xiàn)代化措施

平邑縣農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展促進(jìn)中心 廉偉

1 目前植保防控技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 我國(guó)農(nóng)藥使用分析

通過國(guó)家數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2001 年我國(guó)農(nóng)藥使用量為127.48 萬(wàn)噸，同年農(nóng)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(wàn)噸，同年全國(guó)農(nóng)作物總播種面積為165931 千公頃，合8.387 千克每公頃；農(nóng)藥使用量相差不足12 萬(wàn)噸，合算到每公頃使用量相差不大；但是在2013 年我國(guó)農(nóng)藥使用量達(dá)到了180.77 萬(wàn)噸，同年農(nóng)作物總播種面積為163702.25 千公頃，合11 千克每公頃，然而美國(guó)只有2.2千克每公頃，法國(guó)為3.69 千克每公頃，日本為3.72 千克每公頃，因此我國(guó)農(nóng)藥使用量依然很大，有極大的改善空間。

1.2 我國(guó)農(nóng)藥使用結(jié)構(gòu)

在我國(guó)農(nóng)藥使用比例中，曾經(jīng)出現(xiàn)了三個(gè)“70%”，即殺蟲劑占到所有農(nóng)藥使用量的70%，殺蟲劑中高毒農(nóng)藥占到70%，高毒殺蟲劑中有機(jī)磷殺蟲劑占到70%。隨著社會(huì)各界對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的安全及環(huán)境保護(hù)的日益重視，近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)藥使用比例也發(fā)生了改變，目前主要體現(xiàn)為殺蟲劑比例逐漸降低，尤其是高毒性農(nóng)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(guó)施藥方式的現(xiàn)狀

我國(guó)農(nóng)作物主要分為三種類型，一是大田作物類；二是設(shè)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(jì)末及21 世紀(jì)00 年代，我國(guó)農(nóng)藥的主要噴施器具是背負(fù)式手搖噴霧機(jī)，因?yàn)槊考业貕K面積有限，背負(fù)式手搖噴霧機(jī)成本低廉，且實(shí)用方便，所以廣泛應(yīng)用于大田作物及設(shè)施類作物的施藥上。由于人工手持噴藥桿施藥，因此對(duì)于葉面、葉背或者作物葉面、莖或者根部，農(nóng)戶可根據(jù)情況靈活掌握進(jìn)行噴施，符合農(nóng)藥噴施要求及農(nóng)藝要求；而林果業(yè)施藥大多數(shù)是由柴油機(jī)（農(nóng)用機(jī)動(dòng)三輪車）帶動(dòng)噴藥泵，人工手持噴藥桿進(jìn)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(diǎn)也是顯而易見，一方面噴藥量大，容易對(duì)環(huán)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(duì)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(xiàn)代化農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)的要求。

如今，隨著技術(shù)的發(fā)展，一方面伴隨著農(nóng)藥配方比例及對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視日益提高，農(nóng)藥的成分及對(duì)環(huán)境所造成的影響大幅改善；另一方面，隨著我國(guó)農(nóng)機(jī)工業(yè)水平的快速提高，施藥方式也產(chǎn)生了革命性的改變。自走式噴桿噴霧機(jī)、無(wú)人作業(yè)植保機(jī)、果園噴霧機(jī)、彌霧機(jī)等各類植保機(jī)械可完全滿足目前大田類作物、設(shè)施作物及林果作物的植保需求，不僅提高了作業(yè)效率，還實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物的精準(zhǔn)施藥，減少了施藥量，也提高了效果，施藥更科學(xué)，更加符合現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的要求。

2 各類植保機(jī)械分析

首先要明確作物的施藥農(nóng)藝要求，噴施的藥劑不同，施藥標(biāo)準(zhǔn)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(shí)，大部分作物的農(nóng)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(xiàng)目更多，但是不管是殺蟲劑、殺螨劑還是殺菌劑、機(jī)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(wú)人植保機(jī)

無(wú)人植保機(jī)可以說(shuō)是目前最為熱門的植保機(jī)械之一，也被視為高科技農(nóng)業(yè)的應(yīng)用典型。無(wú)人植保機(jī)是指用于農(nóng)作物及林果等植物保護(hù)作業(yè)的無(wú)人駕駛飛機(jī)，包括多軸飛行器、固定翼飛機(jī)、直升機(jī)等，目前市場(chǎng)上較多的是多軸飛行器，例如：大疆、極飛等品牌最受市場(chǎng)歡迎。無(wú)人植保機(jī)一般由飛行平臺(tái)、導(dǎo)航控制系統(tǒng)以及施藥系統(tǒng)三部分組成，通過人員遠(yuǎn)程遙控或者電腦繪制地形，自行導(dǎo)航作業(yè)，應(yīng)用場(chǎng)景多，噴施效果好。

對(duì)于農(nóng)作物的農(nóng)藝要求來(lái)講，首先大田類傳統(tǒng)作物，例如小麥、玉米、大豆、花生等，施藥時(shí)要求噴透、噴勻。無(wú)人植保機(jī)作業(yè)時(shí)一般距離作物較近，高度低，因此通過無(wú)人機(jī)螺旋槳的超強(qiáng)風(fēng)力作用，藥液漂移少，穿透力強(qiáng)，而且風(fēng)力會(huì)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(wú)人植保機(jī)對(duì)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(shè)施類作物則不適用。

對(duì)于無(wú)人植保機(jī)的應(yīng)用層面來(lái)講，無(wú)人植保機(jī)由于攜藥量小，因此噴灑多為高濃度農(nóng)藥，噴灑量小且噴灑精準(zhǔn)率高、藥液漂移少，對(duì)環(huán)境污染少。而且無(wú)人植保機(jī)不受地形限制，部分機(jī)型還具備自動(dòng)導(dǎo)航及自主避障功能，在操作平臺(tái)上人工繪制面積后無(wú)人植保機(jī)可自主規(guī)劃路線，避免重噴漏噴，方便快捷。無(wú)人植保機(jī)動(dòng)力能源多為電力，少部分機(jī)型使用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，在理想狀況下，一天一臺(tái)無(wú)人機(jī)可進(jìn)行800 畝到1000 畝的農(nóng)藥噴灑作業(yè)，再加上該設(shè)備簡(jiǎn)單易學(xué)，購(gòu)置費(fèi)用不高，作業(yè)成本低，因此諸多地區(qū)都成立了飛行團(tuán)隊(duì)，專門為中大型農(nóng)場(chǎng)（多為上千畝地的大型組織）提供飛防作業(yè)，應(yīng)用十分廣泛，極大地促進(jìn)了現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

2.2 自走式噴桿噴霧機(jī)

自走式噴桿噴霧機(jī)在市場(chǎng)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(duì)于無(wú)人植保機(jī)，自走式噴桿噴霧機(jī)藥箱大，多為1000L 以上，且自走式噴桿噴霧機(jī)動(dòng)力來(lái)源多為燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，續(xù)航長(zhǎng)。根據(jù)自走式噴桿噴霧機(jī)的規(guī)格不同，噴桿長(zhǎng)度也有所不同，短的4 到5 米，長(zhǎng)的有10 米以上，且輪胎多為窄面大直徑輪胎，輪距可調(diào)，可適用不同行距的作物，且不會(huì)壓傷作物，平臺(tái)整體較高，多分為兩個(gè)等級(jí)，一即低地隙噴桿噴霧機(jī)及高地隙噴桿噴霧機(jī)。低地隙噴桿噴霧機(jī)機(jī)架中心距離地面多為1.1 米~1.5 米，噴桿高度上下可調(diào)，可進(jìn)行1.5 米株高作物的施藥作業(yè)，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(jī)機(jī)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(diào)。

對(duì)于農(nóng)藝要求來(lái)講，噴桿高度可調(diào)，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(shí)可精準(zhǔn)噴施到植株上；噴灑除草劑時(shí)，可通過導(dǎo)管將噴頭引到地面上空進(jìn)行噴施，滿足除草劑的噴施要求，而且還不會(huì)將藥液噴灑到作物中心，避免對(duì)作物植株造成損傷。高地隙噴桿噴霧機(jī)可以對(duì)玉米、高粱甚至是低矮的果樹進(jìn)行植保防控作業(yè)，在噴桿噴霧機(jī)的優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)之上，部分高地隙噴桿噴霧機(jī)在噴桿上還加裝有風(fēng)扇，如同無(wú)人植保機(jī)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(jī)的應(yīng)用層面上來(lái)講，該種裝備攜藥量大，噴灑均勻，且輪距可調(diào)適用于不同株距作物的施藥作業(yè)，不用單獨(dú)開辟行車道，作業(yè)可靠，價(jià)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(yè)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(jī)

目前來(lái)講，果園噴霧機(jī)在國(guó)內(nèi)果園應(yīng)用較為廣泛，而且種類也較多，有自走式果園噴霧機(jī)、懸掛式果園噴霧機(jī)、牽引式果園噴霧機(jī)以及遙控式果園噴霧機(jī)，但是大多數(shù)原理都為風(fēng)送式噴藥，大多數(shù)構(gòu)成為機(jī)架平臺(tái)、藥箱、隔膜泵及噴頭組成，部分先進(jìn)的設(shè)備還加裝有靜電發(fā)生裝置。

對(duì)于林果類施藥要求來(lái)講，果園攜藥量多、且霧滴均勻，噴頭噴藥幅度幾乎可達(dá)270°，再加上鼓風(fēng)機(jī)的強(qiáng)力作用，其噴藥射程遠(yuǎn)、噴藥量大、穿透力強(qiáng)，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(duì)于環(huán)保方面，加裝了靜電發(fā)生裝置的噴霧機(jī)可產(chǎn)生正負(fù)電荷附著在藥滴上，藥滴的吸附性更強(qiáng)，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(duì)環(huán)境造成的傷害；國(guó)外最先進(jìn)的靜電噴霧機(jī)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(nóng)藥的使用量，這種設(shè)備我國(guó)目前主要還依賴于進(jìn)口。

對(duì)于應(yīng)用層面來(lái)講，自走式果園噴霧機(jī)價(jià)格較高，但攜藥量較大，多為1000L~2000L 甚至以上，設(shè)備高度較低但長(zhǎng)度較長(zhǎng)，因此大多適用于平原地區(qū)的中大型果園；懸掛式果園噴霧機(jī)與拖拉機(jī)懸掛配套使用，對(duì)動(dòng)力要求較小，攜藥量多為500L 左右，優(yōu)點(diǎn)是調(diào)頭靈活，適合山地丘陵及平原地區(qū)的中小型果園使用；牽引式果園噴霧機(jī)同樣與拖拉機(jī)牽引配套使用，攜藥量大多為1600L~2000L，適合平原地區(qū)的中大型果園使用；遙控式果園噴霧機(jī)通常由電力或者燃油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，操控人員遠(yuǎn)程遙控，遙控距離多為100 米以內(nèi)，攜藥量較小，一般為300 至500 升，適合丘陵山地地區(qū)及平原地區(qū)的中小型果園。

2.4 彌霧機(jī)

彌霧機(jī)主要由藥箱及彌霧發(fā)生裝置組成，該裝備與老式手搖式噴霧機(jī)一樣，由人員背負(fù)手持使用，動(dòng)力來(lái)源多為小型燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品體積小、價(jià)格低廉，可噴施水霧及煙霧，射程可達(dá)5 至6 米，覆蓋面積廣。對(duì)于農(nóng)藝要求方面，該設(shè)備的噴霧量可達(dá)100L 以上每小時(shí)，煙霧穿透力強(qiáng)、粘附性強(qiáng)、霧滴細(xì)微、在空中飄浮時(shí)間長(zhǎng)，可很好地吸附在植株的葉面、葉背以及根莖。從應(yīng)用層面上來(lái)講，彌霧機(jī)目前已經(jīng)被廣泛地使用在設(shè)施內(nèi)及小規(guī)模林果業(yè)、露天蔬菜的施藥施肥及消毒殺菌上，但缺點(diǎn)也很明顯，如果工作人員防護(hù)不到位則會(huì)嚴(yán)重影響工作人員的健康。

3 農(nóng)藝也應(yīng)貼合農(nóng)機(jī)

目前來(lái)講，農(nóng)機(jī)對(duì)于農(nóng)藝的融合程度較高，無(wú)論是大田作物、陸地蔬菜還是林果行業(yè)，現(xiàn)有的植保機(jī)械均可滿足其施藥的農(nóng)藝要求，但是為了降低使用成本，更好地發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，目前的農(nóng)藝甚至說(shuō)是農(nóng)業(yè)也應(yīng)貼合農(nóng)機(jī)的使用要求。

3.1 集中大規(guī)模種植，降低機(jī)械設(shè)備的使用成本

目前來(lái)講，不管是無(wú)人植保機(jī)還是自走式噴桿噴霧機(jī)，其購(gòu)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(tái)無(wú)人植保機(jī)一天最多可作業(yè)1000 畝，自走式噴桿噴霧機(jī)一天的作業(yè)量也可達(dá)數(shù)百畝，因此集中大規(guī)模種植是發(fā)揮農(nóng)機(jī)經(jīng)濟(jì)效益的基本保障。

3.2 改善農(nóng)藥配方，做到“作物、農(nóng)藥、農(nóng)機(jī)三融合”

不同機(jī)具作業(yè)，農(nóng)藥濃度及施藥量也有所不同。例如，無(wú)人植保機(jī)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(jī)或者果園噴霧機(jī)由于攜藥量大則可以大量噴施低濃度藥物，而部分作物對(duì)部分藥液的濃度較為敏感，因此，科研人員應(yīng)當(dāng)重視此問題，從作物的抗藥性及農(nóng)藥配方比例等方面入手，做到“作物、農(nóng)藥、農(nóng)機(jī)三融合”，真正推進(jìn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展。