設施蔬菜施藥中存在問題及技術改進

鄭建秋 鄭 翔 孫 海 李云龍 王曉青 胡 彬 王 胤

（1北京市植物保護站，北京 100029；2北京市大興現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術創(chuàng)新服務中心，北京 100029）

設施蔬菜施藥中存在問題及技術改進

鄭建秋1鄭 翔2孫 海1李云龍1王曉青1胡 彬1王 胤1

（1北京市植物保護站，北京 100029；2北京市大興現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術創(chuàng)新服務中心，北京 100029）

針對我國設施蔬菜病蟲種類多，情況復雜，農(nóng)藥用量大且施藥效果差等問題，研制出的JT3YCB1200D-Ⅲ自發(fā)電背負式常溫煙霧機，農(nóng)藥利用率較常規(guī)施藥提高30%以上，可節(jié)藥40%以上，噴施作業(yè)高效、便捷、省力，尤其適用于設施蔬菜病蟲專業(yè)化防治服務。

據(jù)調(diào)查，我國設施蔬菜病蟲1 600余種，常年發(fā)生的有500余種，每年必須防治的病蟲50～70種，其中難以防控的有10余種，一般產(chǎn)量損失20%～30%，嚴重損失達50%以上甚至絕收。目前，設施蔬菜病蟲仍多采用藥劑防控，年施藥少則30～40次，多則70多次。由于設施蔬菜生產(chǎn)環(huán)境溫暖潮濕，病蟲極易暴發(fā)，危害損失相對嚴重，因而施藥次數(shù)最多，每667 m2農(nóng)藥施用量為大田作物的十幾倍甚至數(shù)十倍，是形成農(nóng)藥面源污染的重要方面，也是蔬菜產(chǎn)品農(nóng)殘超標的控制關鍵點。因此，提高設施蔬菜施藥效果和技術水平是現(xiàn)代設施農(nóng)業(yè)節(jié)藥、節(jié)水、高工效生產(chǎn)和控制面源污染、保障蔬菜質(zhì)量安全的實際需要，筆者針對我國設施蔬菜的施藥現(xiàn)狀，重點介紹設施蔬菜中主要施藥技術及存在問題，以及JT3YCB1200D-Ⅲ自發(fā)電背負式常溫煙霧機的研制和功效。

1 國內(nèi)設施蔬菜施藥現(xiàn)狀

1.1 影響施藥效果的主要因素 通常影響施藥效果的主要因素一是霧滴大小，二是霧滴均勻度。霧滴大小決定霧滴顆粒在空中飄逸時間。我國目前普遍使用的背負式噴霧器噴出的多是粗霧滴，霧滴直徑400～500 μm甚至更大，在空中飄逸時間短，很快就沉降了，農(nóng)藥利用率低，防治效果不好。如果將1個直徑為500 μm的霧滴變成直徑為250 μm的霧滴，霧滴就成了8個；直徑縮小成125 μm，霧滴就成了64個；直徑62.5 μm，霧滴數(shù)變成512個；直徑變成31.25 μm，霧滴成了4 096個。霧滴越小飄逸時間越長，飄移的距離就越遠，較小的霧滴顆粒有利于藥劑擴散和均勻分布，能節(jié)省農(nóng)藥。然而，霧滴也不是越細越好，當直徑比PM2.5還小時就不能有效沉降了，也影響農(nóng)藥的有效利用。

1.2 設施蔬菜主要施藥方式及存在問題

1.2.1 使用背負柱塞式手動噴霧器噴藥技術 目前，我國設施蔬菜防控病蟲噴施農(nóng)藥使用的噴霧器80%以上仍然是20世紀50、60年代使用的背負柱塞式手動噴霧器，由于結(jié)構(gòu)原理不合理，即使是全新的合格噴霧器，農(nóng)藥利用率最高只有30%。隨著使用時間延長，噴霧器材質(zhì)老化，自然磨損，密封性變差，噴頭噴片孔徑變大，跑、冒、滴、漏等問題隨之顯現(xiàn)，農(nóng)藥有效利用率迅速下降，病蟲防治效果大打折扣。所以類似我國目前的背負式手動噴霧器發(fā)達國家在20世紀80年代就法律禁止生產(chǎn)、銷售和使用了。使用背負式噴霧器施藥時，為保持農(nóng)藥較好地均勻分布，配兌農(nóng)藥必須按照固定稀釋倍數(shù)稀釋后均勻噴施，田間防治實際效果和噴施藥液量由噴霧作業(yè)人員決定，不同操作人員之間往往相差很大。背負式噴霧器在田間施藥的工作強度非常極高，許多農(nóng)民為降低施藥強度而縮短施藥時間，呈“跑馬”式噴藥，作物表面常有未噴到農(nóng)藥的地方，藥液噴施偏少，噴灑不均勻，田間防治效果不理想；當病蟲發(fā)生較重或遇到難防治的病蟲時往往加大用藥量，噴施時藥液甚至順著葉片往下流淌，這樣既浪費農(nóng)藥又浪費人工，防治效果不理想，還容易造成農(nóng)殘超標。目前使用背負式手動噴霧器施藥防治蔬菜病蟲的標準藥液量每667 m2為50～150 L，蔬菜植株越高大、密植，防治病蟲所需藥液會越多，所以，使用背負式手動噴霧器每667 m2施藥需用1～4 h（小時），如果噴得仔細些時間就更長。由于噴施藥液量大，棚室內(nèi)空氣濕度顯著增加，實際防治效果得不到保障，而且陰天或雨天還不能施藥。

1.2.2 煙霧劑熏蒸技術 煙霧劑因使用簡便，省工省力，不增加空氣濕度，被廣泛用于設施蔬菜防治病蟲。由于煙霧劑是熱力發(fā)煙，近30%的藥劑在發(fā)煙時分解損失，且農(nóng)藥煙霧顆粒極細，沉降需要1個多小時甚至幾個小時，部分極細微的農(nóng)藥顆粒無法沉降，棚膜若稍有破損則藥劑逸散嚴重。煙霧劑的燃劑、氧化劑等助劑對病蟲本身并無防治效果，也增加了生產(chǎn)成本。此外，生產(chǎn)煙霧劑要求原藥具有特定汽化點和蒸汽壓，必須在特定溫度條件下才能汽化成煙，否則就制不成煙霧劑。所以，煙霧劑藥劑種類有限，滿足不了設施蔬菜多種病蟲防治的實際需要。

1.2.3 熱力煙霧施藥技術 近些年，熱力煙霧施藥技術在不斷推廣應用，該技術使用的主要是脈沖式熱力煙霧機。熱力煙霧機通過脈沖式發(fā)動機產(chǎn)生的高溫高壓氣流將藥劑破碎成微小顆粒從噴管借助高速熱氣流噴出形成藥劑煙霧。由于熱力煙霧機生產(chǎn)廠家多，缺乏統(tǒng)一標準，產(chǎn)品質(zhì)量、性能差異較大，導致煙霧粒子相差懸殊。據(jù)廠家介紹，小的顆粒有0.001～1 μm，大的可達100～150 μm，有的必須用專用煙霧油或發(fā)煙母液與藥劑配套。目前關于熱力煙霧施藥技術多是生產(chǎn)者自發(fā)探索性應用或相關技術人員開展一些簡單性試驗驗證，缺乏系統(tǒng)性基礎研究。通常熱力煙霧機產(chǎn)生的煙霧粒子多在20 μm以下，都是利用高溫、高壓氣流將藥劑霧化形成熱煙霧，相當部分藥劑有效成分分解損失，與使用煙霧劑農(nóng)藥類似，也有少部分藥劑粒子利用不了。據(jù)了解，目前有的熱力煙霧機并不能連續(xù)使用，特別是溫度稍高的季節(jié)，連續(xù)作業(yè)幾個棚室后，噴管往往過熱發(fā)紅，有的甚至噴出的煙霧中夾帶火星，施藥效果不佳；有的則是機器很難啟動，噪聲大。

2 國外常溫煙霧施藥技術

常溫煙霧施藥技術是20世紀90年代發(fā)達國家設施農(nóng)業(yè)普遍使用的高效施藥技術。其工作原理是通過高速高壓氣體或超聲波原理在常溫下將藥液破碎成超微粒子（20～50 μm），藥液能在設施內(nèi)充分擴散，長時間懸浮，對病蟲進行觸殺、熏蒸，同時對棚室內(nèi)設施進行全面消毒滅菌，農(nóng)藥利用率高達50%～60%。優(yōu)點：① 省藥、節(jié)水。較常規(guī)施藥節(jié)省農(nóng)藥30%左右，每667 m2施藥液2～4 L，較常規(guī)施藥節(jié)水近40倍，不增加空氣濕度，施藥不受天氣限制。② 施藥均勻、擴散性能好，藥劑附著沉積率高，尤其適合棚室內(nèi)作物病蟲防治。③ 對藥劑適應性廣。將藥液變成煙霧時無需加熱，只是借助常溫煙霧機在常溫下將藥液霧化成煙狀藥霧，不受農(nóng)藥劑型限制。④ 不損失農(nóng)藥有效成分。在常溫下將藥液物理破碎呈煙霧狀，藥劑有效成分無任何損失。⑤ 施藥無需進棚作業(yè)，效率高，省工、省力、對施藥者無污染。⑥ 應用范圍廣。不但可用于設施園藝，還可用于工業(yè)水霧降溫、增濕、衛(wèi)生殺蟲、滅菌、防疫和食用菌生產(chǎn)等。

3 設施蔬菜施藥技術改進——JT3YCB1200D-Ⅲ自發(fā)電背負式常溫煙霧機的研制和功效

通過對美國、日本、韓國和國內(nèi)已有的多型號常溫煙霧機、超低量彌霧機、熱力煙霧機、機動彌霧機、機動噴霧器、靜電噴霧器和電動噴霧器應用比較驗證，針對我國國情，北京市植物保護站、北京市大興現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術創(chuàng)新服務中心聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)大學藥械與施藥技術研究中心、天津大學和相關企業(yè)合作研發(fā)出 JT3YCB1200D-Ⅲ自發(fā)電背負式常溫煙霧機，該機在JT 3YC1000D-Ⅲ背負式高效常溫煙霧施藥機（ZL 201510157 443.6）的基礎上優(yōu)化改進而來，增加了小型配套數(shù)碼發(fā)電機自發(fā)電功能、配套電動卷線機構(gòu)自動收放線功能和配套擺噴機構(gòu)自動擺噴功能，操作者無需背負機器也能高效作業(yè)和收卷電纜，使噴施作業(yè)更高效、便捷、省力，尤其適合設施蔬菜病蟲高效專業(yè)化防治服務。

3.1 機具組成 自發(fā)電背負式常溫煙霧機由背負式常溫煙霧機主機和專用移動推車兩部分組成（彩色圖版1）。背負式常溫煙霧機主機為高效噴施裝置（彩色圖版2），操作者可背負或車載作業(yè)（彩色圖版3）；移動推車上配置小型數(shù)碼發(fā)電機、電動卷線機構(gòu)、配套擺噴機構(gòu)及其他輔助部件（彩色圖版1），功能是為主機供電，移動運輸和輔助噴藥。

背負式常溫煙霧機主機參數(shù)：藥箱容積為16 L，霧化器額定功率2.1 kW，噴霧距離12 m以上，噴霧速率1.2～1.5 L·min-1，交流電電壓220 V。

移動推車參數(shù)：額定功率3 kW，最大輸出4 kW，能連續(xù)工作4 h（小時），電動卷線機構(gòu)功率60 W，絕緣等級為F，數(shù)碼發(fā)電機，排量149.5 mL，擺噴機構(gòu)功率60 W。

3.2 機具特點 ① 節(jié)省農(nóng)藥。機具形成的煙霧粒子最合適在較短時間沉降，霧滴煙霧粒子飄逸時間長短適中，農(nóng)藥利用率達到常溫煙霧施藥的最高值；背負式高效常溫煙霧施藥機由施藥者背負機具手控/遙控，或車載電動控制煙霧噴射方向、角度和煙霧量，施藥質(zhì)量可以人為控制，最大限度地保障了藥劑的均勻分布?？晒?jié)省農(nóng)藥30%～40%，農(nóng)藥利用率可以達到甚至超過國外常溫煙霧施藥技術。

② 節(jié)水。常溫煙霧施藥在田間施藥時，水只起稀釋藥劑作用，稀釋后的藥液通過機具均勻分散，只要單位面積農(nóng)藥有效量準確即可保障病蟲防控效果。通常背負式高效常溫煙霧施藥機每667 m2施藥液量3～8 L，隨著施藥者操作熟練程度提高，每667 m2施藥液量會越來越少，因而高效常溫煙霧施藥較普通施藥可節(jié)水近20倍。由于施藥用水極少，不增加空氣濕度，施藥效果有保障且不受陰天、雨天和澆水限制。

③ 節(jié)工。常溫煙霧施藥能節(jié)工近30倍。高效常溫煙霧施藥是由棚里向外退行對空噴霧（彩色圖版4），施藥時間只取決于施藥者在棚內(nèi)退行速度快慢，草莓（彩色圖版5）、芹菜、生菜等矮生作物每667 m2施藥只需3～5 min（分），番茄、辣椒、茄子、黃瓜（彩色圖版6）等高稈作物每667 m2施藥需要5～10 min（分）；如退行太快，藥液沒有噴完，可在棚外通過風口將剩余藥液噴入棚內(nèi)（彩色圖版7）。

④ 適用性廣。普通常溫煙霧施藥需要有配套的電力條件和機具放置運行的設施空間，沒有配電的溫室、大棚無法施藥，矮小的棚室機具無法進棚施藥；背負式高效常溫煙霧施藥配有方便的小型數(shù)碼發(fā)電機電源，可滿足任何場所高效施藥；低矮弓棚可以通過局部撩開棚膜向弓棚內(nèi)高效施藥（彩色圖版8）。此外，高效常溫煙霧施藥還可廣泛應用于棚室消毒（彩色圖版9）、食用菌和畜禽生產(chǎn)的消毒滅菌、增濕降溫等。

⑤ 特別適于設施蔬菜病蟲專業(yè)化防治服務。蔬菜病蟲種類多，損失重，情況復雜，因而蔬菜病蟲專業(yè)化防治顯得尤為迫切和重要，但專業(yè)化防治服務的風險大、難度大、可控性差，技術要求高。而自發(fā)電高效常溫煙霧施藥機大大降低了設施蔬菜病蟲專業(yè)化防治服務風險，使服務效率、服務效果有了保障，防治服務成本明顯降低，為設施蔬菜病蟲專業(yè)化防治服務產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供了一條有效的途徑。

鄭建秋，二級研究員，研究方向：蔬菜病蟲綠色防控、專業(yè)化防治，電話：010-62073063，E-mail：zbzjq@qq.com

2016-09-06；接受日期：2016-11-07

北京市果類蔬菜產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團隊項目