靖 華，馬愛平，亢秀麗，王裕智，崔歡虎

(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 小麥研究所，山西 臨汾 041000)

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，糧食生產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)效益上并不具有優(yōu)勢(shì)，農(nóng)民在作物選擇上均不傾向于糧食生產(chǎn)[1]，糧食生產(chǎn)收益狀況惡化，比較效益低[2]。形成這一狀況的原因是多方面的，如農(nóng)田除草效果及農(nóng)田除草成本直接影響著單位面積產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益。為此，廣大科技工作者開展了有關(guān)小麥[3]、玉米[4]、谷子[5]、大豆[6]、花生[7]的除草劑農(nóng)藝技術(shù)、除草劑作用機(jī)制[8]及土壤生態(tài)效應(yīng)[9-10]研究；與此同時(shí)，在農(nóng)業(yè)機(jī)械除草裝備領(lǐng)域也開展了較多的研究與開發(fā)[11-13]。這些農(nóng)藝技術(shù)與機(jī)械裝備的研究成果在不同區(qū)域得到大面積應(yīng)用，除草效果明顯改善，除草成本顯著降低。但由于各種作物除草劑產(chǎn)品的研發(fā)水平參差不齊，個(gè)別作物有苗前專用除草劑而無(wú)苗后專用除草劑(如谷子等)，個(gè)別作物雖有專用苗后除草劑但噴施時(shí)間有嚴(yán)格要求(如玉米等)；大多農(nóng)業(yè)機(jī)械除草裝備播前的較多，而有關(guān)播后及苗期管理的較少，且需要配套動(dòng)力，產(chǎn)品昂貴。另外，由于不同區(qū)域立地條件、草相結(jié)構(gòu)不同、除草劑除草范圍有限，以及個(gè)別年份、局部區(qū)域由于降雨干擾、除草劑使用技術(shù)不當(dāng)?shù)绕渌?，往往出現(xiàn)錯(cuò)過噴施除草劑時(shí)間或噴施除草劑但除草效果不理想的現(xiàn)象，造成區(qū)域性農(nóng)田雜草叢生的現(xiàn)象大面積發(fā)生，直接影響著作物產(chǎn)量。研制輕便人力牽引、作業(yè)效率高、作業(yè)過程安全的“寬行距種植作物苗后行間噴施除草劑遮擋裝置”是解決目前苗后除草成本過高、除草劑漂移的有效途徑之一，對(duì)實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本具有重要的意義。

1 設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想

根據(jù)目前農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件及土地經(jīng)營(yíng)方式等，提出了苗后行間噴施除草劑遮擋裝置設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想：研制的除草劑遮擋裝置具有適應(yīng)不同農(nóng)作物種植行距的農(nóng)藝技術(shù)需求，如玉米、大豆、谷子、油葵及其他種植行距≥30cm的各種作物；研制的除草劑遮擋裝置具有除草劑漂移率低、對(duì)作物安全，以及除草效果好、效率高、生產(chǎn)及作業(yè)成本低的特點(diǎn)；研制的除草劑遮擋裝置可與目前不同類型大小的電動(dòng)噴霧器配套使用，且安裝、拆卸簡(jiǎn)便；研制的除草劑遮擋裝置具有體積小、輕便及可人力牽引的特點(diǎn)。

2 整機(jī)結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)

2.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該遮擋裝置包括支架、底座構(gòu)件和遮擋構(gòu)件3部分，如圖1所示。

2.1.1 支架及底座構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1)支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。支架包括拉桿、斜立桿、雙層墊板A和扶手。其中，斜立桿、扶手左右兩側(cè)各1套。雙層墊板A的上層位于底座板上，下層位于底座板下，上、下兩層墊板通過螺栓與底座板固定， 斜立桿的下端焊接于雙層墊板A的上層，斜立桿的上端與扶手焊接，兩個(gè)斜立桿的上中部通過拉桿連接，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.支架 2.底座構(gòu)件 3.遮擋構(gòu)件

1.拉桿 2. 扶手 3. 斜立桿 4.雙層墊板B 5.雙層墊板B 調(diào)節(jié)槽 6.螺帽A 7.地輪 8.地輪柄 9.螺栓A 10.雙層墊板A 11.底座板 12.雙層墊板C 13.雙層墊板C調(diào)節(jié)槽

2)底座構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。底座構(gòu)件包括底座板、雙層墊板B及雙層墊板B調(diào)節(jié)槽、地輪和地輪柄、雙層墊板C及雙層墊板C調(diào)節(jié)槽。底座板由一長(zhǎng)方形木板制成，地輪有3個(gè)，呈三角形分布于底座板下。其中，兩個(gè)位于底座板下后端，1個(gè)位于底座板下前端；雙層墊板B、雙層墊板C的上層位于底座板上，下層位于底座板下；底座板、雙層墊板B、雙層墊板C通過兩端含螺紋的地輪柄及螺帽連接于一體；在雙層墊板B上開有雙層墊板B調(diào)節(jié)槽，用于調(diào)節(jié)底座板下后端的兩個(gè)地輪的間距，在雙層墊板C上開有雙層墊板C調(diào)節(jié)槽，用于調(diào)節(jié)底座板下前端地輪的前后位置；3個(gè)地輪柄均延伸于底座板上一定距離，便于卡定電動(dòng)噴霧器藥桶；前、后地輪的位置調(diào)節(jié)相應(yīng)聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)3個(gè)地輪柄在底座板上位置，以適應(yīng)不同大小電動(dòng)噴霧器的長(zhǎng)度和寬度。

2.1.2 遮擋構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

遮擋構(gòu)件包括擋板、擋板調(diào)節(jié)板、擋板固定板、擋板連接桿、連接桿固定板和擋板PE膜。遮擋構(gòu)件有兩套。擋板由木板制成，其前部為三角形，中后部為長(zhǎng)方形。其中，后部擋板即長(zhǎng)方形部分通過螺栓固定有擋板PE膜，擋板中后部的底邊緣通過螺栓與擋板固定板連接，擋板調(diào)節(jié)板的一端與擋板固定板的中后部的底邊緣焊接，兩塊擋板長(zhǎng)方形的前中部通過擋板連接桿、連接桿固定板和螺帽連接固定；擋板連接桿兩端均帶有一定距離的螺紋；擋板調(diào)節(jié)板與底座板通過螺孔中的螺栓固定，通過移動(dòng)該螺栓在不同螺孔中的位置相應(yīng)聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)擋板向外、向內(nèi)移動(dòng)。兩塊擋板通過向外移或向內(nèi)移位于底座板上的擋板調(diào)節(jié)板及與其連接的擋板連接桿，則可調(diào)節(jié)噴施除草劑的行間幅寬。遮擋構(gòu)件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

1.擋板固定板 2.擋板調(diào)節(jié)板 3.螺栓C 4.螺栓B 5. 擋板 6.擋板連接桿 7.連接桿固定板 8.螺帽B 9.螺栓D 10.擋板PE膜

2.2 技術(shù)參數(shù)

1)外形尺寸。

底板座/mm：長(zhǎng)500～520，寬260～270

擋板/mm:總長(zhǎng)600，寬或高550

擋板PE膜/mm:長(zhǎng)450，寬或高650

地輪高/mm:100

2)作業(yè)幅寬。

兩塊擋板間距可調(diào)節(jié)范圍(適應(yīng)不同作物的種植行距)/mm：260～650

3)地輪及地輪柄調(diào)節(jié)距離。

兩個(gè)后地輪及地輪柄調(diào)節(jié)間距/mm：200～240

前地輪與后地輪的地輪柄調(diào)節(jié)間距/mm：370～450

4)配套動(dòng)力為人力。

5)作業(yè)行數(shù)為1行。

6)作業(yè)效率為成年人300～350m2/h。

3 實(shí)施方式及應(yīng)用效果

3.1 實(shí)施方式

1)擋板、地輪及地輪柄間距調(diào)節(jié)。擋板間距調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同作物種植行距。根據(jù)作物種植行距，打開擋板調(diào)節(jié)板的螺栓B和松動(dòng)擋板連接桿的螺帽B。當(dāng)噴施作物行距較大時(shí)，兩塊擋板向外移動(dòng)(即兩塊擋板間距加大)；當(dāng)噴施作物行距較小時(shí)，兩塊擋板向內(nèi)移動(dòng)(即兩塊擋板間距減小)；當(dāng)兩塊擋板移動(dòng)至與作物種植行距相同或相近時(shí)，緊固擋板調(diào)節(jié)板的螺栓B和擋板連接桿的螺帽B。地輪及地輪柄間距調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同類型大小電動(dòng)噴霧器。根據(jù)電動(dòng)噴霧器的大小，通過分別調(diào)整前、后地輪在雙層墊板C調(diào)節(jié)槽、雙層墊板B 調(diào)節(jié)槽的位置，相應(yīng)聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)前、后地輪柄位置。電動(dòng)噴霧器若寬則后地輪向外移，反之則向內(nèi)移；電動(dòng)噴霧器長(zhǎng)則前移前地輪，反之則后移。

2)安裝。當(dāng)擋板的間距和地輪位置調(diào)節(jié)完成后，將電動(dòng)噴霧器置于3個(gè)地輪延伸柄間卡定，并將電動(dòng)噴霧器噴桿與電動(dòng)噴霧器提柄、擋板連接桿用綁繩固定，即可進(jìn)入田間作業(yè)。其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

1.電動(dòng)噴霧器藥桶 2.電動(dòng)噴霧器提柄 3.電動(dòng)噴霧器噴管 4.電動(dòng)噴霧器噴桿 5.綁繩 6.電動(dòng)噴霧器噴頭

3)作業(yè)。打開電動(dòng)噴霧器開關(guān)，推動(dòng)支架扶手，兩塊擋板將作物遮擋于擋板之外，電動(dòng)噴霧器噴頭噴出的藥液噴灑于兩塊擋板之間的作物種植行間，實(shí)現(xiàn)作物行間的除草。

4)拆卸。當(dāng)作業(yè)完成后，解開電動(dòng)噴霧器噴桿與電動(dòng)噴霧器提柄、擋板連接桿固定的綁繩，將電動(dòng)噴霧器從3個(gè)地輪柄間提出，即可完成電動(dòng)噴霧器的拆卸。電動(dòng)噴霧器原有功能且其各構(gòu)件不變，仍可用于其他作業(yè)類型除草劑的噴施。

3.2 應(yīng)用效果

研制開發(fā)的寬行距種植作物苗后行間噴施除草劑遮擋裝置2017年在夏播作物谷子、玉米、大豆、油葵等作物田間示范應(yīng)用，效果比較理想。與傳統(tǒng)人工苗后除草相比，可大幅度提高功效5～7倍，傷苗率2%～3%；其作業(yè)過程不需配套動(dòng)力，作業(yè)成本低，廣大農(nóng)民及科技工作者易于接受。

4 結(jié)論與討論

1)研制開發(fā)的除草劑遮擋裝置其擋板通過調(diào)節(jié)可適應(yīng)谷子、玉米、大豆、油葵等寬行距種植作物行距的需求，通過調(diào)節(jié)地輪及地輪柄在底座上位置可滿足不同大小類型的電動(dòng)噴霧器。該裝置有效降低了除草劑的漂移，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本和作業(yè)成本低、作業(yè)效率高。該裝置的研制與開發(fā)可拓寬滅生性除草劑的使用范圍，為提高作物產(chǎn)量和降低生產(chǎn)成本開辟了一條新的途徑。

2)有關(guān)作物苗后機(jī)械除草技術(shù)，目前大多應(yīng)用電動(dòng)機(jī)械除草機(jī)[14]，該類型機(jī)具由于作業(yè)幅度(或行間寬度)固定，無(wú)法滿足各種類型的行距作物，且產(chǎn)品昂貴；而有關(guān)應(yīng)用噴霧器配置的噴罩安裝于噴頭，實(shí)施苗后行間定向除草劑噴施[15]技術(shù)，由于噴罩遮擋面小，往往造成除草劑的漂移，對(duì)作物造成藥害。該裝置通過擋板設(shè)置及其調(diào)節(jié)較好地解決了不同作物種植行距的需求，且減輕了除草劑漂移問題。

3)應(yīng)用該裝置實(shí)施苗后行間除草，在作業(yè)過程中應(yīng)根據(jù)行間雜草量、裝置移動(dòng)或人力行走速度確定電動(dòng)噴霧器開關(guān)的檔位。當(dāng)雜草量大、裝置移動(dòng)或人力行走速度快時(shí)，可開啟電動(dòng)噴霧器開關(guān)的高檔位；當(dāng)雜草量小、裝置移動(dòng)或人力行走速度慢時(shí)，可開啟電動(dòng)噴霧器開關(guān)的低檔位；雜草量、裝置移動(dòng)或人力行走速度與除草劑噴施劑量應(yīng)靈活掌握。