植保机械发展现状、问题及对策

李建伟 战颖 白同豪 刘曙光 丛磊

摘 要：该文系统论述了我国现阶段植保机械发展的现状及主要问题，针对产业化、农药制剂、施药技术、行业标准，提出了提升我国植保机械水平的对策措施。

关键词：植保机械;发展现状;问题;对策

中图分类号 S49文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）15-0133-02

植保作业是农业生产中的重要组成部分，是作物产量质量、农业经济效益和农村环境发展的重要保障。植保机械、农药与制剂及农药喷施技术是植物保护工作中的3大核心部分[1]。当前，我国已具有国际高水平的农药制剂研发技术，但在植保机械和施药技术层面的发展仍比较滞后，导致实际植保作业中存在农药利用率低、环境污染、植物毒害等问题[2]。因此，分析我国植保机械发展现状、问题并提出相应的解决策略，对我国机械化植保作业的进步具有重要意义。

1 植保机械发展现状及问题

我国农业经过几十年的发展，农机化水平已达60%，但在植保机械方面与欧美发达农业国家之间依旧存在很大的差距。当前植保机械主要存在以下问题：

1.1 植保机械产品单一，专业化化程度低 早在20世纪40年代，欧美发达国家就依托大农场作业运营专业化的植保作业模式，苹果、梨等果园作物，大豆、玉米等大田作物，啤酒花、葡萄园等特色作物都有专用的施药机械[3]。而我国植保机械发展起步较晚，现阶段植保机械仍然是以背负式手动喷雾器为主，且产品单一种类较少，农民基本没有选择余地。2016年，植保无人机在我国迎来了快速发展，大疆、极飞等公司的航空植保产品初具规模，但无人机喷施作业的专业性不高，基本为一机多人多作物：一架无人机同时对大田作物、果园作物进行无差别的喷洒作业，造成农药滥用、药剂流失、危害环境等问题[4]。

1.2 制造工艺，核心技术落后 无论是传统的背负式喷雾设备，还是无人机喷洒平台，都存在制造工艺、核心技术落后的问题。我国喷头生产工艺落后，所生产的液压式喷头和离心式喷头的喷洒指标很难达到国际先进水平。以110015喷头为例，国产喷头在液滴雾化性能上可以达到进口喷头的水准，但其喷雾延展性和稳定性确大打折扣[5]。黑龙江农垦系统已禁止国产喷头，液泵和防滴装置在植保机械上的應用[6]，大疆、极飞等无人机厂商现阶段主流机型也全部搭载进口喷头和液泵。植保无人机搭载的巡航系统也多是依靠美国GPS导航系统开发，虽然很多专家学者围绕北斗卫星导航系统在无人机的定点作业和自动巡航上都进行了很多研究，但距离实际应用仍有一段距离。

1.3 植保机械和农药研究与生产脱节 现阶段，农药研究方向主要是药效的高低，而忽略了与植保机械的结合。在作业过程中，最常见的就是因为风力、温度和湿度等因素造成的雾滴漂移而使农药沉积在非靶向区域的农药流失问题。而国内目前对农药定靶的研究多集中在植保机械和农药喷施技术上，而忽略了农药剂型的选择和农药与机械的结合问题。另外，由于我国背负式喷雾器的普及程度高，以至于农药剂型主要是可湿性粉剂，但是该剂型并不适用于现阶段更高效的植保无人机。无人机喷洒平台对液泵和喷头的要求很高，适合使用悬浮剂和水乳剂，国内已有研究和生产，但日本和美已经开发出更适合无人机使用的纳米药剂。国内农药研究与植保机械发展的脱节问题，在一定程度上制约了植保机械的进步。

1.4 施药技术落后 施药技术的本质是为了提高农药对靶沉积量，减少或消除农药在非靶向作物或区域上的沉积量[7]。现阶段，我国施药技术存在农药脱靶率高、用药单一滥施药、大容量高浓度施药和相关研究滞后等问题。农药喷施技术和植保机械是一个整体，喷施技术的落后，在一定的程度上阻碍了植保机械的发展。现阶段，国内没有针对不同作物的专业喷施方式，低容量低浓度农药喷施技术发展也很缓慢，静电喷雾技术的研究也比较落后。另外，我国机械施药技术规范不完整，农民缺少规范化的施药技术的指导，施药作业明显不符合现代施药技术的要求，导致操作人员的农药中毒、破坏等问题，危害广大群众的身心健康。据统计，我国每年农药使用过程中的中毒伤亡人数高达10万人[8]。

2 发展对策措施

农药喷施的未来向着机械化喷施和减量高效喷施的方向发展，低浓度、低容量施药会成为主流。而植保机械、施药技术、农药制剂三者是一个有机整体，植保机械的发展必须要与农药喷施技术和农药制剂相结合。

2.1 调整产业结构，提高植保机械的专业化、标准化水平 中国地域广阔，耕地众多，作物种类多且种植制度复杂，为适应各地区不同作物的栽培条件，需调整植保机械产业结构，开发专业化、标准化的植保机械产品。整体而言，应逐步扩大植保无人机和自走式喷雾机的市场份额，取代背负式手动喷雾机。结合我国普遍的个体农业模式，针对丘陵、水网、山地等地形，开发小型自动喷雾设备，如单旋翼植保无人机，以提高农药的利用率。针对平原地区和大规模种植模式，应开发大中型植保器械，如自走式喷雾机和多旋翼植保无人机等设备，具有效率高、见效快等优势。针对不同的大田作物、果园作物甚至牧草等特色作物，应开发对应的专业化喷施设备，研究专业化喷施技术，解决多种作物一种喷法的农药浪费问题，以此提高农药减量高效喷施的目标。

2.2 加快基础部件研发，配套专用农药 喷头、喷杆和液泵是植保机械的基本构件，对于药剂喷洒性能、农药合理利用以及加强植保作业效果有重要作用[7]。现有的植保无人机主要搭载扇形喷头11001-11005系列，提高喷头的雾化性能，可以直接提高农药的利用率，喷头的延展喷雾和稳定性也是农药喷施技术当中的重要因素。更稳定的液泵和更轻量坚固的喷杆，有利于提高施药平台的喷洒性能。施药平台专用农药的开发，有利于提高药剂的定靶率、减少农药流失、延长植保机械的使用寿命。现阶段，植保无人机和自走式喷洒机适合应用水乳剂和悬浮剂，农药生产中应转换重心将更多的农药药剂完成剂型转换，另外，研发纳米药剂和植保助剂是实现减量施药和推动植保机械发展的重要手段。基础部件和专用农药的研发与投入，可以缩短植保机械的设计周期，加速科研成果向产品的转化。

2.3 加强施药技术的研究，促进植保机械的进步 施药技术的发展可以推动植保机械的进步，近些年来流行的航空喷施技术直接推动了植保无人机行业的发展。国内现阶段主要研究方向为静电喷雾技术、低容量喷施技术以及雾滴减飘技术等，下一阶段应将施药技术和植保机械结合起来，进一步优化植保器械的结构参数，研究精准施药技术和智能施药技术。现阶段，我国较流行的航空喷施应进一步发展空间定位能力和巡航喷洒技术，与此同时，对有利于提高雾滴沉积均匀性和雾滴沉积穿透性的结构参数和工作参数进一步优化，并加大对飞防专用助剂的研究，以此研发出更加先进智能无人机施药平台。对于自走式喷杆施药机和温室内的药剂喷施系统也是如此，通过对施药技术的研究，优化系统结构，从而带动整个植保机械的发展。

2.4 健全行业标准，完善植保体系 近年来，植保机械行业在市场上已经取得了一部分的份额，因此，健全现行的植保机械技术标准体系，完善现有的质量鉴定与检测系统，强化市场管理和产品品质管理，对植保机械的发展有很强的促进作用。不仅要对设计人员、生产厂家和销售商层层把关，更要对操作人员进行充分的培训。另外，对农民也要加强宣传和培训，一方面让农民接受新的植保方式，另一方面也要让农民对植保机械有一定的辨识能力。要把植保发展成一项产业，不能仅仅研究农药制剂，也要加大力度研究施药技术和植保器械，完善整个植保体系。

3 结语

我国植保机械经过多年的发展已经取得了很大的进步和很好的社会反馈，为现代农业发展和粮食安全提供了有力的保障。但现阶段植保机械的发展还有较大的提升空间，需要重点从农药制剂、施药技术、产业结构等方面进行改进，实施植保机械专业化、标准化、產业化建设，促进现代农业产业快速、稳定的成长。

参考文献

[1]邓敏，邢子辉，李卫.我国施药技术和施药机械的现状及问题[J].农机化研究，2014，36（05）：235-238.

[2]何雄奎.中国植保机械与施药技术研究进展[J].农药学学报，2019，21（Z1）：921-930.

[3]何雄奎.改变我国植保机械和施药技术严重落后的现状[J].农业工程学报，2004（01）：13-15.

[4]蒙艳华，周国强，吴春波，等.我国农用植保无人机的应用与推广探讨[J].中国植保导刊，2014，34（S1）：33-39.

[5]张东彦，兰玉彬，陈立平，等.中国农业航空施药技术研究进展与展望[J].农业机械学报，2014，45（10）：53-59.

[6]戴奋奋. 我国施药技术及植保机械现状与发展对策[C]//江苏省昆虫学会.江苏省昆虫学会第十二届会员代表大会论文摘要集.江苏省昆虫学会：江苏省昆虫学会，2008：25-29.

[7]郑文钟，应霞芳.我国植保机械和施药技术的现状、问题及对策[J].农机化研究，2008（05）：219-221.

[8]张玲，戴奋奋.我国植保机械及施药技术现状与发展趋势[J].中国农机化，2002（06）：34-35.

（责编：张宏民）