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國内外植保機械化發展趨勢

2013-11-11 18:54:58      點擊:

    目前植物保護的方法主要有化学、物理、生物和綜合防治法等。由于化学防治法具有工效高、防治及時等特點,特别是對于那些突發性、大面積暴發的病蟲害,能夠做到及時控制與防治。因此,它仍然是現階段乃至今後相當長的時期内世界各國對作物進行病蟲草害防治的主要方法。
    從目前来看,一方面,植保機械在我國糧棉的高産、穩産及林业、牧业的病蟲害防治中發揮了巨大的作用,平均每年为國家減少糧食損失350多億公斤,減少皮棉損失1000多萬擔;另一方面,出于目前我國的施藥器械和施藥技術還比較落後,農藥的有效利用率僅为20%~40%,大部分農藥(我因平均每年消耗各種制劑農藥70萬~80萬噸)都流失到土壤和環境中,不僅浪费巨大,而且嚴重污染生态環境。所以,除了積極開發低毒高效的農藥和發展生物防治方法外,進行低量高效施藥技術的研究及機具的研制與開發,依然是一項長期的工作。

     一、國外植保機械技術水平及發展趨勢

     1. 發展低量噴霧技術除了使用低量高效的農藥外,發展低量噴霧技術,開發系列低量噴頭。可依據不同的作业對象、氣候情況等選用相應的低量噴頭,以最少的農藥达到最佳防治效果。

     2. 采用機電一體化技術 電子顯示和控制系統已成为大中型植保機械不可缺少的部分。電子控制系統一般可以顯示機組前進速度、噴杆傾斜度、噴量、壓力、噴灑面積和藥箱藥液量等。通過面闆操作,可控制和調整系統壓力、單位面積噴液量及多路噴杆的噴霧作业等。系統依據機組前進速度自动調節單位時間噴灑量,依據施藥對象和環境嚴格控制施藥量和霧粒直徑大小。控制系統除了可與個人計算機相連外,還可配GPS系統,實現精準、精量施藥。

     3. 控制藥液霧滴的飄移 在施藥過程中,控制霧滴的飄移,提高藥液的附着率是減少農藥流失,降低對土壤和環境污染的重要措施。歐美國家在这方面采用了防飄噴頭、風幕技術、靜電噴霧技術及霧滴回收技術等。據美國的有關數據表明,使用靜電噴霧技術可減少藥液損失达65%以上。但出于該項技術應用到産品上尚未完全成熟民成本過高,目前隻在少量的植保機械上采用;風幕技術于20世紀末在歐洲興起,即在噴杆噴霧機的噴杆上增加風筒和風機,噴霧時,在噴頭上方沿噴霧方向強制送風,形成風幕,这樣不僅增大了霧滴的穿透力,而且在有風(小于四級風)的天氣下工作,也不會發生霧滴飄移現象。由于風幕技術增加機具的成本較多,使噴杆的懸挂和折疊機構更加複雜,所以目前歐美一些植保機械廠家又開發了新型防飄移噴頭。在霧滴防飄和提高附着率方面,使用这種噴頭的噴杆噴霧機可以达到與風幕式噴杆噴霧機同樣的效果。

     4. 采用自动對靶施藥技術 目前國外主要有兩種方法實現對靶施藥,一是使用圖象识别技術。該系統由攝像頭、圖像采集卡和計算機組成。計算機把采集的數據進行處理,并與圖象庫中的资料進行對比,确定對象是草還是莊稼、何種草等等,以控制系統是否噴藥。二是采用葉色素光学傳感器。該系統的核心部分由一個獨特的葉色素光学傳感器、控制電路和一個閥體組成。

     閥體内含有噴頭和電磁閥。當傳感器通過測試葉色素判别有草存在時,即控制噴頭對準目标噴灑除草劑。目前隻能在裸地上探側目标、可依據需要确定傳感器的數量,組成噴灑系統,用于果園的行間護道、溝旁和道路兩側噴灑除草劑。據介紹、使用該系統,能節約用藥60%~80%。

     5. 全液壓驅动 在大型植保機械,尤其是自走式噴杆噴霧機上采用全液壓系統,如轉向、制动、行走、加壓泵等都由液壓驅动,不僅使整機結構簡化,也使傳动系統的可靠性增加。有些機具上還采用了不同于彈簧減震的液壓減震懸浮系統(A、P、D),它可以依據負載和斜度的變化進行調整,從而保證噴杆升高和速度變化時系統保持穩定。此外,有些牽引式噴杆噴霧機産品在牽引杆上還裝有電控液壓轉向器,以保證在拖拉機轉彎時機具完全保持一致。

     6. 采用農藥注入和自清洗系統,避免或減少人員與藥液的接觸 目前銷售的大中型噴杆噴霧機都裝有農藥注入系統(有的廠家是選配件),即農藥不直接加到大水箱中,而是倒入专用加藥箱,由精确計量泵依據設定的量抽人大水箱中混合;或是利用专用藥箱的刻度,計量加入的藥量,用非計量泵抽入水箱中,抽盡为止;或把藥放入专門的加藥箱内,加水時用混藥器按一定比例自动把藥吸入水中和水混合,再通過液體攪拌系統把藥液攪勻。噴杆噴霧機上一般還備有兩個清水箱,一個用来洗手,一個用来清洗藥液箱和加藥箱(藥箱内裝有专用清洗噴頭)及清洗機具外部(備有清洗噴槍、清洗刷和卷管器)。人體基本上不和藥液接觸。

     7. 積極研究生物防治技術,研制生物農藥的噴灑裝置

     二、國内植保機械技術水平及發展趨勢

     随着我國農业经營規模的縮小和種植結構的調整,市場對大中型植保機械的需求逐步遞減,植保機械仍以背負式手动配资网和背負式機动彌霧機为主。其技術水平至少落後于發达國家20~30年。尤其是目前農民大量使用的手动配资网,産品結構陳舊落後,噴射部件品種單一,作业效率低,藥效利用率低、浪费大,污染嚴重,防治效果差。

     近幾年有關單位也開發了一些性能較好的手动配资网、但由于成本高等原因,目前仍隻是少量銷售。“九五”期間,我國還研制了系列低量噴頭和24米風幕式噴杆噴霧機(自动顯承主要參數,主要工作部件,如風機、泵及噴杆的折疊采用液壓驅动),但由于市場经濟水平的限制,除噴頭有一些銷售外,風幕噴杆噴霧機目前仍處于樣機階段。

     “十五”期間及今後10年,我國植保機械發展總的趨勢是:由小型化向大中型逐步發展,并不斷推出适用、先進、節能、高效、安全、低噴量、低污染的植保機械系列新産品。主要表現在以下幾個方面:

     1. 施藥工效提高

       2. 農藥有效利用率提高

       3. 施藥的安全性大大提高

       4. 噴灑部件标準化和系列化

       5. 施藥精準化

       6. 生物防治器械需求逐步增加

      三、新階段我國需要發展的

       植保機械關鍵技術和設備

      1. 主要關鍵技術 ①低量噴霧技術研究,重點研究霧化原理及部件的性能與結構參數,進一步完善設計方法;②霧滴防飄移技術研究,重點尋找影響霧滴飄移的主要因素,探讨防止的主要方法。繼續加強對靜電噴霧技術的研究,力争在十年内推出實用産品,廣泛用于、、、和航空噴霧系統上。研制噴杆噴霧機用防飄噴頭;③對靶噴霧技術研究,重點研究傳感元件、信号器噴霧設備控制系統的技術、圖象采集與數據處理技術;④精量噴霧和機電一體化技術研究,研制植保機械专用流量傳感器、壓力傳感器、電子分配閥及控制顯示系統,重點研究噴霧量精确控制技術,積極開發适應我國情的GPS控制精準和精量施藥系統,并做到低成本,操作簡單,維護方便;⑤測試技術與設備研究,重點研究保機械主要工作部件及整機的室内性能測試技術與設備,整機田間作业時的噴灑質量測試技術與檢測設備,不斷提高我國植保機械的研究測試水平

      2. 需要研究和開發的設備 ①加速基礎工作部件的研發,重點加強液泵、噴頭及噴射部件系列新産品的研發,以提高我國植保機械基礎工作部件的配套性能,縮短新産品的開發周期。以滿足各種新型手动和機动噴霧機的配套需要,提高機具的施藥質量和農藥有效利用率,減少農藥浪费,提高防治效果,減輕農藥對生态環境的污染,以降低我國病,草害防治的作业成本。②積極開展背負式塑料配资网系列新産品的研發,提高我國背負式手动配资网的技術性能,加速現有老産品的更新換代。重點解決目前背負式配资网存在的結構陳舊、噴霧性能差、作业工效低、農藥浪费嚴重、使用安全性差、對操作者和生态環環境污染嚴重等問題,向着低量高效施藥技術方向發展。③加速小型機动噴霧機系列新産品的研發,重點研究以1~3kW汽油機为配套动力的小型便攜式及移动式機动噴霧機,以滿足我國農田、果園、設施農业及城鎮衛生防疫與環境保護的迫切需要,提高我國南方水稻和果園病蟲害防治的作业質量與機械化水平。④加速噴杆式噴霧機系列新産品的研發,重點研發噴幅为8~24m、帶防飄移裝置的懸挂式及牽引式低量噴杆噴霧機系列新産品,以滿足廣大國營農場、适度規模经營的家庭農場及植保服務隊發展的需要,提高我國旱作地區大田農作物病、蟲、草害防治的作业質量和機械化水平。⑤加速果園和水田噴霧機系列新産品的研發,重點是9~15kW小型四輪拖拉機牽引的小型風送式果園噴霧機和小型低底盤自走式果園彌霧機,以提高我國果園病蟲害防治的作业質量和機械化水平;研制水田植保用系列噴霧機,解決水田病蟲害防治勞动強度大、防治效果差的問題。⑥加速生物防治器械的研發,重點是繁殖或施放害蟲天敵的器械和裝置及噴施生物農藥的藥械,以滿足生防面積逐步加大的需要。