徐榮

傳統(tǒng)稻田化學(xué)除草策略是“一封、二殺、三補”或“兩封一補”，除草重點在莖葉除草上。施用化學(xué)除草劑（如氰氟草酯、五氟磺草胺、惡唑酰草胺、二甲四氯等），不僅成本高，而且用量多，易造成農(nóng)藥殘留污染以及稻田雜草抗藥性。針對機插（機播）稻田雜草防控難問題，啟東市農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣站與啟動市富旺農(nóng)業(yè)機械有限公司共同研制了一種智能插噴（播噴）同步施藥一體機。該機配套安裝在插秧機或播種機上，在插秧或播種時同步進行施藥作業(yè)，可減少用藥次數(shù)，實現(xiàn)精準(zhǔn)施藥，安全高效，省工省時，提高了除草效果與生產(chǎn)效益。該機已經(jīng)獲得國家實用新型專利。

1 總體結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 總體結(jié)構(gòu)

圖1為3W-100型智能插噴（播噴）同步施藥一體機結(jié)構(gòu)示意圖。該機主要由噴霧泵、智能控制器、控制箱、藥桶、分配閥、傳感器、噴藥管、不銹鋼噴桿以及噴頭組成。噴霧泵的進口通過噴藥進管與藥桶連接，噴霧泵的出口通過噴藥出管與噴頭連接，噴霧泵與控制噴霧泵工作的控制器連接，控制器與感應(yīng)配套機具升降支架移動距離的傳感器連接。

圖1 3W-100型智能插噴（播噴）同步施藥一體機結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 工作原理

機具安裝在插秧機或播種機上，通過配套機具的自帶電瓶取電，在插秧或播種作業(yè)時同步進行施藥作業(yè)。利用傳感器感應(yīng)配套機具升降支架的移動距離，自動控制噴霧的開啟與停止，并可根據(jù)機具行駛速度，通過智能控制器自行調(diào)節(jié)噴霧藥量的大小，以實現(xiàn)均勻噴霧。

2 工作部件及功能設(shè)計

2.1 連桿支架

采用不銹鋼三角支架，長桿30 cm，短桿10 cm。

2.2 儲液和輸液系統(tǒng)

采用φ22 mm帶孔不銹鋼無縫鋼管作噴霧輸送管。噴霧泵的進口和出口采用內(nèi)徑10 mm的高壓防腐水管。噴霧泵采用DC12V雙核隔膜泵，額定工作壓力≥0.5 MPa，額定流量≥7 L/min。噴霧泵外接三通排氣管，在初始噴霧時排凈泵內(nèi)空氣，增加輸液壓力。藥箱采用2個50 L長方體塑料箱（白色透明，厚度≥3 mm）。

2.3 噴霧系統(tǒng)

采用4個φ22 mm的BP-PT-NZS22型噴桿噴霧機噴頭，間隔50 cm錯位排列在噴桿上，避免噴霧時霧滴因碰撞凝聚和破碎。噴頭帶防滴漏開關(guān)，用20～22 mm管夾與噴桿固定。采用耐磨損的11001號扇形霧化噴嘴。

2.4 過濾系統(tǒng)

采用濾杯直徑約75 mm的TGG1型過濾器，外通管直徑為10 mm。濾杯內(nèi)采用不銹鋼濾芯和出口級50目濾網(wǎng)。過濾器用寶塔接頭與輸液管連接。

2.5 動力系統(tǒng)

噴霧泵的動力來自插秧機蓄電池，額定電壓為12 V。用防水電線連接噴霧泵，線路加裝12 V/5 A保險絲。

2.6 精準(zhǔn)控制

如插秧機或播種機型號和位置允許，可以加裝行程開關(guān)；如型號和位置不允許，用手柄開關(guān)、按鈕開關(guān)進行噴霧量控制。噴霧精度要求：2桶藥液可以施10畝（0.67 hm2）左右稻田，均勻噴施時間為50～80 min。

3 主要技術(shù)要求

3.1 技術(shù)規(guī)格

機具主要技術(shù)規(guī)格見表1。

表1 主要技術(shù)規(guī)格

3.2 機械安全要求

1）密封性能。在工作壓力范圍內(nèi)進行噴霧作業(yè)時，機器各零部件連接處均不應(yīng)有滲漏現(xiàn)象。在噴霧開關(guān)或旋鈕處于“關(guān)閉”位置時，機具各零部件連接處均不應(yīng)有滲漏現(xiàn)象。

2）噴射部件耐壓性能。噴射部件的耐壓性能應(yīng)符合JB/T 9781-2011《噴霧機（器）噴射部件》中4.1.3的規(guī)定。

3.3 電氣安全要求

1）電路性能。同步施藥一體機電氣系統(tǒng)應(yīng)安裝到位，極性正確。電線的所有接頭在任意方向上應(yīng)能承受10 N的拉脫力。配線線徑應(yīng)與電流量相適應(yīng)，以確保噴霧時安全、可靠。

2）絕緣性能。同步施藥一體機的電氣系統(tǒng)應(yīng)采取防水保護措施，所有接線均不應(yīng)裸露。藥液箱、噴射部件等均不能帶電。蓄電池接線柱與機具金屬部件之間的絕緣電阻值≥2 MΩ。

3.4 整機和主要零部件技術(shù)要求

1）噴霧性能。同步施藥一體機在工作壓力范圍內(nèi)噴霧時，霧化良好、霧形完整。

2）過濾裝置。同步施藥一體機至少有二級過濾裝置。藥液箱應(yīng)設(shè)置過濾裝置。末級過濾裝置的網(wǎng)孔最大尺寸≤0.7 mm。

3）噴頭噴霧量。在規(guī)定的壓力下，噴頭噴霧量相對于額定噴霧量的偏差在±8%范圍內(nèi)。噴頭的額定噴霧量為產(chǎn)品使用說明書明示的噴霧量，未明示時參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3.5 控制裝置要求

同步施藥一體機的控制器應(yīng)具有短路保護功能。

3.6 裝配質(zhì)量要求

1）整機零部件完整、無缺件，安裝方便。

2）運動部件運行平穩(wěn)，不得有卡死、磕碰現(xiàn)象。

3）非運動部件安裝無明顯偏移，無翹曲現(xiàn)象。

4）緊固件安裝緊固、可靠，噴霧泵安裝牢固、可靠。

3.7 外觀質(zhì)量要求

同步施藥一體機的外露部件表面清潔、色澤均勻，無油污、銹蝕、明顯飛邊、劃傷、裂紋和凹凸等問題。

3.8 可靠性要求

同步施藥一體機的可靠性用有效度表示，有效度應(yīng)≥96%。

4 作業(yè)優(yōu)勢

插秧或播種與施藥同步進行，可實現(xiàn)一機多用，節(jié)本增效，除草效果好。

1）施藥精準(zhǔn)，藥效穩(wěn)定，可降低藥害風(fēng)險。不會重噴、漏噴，可延緩雜草抗藥性發(fā)展。

2）操作簡便，省時、省工、省力，可根據(jù)農(nóng)情靈活安排用藥，作業(yè)效率高。受天氣和人為因素影響小。

3）采用“一封一挑”除草技術(shù)，大大減少了除草劑的使用量，符合國家農(nóng)藥減量使用政策要求，有利于農(nóng)田生態(tài)環(huán)境保護。

4）該裝置可與插秧機、播種機配套使用，不需要重新改動原有機具結(jié)構(gòu)，安裝、拆卸簡便，機手易學(xué)易懂。

5 試驗效果

5.1 田間試驗情況

2021年6月3日，在啟東市彩萍家庭農(nóng)場進行了稻田智能插噴（播噴）同步施藥一體機控草技術(shù)應(yīng)用試驗。現(xiàn)場試驗水稻品種為南粳5055。使用30%芐嘧·丙草胺可分散油懸浮劑+安全解毒劑，每畝施用30%芐嘧·丙草胺可分散油懸浮劑100 g、安全解毒劑25 g（用清水將藥劑稀釋成10 kg藥液），通過插噴同步施藥一體機進行噴灑施藥?，F(xiàn)場操作顯示，該機器噴霧均勻，無漏噴和重噴現(xiàn)象，操作簡便，技術(shù)難度較小，維護比較容易。

5.2 施藥后跟蹤情況

試驗田塊插秧后3～5 d，水稻秧苗安全，無藥害；插秧后14 d，施藥封閉控草效果超過95%；插秧后35 d，田間幾乎無雜草。而農(nóng)戶自防區(qū)的多次綜合控草效果只有80%左右。插噴同步施藥技術(shù)對治理稻田稗草、千金子和闊葉草等有優(yōu)勢，水稻生長安全，而且可以節(jié)省人工，提高作業(yè)效率。

5.3 示范試驗情況

在2 000多畝示范田開展試驗。試驗結(jié)果表明，使用3W-100型智能插噴（播噴）同步施藥一體機進行機插同步控草，機插同步全程綜合控草效果超過93%，持效期超過35 d。與農(nóng)戶自防區(qū)多次綜合控草相比，除草劑使用頻次減少1.5次，除草劑的使用量減少50%～57%。