我国植保机械的研究现状及发展趋势

商海波

(东营市垦利区农业农村局，山东 东营 257500)

0 引言

粮食安全是保障我国社会发展与经济提升的重要基础条件之一，对于提高农作物产量与品质具有重要意义[1]。我国人口基数大，人口增长数量增加，人均耕地面积逐渐减少，因此，如何提高单位面积农作物产量是农业发展的重要问题[2]。植保技术是保障粮食安全的重要基础条件之一，通过高效率的化学农药喷洒是植保技术中不可或缺的作业环节。

传统植保技术主要是对田间病虫害技术进行防治，通过喷洒大面积化学药剂进行田间防控，但是由于化学药剂不合理使用会造成农药残留，对生态环境安全造成了一定的威胁与安全隐患，另一方面，还会导致土壤质量降低，破坏土壤理化结构，最终导致土壤肥力降低[3]。

因此，植保是保障粮食安全的重要条件之一，高效率的植保机械是提高植保作业质量与田间作业效率的重要基础。

1 植保机械施药技术发展

植保机械化离不开施药技术与植保机械，其中，施药技术是农业植保机械作业的重要环节，主要包括管道喷雾、风力辅助喷雾、变量喷雾、静电喷雾技术等。

1.1 管道喷雾技术

管道喷雾技术是将相关渗灌管埋设在距离地表一定距离，通过施药泵对药液进行加压送入渗灌管后，带动多个喷枪进行田间喷洒作业，目前在我国丘陵地区应用较为广泛。管道喷雾技术在我国不同地区应用效果如表1所示[4]。

表1 管道喷雾技术应用效果

1.2 风力辅助喷雾技术

风力辅助喷雾技术主要是指利用高速风机产生的强大气流，将药液和植保机械喷头雾化形成小雾滴作用于作物冠层。风力辅助喷雾技术可以提高植保效率，雾化后的药液在作物表层具有良好的附着性。

1.3 变量喷雾

变量喷雾技术主要是将靶向喷雾技术和变量控制技术融合，首先在田间通过大量实验建立作物冠层特征信息模型，根据模型反馈动态调节实现变量喷雾，目前，常见的靶向喷施技术如表2所示。

表2 靶向喷雾技术及其共组原理

1.4 静电喷雾技术

静电喷雾技术主要是指基于高压静电发射装置让静电喷头与靶向目标之间形成电场，药液雾滴成为“带电雾滴”环绕在作物冠层，并在静电力和自身重力的作用下沉积至作物冠层。

1.5 航空施药技术

航空施药技术主要是指利用飞机或其他飞行器作用下将农药均匀喷洒在目标区域内，以植保无人机为载体，在国内外得到了广泛的应用与发展，具有作业效率高、应急能力强等应用优势。

2 我国植保机械发展趋势

2.1 加强智能植保喷雾系统的研究

随着物联网、大数据和人工智能技术在农业生产中的应用于发展，未来应该加强植保喷雾系统智能化研究，通过卫星遥感、无人机技术和各类农业传感器技术，及时获取各项农业生产信息，如植物长势、土壤信息和病虫害防治数据等，依托大数据技术分析确定精准植保处方图，构建智能物联农药喷雾系统(图1)；另一方面，应用人工智能技术及时预测病虫害预测，并且计算病虫害危害范围，实现病虫害适时防治与联防联控。

图1 智能物联农药喷雾系统结构示意图

2.2 研发智能在线混药物装置

农药是保证农业安全生产和作物高产稳产的重要保证，在农业生产中大量使用的同时带来了一定的安全隐患[5]。传统的农药使用方式和混药方式较为粗放，不仅造成了农药利用率降低，而且带来了一定的环境污染与粮食安全隐患，另一方面，农户直接与农药接触，会对农户带来一定的身体危害。为了保障农药施用安全及农业生产的可持续发展，逐步加强农药在线混药技术的研究，在施药装置外部完成药液和水分混配，在施药过程中检测混合药液的浓度，操作人员可以根据实际情况精准地控制药液和水分，提高农药混配效率和农药使用效率，对于保障农药安全操作与使用具有重要意义。

2.3 完善植保机械的定期保养与维护体系

植保机械属于农业机械的重要组成部分，应该按照农业机械定期保养与维护技术进行检查，在每次植保机械使用结束后，应该将药箱进行及时清理，防止农药变质腐蚀药箱金属，药液清理结束后，对各个关键零部件，药液流经的管道、阀门利用专门的清理剂进行清理，对各个关键零部件进行检查，检查是否有连接件产生松动，检查是否有零件脱落和磨损，对于磨损和坏掉的零部件进行及时更换。检查完毕后，将植保机械存放在遮阳避雨的位置进行保存，对于延长植保机械的使用寿命具有重要意义，在存放过程中，避免与腐蚀性气体、药液等接触，防止有老鼠等出现对机械进行损坏，定期保养和合理存放是提高植保机械的使用效率与寿命延长的重要条件。

3 结论

病虫害是影响作物生长和农业发展的重要因素，提高农药减量安全使用及病虫害防治效率是构建资源节约型和环境友好型农业生产体系的重要保障，因此，提高植保机械的工作效率是保证农业高产稳产的重要技术支撑。本研究基于国内外植保机械的应用发展现状，提出我国植保机械发展存在的问题与限制条件，在此基础上提出未来植保机械的发展方向与优化策略。