王龍飛，李建華

(河南省煙草公司 許昌市公司，河南 許昌 461000)

0 引言

我國是煙草種植大國，煙草作為我國的重要經(jīng)濟作物之一，其快速發(fā)展為國家的稅收做出了很大的貢獻[1]。但病蟲害防治問題一直是煙草種植方面一個難以逾越的難題[2]，由于我國植保機械存在的一些不足，病蟲害的防治作業(yè)不但在一定程度上增加了煙草的生產(chǎn)成本，也對環(huán)境污染和人體健康造成了一定的危害。近年來，隨著國家一系列關(guān)于農(nóng)藥減施增效政策的提出和《中國制造2025》中對于農(nóng)機裝備未來發(fā)展的解讀，新型高效植保機械的開發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)是大勢所趨[3]。本文對國內(nèi)外煙草植保機械的研究和發(fā)展現(xiàn)狀以及國內(nèi)煙草植保機械同植保機械發(fā)達國家之間存在的差距進行了分析，結(jié)合我國實際情況對煙草植保機械未來的發(fā)展趨勢提出了幾點建議。

1 國外煙草植保機械

國外發(fā)達地區(qū)的植保機械起步普遍較早，相比我國也具有很大的優(yōu)勢。目前，在植保機械上具有領(lǐng)先地位的主要有美國、德國、丹麥、荷蘭、日本等國家。其植保機械的特點和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在植保機械大型化、人性化和多采用先進技術(shù)和裝備上。

1.1 植保機械大型化

歐美等植保機械發(fā)達的國家，由于其特有的大型農(nóng)場式的種植模式，大多使用大型寬幅的植保機械，這種植保機械的開發(fā)和應(yīng)用在大大提高工作效率的同時也有效的解決了植保作業(yè)過程中存在的土壤壓實等問題。如，荷蘭凱斯公司設(shè)計的SPX3310型自走式噴霧機，其有效噴施幅度就能達到27 m左右，其他在歐美地區(qū)占主流地位的植保機械噴施幅度也大多在20～30 m之間[4]。

1.2 植保機械人性化

在1985年前后，美國就開發(fā)了一種在線混藥的系統(tǒng)。將水和農(nóng)藥分置，在使用時使其在混合室內(nèi)混合。這種混藥方式減少了人與藥液的接觸，降低了在藥液混合時藥液對人體的危害。

1.3 多采用先進技術(shù)和裝備

植保機械具有領(lǐng)先地位的國家，在其后續(xù)的發(fā)展過程中更加注重先進技術(shù)和裝備在植保機械中的應(yīng)用。現(xiàn)在的植保機械都在向“精準”“精量化”發(fā)展，如靶向噴霧、藥物防飄和藥物霧滴回收等技術(shù)在國外的研究和應(yīng)用都是領(lǐng)先我們一步的。Lee w s等[5]在1999年研究了集機器視覺識別和噴霧精準噴施等技術(shù)于一體的噴霧智能控制系統(tǒng)；May等人在1991年研究了氣流輔助式防飄移技術(shù)；美國Lurmark、德國Lechler等公司也開發(fā)了很多不同類型的防飄噴頭。這些先進技術(shù)和裝備的開發(fā)與使用極大程度上減少了藥液的浪費，提高了藥液的利用率，也減少了植保作業(yè)時產(chǎn)生的污染，保護了環(huán)境。

2 國內(nèi)煙草植保機械

國內(nèi)煙草植保機械起步較晚，但經(jīng)過眾多科研院所、企業(yè)和高校的不懈努力，也取得了一系列成果。目前，國內(nèi)的煙草植保機械主要有背負式植保機械、懸掛式植保機械、自走式植保機械和航空植保機械4大類。

2.1 背負式植保機械

背負式植保機械經(jīng)歷了從背負式手動噴霧機到背負式機動噴霧機這一過程的轉(zhuǎn)變，其市場占有率和防治面積占有率都居高不下。這種植保機械結(jié)構(gòu)簡單，價格也比較低，但作業(yè)環(huán)境差、環(huán)境污染嚴重、農(nóng)藥利用率低、易使操作人員中毒等缺點決定了其已經(jīng)逐漸達不到煙草病蟲害防治的要求。

2.2 懸掛式植保機械

懸掛式植保機械多使用于大田，基本采用懸掛形式和半自動作業(yè)模式。該類裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低，在我國具有一定的市場占有量。不足之處是農(nóng)藥利用率較低、農(nóng)藥殘留多、多作用于葉片上表面、對煙草等高稈作物具有一定局限性。而且存在著土壤壓實和造成土壤粉塵過多等影響后續(xù)作業(yè)和環(huán)境污染的問題。

2.3 自走式植保機械

我國的自走式植保機械發(fā)展較晚，生產(chǎn)廠家主要以經(jīng)濟實用為主，也取得了很大的進步。如，山東亞泰研制的3WZC-1500型自走式高地隙噴霧機能通過調(diào)整地隙高度和輪距，實現(xiàn)對不同高度、不同周期、不同行距作物的施藥作業(yè)。其在噴頭上也做出了改進，使用了防滴噴頭，減少了藥液的無效浪費，提高了藥液利用率。該類植保機械能夠大幅度提高工作效率，能夠應(yīng)用到不同作物的植保作業(yè)上，使用維修也較為方便。但其穩(wěn)定性差、自動化程度低等問題使其在國內(nèi)市場發(fā)展緩慢[6-7]。

2.4 航空植保機械

近年來，航空植保機械發(fā)展速度較快。大疆、全豐等多家國內(nèi)植保機械公司也設(shè)計并開發(fā)了不少航空植保機械。很多研究院所和高校(如南京農(nóng)機化研究所、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等)也都對航空植保機械做了不少探究性研究，并取得了不錯的成果。總體來說，航空植保機械具有很多地面農(nóng)業(yè)裝備沒有的優(yōu)勢，其不受地形限制且作業(yè)效率大大提高，能有效解決高稈類作物和丘陵山區(qū)等地面植保機械施藥不便的問題[8-9]。

但航空植保機械作為一種現(xiàn)代化的植保機械，在推廣方面也有很多限制。主要體現(xiàn)在：對操作要求較高，操作人員要經(jīng)過嚴格的培訓(xùn)才能操作；其使用的藥劑同傳統(tǒng)植保機械有差異，以油劑最好，但市場上沒有較好的藥劑銷售，這點對其推廣也有一定限制；國家對航空植保機械方面沒有具體的行業(yè)標準和政策[10]。

3 國內(nèi)煙草植保機械存在的不足

在國家的大力支持和眾多科研人員的不懈努力下，我國植保機械的發(fā)展已經(jīng)取得了很大的進步。但由于起步較晚，同國外發(fā)達地區(qū)仍存在著不小的差距，其差距與不足主要有專業(yè)化程度低、智能化程度低、行業(yè)政策及標準不健全、體系不完整等。

3.1 專業(yè)化程度低

國外的植保機械現(xiàn)在基本上已經(jīng)實現(xiàn)了專業(yè)化，各種作物有其專業(yè)的植保機械。國內(nèi)在這方面有很大的發(fā)展空間，國內(nèi)大多采用的是一種機械完成行距相同的不同作物施藥作業(yè)的模式。該模式雖然提高了植保機械的通用性，其后期維修保養(yǎng)也較為方便。但難以滿足不同作物特有的植保要求，這也是農(nóng)藥的利用率難以提高的原因之一[11]。

3.2 智能化程度低

隨著科技的進步，國外發(fā)達地區(qū)已經(jīng)有大量的智能化手段應(yīng)用到了植保機械中。其中典型的如靶向噴霧技術(shù)、機器視覺識別技術(shù)、GPS技術(shù)、農(nóng)藥防飄移技術(shù)等應(yīng)用的已經(jīng)相對成熟，而我國大多數(shù)科研院所及高校對這些技術(shù)真正應(yīng)用到植保機械上基本還停留在試驗研究的階段，并沒有達到智能化植保機械批量生產(chǎn)的程度。

3.3 行業(yè)政策及標準不健全、體系不完整

國外發(fā)達地區(qū)由于其植保機械發(fā)展起步較早，目前行業(yè)內(nèi)的一些政策及標準已經(jīng)比較健全，形成了一套完整的體系。我國在前期發(fā)展的過程中國家對于這方面政策和行業(yè)間標準的制定都沒有達到與國際接軌的水平。體系也并不完整，農(nóng)機與農(nóng)藝的結(jié)合、植保機械的監(jiān)管力度、施藥標準的管控不能有效結(jié)合起來，這也阻礙了我國植保機械的快速發(fā)展。

4 煙草植保機械未來發(fā)展趨勢

近年來，國家已經(jīng)加強了對植保機械方面的關(guān)注和投入，也提出了農(nóng)藥零增長等推進植保機械快速發(fā)展的政策[12]。瞄準當(dāng)今國際相關(guān)科技前沿和制高點，結(jié)合實際情況，總結(jié)了煙草植保機械的未來發(fā)展趨勢。

4.1 系統(tǒng)化、專業(yè)化發(fā)展

基于我國目前煙草植保機械的現(xiàn)狀，未來應(yīng)向系統(tǒng)化、專業(yè)化方向發(fā)展。根據(jù)煙草的生長特點，研制專業(yè)的植保機械并推廣應(yīng)用。在研制過程中充分考慮煙草整個生長周期內(nèi)其植保作業(yè)應(yīng)注意的問題，研制出適用于煙草植保作業(yè)的噴桿、噴頭等設(shè)備[13-14]，解決現(xiàn)有植保機械在煙草中后期施藥不便；藥液大多置于煙草上層表面，中下層施藥不均勻等問題。煙草植保機械系統(tǒng)化、專業(yè)化發(fā)展對于提高藥液利用率、提升工作效率都有極強的推進作用。

4.2 智能化發(fā)展

隨著科技的進步，植保機械向智能化方向發(fā)展已經(jīng)是大勢所趨。機器視覺識別與圖像處理、衛(wèi)星導(dǎo)航、自動駕駛以及變量噴霧等各項技術(shù)在不斷發(fā)展的過程中日益成熟，智能化技術(shù)和手段同植保機械結(jié)合起來，研制一種經(jīng)過機器視覺識別和圖像處理后，根據(jù)導(dǎo)航等技術(shù)進行路徑規(guī)劃，結(jié)合自動駕駛和變量噴霧技術(shù)進行自動作業(yè)的智能化植保機械是國內(nèi)眾多科研院所和高校正在努力實現(xiàn)的目標和方向[15-19]。

4.3 綠色化發(fā)展

不論植保機械未來如何發(fā)展，綠色環(huán)保都是貫徹始終的底線，綠色植保也是植保機械的必然趨勢。像低量噴霧技術(shù)和防飄移技術(shù)等能減少藥液浪費、提高藥液利用率的技術(shù)在植保機械中的應(yīng)用會越來越多。

低量、超低量噴霧能減小霧滴的體積、增加霧滴的吸附能力，使其容易吸附在煙葉上；而防飄移技術(shù)能夠很大程度上減少霧滴從噴頭到煙葉過程的浪費。這些技術(shù)在減少藥液浪費的基礎(chǔ)上也保護了環(huán)境[20-22]。

4.4 人性化發(fā)展

由于施藥技術(shù)的落后，每年因施藥導(dǎo)致操作人員中毒的事件時有發(fā)生。在植保機械未來的發(fā)展過程中，也要遵循我國以人為本的政策，更加人性化。大力發(fā)展自動混藥技術(shù)、駕駛室內(nèi)的空氣過濾技術(shù)以及自動駕駛技術(shù)等，以減少人體和藥液接觸。改善操作人員作業(yè)環(huán)境的技術(shù)在未來的發(fā)展過程中也大有可為。

5 結(jié)語

為了響應(yīng)《中國制造2025》國家行動綱領(lǐng)和農(nóng)藥零增長及減肥增效的政策，為了助力煙草現(xiàn)代化生產(chǎn)，國內(nèi)的煙草植保機械在未來一定會迎來巨大的發(fā)展空間。根據(jù)目前煙草植保機械的發(fā)展現(xiàn)狀，專業(yè)化在其未來的發(fā)展過程中至關(guān)重要。在專業(yè)化的基礎(chǔ)上綜合植保機械的優(yōu)缺點，結(jié)合智能化的技術(shù)和手段，考慮人性化的設(shè)計，保障綠色化的底線，我國的煙草植保機械必將迎來美好前景。

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