曹坳程，王秋霞，顏冬冬，方文生，李 園，宋兆欣，張 毅，張大琪，靳 茜，郝 征，趙奇龍，王楨委

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，北京 100193；2.河北省土傳病害綠色防控技術(shù)創(chuàng)新中心，河北保定 071000；3.安徽春暉生態(tài)環(huán)境科技有限公司，安徽蕪湖 241000；4.安丘市供銷農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料有限責(zé)任公司，山東安丘 262199）

近20年來，隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和栽培制度的發(fā)展，保護(hù)地和高附加值作物在我國發(fā)展迅速，目前我國現(xiàn)代設(shè)施種植面積達(dá)到267萬hm2[1]。保護(hù)地種植了大量的番茄、黃瓜、茄子、辣椒等果類蔬菜以及葉類蔬菜；草莓、生姜、山藥、中草藥等高附加值作物種植面積居世界第一。保護(hù)地及高附加值作物是增加農(nóng)民收入的重要途徑，高附加值作物在我國農(nóng)產(chǎn)品出口中占據(jù)著重要的地位，而保障這些作物的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量極為重要。隨著保護(hù)地的發(fā)展和高附加值作物的連年栽培，土壤中病原菌、蟲卵積累，毀滅性土傳病害如枯萎病、根腐病、姜瘟病及根結(jié)線蟲病等連年發(fā)生。通常栽種3～5年后，作物產(chǎn)量和品質(zhì)均受到嚴(yán)重影響，一般減產(chǎn)20%～40%，嚴(yán)重的減產(chǎn)60%以上甚至絕收，且大豆、棉花、小麥等大田作物的土傳病害發(fā)生也很嚴(yán)重。我國由于復(fù)種指數(shù)高，缺少休閑和輪作，土傳病害的發(fā)生比世界其他國家更為嚴(yán)重，作物產(chǎn)量和品質(zhì)顯著下降，制約了我國保護(hù)地及高附加值作物的栽培和可持續(xù)發(fā)展。

對(duì)于土傳病害，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈魑锏膶?shí)際情況，有針對(duì)性地提出農(nóng)業(yè)、物理、生物、化學(xué)以及綜合防治技術(shù)（圖1）[2]。近年來，為了減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，非化學(xué)技術(shù)防治土傳病害發(fā)展迅速，抗性品種、生物熏蒸、生物防治、厭氧消毒、物理防治技術(shù)得到快速應(yīng)用[3-6]；化學(xué)與非化學(xué)輪用技術(shù)也取得了重大進(jìn)展[7-8]。

圖1 土傳病害防控技術(shù)

土壤熏蒸消毒是一種高效、快速防治土傳病害的技術(shù)。施藥機(jī)械是高效防治土傳病害的技術(shù)關(guān)鍵。根據(jù)熏蒸劑的特性，均勻有效地施藥，最大限度地發(fā)揮熏蒸的作用效果，并減少對(duì)環(huán)境的影響，保護(hù)施藥人員健康，并降低用藥成本，從而獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)生態(tài)效益。

而我國在熏蒸劑的使用上，面臨機(jī)械缺乏，施藥不均勻，效率低下等問題。在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、蒙特利爾議定書多邊基金等項(xiàng)目的資助下，中國企業(yè)創(chuàng)新了適合我國國情的施藥機(jī)械，并在應(yīng)用中不斷改進(jìn)和完善，大幅度提高了熏蒸劑的應(yīng)用效率和效果，有力推動(dòng)了我國土壤消毒事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

我國登記的熏蒸劑主要有氯化苦、棉隆、威百畝、異硫氰酸烯丙酯、硫酰氟。涉及到液態(tài)熏蒸劑、固態(tài)熏蒸劑和氣態(tài)熏蒸劑。針對(duì)氣態(tài)熏蒸劑，我國研發(fā)了分布帶施藥技術(shù)，并獲得相關(guān)的專利。為了開發(fā)適合中國的液態(tài)和固態(tài)熏蒸劑，我國研發(fā)了適用的小型和大型機(jī)械。

1 秸稈還田、深耕、碎土、施藥一體機(jī)

基于土壤熏蒸劑的特性、土壤消毒技術(shù)的特點(diǎn)和我國農(nóng)業(yè)耕作的需求，我國研發(fā)了固態(tài)熏蒸劑自走式精細(xì)旋耕施藥機(jī)，實(shí)現(xiàn)了施藥、旋耕、秸稈還田、破除農(nóng)田板結(jié)的一體化功能，提高了固態(tài)藥劑施藥的均勻性。

安徽春暉生態(tài)環(huán)境科技有限公司和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所研發(fā)了適于棉隆等固體微粒型藥劑應(yīng)用的3SJG-135 型、3SJG-L135 型、3SJG-L180型系列自走式精細(xì)旋耕施藥機(jī)。該設(shè)備采用全封閉藥箱和尾輪驅(qū)動(dòng)、偏心旋耕軸設(shè)計(jì)，結(jié)合高速反轉(zhuǎn)的合金專用刀具和雙側(cè)液壓油缸，保障了施藥量的精確性，大幅提高了藥劑在土壤中分布的均勻性和對(duì)深層土壤中病原菌的防控效果，作業(yè)深度為30～40 cm，降低了土壤表層和次表層的土壤硬度。粉碎后85%的土壤顆粒粒徑小于2 cm，土壤疏松度顯著改善。自走式精細(xì)旋耕施藥機(jī)解決了傳統(tǒng)施藥作業(yè)過程中土壤旋耕作業(yè)層淺、藥劑和土壤混合不均勻、藥效發(fā)揮差、土壤消毒不徹底等問題，實(shí)現(xiàn)了秸稈還田、深耕、碎土、施藥一體化功能，大幅度提升了土壤的消毒效率、效果與穩(wěn)定性。該技術(shù)產(chǎn)品為國內(nèi)首創(chuàng)，獲得了國家發(fā)明專利，并主導(dǎo)制訂了國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 土壤消毒秸稈還田一體機(jī)工作原理及構(gòu)造

土壤消毒秸稈還田一體機(jī)集成精準(zhǔn)施藥和旋耕混合作業(yè)，可精準(zhǔn)、高效且均勻地完成棉隆等固體微粒型藥劑土壤深層消毒作業(yè)。該設(shè)備由藥劑儲(chǔ)存施撒單元、機(jī)械控制單元和旋耕混合單元組成，創(chuàng)造性地將偏心驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用到刀輥驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)中，使旋耕深度達(dá)40 cm。利用刀輥上的旋耕刀在高速旋轉(zhuǎn)的情況下將土壤翻起細(xì)化并拋起，同時(shí)施藥裝置向下施藥，在封閉箱內(nèi)土與藥充分混合后下落，再利用拖板整平作業(yè)后的地面；通過設(shè)備的行走速度、刀輥的轉(zhuǎn)速、布刀方式的變化，有效控制了土壤的顆粒度。設(shè)備采用空心地輪，調(diào)整了鏈輪傳動(dòng)比和施藥箱外部形狀，解決了施藥量與設(shè)備行走同步的問題，實(shí)現(xiàn)了全程密閉施藥，有效保證了作業(yè)人員的安全。

該設(shè)備的旋耕系統(tǒng)，通過超深旋耕保證了作物根系生長的全部區(qū)域已被充分殺蟲滅菌；通過精細(xì)旋耕保證了藥劑直達(dá)土壤顆粒內(nèi)部，提高了藥效。該模式不僅能大大加深旋耕深度，還能使藥物和土壤充分混合，實(shí)現(xiàn)了全程密閉施藥，保證了作業(yè)人員的安全。設(shè)備的作業(yè)效率可達(dá)1.33～2 hm2/d，滿足了國內(nèi)不同種植條件下露地、大棚等施藥要求。一體機(jī)構(gòu)造如圖2所示。

圖2 土壤消毒秸稈還田一體機(jī)結(jié)構(gòu)

1.2 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

施藥機(jī)作業(yè)后95%以上土壤顆粒粒徑小于2 cm，設(shè)備最大耕深可達(dá)25 cm，加上虛土層達(dá)40 cm，土壤表面平整度不超過±7 cm。

機(jī)械施藥后，藥劑可均勻分布于0～40 cm的土壤中，分布性的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為13.7%，對(duì)深層土壤中病原菌的防效在90%以上。

傳統(tǒng)手撒施藥模式下，因旋耕機(jī)翻土深度受限及混土不均等問題，棉隆主要集中在0～20 cm深度土層，20～40 cm幾乎沒有藥劑，從而導(dǎo)致該深度土層病原菌防控效果不理想。

該設(shè)備采用全封閉藥箱和尾輪驅(qū)動(dòng)、偏心旋耕軸設(shè)計(jì)，結(jié)合高速反轉(zhuǎn)的合金專用刀具和雙側(cè)液壓油缸，保證了施藥量的精確性。

相關(guān)技術(shù)參數(shù)如下：①最大行走速度為520 m/h，施藥量為20～70 kg/h。②經(jīng)粉碎后，85%的土壤顆粒直徑小于1 cm，混合均勻度變異系數(shù)小于17%。③在單位面積施用藥物量固定的情況下，保持旋耕深度不變（如30 cm），機(jī)器的行進(jìn)速度不影響每平方米的施藥量，且處理后的每層土層（0～10、10～20、20～30 cm）中藥劑含量無顯著性差異。④保持機(jī)器行進(jìn)速度不變，處理后的土層中藥劑含量與旋耕深度呈負(fù)相關(guān)，表明當(dāng)藥劑量一定時(shí)，混合土壤越多，混合后其藥劑含量越低。

1.3 施藥量及施藥均勻性

對(duì)不同土質(zhì)進(jìn)行多組測(cè)試，保持耕作速度、耕深不變，且送藥機(jī)構(gòu)保持最大施藥量狀態(tài)，施藥量及施藥均勻性測(cè)試結(jié)果如圖3所示。

圖3 施藥量及施藥均勻性實(shí)地測(cè)試

測(cè)試后對(duì)土地切剖面，利用高清攝像系統(tǒng)拍攝出截面圖，再利用Image Magick進(jìn)行色相分析，得到白色（棉隆藥劑）在深色土壤中的色相占比，并將同一土質(zhì)測(cè)得的色相占比進(jìn)行比較，結(jié)果見表1，表中耕作長度均為100 m。

表1 不同土質(zhì)施藥量及施藥均勻性測(cè)試結(jié)果

通過對(duì)施藥機(jī)的實(shí)地測(cè)試得出，實(shí)際作業(yè)時(shí)，施藥量與理論推算施藥量最多相差約3%；之后對(duì)最小施藥狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試，均與理論推算值相差不大。

通過以上一系列測(cè)試可知，施藥機(jī)已達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，通過安徽省農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定站鑒定，符合Q/CH001—2020《自走式精細(xì)旋耕施藥機(jī)》的規(guī)定，目前已批量投產(chǎn)。

1.4 異硫氰酸甲酯均勻性測(cè)定

通過測(cè)定施用棉隆產(chǎn)生的活性成分異硫氰酸甲酯（MITC）在土壤中的均勻性，可以評(píng)判自走式精細(xì)旋耕機(jī)的施藥效果[9]。安徽省、山西省、河北省等地棉隆熏蒸試驗(yàn)均表明，自走式精細(xì)旋耕機(jī)施藥后，藥劑均勻分布在深度為0～40 cm的土層，氣態(tài)及土壤存留的活性成分MITC質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.46～3.36、18.67～26.03 μg/g，且各深度土層間無顯著差異；棉隆手撒施藥后，無論氣態(tài)或土壤存留的MITC均主要集中在深度為0～10 cm的土層，20～40 cm土層的氣體及土壤中均未檢測(cè)到MITC；提高棉隆用量，手撒施藥模式下不能增加20～40 cm土層的MITC濃度，但0～10 cm及機(jī)施模式下0～40 cm各土層MITC濃度均顯著增加。病原物防效結(jié)果表明，機(jī)施模式下，0～40 cm各土層鐮刀菌屬及疫霉菌屬減退率為90%～100%，手撒施藥模式下表層土壤（0～10 cm）疫霉菌屬和鐮刀菌屬減退率為90%～100%，但20～40 cm土層病原物減退率低于43%[9]。

相比傳統(tǒng)手撒施藥模式，新型土壤消毒一體機(jī)可大幅提高棉隆在不同深度土層分布的均勻性，同時(shí)顯著提高對(duì)深層土壤（20～40 cm）病原物的防控效果。而手撒施藥模式下，因翻土深度受限及混土不均等問題，棉隆主要集中在0～20 cm土層，20～40 cm幾乎沒有藥劑，從而導(dǎo)致20～40 cm土層中鐮刀菌屬及疫霉菌屬防控效果不理想（病原菌減退率小于43%）。深層土壤中未被殺滅的病原物成為引起下茬作物土傳病害發(fā)生的重要病原物來源，因此手撒施藥模式下逃逸的病原物將是潛在的重大危害因子。棉隆機(jī)施模式下，20～40 cm土層中鐮刀菌屬及疫霉菌屬減退率高達(dá)90%，表明新型消毒一體機(jī)在深度為20～40 cm時(shí)可將棉隆與土壤充分混勻，以減少深層土壤中的鐮刀菌及疫霉菌，防止作物生長期病原物的暴發(fā)。

1.5 應(yīng)用效果

2020—2021年分別在河北省和山東省進(jìn)行一體機(jī)應(yīng)用效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)。在河北滿城縣段王村和李佐村進(jìn)行草莓示范試驗(yàn)，棉隆用量為40 g/m2。生姜示范試驗(yàn)分別于2020年和2021年在山東省安丘市石堆鎮(zhèn)、臨浯鎮(zhèn)進(jìn)行，棉隆用量均為67.5 g/m2。安丘市石堆鎮(zhèn)示范區(qū)面積0.33 hm2，機(jī)械施藥0.13 hm2，傳統(tǒng)手撒棉隆施藥旋耕0.13 hm2。試驗(yàn)結(jié)果分別見表2和表3。

表2 一體機(jī)與手撒施用棉隆草莓產(chǎn)量對(duì)比

表3 一體機(jī)與手撒施用棉隆生姜產(chǎn)量對(duì)比

1.6 推廣應(yīng)用

土壤消毒秸稈還田一體機(jī)已在番茄、黃瓜、茄子、辣椒、草莓、甜瓜、生姜、煙草、花卉、中藥材等作物上使用，均表現(xiàn)出良好的除草、防病、增產(chǎn)效果，顯著降低了病蟲草的危害和生長期施藥次數(shù)?，F(xiàn)已生產(chǎn)400余臺(tái)，累計(jì)作業(yè)規(guī)模約0.4萬hm2。

2 自走式精旋土壤火焰消毒機(jī)

土壤火焰消毒是一項(xiàng)新的物理防治技術(shù)，基于高溫火焰消毒技術(shù)和土壤提升技術(shù)，我國創(chuàng)新研制出自走式精旋土壤火焰消毒機(jī)（簡(jiǎn)稱“火焰消毒機(jī)”），使用過程無有害殘留，處理后可立刻種植農(nóng)作物，解決了無農(nóng)閑作物或有機(jī)農(nóng)業(yè)連作障礙等問題，實(shí)現(xiàn)了土壤病蟲害的綠色防控[10-11]。

2.1 工作原理及構(gòu)造

火焰消毒機(jī)由動(dòng)力牽引、土壤粉碎和高溫處理部分組成，整機(jī)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 火焰消毒機(jī)結(jié)構(gòu)

2.1.1 動(dòng)力牽引部分

根據(jù)對(duì)土壤高溫滅菌殺蟲的最佳處理效果，動(dòng)力牽引機(jī)最佳行走速度為2.5～3.0 m/min。據(jù)此，在四輪拖拉機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，研發(fā)出達(dá)到多項(xiàng)要求的動(dòng)力牽引機(jī)。該動(dòng)力牽引機(jī)較改造前：①高度降低，以滿足大棚作業(yè)的需要；②速度降低，滿足在1次土壤加熱過程中最大限度地滅菌殺蟲；③輪胎加寬，盡可能減少對(duì)土壤的壓力。

2.1.2 土壤粉碎裝置

火焰消毒機(jī)中的精細(xì)旋耕裝置是利用升降液壓泵提取表層以下30～50 cm的土壤。將提取的土壤（含大小不同的塊狀）進(jìn)行高轉(zhuǎn)速精細(xì)粉碎，從而達(dá)到土壤高溫高效處理的效果。

2.1.3 高溫處理裝置

火焰消毒機(jī)的核心部分是土壤高溫處理裝置。該裝置由并排設(shè)計(jì)的多頭噴火管、壓力儲(chǔ)氣罐、燃?xì)夤夤苈泛透邷靥幚硐浣M成，對(duì)提取并絞碎的土壤在機(jī)體（箱）內(nèi)進(jìn)行高溫（噴火口溫度可達(dá)1 200℃）噴火加熱（2～3 s），機(jī)體（箱）的溫度為400～600℃，土壤落地溫度為50～70℃。而后土壤被送出高溫處理機(jī)體，原位落地，完成整個(gè)處理過程，隨即進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。

2.1.4 遙控操作系統(tǒng)和自動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)

由于設(shè)備作業(yè)處理過程比較緩慢，并且在環(huán)境相對(duì)密閉的大棚中進(jìn)行，為了減少作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，在設(shè)備作業(yè)人工操作的基礎(chǔ)上，開發(fā)遙控操作系統(tǒng)和自動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)。利用該遙控操作系統(tǒng)可以在10 m的距離內(nèi)對(duì)機(jī)器下達(dá)運(yùn)行、行走和加熱等命令，機(jī)器會(huì)自動(dòng)作業(yè)；在總電源開啟后，自動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)可以執(zhí)行用戶事先設(shè)定好的程序，完成土壤滅菌殺蟲作業(yè)。

2.2 工作關(guān)鍵參數(shù)

火焰消毒機(jī)的技術(shù)原理是采用火焰消毒技術(shù)，利用生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)在高溫下發(fā)生不可逆變性的原理，使細(xì)胞和機(jī)體死亡，達(dá)到滅菌殺蟲的目的。其工作過程是將深度30～50 cm有病蟲害及農(nóng)藥殘留的土壤提取到設(shè)備機(jī)體進(jìn)行粉碎，并送入高溫箱體內(nèi)由軟件控制溫度進(jìn)行瞬間高溫滅菌殺蟲。

安徽春暉生態(tài)環(huán)境科技有限公司自主設(shè)計(jì)研發(fā)了3SHJG-135型、3SHJG-L180型火焰消毒機(jī)，采用反轉(zhuǎn)刀輥精細(xì)旋耕深取土與火焰高溫處理相結(jié)合，優(yōu)化火焰燃燒區(qū)氣流場(chǎng)分布，通過提高碎土率、延長高溫火焰與土壤接觸的時(shí)間等措施，強(qiáng)化土壤消毒殺菌效果。通過液壓機(jī)械的方式由旋耕滾筒將土壤深度精細(xì)旋耕，并計(jì)提到機(jī)器高溫箱體中進(jìn)行瞬間高溫滅菌殺蟲，再將處理后的土壤原位還原到地面。動(dòng)力牽引機(jī)行走速度控制在2.5～3.0 m/min，滿足瞬時(shí)高溫處理土壤的需求；取土深度0～30 cm，土壤在高溫箱體中的溫度為400～600℃，處理時(shí)間為2～3 s，日處理面積0.20～0.33 hm2，天然氣用量2 250～3 000 m3/hm2。消毒機(jī)噴射的火焰溫度瞬間可達(dá)1 300℃，短期內(nèi)可使土壤升溫到45～60℃并維持15～30 min，從而達(dá)到殺蟲、殺菌、除草的效果。經(jīng)過該設(shè)備處理后對(duì)土壤根結(jié)線蟲的防效可達(dá)100%，對(duì)雜草的防效在86.6%以上?；鹧嫦?次處理后對(duì)土壤病原真菌的防效在63.2%以上，2次處理后防效在74.4%以上。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是不用覆蓋塑料布，無殘留，無地域限制，可降解土壤中殘存有機(jī)農(nóng)藥，消毒后可立刻種植農(nóng)作物，解決了無農(nóng)閑作物連作障礙問題。該產(chǎn)品為國際首創(chuàng)，獲得了國家發(fā)明專利，并主導(dǎo)制訂了國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 火焰消毒機(jī)應(yīng)用的溫度變化

火焰消毒機(jī)噴射出的火焰溫度瞬間可達(dá)1 200℃，短期內(nèi)可使土壤升溫到45～70℃并維持15～30 min，從而達(dá)到殺蟲、殺菌、除草的效果。

由圖5結(jié)果可見，在夏季高溫季節(jié)，采用火焰消毒處理后，20～30 cm土層，50℃土溫持續(xù)超過1 h。通常50℃、30 min能有效殺滅土壤中的根結(jié)線蟲[12]。因此，火焰消毒機(jī)對(duì)深土層的根結(jié)線蟲有良好的防治效果。

圖5 2020 年山西新絳縣土壤消毒現(xiàn)場(chǎng)溫度記錄結(jié)果

2.4 火焰高溫消毒技術(shù)應(yīng)用效果評(píng)估

火焰高溫消毒防治線蟲、病原菌及雜草的效果見表4～表6，SFD1表示火焰消毒機(jī)1遍處理，SFD2表示火焰消毒機(jī)2遍處理，表4中線蟲總數(shù)和根結(jié)線蟲數(shù)的數(shù)量單位為每100 g土壤中的個(gè)數(shù)。

表4 火焰消毒處理對(duì)土壤中線蟲數(shù)量的影響

從表4可以看出，相比空白對(duì)照處理，火焰消毒處理1次和2次均能顯著減少線蟲總數(shù)和根結(jié)線蟲的數(shù)量。SFD1和SFD2對(duì)總線蟲的防效分別是98.7%和100%，對(duì)根結(jié)線蟲的防效分別是100%和100%（P=0.05）。

從表5可以看出，相比空白對(duì)照處理，火焰消毒處理1次和2次均能顯著減少鐮刀菌屬和疫霉菌屬的數(shù)量（P=0.05）。SFD1和SFD2對(duì)鐮刀菌屬的平均防效分別為63.2%和74.4%，對(duì)疫霉菌屬的平均防效分別是69.2%和80.8%。

表5 火焰消毒處理對(duì)土壤中病原菌數(shù)量的影響

從表6可以看出，相比空白對(duì)照處理，火焰消毒處理1次和2次都能顯著減少禾本科雜草和闊葉雜草的數(shù)量（P=0.05）。SFD1和SFD2對(duì)禾本科雜草的防效分別是87.8%和93.9%，對(duì)闊葉雜草的防效分別是91.3%和96.4%。

表6 火焰消毒處理對(duì)雜草數(shù)量的影響

火焰消毒后對(duì)作物生長及產(chǎn)量的影響見表7。

表7 火焰消毒處理對(duì)植株株高、莖粗、根結(jié)指數(shù)及產(chǎn)量的影響

由表7可以看出，相比空白對(duì)照處理，火焰消毒處理1次和2次都能顯著增加植株的株高（P=0.05），但對(duì)植株莖粗沒有顯著影響。火焰消毒處理顯著減少根結(jié)指數(shù)，增加產(chǎn)量。

2.5 試驗(yàn)結(jié)論

采用火焰消毒處理后，黃瓜大棚和辣椒大棚作物產(chǎn)量顯著增加，土壤中的病原線蟲、鐮刀菌和疫霉菌數(shù)量，以及禾本科雜草和闊葉雜草數(shù)量減少，降低了作物根結(jié)指數(shù)，且火焰消毒2次處理比1次處理的效果更好。

3 小型廣角電噴式注射消毒機(jī)

小型廣角電噴式注射消毒機(jī)是安丘市供銷農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料有限責(zé)任公司為了適應(yīng)作業(yè)窗口期短、小農(nóng)戶分散而設(shè)計(jì)的一款小型注射消毒機(jī)。該消毒機(jī)具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、不易堵塞、易于維護(hù)、作業(yè)效率高的特點(diǎn)。

3.1 工作原理及構(gòu)造

小型廣角電噴式注射消毒機(jī)以大功率直流電源作為噴藥泵的動(dòng)力，連續(xù)給藥，藥物分布均勻；采用變檔移位裝置，在承載輪不變位的情況下，移動(dòng)施藥泵，使施藥導(dǎo)管變位，對(duì)地邊棚角準(zhǔn)確施藥，以確保土壤熏蒸面積全覆蓋。該消毒機(jī)的施藥系統(tǒng)主要由藥桶、電動(dòng)泵、注射刀和輸液管組成（見圖6）。使用雙輪接地承重并行走，主體架構(gòu)有前橋連接動(dòng)力機(jī)，中間為承載藥桶架，后有電動(dòng)控制盒，內(nèi)裝電池和控流泵，下設(shè)空心雙刀。施藥過程采用直流電池為動(dòng)力，帶動(dòng)輸液泵，通過輸液管，從藥桶經(jīng)過注射刀施入土壤。注射刀深度為15～25 cm，根據(jù)不同需要，使用調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)整深度；根據(jù)農(nóng)作物生產(chǎn)技術(shù)的要求確定藥量，通過電泵控制旋鈕控制藥液輸送量，配合動(dòng)力機(jī)械行走速度，達(dá)到要求用藥量。行走部分通過機(jī)械牽引支架與拖拉機(jī)進(jìn)行連接，用拖拉機(jī)動(dòng)力帶動(dòng)廣角電噴式注射消毒機(jī)行走。

圖6 小型廣角電噴式注射消毒機(jī)

小型廣角電噴式注射消毒機(jī)還設(shè)計(jì)了變檔移位裝置（圖7），可將施藥腿左右偏移30°，在承載輪不變位的情況下，移動(dòng)施藥泵，使施藥腿及導(dǎo)管進(jìn)行變位，對(duì)邊角地段進(jìn)行熏蒸，確保小型溫室土壤熏蒸面積全覆蓋。而傳統(tǒng)土壤注射施藥機(jī)為驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)1周帶動(dòng)噴藥泵噴藥液1次，施藥導(dǎo)管無法在土地邊角運(yùn)動(dòng)，不能對(duì)地邊棚角進(jìn)行施藥。

圖7 小型廣角電噴式注射消毒機(jī)變檔移位裝置

3.2 小型廣角電噴式注射消毒機(jī)應(yīng)用

廣角電噴式注射消毒機(jī)可以施用威百畝、二甲基二硫、氯化苦等液體熏蒸劑（圖8）。

圖8 小型廣角電噴式注射消毒機(jī)田間示范應(yīng)用

小型廣角電噴式注射消毒機(jī)已應(yīng)用在山東濰坊、威海、濟(jì)寧、棗莊、煙臺(tái)等地的生姜、大蒜、大蔥、馬鈴薯、西洋參，湖南邵陽百合，云南文山三七等作物上，推廣應(yīng)用3 600臺(tái)，示范推廣應(yīng)用面積2.31萬hm2。

4 展望

我國土壤消毒機(jī)械起步較晚，但由于市場(chǎng)強(qiáng)勁的需求，近年發(fā)展很快。我國地形復(fù)雜，要求的土壤熏蒸消毒機(jī)械多樣。因此，需要研發(fā)和引進(jìn)適合當(dāng)?shù)赝寥老镜臋C(jī)械。

在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的資助下，北京捷西農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司根據(jù)平原大面積土壤消毒的需要，研發(fā)了氯化苦注射覆膜一體機(jī)、棉隆撒施機(jī)。北京農(nóng)林科學(xué)院和安丘市供銷農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料有限責(zé)任公司研發(fā)了棉隆混土施藥機(jī)[3]。

最近，海南淵源農(nóng)業(yè)科技有限公司研發(fā)了高效的棉隆施藥機(jī)（圖9），在其基地防治中藥材郁金土傳病害中進(jìn)行了大面積應(yīng)用，展現(xiàn)出高效、施藥均勻的特點(diǎn)，2024年已施用棉隆200 hm2。

圖9 海南淵源農(nóng)業(yè)科技有限公司研發(fā)的棉隆混土施藥機(jī)

此外，南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所還研發(fā)了射頻消毒機(jī)，開創(chuàng)了土壤消毒機(jī)械的新時(shí)代[13-14]。