水稻机械化高效植保作业技术模式应用研究

栾　峰 ，张岩松，康丽梅

（1.盘锦市农机技术推广站，辽宁 盘锦 124211；2.盘锦市兴隆台区农机局，辽宁 盘锦 124010；3.巴彦淖尔市农牧机产品技术监督投诉中心，内蒙古 巴彦淖尔 015000）

为大力推进水稻生产农药减量控害，积极探索水稻机械化高效植保作业技术模式，彻底解决传统水稻植保作业效率低、劳动强度大、农药利用率低、操作人员安全性低等实际问题，2015年以来，盘锦市农机技术推广站开展了水稻机械化高效植保作业技术模式应用研究工作。围绕“对比论证—试验分析—模式提炼—成果转化”的技术路线，经过大量实践工作，提出适合盘锦市乃至辽宁省水稻种植特点的自走式喷杆喷雾机水稻机械化高效植保作业技术模式和植保无人机水稻机械化高效植保作业技术模式。从试验验证角度，分析上述两种模式的技术优势与技术要点。

1　我国主要机械化植保技术模式

目前国内主要有5种机械化植保技术模式，详见表1。

表1　国内主要机械化植保技术模式Table 1　Main mechanized technical mode of plant protection in domestic

经充分对比论证，以上5种水稻机械化植保技术模式是当前我国水稻机械化植保技术发展过程中具有代表性的。从安全性、可靠性、适应性、经济性等角度出发，认为以自走式喷杆喷雾机、植保无人机为代表机具的技术模式符合今后一段时间水稻机械化高效植保技术的发展需求。

2　两种主推技术模式的试验验证

2.1　基本定义

2.1.1自走式喷杆喷雾机高效植保作业技术模式是指利用自走式四轮驱动高地隙喷杆喷雾机，在大面积条田地块，采取常规量喷雾的方法，对机插、摆栽、条播方式种植的水稻田进行高效植保防护的机械化作业技术形式。

2.1.2植保无人机高效植保作业技术模式是指利用油动或电动植保无人机，对符合飞行安全标准的大规模水稻种植地块，采取低量喷雾的方法，进行高效植保防护的机械化作业技术形式。

2.2　试验验证

2.2.1试验样机根据国内植保机使用经验和行业内品牌特点，本研究选择几种行业内极具代表性的机型作为试验样机。重点测试作业效率、油（电）耗、作业成本等指标。

1）自走式喷杆喷雾机。自走式喷杆喷雾机技术参数见表2。

表2　自走式喷杆喷雾机技术参数Table 2　Technical parameters for self－propelled boom sprayer

2）植保无人机。植保无人机技术参数见表3。

表3　植保无人机技术参数Table 3　Technical parameters for plant protection UAV

2.2.2防治对象及施药防治对象为二化螟、稻飞虱、稻纵卷叶螟、纹枯病、稻瘟病等病虫害。共设计3次施药：第1次施药在7月上旬进行，防治二化螟、稻飞虱、纹枯病；第2次施药在7月下旬进行，防治稻飞虱、纹枯病、稻瘟病，兼治二化螟；第3次施药在8月中旬进行，防治二化螟、稻飞虱、纹枯病、稻曲病、稻瘟病等。

2.2.3主要技术经济指标与防护效果指标试验设 11个防治效果处理区，各处理不设重复。其中：自走式喷杆喷雾机防治效果4个处理区（处理1—处理4），植保无人机施药作业4个处理区（处理5—处理8），担架式机动喷雾器施药防治区为处理9，背负式电瓶喷雾器施药防治区为处理10，空白对照区为处理11。

1）试验机具作业效率指标。试验机具作业效率测试结果见表4。

2）试验机具作业成本指标。试验机具作业成本见表5。

3）稻飞虱防效调查。稻飞虱防效调查结果见表6。

4）纹枯病防效及产量效益调查。纹枯病防效及产量效益调查结果见表7。

5）自走式喷杆喷雾机与无人机效益对比。自走式喷杆喷雾机与无人机效益对比结果见表8。

表4　试验机具作业效率Table 4　W orking performance of test machine

表5　试验机具作业成本Table 5　W orking cost of test machine　/（元 /667 m2）

表6　稻飞虱防效调查结果Table 6　Suvey results of rice planthopper control effect

3　两种主推技术模式的技术优势

3.1　自走式喷杆喷雾机模式技术优势

一是作业技术已经成熟，国际国内高中低3类机型可满足不同市场需求；二是作业效率高，熟练操作手人均日效是传统人力背负式的10倍以上；三是防护效果好，稻飞虱、纹枯病防护效果较传统人力背负式提高15%～20%；四是安全性提高，降低了作业人员的人身危害风险；五是农药利用率提高，较传统防护方法可减少1次作业，节约农药成本10～20元；六是节本增效明显，较传统人力背负式可节本增效166元 /667 m2左右。

表7　纹枯病防效及产量效益调查结果Table 7　Survey results of control effect and yield profit of banded sclerotial blight

表8　自走式喷杆喷雾机与无人机效益对比Table 8　Profit comparison of the self－propelled spray rod sprayer with the UAV

3.2　植保无人机模式技术优势

一是作业效率高，熟练操作机手人均日效是传统人力背负式的14倍左右；二是防护效果有所提高，稻飞虱、纹枯病防护效果较传统人力背负式提高5%～10%；三是安全性提高，降低了作业人员的人身危害风险；四是农药利用率提高，较传统防护方法可减少1次作业，节约农药成本5～10元；五是节本增效明显，较传统人力背负式可节本增效80元/667 m2左右。

3.3　两种主推技术模式对比

植保无人机技术模式适用性更强，不受水稻种植方式影响，不受地块客观条件影响，不存在轧苗问题；无人机方便灵活、成本低、适合跨区作业，成本回收期明显短于自走式喷杆喷雾机。随着无人机技术及农药技术的发展，无人机植保技术模式将发挥重大作用。自走式喷杆喷雾机防护效果更好，农药利用率更高，对农药适用性更强（适用于所有现有农药剂型）；相比无人机，其对机手驾驶操作要求要低，更容易掌握，同时行业准入门槛低，是当前一段时间内种植大户重点选择的模式。

4　两种主推技术模式的技术要点

4.1　自走式喷杆喷雾机模式技术要点

4.1.1田块要求作业地块水稻高度一般在1.1 m以下；泥脚深30 cm以下；有一定水层，水层深度一般在3 cm以上；作业地块水稻种植垄向与条田方向一致；作业地块要有作业道，田块与作业道的坡度要小于30°。

4.1.2药剂要求可喷施杀虫剂、杀菌剂、植物生长剂及液体肥料，主要用于水稻移栽后的病虫害防治。使用农药要求：一是有农药“三证”；二是符合农药标签和说明书管理办法。

4.1.3机具适应性要求最小离地间隙满足水稻生长全过程施药要求（一般最小离地间隙需超过1.0 m）；四轮驱动，水田通过性良好（一般满足30 cm以下泥脚深水田通过性要求）；轴距设计合理，直线作业时四轮行走于垄间（一般要求轮胎宽度＜15 cm），转弯时四轮同步转向（四轮液压或拉杆驱动），确保轧苗率低；双臂式喷雾展臂，展臂可自动开合、自动上下、单臂收张自如，双臂展开作业幅宽应达到12.0 m以上；配带自吸泵，吸水滤网为50～100目。

4.2　植保无人机模式技术要点

4.2.1田块要求作业地块周边无大型变电所；作业地块不在禁飞区内；作业地块内无密集的5.0 m以下电线等空中障碍物。

4.2.2药剂要求可喷施杀虫剂、杀菌剂、植物生长剂及液体肥料，可用剂型有水剂 （AS）、可溶性粉剂（SP）、悬浮剂（SC）、水乳剂（EW）、微乳剂（ME）、水分散粒剂（WG）。

4.2.3机具适应性要求具备规划航线自主飞行功能，精度偏差1.0 m以内；具备喷洒中途停药点记忆功能，精度偏差1.0 m以内；具备变量施药功能，误差不超过10%；具备识别障碍物功能，识别半径小于1 cm；具备地形跟随功能，误差不超过50 cm；具备设定飞行速度、飞行高度、施药量功能，误差不超过5%；具备飞行轨迹、喷洒数据记录回放功能。

［1］周志艳，袁旺，陈盛德.中国水稻植保机械现状与发展趋势［J］.广东农业科学，2014（15）：178-183.

［2］吕信河，肖丽萍，李涛斌，等.我国水稻植保机械存在的问题及相应对策［J］.南方农机，2016（3）：47-49.

［3］姚顺昌，姜亮.水稻高效植保技术的实践与试验［J］.农业技术与装备，2015（6）：10-12，15.