園林植保機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)及其發(fā)展趨勢(shì)

高玉平

摘要：介紹了我國(guó)園林植保機(jī)械的現(xiàn)狀與國(guó)外植保新技術(shù)，提出了園林植保機(jī)械綠色設(shè)計(jì)的研究重點(diǎn)和研究方向。

關(guān)鍵詞：園林；植保機(jī)械；綠色設(shè)計(jì)；施藥技術(shù)

中圖分類號(hào)：S49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095－6835（2014）08－0156－02

園林植保機(jī)械是用來(lái)施用化學(xué)藥劑的機(jī)械和工具的統(tǒng)稱，主要功能是使用機(jī)械設(shè)備對(duì)城市道路綠化園林的有害生物實(shí)施化學(xué)防治。綠色設(shè)計(jì)又稱為生態(tài)設(shè)計(jì)或環(huán)境設(shè)計(jì)，以可持續(xù)性、重復(fù)利用等環(huán)境屬性作為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念。園林植保機(jī)械綠色設(shè)計(jì)就是在傳統(tǒng)園林植保機(jī)械的生產(chǎn)、使用中，加入先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，以高效、環(huán)保為目的，使資源利用效率最高，且對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響最小。

1我國(guó)園林植保機(jī)械的現(xiàn)狀

目前，我國(guó)園林植保機(jī)械的制造水平與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在一定的差距。我國(guó)園林植保機(jī)械的制造多以人力為動(dòng)力，比如常見(jiàn)的手動(dòng)背負(fù)式噴霧器、手動(dòng)壓縮式噴霧器等。另外，也有部分小動(dòng)力噴粉噴霧機(jī)、拖拉機(jī)配套的噴霧機(jī)、車載風(fēng)送超低量噴霧設(shè)備等。目前在太原市園林植物有害生物的防控中，也僅有幾臺(tái)超低量噴霧機(jī)械設(shè)備，而這些設(shè)備普遍存在著作業(yè)效率低、防治效果差，跑、冒、滴、漏現(xiàn)象嚴(yán)重，設(shè)備使用壽命短等缺陷。因此，在我國(guó)園林植保機(jī)械的發(fā)展中仍存在一定的不足，主要表現(xiàn)在以下幾方面：①資金投入不足，使產(chǎn)品的研發(fā)、升級(jí)、更新、換代不能滿足城市綠化發(fā)展的需求。②缺乏相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，園林植保機(jī)械的制造與工藝技術(shù)水平相對(duì)落后，精度低，品種單一，且霧化性能較差，浪費(fèi)農(nóng)藥，污染環(huán)境。③由于植物的種類不同、所處的環(huán)境不同，其生長(zhǎng)和有害生物的發(fā)生均具有獨(dú)特性，而目前的植保機(jī)械仍不能滿足實(shí)際防治作業(yè)中的需要。④設(shè)計(jì)觀念缺乏一定的創(chuàng)新，且計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用不足，缺少自動(dòng)化、智能化。

2國(guó)外園林植保機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r

目前，國(guó)外園林植保機(jī)械以高效、經(jīng)濟(jì)、安全、保護(hù)環(huán)境、減少污染作為發(fā)展總趨勢(shì)，在超低量噴霧技術(shù)、機(jī)電一體化、自動(dòng)對(duì)標(biāo)施藥技術(shù)、藥液霧化漂移技術(shù)上均取得了一定的進(jìn)展。同時(shí)，因各國(guó)國(guó)情不同各具特色。比如日本地塊小、經(jīng)營(yíng)疏散，以發(fā)展小型機(jī)動(dòng)式植保機(jī)械為主（也有生產(chǎn)高效的大型植保機(jī)械，比如自走式噴粉噴霧彌霧機(jī)）；美國(guó)等地勢(shì)平坦、面積廣大的國(guó)家以發(fā)展拖拉機(jī)配套的吊掛式和牽引式大型植保機(jī)械為主。目前，國(guó)外植保新技術(shù)主要包括以下三種：①靜電噴藥技術(shù)。靜電噴藥技術(shù)是通過(guò)在設(shè)備的噴頭部位施加一定的負(fù)電場(chǎng)，使噴出的藥液霧滴帶有負(fù)電，充分利用其電力線的穿透性，使藥液附著于植物的各個(gè)部位，這樣不僅提高了藥液的利用率，同時(shí)也減少了對(duì)周圍環(huán)境的污染。②機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是依據(jù)計(jì)算機(jī)，根據(jù)作業(yè)對(duì)象和環(huán)境條件嚴(yán)格控制工作單位時(shí)間和噴灑量，實(shí)現(xiàn)精確、精量施藥。③利用圖像傳感器獲得物體圖像的植物檢測(cè)和識(shí)別技術(shù)。該技術(shù)是將圖像轉(zhuǎn)化成矩陣，利用計(jì)算機(jī)分析圖像，從而完成對(duì)周圍環(huán)境和目標(biāo)的識(shí)別和理解。該技術(shù)的運(yùn)用也是病蟲(chóng)害防治的重要前提條件。

3園林植保機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)

目前，由于傳統(tǒng)的化學(xué)防治對(duì)生態(tài)環(huán)境和居住環(huán)境都會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，因此，采用物理方法進(jìn)行植保機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)是最理想的方式。雖然國(guó)內(nèi)已研究出利用光能、電流、熱能、電磁、超聲波、射線等殺滅害蟲(chóng)的物理防治技術(shù)，比如黑光燈、太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈、電子殺蟲(chóng)燈等，但是，由于我國(guó)目前的研究水平有限，且就其實(shí)用價(jià)值來(lái)講，還不能達(dá)到大規(guī)模應(yīng)用和推廣，因此，傳統(tǒng)的化學(xué)防治仍是我國(guó)園林植保機(jī)械的主要手段。園林植保機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)和各部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)仍然是當(dāng)前的發(fā)展方向。

3.1控制系統(tǒng)

隨著計(jì)算機(jī)的普及和應(yīng)用，園林植保機(jī)械也應(yīng)逐步向自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。在系統(tǒng)控制中，應(yīng)充分利用計(jì)算機(jī)識(shí)別精確的特點(diǎn)，計(jì)算出施藥部位的面積和所需施藥量，并進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)與自動(dòng)調(diào)整，提高施藥的效率和準(zhǔn)確率。

3.2貯存系統(tǒng)

貯存系統(tǒng)是指植保設(shè)備中用于貯存水和藥液的部分，是園林植保機(jī)械中的重要組成部分。因此，在貯存系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量采用完善的過(guò)濾系統(tǒng)，不僅要考慮水箱和藥箱的容量，還應(yīng)考慮材料的耐腐性、工藝和可回收性。植保機(jī)械使用過(guò)程中，經(jīng)過(guò)多次過(guò)濾后，藥液從噴頭噴出，為避免或減少霧化噴頭的堵塞，在系統(tǒng)安裝中應(yīng)采用有自潔能力的壓力過(guò)濾器以提高過(guò)濾能力，減少因堵塞造成的污染問(wèn)題。為避免將藥箱中剩余藥液帶回，植保機(jī)械的清洗應(yīng)在工作后立即完成。因此，除了傳統(tǒng)的噴藥水箱外，還應(yīng)配有專供清洗的附加水箱。

3.3噴灑施藥系統(tǒng)

要研制更多的新型綠色植保機(jī)械，就得從基礎(chǔ)工作部件的研制開(kāi)始，科研工作的重點(diǎn)不能脫離了基礎(chǔ)部件的研制。目前，對(duì)已深度研究的低量、微量和精量噴灑技術(shù)，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)加以應(yīng)用。低、微量噴霧可將霧滴的直徑大大減小，有效地提高了噴霧質(zhì)量，也減少了對(duì)環(huán)境的污染。

3.4藥液回收系統(tǒng)

噴霧時(shí)霧流橫向穿過(guò)作物葉叢，未被葉叢附著的霧滴進(jìn)入回收裝置，過(guò)濾后返回藥液箱。這樣既提高了農(nóng)藥的利用率，又減少了飄移污染。

3.5目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)

目標(biāo)識(shí)別是利用近紅外光電傳感器和計(jì)算機(jī)對(duì)遙遠(yuǎn)目標(biāo)進(jìn)行辨認(rèn)。通過(guò)辨認(rèn)，不僅可以精確探測(cè)和定位選定的目標(biāo)，而且能夠測(cè)量與目標(biāo)形體和表面物理特性相關(guān)的參數(shù)，進(jìn)而對(duì)目標(biāo)分類和識(shí)別。依據(jù)此原理，在噴霧系統(tǒng)上安裝目標(biāo)識(shí)別裝置，由控制電路控制噴灑系統(tǒng)有選擇地施藥，同時(shí)只對(duì)有效部位進(jìn)行噴霧，這樣極大地減少了農(nóng)藥的用量，明顯地提高藥劑的有效利用率，獲得更好的噴藥效果，并減少污染。

4結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的植保機(jī)械和施藥技術(shù)與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在著較大的差距。在今后的研究設(shè)計(jì)中，應(yīng)結(jié)合我國(guó)國(guó)情，在制造、包裝運(yùn)輸、應(yīng)用維護(hù)和生命終結(jié)后的回收處理等方面遵循綠色設(shè)計(jì)的原則。研究、開(kāi)發(fā)和利用適合我國(guó)城市綠化的園林植保機(jī)械新產(chǎn)品，加強(qiáng)對(duì)新材料、新工藝、新技術(shù)的研究和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

［1］劉建，呂新民，黨革榮，等.植保機(jī)械的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，31（10）增刊：202-204.（下轉(zhuǎn)第160頁(yè)）