水稻機(jī)械化高效植保作業(yè)技術(shù)模式應(yīng)用研究

欒　峰 ，張巖松，康麗梅

（1.盤錦市農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣站，遼寧 盤錦 124211；2.盤錦市興隆臺區(qū)農(nóng)機(jī)局，遼寧 盤錦 124010；3.巴彥淖爾市農(nóng)牧機(jī)產(chǎn)品技術(shù)監(jiān)督投訴中心，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000）

為大力推進(jìn)水稻生產(chǎn)農(nóng)藥減量控害，積極探索水稻機(jī)械化高效植保作業(yè)技術(shù)模式，徹底解決傳統(tǒng)水稻植保作業(yè)效率低、勞動強(qiáng)度大、農(nóng)藥利用率低、操作人員安全性低等實(shí)際問題，2015年以來，盤錦市農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣站開展了水稻機(jī)械化高效植保作業(yè)技術(shù)模式應(yīng)用研究工作。圍繞“對比論證—試驗(yàn)分析—模式提煉—成果轉(zhuǎn)化”的技術(shù)路線，經(jīng)過大量實(shí)踐工作，提出適合盤錦市乃至遼寧省水稻種植特點(diǎn)的自走式噴桿噴霧機(jī)水稻機(jī)械化高效植保作業(yè)技術(shù)模式和植保無人機(jī)水稻機(jī)械化高效植保作業(yè)技術(shù)模式。從試驗(yàn)驗(yàn)證角度，分析上述兩種模式的技術(shù)優(yōu)勢與技術(shù)要點(diǎn)。

1　我國主要機(jī)械化植保技術(shù)模式

目前國內(nèi)主要有5種機(jī)械化植保技術(shù)模式，詳見表1。

表1　國內(nèi)主要機(jī)械化植保技術(shù)模式Table 1　Main mechanized technical mode of plant protection in domestic

經(jīng)充分對比論證，以上5種水稻機(jī)械化植保技術(shù)模式是當(dāng)前我國水稻機(jī)械化植保技術(shù)發(fā)展過程中具有代表性的。從安全性、可靠性、適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性等角度出發(fā)，認(rèn)為以自走式噴桿噴霧機(jī)、植保無人機(jī)為代表機(jī)具的技術(shù)模式符合今后一段時(shí)間水稻機(jī)械化高效植保技術(shù)的發(fā)展需求。

2　兩種主推技術(shù)模式的試驗(yàn)驗(yàn)證

2.1　基本定義

2.1.1自走式噴桿噴霧機(jī)高效植保作業(yè)技術(shù)模式是指利用自走式四輪驅(qū)動高地隙噴桿噴霧機(jī)，在大面積條田地塊，采取常規(guī)量噴霧的方法，對機(jī)插、擺栽、條播方式種植的水稻田進(jìn)行高效植保防護(hù)的機(jī)械化作業(yè)技術(shù)形式。

2.1.2植保無人機(jī)高效植保作業(yè)技術(shù)模式是指利用油動或電動植保無人機(jī)，對符合飛行安全標(biāo)準(zhǔn)的大規(guī)模水稻種植地塊，采取低量噴霧的方法，進(jìn)行高效植保防護(hù)的機(jī)械化作業(yè)技術(shù)形式。

2.2　試驗(yàn)驗(yàn)證

2.2.1試驗(yàn)樣機(jī)根據(jù)國內(nèi)植保機(jī)使用經(jīng)驗(yàn)和行業(yè)內(nèi)品牌特點(diǎn)，本研究選擇幾種行業(yè)內(nèi)極具代表性的機(jī)型作為試驗(yàn)樣機(jī)。重點(diǎn)測試作業(yè)效率、油（電）耗、作業(yè)成本等指標(biāo)。

1）自走式噴桿噴霧機(jī)。自走式噴桿噴霧機(jī)技術(shù)參數(shù)見表2。

表2　自走式噴桿噴霧機(jī)技術(shù)參數(shù)Table 2　Technical parameters for self－propelled boom sprayer

2）植保無人機(jī)。植保無人機(jī)技術(shù)參數(shù)見表3。

表3　植保無人機(jī)技術(shù)參數(shù)Table 3　Technical parameters for plant protection UAV

2.2.2防治對象及施藥防治對象為二化螟、稻飛虱、稻縱卷葉螟、紋枯病、稻瘟病等病蟲害。共設(shè)計(jì)3次施藥：第1次施藥在7月上旬進(jìn)行，防治二化螟、稻飛虱、紋枯病；第2次施藥在7月下旬進(jìn)行，防治稻飛虱、紋枯病、稻瘟病，兼治二化螟；第3次施藥在8月中旬進(jìn)行，防治二化螟、稻飛虱、紋枯病、稻曲病、稻瘟病等。

2.2.3主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與防護(hù)效果指標(biāo)試驗(yàn)設(shè) 11個(gè)防治效果處理區(qū)，各處理不設(shè)重復(fù)。其中：自走式噴桿噴霧機(jī)防治效果4個(gè)處理區(qū)（處理1—處理4），植保無人機(jī)施藥作業(yè)4個(gè)處理區(qū)（處理5—處理8），擔(dān)架式機(jī)動噴霧器施藥防治區(qū)為處理9，背負(fù)式電瓶噴霧器施藥防治區(qū)為處理10，空白對照區(qū)為處理11。

1）試驗(yàn)機(jī)具作業(yè)效率指標(biāo)。試驗(yàn)機(jī)具作業(yè)效率測試結(jié)果見表4。

2）試驗(yàn)機(jī)具作業(yè)成本指標(biāo)。試驗(yàn)機(jī)具作業(yè)成本見表5。

3）稻飛虱防效調(diào)查。稻飛虱防效調(diào)查結(jié)果見表6。

4）紋枯病防效及產(chǎn)量效益調(diào)查。紋枯病防效及產(chǎn)量效益調(diào)查結(jié)果見表7。

5）自走式噴桿噴霧機(jī)與無人機(jī)效益對比。自走式噴桿噴霧機(jī)與無人機(jī)效益對比結(jié)果見表8。

表4　試驗(yàn)機(jī)具作業(yè)效率Table 4　W orking performance of test machine

表5　試驗(yàn)機(jī)具作業(yè)成本Table 5　W orking cost of test machine　/（元 /667 m2）

表6　稻飛虱防效調(diào)查結(jié)果Table 6　Suvey results of rice planthopper control effect

3　兩種主推技術(shù)模式的技術(shù)優(yōu)勢

3.1　自走式噴桿噴霧機(jī)模式技術(shù)優(yōu)勢

一是作業(yè)技術(shù)已經(jīng)成熟，國際國內(nèi)高中低3類機(jī)型可滿足不同市場需求；二是作業(yè)效率高，熟練操作手人均日效是傳統(tǒng)人力背負(fù)式的10倍以上；三是防護(hù)效果好，稻飛虱、紋枯病防護(hù)效果較傳統(tǒng)人力背負(fù)式提高15%～20%；四是安全性提高，降低了作業(yè)人員的人身危害風(fēng)險(xiǎn)；五是農(nóng)藥利用率提高，較傳統(tǒng)防護(hù)方法可減少1次作業(yè)，節(jié)約農(nóng)藥成本10～20元；六是節(jié)本增效明顯，較傳統(tǒng)人力背負(fù)式可節(jié)本增效166元 /667 m2左右。

表7　紋枯病防效及產(chǎn)量效益調(diào)查結(jié)果Table 7　Survey results of control effect and yield profit of banded sclerotial blight

表8　自走式噴桿噴霧機(jī)與無人機(jī)效益對比Table 8　Profit comparison of the self－propelled spray rod sprayer with the UAV

3.2　植保無人機(jī)模式技術(shù)優(yōu)勢

一是作業(yè)效率高，熟練操作機(jī)手人均日效是傳統(tǒng)人力背負(fù)式的14倍左右；二是防護(hù)效果有所提高，稻飛虱、紋枯病防護(hù)效果較傳統(tǒng)人力背負(fù)式提高5%～10%；三是安全性提高，降低了作業(yè)人員的人身危害風(fēng)險(xiǎn)；四是農(nóng)藥利用率提高，較傳統(tǒng)防護(hù)方法可減少1次作業(yè)，節(jié)約農(nóng)藥成本5～10元；五是節(jié)本增效明顯，較傳統(tǒng)人力背負(fù)式可節(jié)本增效80元/667 m2左右。

3.3　兩種主推技術(shù)模式對比

植保無人機(jī)技術(shù)模式適用性更強(qiáng)，不受水稻種植方式影響，不受地塊客觀條件影響，不存在軋苗問題；無人機(jī)方便靈活、成本低、適合跨區(qū)作業(yè)，成本回收期明顯短于自走式噴桿噴霧機(jī)。隨著無人機(jī)技術(shù)及農(nóng)藥技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)植保技術(shù)模式將發(fā)揮重大作用。自走式噴桿噴霧機(jī)防護(hù)效果更好，農(nóng)藥利用率更高，對農(nóng)藥適用性更強(qiáng)（適用于所有現(xiàn)有農(nóng)藥劑型）；相比無人機(jī)，其對機(jī)手駕駛操作要求要低，更容易掌握，同時(shí)行業(yè)準(zhǔn)入門檻低，是當(dāng)前一段時(shí)間內(nèi)種植大戶重點(diǎn)選擇的模式。

4　兩種主推技術(shù)模式的技術(shù)要點(diǎn)

4.1　自走式噴桿噴霧機(jī)模式技術(shù)要點(diǎn)

4.1.1田塊要求作業(yè)地塊水稻高度一般在1.1 m以下；泥腳深30 cm以下；有一定水層，水層深度一般在3 cm以上；作業(yè)地塊水稻種植壟向與條田方向一致；作業(yè)地塊要有作業(yè)道，田塊與作業(yè)道的坡度要小于30°。

4.1.2藥劑要求可噴施殺蟲劑、殺菌劑、植物生長劑及液體肥料，主要用于水稻移栽后的病蟲害防治。使用農(nóng)藥要求：一是有農(nóng)藥“三證”；二是符合農(nóng)藥標(biāo)簽和說明書管理辦法。

4.1.3機(jī)具適應(yīng)性要求最小離地間隙滿足水稻生長全過程施藥要求（一般最小離地間隙需超過1.0 m）；四輪驅(qū)動，水田通過性良好（一般滿足30 cm以下泥腳深水田通過性要求）；軸距設(shè)計(jì)合理，直線作業(yè)時(shí)四輪行走于壟間（一般要求輪胎寬度＜15 cm），轉(zhuǎn)彎時(shí)四輪同步轉(zhuǎn)向（四輪液壓或拉桿驅(qū)動），確保軋苗率低；雙臂式噴霧展臂，展臂可自動開合、自動上下、單臂收張自如，雙臂展開作業(yè)幅寬應(yīng)達(dá)到12.0 m以上；配帶自吸泵，吸水濾網(wǎng)為50～100目。

4.2　植保無人機(jī)模式技術(shù)要點(diǎn)

4.2.1田塊要求作業(yè)地塊周邊無大型變電所；作業(yè)地塊不在禁飛區(qū)內(nèi)；作業(yè)地塊內(nèi)無密集的5.0 m以下電線等空中障礙物。

4.2.2藥劑要求可噴施殺蟲劑、殺菌劑、植物生長劑及液體肥料，可用劑型有水劑 （AS）、可溶性粉劑（SP）、懸浮劑（SC）、水乳劑（EW）、微乳劑（ME）、水分散粒劑（WG）。

4.2.3機(jī)具適應(yīng)性要求具備規(guī)劃航線自主飛行功能，精度偏差1.0 m以內(nèi)；具備噴灑中途停藥點(diǎn)記憶功能，精度偏差1.0 m以內(nèi)；具備變量施藥功能，誤差不超過10%；具備識別障礙物功能，識別半徑小于1 cm；具備地形跟隨功能，誤差不超過50 cm；具備設(shè)定飛行速度、飛行高度、施藥量功能，誤差不超過5%；具備飛行軌跡、噴灑數(shù)據(jù)記錄回放功能。

［1］周志艷，袁旺，陳盛德.中國水稻植保機(jī)械現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（15）：178-183.

［2］呂信河，肖麗萍，李濤斌，等.我國水稻植保機(jī)械存在的問題及相應(yīng)對策［J］.南方農(nóng)機(jī)，2016（3）：47-49.

［3］姚順昌，姜亮.水稻高效植保技術(shù)的實(shí)踐與試驗(yàn)［J］.農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備，2015（6）：10-12，15.