盧志航 ， 龔小祥，2 ， 肖 飛

（1.重慶三峽學(xué)院，重慶 404130；2.智能山地農(nóng)機(jī)技術(shù)研發(fā)中心，重慶 404130）

0 引言

水果產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為繼糧食、蔬菜之后的第三大農(nóng)業(yè)種植產(chǎn)業(yè)，我國的果園種植規(guī)模和產(chǎn)量已經(jīng)位居世界第一。人們對(duì)水果的食用安全及環(huán)境保護(hù)越來越重視。

果樹病蟲害的防治非常重要，目前主要是依靠噴施化學(xué)農(nóng)藥。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年果園的噴霧施藥次數(shù)達(dá)8～15次，若在水果生長環(huán)節(jié)不進(jìn)行噴施化學(xué)農(nóng)藥的病蟲害防治工作，水果產(chǎn)量大約會(huì)減少20%～40%[1]。所以，研究和發(fā)展因地制宜的先進(jìn)果園施藥機(jī)械是保證水果穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的重要手段。

我國果園主要分為平原地區(qū)果園和山地丘陵地區(qū)果園，需根據(jù)各自地形地貌特點(diǎn)發(fā)展適宜各產(chǎn)區(qū)的施藥機(jī)械裝備。筆者通過分析我國果園施藥機(jī)械化現(xiàn)狀以及當(dāng)前果園施藥機(jī)械化存在的問題，結(jié)合果園施藥機(jī)械新技術(shù)發(fā)展，提出了我國果園施藥機(jī)械化發(fā)展相關(guān)建議。

1 果園施藥機(jī)械化現(xiàn)狀

1.1 平原地區(qū)現(xiàn)狀

毋庸諱言，我國果園機(jī)械化發(fā)展水平比較低，平原地區(qū)果園的植保施藥機(jī)械化水平為15%[2]。平原地區(qū)的地形地貌條件相比丘陵山區(qū)要好得多，但由于以散戶家庭種植方式為主，每一戶種植面積和規(guī)模較小，如果購買果園施藥機(jī)械，成本過于高昂，收益慢。因此，這些散戶主要是使用手動(dòng)或電動(dòng)背負(fù)式噴霧器對(duì)果園進(jìn)行大容量的噴淋，手動(dòng)或電動(dòng)背負(fù)式噴霧器的工作壓力較低，藥液噴射的距離短，霧化效果差，農(nóng)藥的利用率不足30%，這不僅造成大量的農(nóng)藥浪費(fèi)，而且果品的農(nóng)藥殘留量超標(biāo)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致噴藥作業(yè)人員中毒。手動(dòng)或電動(dòng)背負(fù)式噴霧器主要用于低矮的果樹除草或零星噴藥。推車式噴藥設(shè)備在我國平原地區(qū)果園應(yīng)用也比較廣泛，推車式噴藥設(shè)備的工作壓力高，藥液噴射距離遠(yuǎn)，霧化效果要好于手動(dòng)或電動(dòng)背負(fù)式噴霧器，且可調(diào)節(jié)噴射距離與噴口形狀從而提升藥液的霧化效果，但將射程調(diào)遠(yuǎn)后，藥液霧化效果將下降，霧化質(zhì)量將難以保證。推車式噴藥設(shè)備一般需要3位操作工人，勞動(dòng)強(qiáng)度依然沒有明顯減弱。平原地區(qū)的果園種植大戶使用管道噴霧設(shè)備相對(duì)較廣泛，而且與人工背負(fù)式、推車式及車載式噴藥相比，既省時(shí)又省力、效率高、購買的成本也較低、效益好。但管道噴霧設(shè)備仍有不足，由于管道壓力分配不均，時(shí)常會(huì)發(fā)生管道爆炸事故。而且智能化程度不高無法精確控制各個(gè)分管的噴藥量，導(dǎo)致果樹受藥量往往高于或者低于所需受藥量。

1.2 山地丘陵地區(qū)現(xiàn)狀

山地丘陵地區(qū)果園的施藥機(jī)械化水平僅為7.5%[2]。其中優(yōu)質(zhì)果園主要分布在重慶、四川、浙江、廣東、廣西、山東及陜西、甘肅等以山地丘陵為主的地區(qū)。但是，由于山地丘陵地區(qū)的整體地形地勢機(jī)構(gòu)復(fù)雜，如坡度大，存在大量的埂、碎石等，大型果園施藥機(jī)械設(shè)備無法投入到山地丘陵地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，甚至有部分中小型的果園施藥機(jī)械設(shè)備也很難適應(yīng)[3]。已成為限制上述地區(qū)水果增加產(chǎn)量、提升品質(zhì)的重要原因。陡峭的山地丘陵地區(qū)果園由于地形地貌的限制，推車式及車載式噴藥的機(jī)械使用率都很少，陡峭的山地丘陵地區(qū)果園的病蟲害防治主要工作依靠人工背負(fù)式手動(dòng)噴霧器進(jìn)行。能夠適應(yīng)山地丘陵地區(qū)作業(yè)，且越障能力好的果園施藥機(jī)械很少，導(dǎo)致許多山地丘陵地區(qū)的果園沒有施藥機(jī)械可用。

2 存在的問題

2.1 智能化水平不夠

平原地區(qū)果園的施藥機(jī)械化水平較低，勞動(dòng)強(qiáng)度依然很高，效率無法顯著提高。特別是在果園施藥機(jī)械智能化方面存在不足，相當(dāng)部分的施藥機(jī)械都是半機(jī)械化。這是由于我國的施藥機(jī)械長期都處在邊緣化位置，整個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)都沒有對(duì)果園施藥機(jī)械提起重視，沒有專業(yè)的果園噴施機(jī)械的評(píng)價(jià)體系，老百姓也習(xí)慣于半機(jī)械化進(jìn)行果園施藥。果園噴施機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)將重點(diǎn)過于放在收益高的主糧精噴施藥機(jī)械上，導(dǎo)致果園施藥機(jī)械的研發(fā)投入不足，只能對(duì)國外的小型果園噴施機(jī)械進(jìn)行簡單的仿制。且小型果園施藥機(jī)械沒有自己的核心技術(shù)，利潤低，無法在果園施藥機(jī)械的智能化水平上有所突破。還無法滿足果園精確、高效、安全的噴灑施藥要求。

2.2 地形地貌的限制

山地丘陵地區(qū)果園施藥機(jī)械化程度低的主要原因有：山地丘陵地區(qū)的陡峭地形嚴(yán)重限制了施藥機(jī)械的行走作業(yè)； 特別是大于25°的山地丘陵地區(qū)，不適于作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源，更不適宜機(jī)械化作業(yè)；受到地理?xiàng)l件的限制，導(dǎo)致山地丘陵地區(qū)果園的種植區(qū)域呈現(xiàn)分塊化、分散化，不易提高果園的生產(chǎn)規(guī)模和集約化程度。加之山地丘陵地區(qū)果園道路崎嶇復(fù)雜采摘和運(yùn)輸成本明顯高于平原地區(qū)果園。農(nóng)民收益也相應(yīng)較低，導(dǎo)致農(nóng)民對(duì)果園施藥機(jī)械設(shè)備的購買力弱。而適合山地丘陵地區(qū)果園施藥的機(jī)械設(shè)備售價(jià)高達(dá)上萬元，一般的農(nóng)民家庭很難承受，從而就無法實(shí)現(xiàn)山地丘陵地區(qū)果園施藥機(jī)械化。

2.3 果園業(yè)主原因

目前，我國的大部分果園是以家庭為單位進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營，種植存在相對(duì)分散的情況。往往一戶的果園分布在不同的幾片土地上（為了在自家土力肥沃的地塊種植果樹，不愿意與其他果園業(yè)主互換地塊種植），導(dǎo)致果園的各類機(jī)械大部分時(shí)間都用在轉(zhuǎn)場的路上，機(jī)械化效率降低；根據(jù)查閱大量資料目前我國大部分果園業(yè)主的知識(shí)文化水平較低，對(duì)新果樹施藥保技術(shù)的學(xué)習(xí)存在一定難度，同時(shí)由于種植分散、缺乏有效的管理模式，使得大部分果園農(nóng)場主不愿意購買先進(jìn)、大型的果園植施藥機(jī)械；由于缺乏相關(guān)農(nóng)藥使用的科學(xué)知識(shí)，大部分果園業(yè)主和果農(nóng)為了達(dá)到除草殺蟲的良好效果，會(huì)加倍使用農(nóng)藥，這樣又造成了果品無法走向高端市場（無法滿足高端出口水果的農(nóng)藥殘留標(biāo)準(zhǔn)），利潤不高，導(dǎo)致施藥機(jī)械的購買力不足。

3 果園施藥環(huán)節(jié)的新設(shè)備與新技術(shù)

3.1 植保無人機(jī)

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國部分地區(qū)開始使用無人機(jī)對(duì)農(nóng)業(yè)進(jìn)行植保施藥，取得了良好的效果?，F(xiàn)在大多數(shù)的植保無人機(jī)可以攜帶10 kg以上的藥液，無人機(jī)進(jìn)行植保噴藥時(shí)可以超低空飛行，超低量噴藥，其噴灑效率是普通人工噴灑的100倍[4]，且無人機(jī)施藥不受地形條件的限制，陡峭的山地丘陵果園就可以用無人機(jī)對(duì)果樹進(jìn)行施藥作業(yè)。且我國的農(nóng)業(yè)無人機(jī)企業(yè)多、技術(shù)先進(jìn)，適宜果園植保噴藥的無人機(jī)型號(hào)眾多，覆蓋了高、中、低端市場。價(jià)格也從千元到數(shù)十萬元不等，可以滿足各類果園種植戶或農(nóng)機(jī)合作社等組織的需求。

3.2 仿樹型噴桿施藥設(shè)備

仿樹型噴桿施藥設(shè)備可以針對(duì)不同的果樹種類，調(diào)節(jié)施藥設(shè)備機(jī)構(gòu)的高度和寬度以適配果樹的高度和冠層的寬度，進(jìn)行精確施藥。霧滴沉淀效果高，噴霧很均勻，使得上、中、下層霧滴分布均勻[5]。隨著科技的發(fā)展，許多先進(jìn)的技術(shù)也開始在仿樹型噴桿施藥設(shè)備上使用，增加了圖像識(shí)別系統(tǒng)，可以自主識(shí)別果樹的樹干、枝丫，然后通過智能控制系統(tǒng)，控制仿樹型噴桿施藥設(shè)備噴桿的張開幅度與噴嘴的角度。

3.3 循環(huán)噴霧技術(shù)

循環(huán)噴霧技術(shù)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代[6]，現(xiàn)在的許多果樹為了采摘方便都趨于矮化種植，被矮化種植的果樹能夠被橫跨覆蓋進(jìn)行噴施霧化的藥液。而且使用了回收藥液的裝置，可以回收沒有附著在靶標(biāo)上的藥液。可以根據(jù)果樹種類的不同，使用不同的包覆裝置進(jìn)行噴施藥液。循環(huán)噴霧技術(shù)與普通風(fēng)送噴霧施藥技術(shù)相比，藥液流入土壤量減少5%，霧滴沉積率提升至87%[7]。

3.4 靜電噴霧技術(shù)

靜電噴霧技術(shù)是在靜電力、氣流曳力和重力作用下快速沉積到靶標(biāo)，從而增加霧滴在作物表面的附著能力。靜電噴霧技術(shù)具有環(huán)境污染小和藥用量低、農(nóng)藥的利用率高特點(diǎn)，非常有應(yīng)用前景[8]。多旋翼無人機(jī)結(jié)合靜電噴霧技術(shù)進(jìn)行施藥，可以影響果樹冠層形狀對(duì)霧滴沉積效果，為果園農(nóng)藝農(nóng)機(jī)融合發(fā)展提供技術(shù)參考。

4 思考與建議

1）平原地區(qū)果園植保機(jī)械需要結(jié)合新技術(shù)提升裝備的智能化水平。將5G技術(shù)、智能傳感技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)及衛(wèi)星定位技術(shù)使用在新型果園施藥機(jī)械上。目前，農(nóng)業(yè)機(jī)器人是一個(gè)比較值得關(guān)注的熱點(diǎn)，將農(nóng)業(yè)機(jī)器人運(yùn)用在果園施藥的環(huán)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)無人作業(yè)，施藥效率也可以大幅提高，將是未來農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的一個(gè)方向。

2）提升丘陵山區(qū)果園施藥機(jī)械的數(shù)量，這就需要根據(jù)山地丘陵地區(qū)的特點(diǎn)，研發(fā)適合在丘陵山區(qū)作業(yè)的果園植保機(jī)械?？梢韵冉鉀Q果園施藥機(jī)械的爬坡越障能力，環(huán)境適應(yīng)能力。結(jié)合土地宜機(jī)化改造，將碎片化的土地改造成規(guī)則的大地塊，將陡峭的地塊改成可以通中型拖拉機(jī)的梯田結(jié)構(gòu)，將凹陷或者不平整的地塊填平，讓山地丘陵地區(qū)果園也能機(jī)械化作業(yè)。

3）鼓勵(lì)果園種植集約化。持續(xù)推動(dòng)土地產(chǎn)權(quán)制度改革，推動(dòng)農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)，鼓勵(lì)果農(nóng)建立果園生產(chǎn)合作社、果園生產(chǎn)示范基地等，加大培育新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體和新型職業(yè)農(nóng)民，提高農(nóng)業(yè)規(guī)?；a(chǎn)水平。農(nóng)機(jī)推廣人員和農(nóng)技推廣人員應(yīng)加強(qiáng)宣傳教育，促使果農(nóng)充分認(rèn)識(shí)到農(nóng)業(yè)機(jī)械化的優(yōu)勢。積極開展農(nóng)機(jī)農(nóng)藝培訓(xùn)，大力推廣果園施藥機(jī)械化。