施药机械现状分析
摘要：
关键词：施药，机械，喷雾
The Present Status of pesticide
Abstract：
Key words：pesticide, machinery, spray
目录： 引言
近年来，由于受生态环境恶化、全球气候异常等因素的影响，我国农作物病虫草害发生的面积不断扩大，并且来势凶猛，呈暴发性、突发性态势。
如绝迹多年的蝗灾近几年又有卷土重来之势，数种橡胶树病虫害、椰心叶甲、甘蔗条螟等也时常泛滥成灾，给我们的农业生产造成巨大的损失。要想及时地扑灭这些大面积、暴发性的病虫害．没有高效、高质量、高性能的施药机械是不可能的。
作物病虫害的防治，是一项持久而艰巨的任务，也是一项复杂的社会系统工程。该项任务的完成，根本出路在于综合治理，包括采用农业措施、化学防治、物理防治、生物防治、植物抗性利用及其他有效手段组成的系统防治措施，如繁殖和施放天敌；利用害虫的趋光性进行诱杀；火焰灭草、微波灭草；培育多抗性农作物品种；合理的耕作制度；利用某些植物对害虫的驱避作用，进行合理的套种、间种等。在有效、经济，简便和安全的原则下将防治对象的种群控制在经济允许危害水平以下的状态。但化学防治仍然是当前及今后长时间的主要杀灭手段，化学防治的核心是农药。然而，病虫害防治效果的好坏，则取决于农药、药械及施药技术的合理配合与正确应用，作物病虫害虫防治过程中上述的几者合理匹配涉及到农药的种类与配比；施药技术(喷雾、喷烟、注射、喷粉、飞机喷洒等)；喷雾又涉及雾滴直径、雾化均匀性、喷雾量、喷雾角度以及施药的对症、适时、准确等一系列问题。每个环节都离不开适合不同环境、不同的病害生物、不同农药及不同层次使用者需求的器械。因此各种施药器械也应运而生，并且逐渐发挥着越来越重要的作用。 正文 绪论
我国施药机械品种结构及技术水平概况
我国施药机械的产品结构组成包括手动背负式喷雾器、手动压缩式喷雾器、手动踏板式喷雾器、背负式喷粉喷雾机、担架式机动喷雾机、小型机动喷烟机、拖拉机悬挂或牵引的喷杆式及风送式喷雾机、航空喷雾喷粉设备等。
我国航空喷雾由于受气候、环境等多种因素限制，发展速度比较缓慢，目前仅行运—5、运—11、农—5B副农用飞机配有吨雾及喷粉装置及小型蜜蜂—3型伞翼机上配装超低容量喷雾机装置，总量不足200架．主要用于草原灭蝗、森林治虫及个别突发性、大面积的病虫害防治作业。
目前我国施药机械品种约20余种，80多个型号、规格。其中，相当于20世纪60一70年代水平的产品占70％，20世纪80年代水平的产品约占20％．20世纪80年代末至90年代水平的不足10％。
20世纪80年代以来，我国施药机械产品中生产批量较大，质量比较稳定的产品品种主要有工农—l 6型及卫士—16型背负式喷雾器；552丙型压缩式喷雾器；丰收—3型踏板式喷雾器；泰山—18型及金峰—40型担架式机动喷雾机；3W-650型悬扶式喷杆喷雾机等。这些产品是我国施药机械国内市场下的支柱产品。其中，泰山3WF—3型背负式喷雾喷粉机每年向东南亚、非洲及东欧地区有一定数量的出口外销。近年来，应用于森林病虫害防治的施药
机械得到了比较快的发展，目前主要有烟雾机、风送高射程喷雾机、担架式高扬程喷雾机、树干注射机、打孔注药机、小型直升飞机喷雾等。 002
二、国外药械的现状及发展趋势
欧美国家的施药机械大多数是大型施药机械。主要分为三大类：第一类是喷杆喷雾机；第二类是风送式喷雾机；第三类是航空施药机械。手工作业的施药机械己基本上不再用于农田喷洒农药，而仅用于卫生防疫、庭院花卉等作业。 （一）大型施药机械 1、喷杆式喷雾机
喷杆喷雾机是一种高效的地面施药机具。欧美国家的喷杆喷雾机大致可分为：从动力配套情况分有牵引式、悬挂式、自走式。从喷洒方式分有横喷杆式、风力辅助式。从喷幅来分从几米一直到最宽的45米。
GPS技术被普遍应用，传统的机械传动、控制已被液压传动、电气传动和控制所替代。计算机监测、控制系统。机具作业中的压力、喷量、行进速度、药箱中药液余量等参数均可在计算机屏幕上显示，并被自动控制或由操作者通过仪表面板来操作控制，自走式机具大多采用四轮驱动，机动灵活，风力辅助技术用于喷杆喷雾机已屡见不鲜。普遍使用“农药注入系统”。快速接头、快速转换喷头、防滴阀、自洁式过滤器、组合式控制阀等先进技术已被广泛采用。
喷杆喷雾机在我国已应用多年，但由于技术含量低、使用水平落后，所以一直在低水平状态徘徊。今后我国喷杆喷雾机的发展方向应是机具的功能先进，包括防滴功能、恒压功能、仿形功能、喷量和雾角调节功能等；作业参数同步显示和计算机自动控制，这些参数包括喷头的喷量、压力，机具的速度等。机具上应配有GPS接口，以便于“全球定位系统”对机具作业进行精确地引导，避免重喷和漏喷。机型的发展趋势应以“风力辅助式”为主，充分利用风管中的下压气流使雾滴避免漂移，提高雾滴的附着率，减少环境污染。 2．风送式喷雾机
风送式喷雾机运用强大的气流将经压力雾化或离心雾化的药液雾滴吹向目标物。由于气流对枝叶的翻动作用，使作物的叶面、叶背、上下、内外都均匀地覆盖上药液。由于雾滴在气流的强制作用下飞向靶标物，所以可有效地防止自然风的干扰而产生环境污染。 风送低量喷雾技术是联合国粮农组织推荐的一种先进的施药技术。
传统意义上的风送式喷雾机主要有两种，一种是轴向进风，径向出风，呈辐射状喷雾，主要用于果园施药；另一种是轴向进风，轴向出风，风筒呈炮塔状，主要用于大田、水田等远程喷雾或行道树、人工林等射高喷雾。
欧美国家的风送喷雾机不仅包括了这两种机型，大量机具的喷射部件、风筒做成了各种形状，有的机具的风筒可以根据作物的形状任意弯曲、组装，最大程度地提高了风能的利用率和雾滴的穿透率、附着率，反映了先进国家在设计理念上与我们的差距。 003
3．对靶间隙喷雾机
对靶间隙喷雾机是近年来发展起来的一类精准施药机具，是在普通的喷杆式喷雾机和风送式喷雾机上加一套靶标识别与精确喷雾控制系统而成。应用对靶间隙喷雾技术可节省农药30％左右。
对靶间隙喷雾技术的关键是要解决靶标的识别技术。靶标识别技术可分为两类：一类是图像识别技术，一类是回波识别技术。图像识别技术又包括激光三维成像和普通二维成像技术；前者成像质量高，但价格昂贵，通常用于军事用途；后者采用普通摄像头成像后，用计算机对图像进行分析判别，控制喷雾系统工作。
回波识别技术是应用超声波(或其他波源)在靶标上的反射回波来识别靶标。根据我国的国情，应重点发展二维成像技术和回波识别技术。同时，如何准确、及时、定量地把药液喷洒到已识别的靶标上去，也是此类机具的关键和难点。 4．航空施药机具
航空喷雾是一种高效、先进的施药技术，也是欧美国家最主要的施药手段。作业的飞机主要有两种：固定翼型和旋翼型。欧美国家的种植规模较大，以家庭农场为主，所以主要用固定翼型飞机；日本等国家的种植规模较小，以旋冀型飞机为主。“3S”技术、计算机技术、遥控技术等高新技术被普遍采用。1999年，美国得克萨斯州大学研制成功航空静电喷雾装置，并在“Sky Tractor”农用飞机上使用，获得了良好的效果。
我国目前由于缺乏先进的喷洒装置和控制装置，喷出的雾滴谱宽，对靶性差，部分细小的雾滴可飘移至数公里以外，造成污染。当飞机拐弯或处于非靶标区时，“拖尾巴”现象屡见不鲜。我国航空施药机具的发展方向是：研制先进的喷撒部件和控制部件；应用“3S”技术进行病虫草害的预测预报和飞机作业时的导航；飞机机型应以旋翼机为主，充分利用旋翼机产生的下压气流，避免雾滴的漂移和有利于雾滴穿透植被，提高雾滴的附着率。
(二)中小型施药机具
欧美国家的中小型施药机具很少，但产品的性能优越、外形美观、工艺精湛。较著名的公司有SOLO公司和BERTHOUD公司等。他们主要的产品有手动喷雾器、喷射式机动喷雾机、背负式液泵机动喷雾机和背负式机动喷雾喷粉机等。 1．手动喷雾器
此类机具在欧美国家主要用于卫生防疫、庭院花卉施撒药剂，数量和品种虽少，但产品的技术含量较高。从材质上看，以工程塑料为主，耐腐美观。从加工水平来看，无论是光洁度还是尺寸精度，都反映了较高的加工水平。从喷射部件来看，有切向离心喷头、扇形雾喷头、防飘喷头。有单喷头、双喷头、组合喷头、横杆四喷头等各种喷射部件，可以满足各种防治需求。从结构上看，有背负式、压缩式、拖轮式。气室外置式已被淘汰。 2．喷射式机动喷雾机
主要品种有手推车式、担架式、便携式、车载式喷射机动喷雾机。喷射部件有单头远程、双头组合、三头组合、环形组合、杆式远程组合喷枪等。卷管机构大多数是手工卷管。 004
3．计自式液泵机动喷雾机
此类机型是欧美国家中小型施药机具的主机型。品种较多。造型美观、工艺先进。药箱容量从12升到20升不等；液泵以微型柱塞泵、隔膜泵为主。动力是小型汽油机。喷射部件以单头可调式为主。
4．背负式机动喷雾喷粉机
此类机具日本的技术较为领先，欧美的机具除了材质、制造工艺、某些部件（如汽油机等）的技术水平较高外，其余的与我国的技术水平差不多。 (三)高新技术已经大量融合到施药机械技术中
在欧美等发达国家，信息技术、智能化技术、计算机技术等高新技术已大量融合到施药机械技术中。 1．“3S”技术
“3S”技术是指遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息信统(GIS)。“RS”在有害生物防治方面，主要用于农作物病虫害的监测。它可以通过接收到作物反射光谱的变化，及时而准确地预报病虫害发生的时间、规模、品种。“GPS”可用于飞机、大型喷雾机等大面积作业的施药机具的定位、导航、导向。欧美国家大多数大型施药机械都配有“GPS”接口和“GPS”接收器。有的机具还有信号接收转换功能，可以把接收到的信号转换为机具的
操作指令，直接指挥机具调整作业参数(如喷雾压力、喷量、行走速度、方向等)。“GIS”在有害生物防治方面主要用于建立动态的地理信息资料库，这些资料与有害生物的发生是息息相关的。如地理位置、地形、土壤类型、湿度、温度、降雨量、日照天数等。运用计算机技术，通过对当时数据的采集及与库存标准资料的对比、分析，可以及时准确地对有害生物灾害提出预警。
2．智能化技术
“智能化技术”是近几午才应用到施药机械上的一项高新技术。所谓“智能化技术”，就是让施药机械具有“识别”能力，从而自动决定是否喷雾。初级的“智能化技术”只能判别“靶标”的有无；高级的不仅能判别“靶标”的有无，还能判别“靶标”的大小、形状、颜色，通过计算机的鉴别、进一步“识别”比是草还是作物，从而做到真正意义上的“对靶喷雾”。据资料介绍，运用该项技术可节省农药60％一70％。 3．计箕机技术
欧美国家，计算机技术已经普遍运用到施药机械上。据资料介绍，运用计算机技术的机具在作业时，一些主要的作业参数均可在计“计算机屏幕上显示。如压力、喷量、行进速度、药箱中的余液等。
这种机型在作业前只要输入需要的参数值，在整个作业过程中，计算机就会不断提醒操作者“行走慢(快)一点”、“提高(降低)转速”等。 (四)施药机械注重人、机、环境的安全
国外发达国家的施药机械大都采用保护性喷撒技术．增加防护装置，防止雾滴外逸。这些防护装置有：喷头防护罩(主要用于手动喷雾器)、喷杆防护罩(用于喷杆喷雾机)，防 005
护刷等；环保型的喷射部件。如防飘喷头、泡沫喷头、防滴装置、恒压装置等；循环式喷雾机，也叫“回收式喷雾机”、“隧道式喷雾机”。作业时，该机具可以把未击中靶标的雾滴进行回收，循环使用。在大大节省了农药的同时，又大大减少了农药对环境的污染。据资料介绍，使用这种技术可节省农药50％一60％；气流辅助式喷杆喷雾机的采用可防止农药飘移。另外机上有各种人身保护装置。大部分机具都采用农药注入系统，避免药液喷洒不均造成作物药害。
(五)施药机械部件的生产趋于专业化、标准化
欧羌先进国家施药机械生产．基本上都实现了社会化大协作和零部件的专业化、标准化生产。主机生产厂商的任务只是如何把这些先进的零部件按市场的需要组装成整机，体现出自己先进的设计理念。欧美国家较为着名的施药机械零部件生产厂商有：生产喷射部件的有TeeJet、ABBA、Agrotop等公司；生产风机的有Fieni、SOLTEKA等公司；生产发动机的有John Deer公司；生产过滤器的有AZUD等公司；生产液泵的有COME了、Catterinpompe等公司；生产药箱的有VP公司；甚至机架、喷杆都有专业生产厂商一TOSELLO公司。 专业化生产带来的结果是大大缩短了主机生产厂商开发新品的周期，减少了开发成本，这也是欧美国家施药机械新产品、新机具不断涌现，始终占据施药机械发展前沿阵地的重要原因之一。
同时，由于专业化生产，对提高施药机械零部件科技含量、质量，降低成本都起着十分重要的作用。
施药机械的测试、检测设备也有专业厂商生产。如AAMs公司生产的各种测试仪器设备。有喷头试验台、流量、压力测试设备等。
(六)其他施药机械
1．颗粒撒布机
用于施撒颗粒农药、化肥、种子 2．喷粉机
也是全部与拖拉机配套的大型机具。很少有手动机具。 3．摆动式喷雾机
这是一种新型的与拖拉机配套的喷雾机具。据资料介绍，使用这种机具，可以大大提高喷幅和喷洒的均匀性。 4．“雨帘”式喷杆喷实机
族喷雾机上没有喷头，为了防止飘移期或中后期喷洒除草剂作业。 i．静电喷雾机
运用该机具作业时，带电的雾滴在电场力的作用下，定向地飞向靶标物，从而大大地提高了雾滴的附着率，降低了农药对环境的污染。同时，由于电磁场的作用，作物的叶背、中下部等部位的雾滴量将明显增加，大大增加了防治效果。我国静电喷雾的研究起步于 006
20世纪80年代，但由于种种原因(如价格问题、关键部件的技术问题等)至今尚未真正应用于生产。
6．回收喷雾机
也叫“循环式喷雾机”、“隧道式喷雾机”。至今仍是我国的一项空白。该机具作业时可把未击中靶标的雾滴进行回收，并循环使用，有效地防止了环境的污染，并节约了大量的农药。据统计，运用该机具可节省农药30％一40％。 7．恒压喷雾机(器)
此机具在国外发达国家已普遍采用，在我国尚处于研究阶段。靠压力雾化的喷雾机(器)的压力源不可避免地存在着压力波动。众所周知，施药时的喷量与机具的压力成正比，机具的压力波动必然会影响施药量的准确和雾滴尺寸及雾型的准确。此外，喷杆喷雾机上由于管道的压力损失，会导致不同位置上喷头压力的不同，也会影响施药量的精确。该类机具作业时，喷射部件只能在标定压力范围内喷雾，而不受历力波动的影响，从而确保了施药的精确。此外，还有控滴喷雾机、定向喷雾机等，这些都是精准施药机具，将有着较大的发展空间。 051
第二章 常用施药机械 第一节 概述
自从人类开始农耕以来就面临农作物病虫草害的挑战，农业生产所蒙受的损失之大是人所共知的。因此．与病虫草害进行斗争是人类的一项持久任务，至今也仍然是联合国粮农组织(FAO)的一个严峻课题。世界各国的有关专家半个世纪以来每隔几年都要举行一次国际施药大会(International Congress of Plant Protection，ICPP)来共商对策。 同病虫草害斗争所采取的办法和手段，从最原始的求助于神灵和手工防治，到后来的喷撤化学农药，其间经历了漫长的历史阶段和各种方式的探索，包括生物方法、物理机械方法、农耕方法、化学方法和综合防治方法。 当化学农药的巨大威力被发现以后，化学防治技术就以空前的速度发展起来。化学农药之所以这样容易地被农民和政府部门所接受，与化学农药的两个重要特点有关：一是快速，二是高效。病虫草害也有两个重要特点：一是种类繁多，二是繁殖快速。仅已有的记载病虫草鼠害达数千种，试图用非化学的方法来完全控制这么多种类的有害生物是不可能的。因此，化学防治法的发展突飞猛进并一直保持着强大的生命力，到目前为止，仍是人类对病虫草害进行综合防治中最有效、最主要的手段。