果樹(shù)農(nóng)藥精確噴霧技術(shù)研究

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（鄄城縣舊城鎮(zhèn)人民政府，山東 鄄城 274603）

精確噴霧是指以果樹(shù)的需求為依據(jù)，對(duì)農(nóng)藥噴施量進(jìn)行隨時(shí)調(diào)整的技術(shù)。精確噴霧技術(shù)的出現(xiàn)，主要依托于地圖、傳感器技術(shù)。試驗(yàn)表明，高精確度農(nóng)藥噴霧技術(shù)的出現(xiàn)，不僅使農(nóng)藥的利用效率得到了提高，還具有減少農(nóng)藥使用量的作用，這與可持續(xù)發(fā)展提出的要求不謀而合。

1 果樹(shù)農(nóng)藥噴霧精確性的影響因素

1.1 噴霧工具

在我國(guó)，諸多用來(lái)對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行噴施的工具中，使用頻率最高的噴霧工具為背負(fù)式手動(dòng)噴霧器。此外，較為常見(jiàn)的噴霧工具還包括噴煙機(jī)、熏蒸機(jī)、果園噴霧等。但是，現(xiàn)有噴霧工具與發(fā)達(dá)國(guó)家所應(yīng)用的噴霧工具相比仍舊存在較為明顯的差距，這就需要科研人員投入更多的時(shí)間和精力，用來(lái)更新噴霧工具，為農(nóng)藥噴施工作的精確性提供保證。

1.2 氣候條件

靶標(biāo)物上沉積霧滴的多少，往往受風(fēng)向、氣溫、濕度等氣候因素的影響，如果氣溫高、濕度低，則霧滴蒸發(fā)速度快。噴霧的最佳時(shí)間應(yīng)為10：00之前或者16：00之后，這是因?yàn)橹形鐨鉁馗?，所噴施農(nóng)藥的揮發(fā)速度快，效果受限。還應(yīng)當(dāng)注意一點(diǎn)，風(fēng)向和風(fēng)力不僅會(huì)使霧滴蒸發(fā)速度加快，還會(huì)給噴霧的方向帶來(lái)影響，霧滴脫離靶標(biāo)的問(wèn)題與風(fēng)向和風(fēng)力等因素存在密不可分的關(guān)系［1］。由此可見(jiàn)，工作人員在噴施農(nóng)藥時(shí)應(yīng)盡量選擇無(wú)風(fēng)的天氣，降低風(fēng)向、風(fēng)力帶來(lái)的影響。另外，如果同時(shí)利用多個(gè)噴頭對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行噴施，交叉、重疊、漏噴等問(wèn)題難以避免，這也是導(dǎo)致噴霧分布不均勻、精確性不高的原因之一。

1.3 噴頭的選擇

噴頭是噴霧裝置的重要組成部分，可以說(shuō)，噴頭的大小、質(zhì)量和類型直接決定了噴霧的密度、分布和大小，果樹(shù)對(duì)除草劑、殺蟲(chóng)劑和殺菌劑的需求不同，在對(duì)功效不同的農(nóng)藥進(jìn)行噴施時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整霧滴大小很有必要，如果工作人員無(wú)法做到及時(shí)對(duì)霧滴大小進(jìn)行調(diào)整，農(nóng)藥噴施工作的效率往往難以得到保證。

1.4 藥液的性質(zhì)

表面張力的存在導(dǎo)致霧滴無(wú)法均勻地分布并沉積在果樹(shù)葉片上，若果樹(shù)葉片具有不易濕潤(rùn)的特點(diǎn)，只有將表面張力降低，才能使霧滴具備良好的附著效果。通常，藥液兌水稀釋后往往具備極大的表面張力，藥液被浪費(fèi)的情況無(wú)法避免，要想解決上述問(wèn)題，關(guān)鍵是在藥液殘留動(dòng)態(tài)、安全評(píng)價(jià)等工作上投入更多的精力和時(shí)間，對(duì)藥液性質(zhì)進(jìn)行深入探究，從而達(dá)到提高藥液利用效率的目的。

2 提高果樹(shù)農(nóng)藥噴霧精確性的方法

在對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行噴施時(shí)，能起到防治靶標(biāo)作用的農(nóng)藥，往往只在所噴施的農(nóng)藥中占據(jù)極小的比例。換句話說(shuō)，雖然化學(xué)農(nóng)藥的效果十分明顯，但是，由于利用效率低下，不僅大量農(nóng)藥被浪費(fèi)，流失的農(nóng)藥還會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染。由此可見(jiàn)，如何實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥的高效利用，成為社會(huì)熱議的焦點(diǎn)有其必然性。另外，要想使我國(guó)的水果產(chǎn)業(yè)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一席之地，大力研究精確噴霧技術(shù)，確定并推廣符合水果生長(zhǎng)需求的噴霧技術(shù)同樣十分關(guān)鍵。

2.1 大力改造并升級(jí)噴霧機(jī)械

經(jīng)過(guò)走訪和調(diào)查發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致果樹(shù)農(nóng)藥噴霧技術(shù)所具有精確性始終無(wú)法得到提高的原因，主要是農(nóng)戶缺少配置噴霧藥液的工具，因此，在計(jì)量器具的生產(chǎn)方面投入更多的精力很有必要?？蒲腥藛T可以根據(jù)農(nóng)戶的實(shí)際需求，將計(jì)量器具劃分為不同的層次和類型，保證所生產(chǎn)計(jì)量器具滿足低成本、易攜帶和便于使用等要求。在此基礎(chǔ)上，對(duì)果樹(shù)農(nóng)藥噴霧的標(biāo)準(zhǔn)加以明確，增加關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)數(shù)量，保證農(nóng)戶在果樹(shù)種植過(guò)程中對(duì)農(nóng)藥噴施工具的需求可以最大限度地得到滿足。

2.2 利用GPS提高噴霧精確性

可以在GPS的幫助下，對(duì)田間位置坐標(biāo)進(jìn)行確定，再以變量施藥圖為依據(jù)，安排并開(kāi)展噴藥作業(yè)，使農(nóng)藥噴施工作更具有針對(duì)性。近幾年，GPS在地面噴霧、航空施藥等方面均發(fā)揮出了重大的作用。開(kāi)展地面施藥工作時(shí)，工作人員可以攜帶GPS前往田間，完成調(diào)查蟲(chóng)情的任務(wù)，一旦發(fā)現(xiàn)有蟲(chóng)情存在，通過(guò)繞區(qū)域一周的方式，保證病蟲(chóng)區(qū)地圖經(jīng)由GPS在地圖上被準(zhǔn)確地記錄下來(lái)，隨后負(fù)責(zé)操控噴霧機(jī)的人員便可以根據(jù)病蟲(chóng)區(qū)地圖展開(kāi)相關(guān)工作。需要注意的是，病蟲(chóng)區(qū)地圖主要涵蓋2個(gè)方面的內(nèi)容，一個(gè)是病蟲(chóng)種類，另一個(gè)是病蟲(chóng)密度［2］。在GIS中輸入病蟲(chóng)區(qū)地圖后，參考該地塊的氣象條件、農(nóng)藥種類、作物生長(zhǎng)期等因素，便可得出作物生長(zhǎng)受病蟲(chóng)害影響的模型，工作人員可以根據(jù)模型所呈現(xiàn)的內(nèi)容，確定防治的方案和策略。果園噴霧機(jī)所配備工具，除上文提到的GPS外，還應(yīng)包括流量傳感器和速度傳感器，以便于工作人員對(duì)農(nóng)藥噴霧的藥量和速度進(jìn)行監(jiān)控。此外，計(jì)算機(jī)還應(yīng)將所記錄車輛位置、噴霧量等信息提供給相應(yīng)的GIS系統(tǒng)，保證噴霧量分布圖的準(zhǔn)確性。

2.3 添加能擴(kuò)大噴霧覆蓋面的助劑

很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，農(nóng)戶都將農(nóng)藥使用理解為藥物的稱量與配置，噴霧標(biāo)準(zhǔn)始終沒(méi)有得到統(tǒng)一。作為表面活性劑的一種，噴霧助劑是通過(guò)降低葉面和噴霧滴液接觸面的方式，達(dá)到擴(kuò)大噴霧覆蓋面的效果。工作人員可以通過(guò)對(duì)藥液表面張力進(jìn)行調(diào)整，保證葉片上所形成分布與沉積的科學(xué)性，提高農(nóng)藥的利用效率。需要明確一點(diǎn)，工業(yè)產(chǎn)品并不能代替噴霧助劑，因此，隨意在農(nóng)藥中添加工業(yè)產(chǎn)品，往往無(wú)法達(dá)到擴(kuò)大噴霧覆蓋面的效果。

2.4 合理應(yīng)用傳感器

早在20世紀(jì)80年代，超聲波測(cè)距就被應(yīng)用在了果樹(shù)噴霧過(guò)程中，所取得的效果也有目共睹。超聲探測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，主要是工作人員可以利用其對(duì)果樹(shù)位置、尺寸進(jìn)行探測(cè)，再利用計(jì)算機(jī)將電磁閥噴霧打開(kāi)，完成精確噴霧工作。以美國(guó)生產(chǎn)的某種智能噴霧系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)經(jīng)由噴霧控制器、超聲波傳感器相連接，位于兩側(cè)的探頭可以根據(jù)果樹(shù)的形狀、大小開(kāi)啟噴霧，工作人員能通過(guò)控制器對(duì)噴霧速度、面積等數(shù)據(jù)加以了解。另外，某公司根據(jù)果樹(shù)噴霧工作的特點(diǎn)，研發(fā)了能對(duì)噴霧進(jìn)行有效控制的工具，工作人員可以獨(dú)立控制噴桿，根據(jù)噴施對(duì)象的行距和高度對(duì)噴霧加以控制，在保證噴霧壓力穩(wěn)定的基礎(chǔ)上調(diào)整噴霧的流量，降低噴霧過(guò)量或類似情況出現(xiàn)的概率。除了上文提到的美國(guó)公司外，我國(guó)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)也成功利用單片、變頻器、電磁閥、超聲波傳感器等組成了相應(yīng)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)的作用主要是向CPU傳送噴頭和采樣點(diǎn)的距離，對(duì)噴頭進(jìn)行控制，確定開(kāi)啟電磁閥的時(shí)間，保證噴霧時(shí)間、距離和壓力的科學(xué)性，為噴霧技術(shù)所具有精確性的提高提供幫助。

2.5 靜電噴霧技術(shù)的應(yīng)用

靜電噴霧的原理是利用高壓靜電的發(fā)生裝置，使噴霧均勻噴出和覆蓋。另外，較快的沉降速度在無(wú)形中避免了農(nóng)藥的大量漂移或流失，利用效率自然隨之得到提高［3］。但是，靜電噴霧技術(shù)的不足也十分明顯，帶電霧滴穿透植物冠層的能力有限，靶標(biāo)成為霧滴沉積的主要區(qū)域，此時(shí)就需要工作人員利用輔助設(shè)備對(duì)霧滴進(jìn)行輸送。

2.6 圖像處理技術(shù)與噴霧技術(shù)相結(jié)合

在對(duì)果樹(shù)進(jìn)行農(nóng)藥噴施時(shí)，圖像處理技術(shù)的應(yīng)用方向主要是為識(shí)別雜草和控制噴霧系統(tǒng)的研發(fā)提供幫助，工作人員可以在該項(xiàng)技術(shù)的輔助下，根據(jù)果樹(shù)的種植密度和長(zhǎng)勢(shì)，確定不同地塊除草劑的噴施量，為噴施的精確度提供保證。北京林業(yè)大學(xué)利用傳送帶、計(jì)算機(jī)、CCD相機(jī)和圖像采集卡組建了相應(yīng)的系統(tǒng)，用來(lái)對(duì)果樹(shù)外形圖像進(jìn)行連續(xù)的獲取和計(jì)算，從而得出農(nóng)藥噴施所需的參數(shù)，如重心位置、樹(shù)冠面積等。試驗(yàn)結(jié)果表明，合理應(yīng)用圖像處理技術(shù)，能提高噴霧的精確度，噴霧損失隨之減少。另外，圖像處理技術(shù)還常被用來(lái)對(duì)霧滴尺寸進(jìn)行測(cè)量，所得結(jié)果也較為準(zhǔn)確。

2.7 優(yōu)化所噴射霧滴的粒徑

工作人員在噴施農(nóng)藥時(shí)，需要保證果樹(shù)和噴頭的距離大于30 cm，這樣做的目的是保證所形成霧滴狀態(tài)符合精確噴霧的要求。在利用圓錐噴嘴對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行噴施時(shí)，工作人員應(yīng)用單側(cè)噴霧代替交叉噴霧，在此基礎(chǔ)上逐步利用扇形噴頭代替圓錐噴頭，通過(guò)機(jī)械噴霧的方式保證噴霧效果。

3 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)藥精確噴霧技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家得到了大力的推廣，所取得的效果也十分突出。研究表明，精確噴霧技術(shù)的應(yīng)用不僅能降低農(nóng)藥的施加成本，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，還有利于果園管理工作的開(kāi)展。另外，所生產(chǎn)水果的質(zhì)量也能得到不同程度的提高。由此可見(jiàn)，本文所討論內(nèi)容具有較為突出的現(xiàn)實(shí)意義。