機械化植保技術在玉米生產(chǎn)過程中的應用

玉米是重要的糧食作物，對其進行科學的植保作業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要任務，玉米生長的各個階段具有明顯的自身特點，尤其到生長階段的中后期，由于植株較高，對其進行植保作業(yè)存在較大的難度。玉米的植保作業(yè)機械在我國的研究起步較晚，在機械化噴施技術、方式及作業(yè)標準上存在較大的差異，且與傳統(tǒng)的植保農(nóng)藝技術融合也不全面，很多技術仍處于研究和發(fā)展階段。得益于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對農(nóng)機的需求越來越大，植保機械的使用量增長很快，這為植保機械技術的進步創(chuàng)造了有利條件。

一、 機械化植保的研究及特點

玉米作物在生長的過程中很容易受到病蟲害及雜草等因素的影響，導致產(chǎn)量降低，從而嚴重影響農(nóng)民的經(jīng)濟收入。據(jù)統(tǒng)計，我國每年用于植保作業(yè)的農(nóng)藥超過1×106t，這為人工噴施作業(yè)造成了巨大的勞動負擔。在機械化作業(yè)廣泛普及的今天，玉米生產(chǎn)植保作業(yè)機械普及與使用仍較為落后，很多地區(qū)仍依靠手動噴藥機和小型農(nóng)機進行植保作業(yè)。近年來，我國對于植保機械的研制給予了高度的重視，但是對于主要的技術部件，例如噴藥結(jié)構(gòu)與噴頭技術等尖端機械技術與發(fā)達國家仍存在30多年的差距，且先進機型的普及程度和保有量也明顯不足，但隨著農(nóng)業(yè)機械化的不斷普及，我國應用于玉米生產(chǎn)的植保機械在種類上也得到了明顯的增加，作業(yè)質(zhì)量和合理性顯著增強。

二、 玉米植保作業(yè)的主要機型

（一）懸掛式植保機械

懸掛式植保機械采用與拖拉機配套的作業(yè)形式，植保機具通過與拖拉機的后懸掛機構(gòu)可靠連接后，利用拖拉機的動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)實現(xiàn)機械化植保作業(yè)的相關功能。根據(jù)不同植保機具的作業(yè)要求，通常選擇24馬力以上的拖拉機配套作業(yè)，植保機具的主要結(jié)構(gòu)包括機體、噴藥架、噴桿、噴頭以及過濾系統(tǒng)等。懸掛式植保機具的噴施幅寬通常在10～18 m之間，具有結(jié)構(gòu)簡單、效率高的優(yōu)點。適合于玉米植株生長的初期和中期使用，但受到拖拉機結(jié)構(gòu)的制約，較難應用于玉米生產(chǎn)后期的植保作業(yè)。

（二）自走式植保機械

自走式植保機械主要包括發(fā)動機、傳動裝置、控制系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、液壓裝置和噴藥裝置等六部分。現(xiàn)階段使用的自走式植保機械可分為三輪式和四輪式兩種形式，三輪式自走植保機械多為中小型農(nóng)機，作業(yè)幅寬在6m左右，具有作業(yè)靈活的特點，作業(yè)高度可在1～1.8m自由調(diào)節(jié)，能夠適應小地塊作業(yè)的植保要求，行駛速度較慢，效率相對較低，不適宜大面積耕地使用。隨著合作經(jīng)營模式的推廣，玉米連片種植的面積越來越大，促進了四輪式自走植保機械的發(fā)展，四輪式機型的噴施幅寬可達10～18m，配套動力為40～100馬力發(fā)動機，作業(yè)效率可達80～120畝 / h，具有效率高，防治效果好的優(yōu)點。適合在玉米植株生長的初期和中期使用，雖然有的可以調(diào)節(jié)高度、寬度，但是由于機械載重重心高、作業(yè)地塊不平整的制約，較難應用于玉米生產(chǎn)后期的植保作業(yè)。

（三）植保無人機

植保無人機是近年來新興的植保作業(yè)方式，通過多旋翼植保無人機進行作業(yè)，提高了植保作業(yè)的靈活性和安全性。多旋翼植保無人機包括飛行平臺、控制系統(tǒng)、噴灑裝置等幾個部分，作業(yè)時距離玉米植株頂部0.5～1 m，作業(yè)效率可達60～180畝 / h，并能通過多旋翼轉(zhuǎn)動過程產(chǎn)生的下旋風，加強農(nóng)藥噴施的滲透性和均勻程度。但受限于植保無人機電池技術，現(xiàn)階段的單次作業(yè)續(xù)航時間僅為20～30 min。

1.植保無人機的作業(yè)優(yōu)勢。植保無人機能夠適應不同環(huán)境下的玉米生產(chǎn)作業(yè)，不會因地形地貌的變化而使得生產(chǎn)作業(yè)受到限制，尤其是在一些地形相對狹小并且缺乏規(guī)整性的田塊中也能夠?qū)崿F(xiàn)較為良好的噴灑作業(yè)。此外，植保無人機符合綠色環(huán)保的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)觀念。和以往的生產(chǎn)方式相比，在提升農(nóng)藥利用率、降低農(nóng)藥殘留、保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量同時，還可以節(jié)約用水，保護環(huán)境。與此同時，植保無人機具備較高的可靠性，可借助其進行近地作業(yè)；無人機的導航系統(tǒng)具備非常高的精準性，控制人員能夠在遠距離對無人機進行操控；植保無人機會產(chǎn)生穩(wěn)定向下的風場，借助于霧化器能夠把一些包含飛防助劑的藥液霧化沉降，通過智能化的工作，使得玉米生產(chǎn)更加方便、科學。

2.植保無人機性能對比。既可以將植保無人機應用到玉米生產(chǎn)的施藥、施肥等工作，還能夠通過植保無人機進行玉米的授粉，同時能對玉米地進行測量、航拍、識別等。單旋翼植保無人機擁有非常大的體積，承載量大，噴頭數(shù)量多，能夠更加有效地實施噴灑作業(yè)。多旋翼電動植保無人機由于能夠折疊，從而極大地方便了農(nóng)戶使用與攜帶，能夠更方便地進行轉(zhuǎn)場作業(yè)。此外，植保無人機能夠應用國產(chǎn)北斗導航系統(tǒng)，在飛行導航上可實現(xiàn)自動化、智能化，較高的導航精度配合良好的作業(yè)性能，能夠使玉米生產(chǎn)作業(yè)更加科學化、規(guī)?；?/p>

3.制約植保無人機發(fā)展的因素。（1） 成本高昂。植保無人機的購入成本相對較高，制約了植保無人機的發(fā)展。雖然當前對植保無人機的購置實行了補貼政策，但農(nóng)民面對高額的購入費仍望而卻步。（2） 配套服務不足。植保無人機需要專業(yè)的操作人員進行操控，而專業(yè)的操作人員必須擁有 AOPA組織頒發(fā)的操作證。但現(xiàn)階段職業(yè)飛手短缺，使植保無人機的發(fā)展受到限制。（3）作業(yè)規(guī)則缺失。植保無人機生產(chǎn)企業(yè)較多，所生產(chǎn)的植保無人機差異較大，從而影響了植保無人機的應用發(fā)展。

三、機械化植保作業(yè)發(fā)展的主要措施

（一）加強操作人員培訓

植保作業(yè)對操作技術的要求很高，很多廠家在銷售植保機械過程中只重視機械使用的培訓，而不進行或只簡單進行農(nóng)藥使用的培訓，導致植保機械作業(yè)時常出現(xiàn)作業(yè)質(zhì)量不佳、農(nóng)作物藥害等問題。因此，應通過農(nóng)機銷售和農(nóng)機培訓加強操作人員的作業(yè)能力，逐漸形成全面、系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡。

（二）發(fā)展合作經(jīng)營模式

先進的植保機械購置成本較高，小規(guī)模經(jīng)營戶購置能力有限，大規(guī)模經(jīng)營戶不但可以購置先進的植保設備，還可以通過合作形式為小規(guī)模經(jīng)營戶提供高效植保作業(yè)服務，實現(xiàn)資源共享。

（三） 加強對植保無人機的政策扶持

現(xiàn)階段對地面行駛的植保機械具有一定的政策補貼，但對新型的植保無人機多未納入政策扶持范圍，要全面強化玉米種植的機械化植保能力，就必須健全植保機械的管理體制，擴大農(nóng)機補貼范圍，進一步減輕農(nóng)民的購機負擔。