摘 要： 自走式噴霧機(jī)通過(guò)自動(dòng)化控制和精準(zhǔn)導(dǎo)航，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)田作物的均勻、快速?lài)婌F作業(yè)，顯著提高作業(yè)效率和防治效果。分析了國(guó)外自走式噴霧機(jī)市場(chǎng)現(xiàn)況，簡(jiǎn)單介紹具有代表性的品牌與產(chǎn)品，指出自走式噴霧機(jī)未來(lái)發(fā)展方向，為國(guó)內(nèi)涉及其研發(fā)、生產(chǎn)或使用的企業(yè)與單位提供參考。

關(guān)鍵詞：噴霧機(jī)；自走式；植保機(jī)械；田間管理機(jī)械

中圖分類(lèi)號(hào)：S224；S491 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1795（2024）11-0012-05

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.202411302

0 引言

隨著植保技術(shù)的快速發(fā)展，自走式噴霧機(jī)作為一種高效、精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，在農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害防治、植物保護(hù)及環(huán)境改善等方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。自走式噴霧機(jī)通過(guò)自動(dòng)化控制和精準(zhǔn)導(dǎo)航，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)田作物的均勻、快速?lài)婌F作業(yè)，顯著提高作業(yè)效率和防治效果[1-7]。國(guó)外在自走式噴霧機(jī)的研究和應(yīng)用方面取得了較快的進(jìn)展。一方面，通過(guò)先進(jìn)的導(dǎo)航技術(shù)和傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了噴霧機(jī)的精準(zhǔn)定位和自動(dòng)控制，提高了噴霧作業(yè)的準(zhǔn)確性和均勻性；另一方面，新型噴霧技術(shù)和環(huán)保型農(nóng)藥的應(yīng)用也進(jìn)一步提升了噴霧機(jī)的作業(yè)效果和環(huán)保性能[8-17]。農(nóng)藥資訊網(wǎng)顯示，我國(guó)2023 年噴霧機(jī)作業(yè)面積增量明顯，特別是在玉米、馬鈴薯、大豆和向日葵等作物種植區(qū)廣泛應(yīng)用。2024 年，小麥、水稻、玉米和馬鈴薯等糧食作物重大病蟲(chóng)害呈上升趨勢(shì)，全國(guó)發(fā)生面積達(dá)到1.36 億hm2 次，比2023 年和2018—2022 年平均值分別增加15% 和11%。隨著病蟲(chóng)害形勢(shì)的嚴(yán)峻、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和規(guī)?；潭鹊奶岣?，自走式噴霧機(jī)將會(huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用[18-20]。但是目前國(guó)內(nèi)自走式噴霧機(jī)依然存在國(guó)產(chǎn)化零部件質(zhì)量低、智能化程度低、與國(guó)外技術(shù)水平差距較大等問(wèn)題[21-23]。本研究通過(guò)對(duì)國(guó)外自走式噴霧機(jī)相關(guān)研究成果的梳理和評(píng)價(jià)，為我國(guó)自走式噴霧機(jī)研發(fā)和應(yīng)用提供參考和借鑒。

1 大型噴霧機(jī)市場(chǎng)概況

歐美國(guó)家在植保機(jī)械方面研究較早，擁有成套的系列化產(chǎn)品體系，能夠滿(mǎn)足不同規(guī)模農(nóng)場(chǎng)對(duì)植保裝備的差異化需求。歐美國(guó)家自走式噴霧機(jī)發(fā)展較成熟，以大型為主，逐步向高性能、大容量、強(qiáng)智能趨勢(shì)方向發(fā)展。在性能方面，懸架系統(tǒng)、離地高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、輪距寬度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及地面仿形系統(tǒng)等技術(shù)發(fā)展迅速；藥箱容量最大已達(dá)到7 000 L，噴桿長(zhǎng)度最長(zhǎng)已達(dá)48 m。目前，國(guó)外自走式噴霧機(jī)高端系列都配備了智能化系統(tǒng)，多數(shù)采用各種先進(jìn)終端、先進(jìn)作業(yè)管理系統(tǒng)，應(yīng)用多種傳感器輔助作業(yè)，配備以GPS 定位系統(tǒng)為基礎(chǔ)的田間作業(yè)管理系統(tǒng)，集導(dǎo)航、輔助、統(tǒng)計(jì)于一體，可以向用戶(hù)提供作業(yè)數(shù)據(jù)。

1.1 約翰迪爾R41 系列

約翰迪爾R41 系列自走式噴霧機(jī)如圖1 所示。主要技術(shù)特點(diǎn)：①通過(guò)液壓改變胎面寬度以適應(yīng)行寬度和行走路線(xiàn)。靜液壓四輪驅(qū)動(dòng)，使用二輪和四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，減少作物損壞。采用VF 技術(shù)的輪胎可以有效減少土壤壓實(shí)度；氣動(dòng)車(chē)輪懸架具有自動(dòng)調(diào)平功能，車(chē)輪垂直行程達(dá)到200 mm，可以適應(yīng)不平路面。②可配置4 000 和5 000 L 兩款藥箱，供用戶(hù)根據(jù)實(shí)際情況選擇使用，實(shí)際藥箱容積可達(dá)4 200 或5 250 L。③采用6缸PVS 6.8 L 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，提供179 kW 功率。④設(shè)計(jì)有超聲波傳感器，可保持和正確定位噴臂使用高度，霧滴漂移少，作業(yè)效率高。⑤有12 種類(lèi)型噴頭可選，可根據(jù)作物不同的生長(zhǎng)時(shí)期、作業(yè)條件和霧化程度要求選擇相應(yīng)的噴頭。

1.2 阿瑪松4504 系列自走式噴霧機(jī)

德國(guó)阿瑪松公司生產(chǎn)的Pantera 4504 系列自走式噴霧機(jī)機(jī)型配置齊全。依據(jù)作物環(huán)境、輪距和離地高度不同產(chǎn)品可分為Pantera 4504 型、Pantera 4504-W 型、Pantera 4504-H 型和Pantera 4504-HW 型等。其中，Pantera 4504 型如圖2 所示。具有結(jié)構(gòu)緊湊、超大容量、功能齊全等特點(diǎn)。主要技術(shù)特點(diǎn)：①使用Deutz 6 缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與共軌噴射技術(shù)，最大功率160 kW、自適應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速950～ 2 000 r/min、工作速度可達(dá)30 km/h 及最大運(yùn)輸速度50 km/h。②具有高速輪距調(diào)節(jié)功能。Pantera 4504-H 型離地間隙1.25 m 時(shí)，輪距寬度可在1.80～2.40 m 范圍調(diào)節(jié)；離地間隙1.70 m 時(shí)，輪距寬度可在2.10～2.60 m 范圍調(diào)節(jié)，較高的離地間隙可最大限度地減少作物受損。尤其是Pantera 4504-HW 型，離地間隙1.7 m，輪距寬度可在2.45～3.20 m范圍調(diào)節(jié)，最大程度地提高了整機(jī)的穩(wěn)定性與靈活性，并且保護(hù)作物不受損。③噴桿長(zhǎng)度在21～48 m 范圍可調(diào)、泵輸送能力達(dá)到520 L/min、藥箱容量可達(dá)4 500 L，最小轉(zhuǎn)彎半徑2.25 m，運(yùn)輸寬度2.55～2.75 m。④采用TopCon X35 ISOBUS 終端和AmaDrive 7.0 車(chē)輛終端雙終端控制方案，如圖3 所示。配備AmaPilot+多功能操縱桿，提高整機(jī)操作舒適性。

1.3 凱斯愛(ài)國(guó)者系列自走式噴霧機(jī)

凱斯紐荷蘭公司生產(chǎn)的愛(ài)國(guó)者系列噴霧機(jī)型號(hào)分為2250、3250、4350 和4450 型。其中凱斯Patriot 4450型自走式噴霧機(jī)如圖4 所示。該機(jī)提升了一鍵式自動(dòng)折疊功能，AutoFold Plus 能夠通過(guò)一鍵式方法簡(jiǎn)化了吊臂的展開(kāi)和折疊，從而改善整機(jī)操作性能；添加中心截面噴淋管護(hù)罩，建立了噴桿和噴嘴保護(hù)屏障。主要技術(shù)參數(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)最大額定功率305 kW，作業(yè)速度0～59.5 km/h，展臂寬度調(diào)整范圍27.4～41.1 m，噴嘴間距調(diào)整范圍0.50～0.76 m，展臂離地高度調(diào)整范圍0.61～2.13 m，藥箱容量6 057 L，混藥箱容量606 L。采用PWM 噴霧技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保持液滴的大小，并保持噴灑速率不變，減少藥液浪費(fèi)。

1.4 紐荷蘭守護(hù)者系列自走式噴霧機(jī)

紐荷蘭GUARDIAN?守護(hù)者系列自走式噴霧機(jī)，主要型號(hào)包括SP310F、SP370F、SP410F 等，SP310F型如圖5 所示。該機(jī)為前置噴桿，駕駛員可在駕駛室內(nèi)直觀(guān)觀(guān)察作業(yè)情況；配備FPT NEF6 Tier 4B 發(fā)動(dòng)機(jī)，額定功率212～284 kW；配置自動(dòng)折疊系統(tǒng)，可通過(guò)一鍵操作完成；噴桿最大長(zhǎng)度41.1 m；藥箱最大容量6 057 L；噴霧器配備了Raven RS1 設(shè)備，可用于GPS、自動(dòng)轉(zhuǎn)向和機(jī)器診斷，智能化程度較高。

1.5 AGRIO 公司DINO 系列大型自走式噴霧機(jī)

AGRIO 公司生產(chǎn)的DINO 系列大型自走式噴霧機(jī)如圖6 所示。配備6 缸FPT 發(fā)動(dòng)機(jī)，功率210 kW，雙軸轉(zhuǎn)向，液壓差速鎖，藥箱容量6 600 L，藥液混合方式采用加壓和溢流混合；噴桿工作寬度18～36 m。具有低重心與出色的爬坡性能，可爬坡性達(dá)30%，在極端丘陵地形或積水地形均可正常作業(yè)。

2 中小型噴霧機(jī)市場(chǎng)概況

歐美地區(qū)除了有應(yīng)對(duì)大規(guī)模種植的大型自走式噴桿式噴霧機(jī)，也針對(duì)種植規(guī)模小、土質(zhì)松軟的種植區(qū)域單獨(dú)設(shè)計(jì)了中小型自走式噴霧機(jī)，以應(yīng)對(duì)多樣化的種植情況。

AGRIO GEKON 系列自走式噴霧機(jī)在A(yíng)GRIO 公司生產(chǎn)的植保系列屬于中型機(jī)械，如圖7 所示。主要特點(diǎn)是離地間隙較高，調(diào)整范圍1.3～1.8 m，液壓可伸縮輪距寬度范圍2.25～3.00 m，可適用于高稈作物的噴灑作業(yè)，噴頭具備4 級(jí)最高過(guò)濾防護(hù)功能。產(chǎn)品配置6 缸FPT發(fā)動(dòng)機(jī)，輸出功率151 kW；藥箱容量3 000～5 000 L，結(jié)構(gòu)緊湊，最大運(yùn)輸速度50 km/h，可爬坡性27%。

與歐美國(guó)家種植模式不同，日本和韓國(guó)多數(shù)種植規(guī)模較小，產(chǎn)品設(shè)計(jì)以小型為主。小型自走式噴霧機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作便捷、價(jià)格低等特點(diǎn)。久保田3WP-600（KBA600）型自走式噴霧機(jī)如圖8 所示，主要技術(shù)參數(shù)：藥箱容積600 L，噴桿噴幅12.3 m；設(shè)計(jì)有37 個(gè)噴嘴，噴頭型式有圓錐霧噴頭和扇形霧噴頭兩種，用戶(hù)可根據(jù)不同作業(yè)需求選擇使用；配備立式水冷3 缸柴油機(jī)，功率17.8 kW，轉(zhuǎn)速2 800 r/min；使用電動(dòng)油缸完成噴桿升降、折疊功能；通過(guò)性好，前后輪安裝有傾斜檢測(cè)傳感和差速鎖，可保證機(jī)器傾斜角度在20°以?xún)?nèi)正常作業(yè)；離地間隙在1 m 以上，對(duì)作物損傷小。

無(wú)論是歐美國(guó)家的大型植保機(jī)械，還是日本和韓國(guó)的小型植保機(jī)，產(chǎn)品技術(shù)均已成熟，投入市場(chǎng)后客戶(hù)認(rèn)可度都較高，技術(shù)較為穩(wěn)定，市場(chǎng)占有率趨向穩(wěn)定。

3 發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)外植保機(jī)械的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)受到多種因素的影響，但技術(shù)進(jìn)步、節(jié)能環(huán)保、多功能化、個(gè)性化定制和智能化管理等方向是其發(fā)展的重要趨勢(shì)和方向。

（1）技術(shù)進(jìn)步。隨著科技的發(fā)展，植保機(jī)械自動(dòng)化水平會(huì)逐步提升，在保障原有優(yōu)勢(shì)技術(shù)的前提下進(jìn)一步提升作業(yè)性能，解決更多痛點(diǎn)問(wèn)題。如通過(guò)使用傳感器、設(shè)計(jì)針對(duì)不同作業(yè)環(huán)境的裝置等，實(shí)現(xiàn)更精確地施藥和監(jiān)測(cè)，可應(yīng)對(duì)不同坡度、作物不同長(zhǎng)勢(shì)等情況，以減少農(nóng)藥的浪費(fèi)和環(huán)境污染。

（2）節(jié)能環(huán)保。隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，植保機(jī)械應(yīng)更加注重節(jié)能和環(huán)保，發(fā)展方向應(yīng)更加體現(xiàn)人文關(guān)懷與環(huán)境保護(hù)。如不斷提高作業(yè)人員工作舒適度、駕駛室采用更符合人體工學(xué)的座椅、駕駛室中操縱控制放置更合理、作業(yè)人員在加裝農(nóng)藥等物品全程自動(dòng)化及設(shè)計(jì)更精確的施藥系統(tǒng)等，以減少能源消耗、環(huán)境污染和對(duì)作業(yè)人員的身體損害。

（3）多功能化。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的多樣化，植保機(jī)械應(yīng)向多功能化方向發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。如一臺(tái)植保機(jī)械可能同時(shí)具有噴霧、施肥、除草等多種功能，以滿(mǎn)足不同農(nóng)作物的需求，減少農(nóng)場(chǎng)主的經(jīng)濟(jì)投入。

（4）個(gè)性化定制。隨著市場(chǎng)需求的多樣化，植保機(jī)械應(yīng)向個(gè)性化定制方向發(fā)展。如根據(jù)不同農(nóng)作物的特點(diǎn)和需求定制專(zhuān)用的植保機(jī)械，以提高施藥效果和作業(yè)效率。

（5）智能化管理。隨著物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，植保機(jī)械智能化程度愈發(fā)成熟?？梢酝ㄟ^(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)植保機(jī)械的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度，提高作業(yè)效率和管理水平。如自動(dòng)導(dǎo)航、自動(dòng)轉(zhuǎn)向和自動(dòng)駕駛逐步成熟，提升作業(yè)效率；在信息管理方面，不少公司都注重完善遠(yuǎn)程信息管理系統(tǒng)來(lái)輔助觀(guān)察農(nóng)場(chǎng)主作業(yè)情況，遠(yuǎn)程快速解決農(nóng)場(chǎng)主作業(yè)遇到的問(wèn)題，及時(shí)收獲反饋，減少農(nóng)場(chǎng)主因維修時(shí)間較長(zhǎng)造成的損失。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的日益增強(qiáng)，自走式噴霧機(jī)在國(guó)外的植保領(lǐng)域扮演著越來(lái)越重要的角色。自走式噴霧機(jī)已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)了高度智能化和自動(dòng)化，通過(guò)引入先進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)和傳感器技術(shù)，噴霧作業(yè)的精確性和效率得到了顯著提升；使用更高效節(jié)能的發(fā)動(dòng)機(jī)和噴霧系統(tǒng)，以減少燃油消耗和農(nóng)藥浪費(fèi)，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的；通過(guò)集成施肥、除草、灌溉等多種功能，使一機(jī)多用的作業(yè)模式為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更多的便利；根據(jù)不同農(nóng)作物的特點(diǎn)和種植需求提供定制化的噴霧解決方案，滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化需求。盡管?chē)?guó)外自走式噴霧機(jī)在植保領(lǐng)域取得了顯著的成果，但仍面臨一些挑戰(zhàn)和問(wèn)題。如進(jìn)一步提高噴霧作業(yè)的均勻性和覆蓋率，減少農(nóng)藥殘留和對(duì)環(huán)境的潛在風(fēng)險(xiǎn)等。通過(guò)介紹幾款國(guó)外具有代表性的自走式噴霧機(jī)，力求探討我國(guó)國(guó)內(nèi)自走式噴霧機(jī)的發(fā)展方向，為我國(guó)植保機(jī)發(fā)展提供可行性參考。

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