目前植物保護的方法主要有化學、物理、生物和綜合防治法等。由于化學防治法具有工效高、防治及時等特點,特別是對于那些突發(fā)性、大面積暴發(fā)的病蟲害,能夠做到及時控制與防治。因此,它仍然是現(xiàn)階段乃至今后相當長的時期內(nèi)世界各國對作物進行病蟲草害防治的主要方法。
從目前來看,一方面,植保機械在我國糧棉的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)及林業(yè)、牧業(yè)的病蟲害防治中發(fā)揮了巨大的作用,平均每年為國家減少糧食損失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后,農(nóng)藥的有效利用率僅為20%~40%,大部分農(nóng)藥(我因平均每年消耗各種制劑農(nóng)藥70萬~80萬噸)都流失到土壤和環(huán)境中,不僅浪費巨大,而且嚴重污染生態(tài)環(huán)境。所以,除了積極開發(fā)低毒高效的農(nóng)藥和發(fā)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(fā),依然是一項長期的工作。
一、國外植保機械技術水平及發(fā)展趨勢
1. 發(fā)展低量噴霧技術除了使用低量高效的農(nóng)藥外,發(fā)展低量噴霧技術,開發(fā)系列低量噴頭?梢罁(jù)不同的作業(yè)對象、氣候情況等選用相應的低量噴頭,以最少的農(nóng)藥達到最佳防治效果。
2. 采用機電一體化技術 電子顯示和控制系統(tǒng)已成為大中型植保機械不可缺少的部分。電子控制系統(tǒng)一般可以顯示機組前進速度、噴桿傾斜度、噴量、壓力、噴灑面積和藥箱藥液量等。通過面板操作,可控制和調(diào)整系統(tǒng)壓力、單位面積噴液量及多路噴桿的噴霧作業(yè)等。系統(tǒng)依據(jù)機組前進速度自動調(diào)節(jié)單位時間噴灑量,依據(jù)施藥對象和環(huán)境嚴格控制施藥量和霧粒直徑大小?刂葡到y(tǒng)除了可與個人計算機相連外,還可配GPS系統(tǒng),實現(xiàn)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,提高藥液的附著率是減少農(nóng)藥流失,降低對土壤和環(huán)境污染的重要措施。歐美國家在這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(jù)美國的有關數(shù)據(jù)表明,使用靜電噴霧技術可減少藥液損失達65%以上。但出于該項技術應用到產(chǎn)品上尚未完全成熟民成本過高,目前只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,即在噴桿噴霧機的噴桿上增加風筒和風機,噴霧時,在噴頭上方沿噴霧方向強制送風,形成風幕,這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(fā)生霧滴飄移現(xiàn)象。由于風幕技術增加機具的成本較多,使噴桿的懸掛和折疊機構更加復雜,所以目前歐美一些植保機械廠家又開發(fā)了新型防飄移噴頭。在霧滴防飄和提高附著率方面,使用這種噴頭的噴桿噴霧機可以達到與風幕式噴桿噴霧機同樣的效果。
4. 采用自動對靶施藥技術 目前國外主要有兩種方法實現(xiàn)對靶施藥,一是使用圖象識別技術。該系統(tǒng)由攝像頭、圖像采集卡和計算機組成。計算機把采集的數(shù)據(jù)進行處理,并與圖象庫中的資料進行對比,確定對象是草還是莊稼、何種草等等,以控制系統(tǒng)是否噴藥。二是采用葉色素光學傳感器。該系統(tǒng)的核心部分由一個獨特的葉色素光學傳感器、控制電路和一個閥體組成。
閥體內(nèi)含有噴頭和電磁閥。當傳感器通過測試葉色素判別有草存在時,即控制噴頭對準目標噴灑除草劑。目前只能在裸地上探側目標、可依據(jù)需要確定傳感器的數(shù)量,組成噴灑系統(tǒng),用于果園的行間護道、溝旁和道路兩側噴灑除草劑。據(jù)介紹、使用該系統(tǒng),能節(jié)約用藥60%~80%。
5. 全液壓驅動 在大型植保機械,尤其是自走式噴桿噴霧機上采用全液壓系統(tǒng),如轉向、制動、行走、加壓泵等都由液壓驅動,不僅使整機結構簡化,也使傳動系統(tǒng)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(tǒng)(A、P、D),它可以依據(jù)負載和斜度的變化進行調(diào)整,從而保證噴桿升高和速度變化時系統(tǒng)保持穩(wěn)定。此外,有些牽引式噴桿噴霧機產(chǎn)品在牽引桿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(nóng)藥注入和自清洗系統(tǒng),避免或減少人員與藥液的接觸 目前銷售的大中型噴桿噴霧機都裝有農(nóng)藥注入系統(tǒng)(有的廠家是選配件),即農(nóng)藥不直接加到大水箱中,而是倒入專用加藥箱,由精確計量泵依據(jù)設定的量抽人大水箱中混合;或是利用專用藥箱的刻度,計量加入的藥量,用非計量泵抽入水箱中,抽盡為止;或把藥放入專門的加藥箱內(nèi),加水時用混藥器按一定比例自動把藥吸入水中和水混合,再通過液體攪拌系統(tǒng)把藥液攪勻。噴桿噴霧機上一般還備有兩個清水箱,一個用來洗手,一個用來清洗藥液箱和加藥箱(藥箱內(nèi)裝有專用清洗噴頭)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(nóng)藥的噴灑裝置
二、國內(nèi)植保機械技術水平及發(fā)展趨勢
隨著我國農(nóng)業(yè)經(jīng)營規(guī)模的縮小和種植結構的調(diào)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動噴霧器和背負式機動彌霧機為主。其技術水平至少落后于發(fā)達國家20~30年。尤其是目前農(nóng)民大量使用的手動噴霧器,產(chǎn)品結構陳舊落后,噴射部件品種單一,作業(yè)效率低,藥效利用率低、浪費大,污染嚴重,防治效果差。
近幾年有關單位也開發(fā)了一些性能較好的手動噴霧器、但由于成本高等原因,目前仍只是少量銷售!熬盼濉逼陂g,我國還研制了系列低量噴頭和24米風幕式噴桿噴霧機(自動顯承主要參數(shù),主要工作部件,如風機、泵及噴桿的折疊采用液壓驅動),但由于市場經(jīng)濟水平的限制,除噴頭有一些銷售外,風幕噴桿噴霧機目前仍處于樣機階段。
“十五”期間及今后10年,我國植保機械發(fā)展總的趨勢是:由小型化向大中型逐步發(fā)展,并不斷推出適用、先進、節(jié)能、高效、安全、低噴量、低污染的植保機械系列新產(chǎn)品。主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1. 施藥工效提高
2. 農(nóng)藥有效利用率提高
3. 施藥的安全性大大提高
4. 噴灑部件標準化和系列化
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(fā)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(shù),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,探討防止的主要方法。繼續(xù)加強對靜電噴霧技術的研究,力爭在十年內(nèi)推出實用產(chǎn)品,廣泛用于機動彌霧機、噴桿噴霧機、果園彌霧機和航空噴霧系統(tǒng)上。研制噴桿噴霧機用防飄噴頭;③對靶噴霧技術研究,重點研究傳感元件、信號器噴霧設備控制系統(tǒng)的技術、圖象采集與數(shù)據(jù)處理技術;④精量噴霧和機電一體化技術研究,研制植保機械專用流量傳感器、壓力傳感器、電子分配閥及控制顯示系統(tǒng),重點研究噴霧量精確控制技術,積極開發(fā)適應我國情的GPS控制精準和精量施藥系統(tǒng),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內(nèi)性能測試技術與設備,整機田間作業(yè)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(fā)的設備 ①加速基礎工作部件的研發(fā),重點加強液泵、噴頭及噴射部件系列新產(chǎn)品的研發(fā),以提高我國植保機械基礎工作部件的配套性能,縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期。以滿足各種新型手動和機動噴霧機的配套需要,提高機具的施藥質量和農(nóng)藥有效利用率,減少農(nóng)藥浪費,提高防治效果,減輕農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境的污染,以降低我國病,草害防治的作業(yè)成本。②積極開展背負式塑料噴霧器系列新產(chǎn)品的研發(fā),提高我國背負式手動噴霧器的技術性能,加速現(xiàn)有老產(chǎn)品的更新?lián)Q代。重點解決目前背負式噴霧器存在的結構陳舊、噴霧性能差、作業(yè)工效低、農(nóng)藥浪費嚴重、使用安全性差、對操作者和生態(tài)環(huán)環(huán)境污染嚴重等問題,向著低量高效施藥技術方向發(fā)展。③加速小型機動噴霧機系列新產(chǎn)品的研發(fā),重點研究以1~3kW汽油機為配套動力的小型便攜式及移動式機動噴霧機,以滿足我國農(nóng)田、果園、設施農(nóng)業(yè)及城鎮(zhèn)衛(wèi)生防疫與環(huán)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業(yè)質量與機械化水平。④加速噴桿式噴霧機系列新產(chǎn)品的研發(fā),重點研發(fā)噴幅為8~24m、帶防飄移裝置的懸掛式及牽引式低量噴桿噴霧機系列新產(chǎn)品,以滿足廣大國營農(nóng)場、適度規(guī)模經(jīng)營的家庭農(nóng)場及植保服務隊發(fā)展的需要,提高我國旱作地區(qū)大田農(nóng)作物病、蟲、草害防治的作業(yè)質量和機械化水平。⑤加速果園和水田噴霧機系列新產(chǎn)品的研發(fā),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業(yè)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動強度大、防治效果差的問題。⑥加速生物防治器械的研發(fā),重點是繁殖或施放害蟲天敵的器械和裝置及噴施生物農(nóng)藥的藥械,以滿足生防面積逐步加大的需要!
信息來源:中國溫室網(wǎng)