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农用植保机械的关键技术及农业应用

2021-05-26 10:51 来源:农业机械论文 人参与在线咨询

摘要:植保机械在我国农业生产中应用十分广泛,针对农业生产病虫害的科学防治,有效保证了农业生产的顺利实施。从现阶段农用植保机械的普及情况出发,分析了植保作业的种类与特点,说明了农业植保机械的主要结构与关键技术,总结了植保机械技术的应用情况与优化方向。

关键词:农业生产;植保机械;技术;应用

0引言

农业生产过程的顺利实施离不开有效的植保作业,随着农业机械化时代的到来,农业生产各个过程逐渐向机械化作业转变,机械化的高质量、高效率药物喷施对于防止农作物的病虫害问题十分有效。总体上讲,由于我国的农业生产分布较广,不同地区农田的环境条件各异,造成农业生产过程中病虫草害的种类很多,据统计我国农业生产中的病虫草害种类超过1700种,其中频发危害超过110种,因此,必须通过有效的植保防治确保农作物的最终产量和农业生产经济收益。从目前来看,我国农业机械化植保作业的普及率得到了很大改善,截至2019年,全国植保机械保有量超过8300万台,但是植保机械的技术含量和先进程度仍存在不足,在农药利用率、喷雾技术、安全防护等很多方面仍有待提升。

1植保作业的种类与特点

植保作业是农业生产的重要技术措施,有利于保证农业的丰产丰收,是农业规模化生产中的病虫害防治关键技术。现阶段的植保作业方式多种多样,从植保作业实施的形式上分,大体可以分为以下几种类型。一是化学药物防治法,目前主要是利用喷雾机械进行实施,机械按照自动化程度分为半自动化植保机和自动化植保机,半自动化植保机需要人力携带和操作才能完成植保作业,自动化植保机只需驾驶员驾驶农机,农机即可实现行驶和喷药等植保工作。目前的机械化化学药物喷施主要包括喷雾法、弥雾法、喷烟法、喷粉法、超低量法等几种技术类型,化学药物多为雾状进行喷施,部分机具具备粉状药物的喷施能力。二是品种优选法防治,在农业生产之初对于农作物的品种进行优化,尽量选择抗病能力好、品质优良的种子,并在种子处理过程中结合药物拌种等方式实施,在生产之初将病虫害威胁尽量降低。除此之外,还有很多植保方法也被应用到农业生产之中,例如害虫诱捕法,利用灯光或颜色吸引害虫,将其集中灭杀或粘附,能有效控制害虫数量;也可利用引进害虫天敌的方法,如利用瓢虫、赤眼蜂等减轻虫害的威胁。总体上讲,我国的农业生产病虫害防治目前以机械化学喷药作业为主[1]。

2农业植保机械的关键技术

2.1植保机械的组成特征。常用自动化植保机械包括背负式和自走式两类,植保作业的基本原理大体相同,只是在使用性能和技术先进性上有所差异,其功能组成如图1所示。植保机械主要包括了动力系统、底盘系统、控制系统、储药罐、输药管路、喷药架、药物喷头及其他辅助系统组成[2]。

2.2机械化植保实施过程。植保机械作业过程,通过驾驶员控制机具前行,动力系统的运转为底盘运转和膈膜泵运转提供动力或电力支持,机具的行驶速度需与药液喷施量相配合。当喷药功能启动后,隔膜泵开始运转,储药罐中的药液受到压力的作用吸入进水管经过滤器过滤后,由多路阀进行分流进入各个输药管路,先进的喷药系统在输药管路上设置有自动开关,能够便捷控制喷药方案,药液在各自的管路下到达喷头位置后,由喷头处理后以雾状进行喷施。现代化的植保机械多具有宽幅的喷杆结构,能够在作业时将喷杆展开,实现高效率宽幅喷药的作业要求。部分现代化的植保机械还具有先进的自动混药装置,能实现自动化的农药配置工作,减少操作过程人员接触农药的危险。

3植保机械应用情况分析

3.1现阶段应用情况。从我国农业生产植保机械的实际应用情况来看,现阶段使用的主要机型包括背负式半自动喷雾机、担架式喷雾机、背负式喷杆喷雾机、自走式喷杆喷雾机、风送式弥雾机、高地隙喷雾机、植保无人机等。尽管机型种类较为丰富,植保机械的年销量也不断上升,但是低端机具和半自动化机具仍占据较大比例。据统计,我国现阶段采用人工喷雾和人工半自动化喷雾面积达到植保总面积的70%以上,农业植保作业仍存在较大的人力负担,人工喷施农药利用率相对较低,平均农药作用率仅为30%左右[3]。与拖拉机相配套的背负式植保机相对于人力作业具有更好的品质和作业效率,但与先进的动力植保机具对比,在技术先进性上仍存在一定不足。一方面是自主研发的机具在喷头技术、混药技术、过滤技术上的研究相对不足,作业过程很难实现最佳的喷雾效果,且还存在很多机械性的“跑、冒、滴、漏”问题,不利于农药利用率提升,也不利于农田环保。另一方面,宽幅、高效植保机的应用量仍明显不足,大部分地区使用的动力植保机作业幅宽仍比较小,单位面积的作业时间较长,农机行驶路线过长过密,易出现重喷漏喷、喷施不均匀等问题。同时,国内使用的农用植保机在精准喷施、绿色农业方面的研究相对不足,作业过程较为粗放,农药利用率及对病虫害的防治效果相比于国外先进机型存在一定差距。

3.2植保机械应用发展趋势。3.2.1向功能集成化和应用专项化方向发展。由于我国耕地分布广泛,不同地区、不同耕地之间存在很大的差异,对于地势平坦、面积较大的耕地,应大力推广具有自动混药、高效过滤、精准喷施的宽幅植保机,使植保作业的效率和作业质量都得到有效提升,同时也有利于节省农药和农机作业成本。对于耕地面积较小、地势不良地区,往往难以应用大型植保机作业,此时应针对不同的地形特点,有针对性地设计专用植保机械,这些专用植保机械尽管机型较小,但仍需向高品质和高技术方向发展[4]。3.2.2向高度自动化和智能化方向发展。随着农业机械自动化水平的不断提升,植保机械上所应用的控制技术和传感器元件逐渐增多,植保机械也由传统的机电液一体化技术向高度自动化方向转变。先进的自动控制技术能够通过对环境中风力、温度等数据的检测,实现自动化的变量喷药作业,使农药喷施彻底脱离传统的一成不变的模式,且喷施系统中的故障问题也将被及时感知和处理,植保机械的故障率将会显著降低。3.2.3向精准化和定制化方向转变。植保机械的作业精确度不足是现阶段农药浪费的主要原因,这也影响着农业生产的实际效果,因此,在传统的粗放型喷施方式基础上,利用机械技术的改进来促进精确植保作业的形成,使我国农民的生产模式发生质的改变。同时,很多农民对于自己承包的大面积耕地有着自己的见解和对植保机械的相关需求,因此,农机厂家可针对农机使用者提供植保机具的个性化功能定制服务,以提高产品的适用范围。

4结语

在我国农业产业化政策的推动下,农业的生产模式将会向着高效率、低污染、自动化方向发展,大型、先进的植保机械将会成为农业生产中植保作业的主力机型,从整体上看,我国作为农业大国,各种农作物的生产都离不开植保作业,因此,大力提高我国的植保机械技术水平,使产品结构进一步丰富,机具适应能力进一步提升,是保证机械化植保顺利开展的有效手段。

参考文献:

[1]周海燕,杨炳南,严荷荣,等.我国高效植保机械应用现状及发展展望[J].农业工程,2014,4(6):4-6.

[2]高明宇,张宝库,刘恩宏,等.谈植保喷药机的喷药技术[J].农机使用与维修,2013(5):21-22.

[3]王孝民.农业植保机械技术应用现状及发展趋势[J].农机使用与维修,2019(3):74.

[4]杨效田,李霞,杨亚慧,等.我国农用喷雾机发展现状及未来需求分析[J].发展,2014(12):110-111.

作者:徐明 单位:黑龙江省农业机械工程科学研究院 佳木斯农业机械化研究所

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