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浅析现阶段自走式喷杆喷雾机行业情况和发展前景

2020-02-17 220 上传者：管理员

摘要：当代农业种植结构的调整以及农业机械规模化生产的提升，还有国家农机购置补贴政策的实施，使得农民劳动者越来越提升对现代化的植保机械的依赖和需要，因此这行业已经进入到了一快速发展的新时期。作为一种高效的施药机械走式喷杆喷雾机，对比传统的施药机具，更具有实用优势，在很大程度上不仅减轻了农户的劳动强度，还大大地提升了劳动效率，文章就是通过对国内自走式喷杆喷雾机行业发展现状、存在问题与发展前景的介绍，以期为我国自走式喷杆喷雾机水平提升做出贡献，为更安全、更高效、更环保、更可靠的施药技术提供保障。

关键词：
农业植保机械
发展前景
存在问题
现状
自走式喷杆喷雾机
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农作物病虫草害是我国的主要农业灾害之一，它种类繁多、形态各异、发生规律各不相同，经常暴发成灾，严重影响农作物的生长。有数据表明，我国每年农业生产中发生病虫草害的面积超过2亿hm2，不仅造成粮食作物和主要经济作物的大幅减产，更影响了农产品的质量和经济收益，同时还危及到了食品安全和农业生产发展的持续性，对我国国民经济、尤其是农业生产造成了重大损失。因此，通过植保作业控制农业生产的病虫草害的发生，已经成为农业生产中必不可少的工序[1]。尽管我国的植保机械现阶段的技术已经取得了较大的进步，但在喷药关键技术方面与发达国家还存在一定差距，需要重视并努力研究相关新技术。自走式喷杆喷雾机是一种将喷头装在横向喷杆或竖立喷杆上自身可以提供驱动动力、行走动力，不需要其它动力提供就能完成自身工作的一种植保机械，该类喷雾机与传统的担架式动力喷雾机、背负式喷雾器相比，作业效率高，喷洒质量好，喷液量分布均匀，安全性好，是规模化种植户大面积植保防治的理想机具[3]。

1、自走式喷杆喷雾机行业发展现状

随着农业种植结构的调整和规模化程度的提高以及国家对自走式喷杆喷雾机实施的农机购置补贴政策，家庭农场和开展植保作业的农机合作社用户对于自走式喷杆喷雾机的需求越来越大，近两年来自走式喷杆喷雾机产量快速增长，越来越多的企业投人到自走式喷杆喷雾机的研制与生产中。根据调研了解，目前有52.25％的农户选择自走式喷杆喷雾机H]。自走式喷杆喷雾机的应用，极大地减轻了植保作业劳动强度，提升了植保作业效率，切实地为农户在施药上带来了便利。在无人机喷雾技术尚未成熟的现阶段，自走式喷杆喷雾机的应用推广是提升粮食生产植保机械化水平的有效途径[5]。

据统计，截至2018年9月，我国自走式喷杆喷雾机生产企业(取得CCC强制性认证证书)共231家，各省份分布情况如表1所示，其中山东、江苏生产企业最多，尤其作为中国农业第一大省的山东省，占比更是达到30.3％。生产企业由于结构稳定性及国家购置补贴政策调整的考虑，早期的三轮自走式喷杆喷雾机基本已被淘汰，取而代之的是更为稳定、实用的四轮结构的自走式喷杆喷雾机。从施药地区及施药作物来分，目前市场上主要有中小型自走式喷杆喷雾机、大型自走式喷杆喷雾机及遥控自走式喷杆喷雾机三种。

表1 自走式喷杆喷雾机生产企业(含外资企业)分布情况

1.1 中小型自走式喷杆喷雾机

中小型自走式喷杆喷雾机是现今国内市场的主流机型，主要应用于南方地区大豆、小麦、水稻、马铃薯等农作物大面积的播前土壤处理、苗期灭草及病虫害的防治等。通过发动机带动底盘在农田行走，同时带动泵运动，由泵产生的压力(农药)经软管由装在喷杆上的喷头对农作物进行喷雾，从而实现病虫草害的防治。功率大多在36.8kW以下；使用液泵种类较多，有齿轮泵，柱塞泵以及隔膜泵等，液泵流量主要根据喷头个数及单个喷头流量的情况来选取；使用的喷头主要是雾锥角为110度的扇形雾喷头，相邻两喷头的间隔为50mm，喷头流量在0.8~1.5L/min；喷杆有前置和后置两种，可以用液压或电动方式对喷杆进行升降和折叠，喷杆长度为8~18m；药液箱材质主要有不锈钢和塑料两种，药箱容积多为500~1300L，其中700L的药箱机型是现在市场上最流行的机型；多数机具在轮胎处安装分苗器，能够在一定程度上减少压苗；采用四轮驱动系统，作业时整机通过性好，稳定性强，具有良好的爬坡能力；采用四轮转向系统，转弯半径小，有利于田间地块的转弯掉头，减少转弯掉头的时间，提高作业效率。现如今极大地减轻了农户的劳动强度，提高了施药效率，为农户解决了之前施药难的困难，减少了因病虫害而造成的损失，切实的为老百姓创造了效益。

1.2 大型自走式喷杆喷雾机

大型自走式喷杆喷雾机主要应用在东北、西北和新疆等地大块农田，用于棉花、玉米等作物的病虫草害防治。该类机型主要配备密封性好的驾驶室，有些驾驶室可升降；柴油机功率在73kW以上，保证机器在高负重条件下有足够的动力；液泵多采用可靠性高的大流量隔膜泵，保证在多喷头状态下单个喷头的喷雾量；药液箱容积在1500~3000L，减少了加药时间，提高了工作效率，由于药箱容积大，部分机具配备两个药箱，少数厂家甚至配备三个药箱；喷杆长度一般大于18m，采用液压折叠和液压升降方式，喷杆具有自动平衡装置，在田间作业时能够较好的保证平衡，降低喷杆的晃动程度，使机具在工作时更平稳，；最小离地间隙较一般中小型自走式喷杆喷雾机高，便于通过一些高杆作物；轮距可调，对不同行距下的地形适应性强，减少压苗；机具采用液压四轮驱动和四轮转向系统，大大提高了机具的稳定性。在大块旱地农田作物的田间管理，这类离地间隙巨大、喷幅巨大的机具，作业速度快，生产率极高，有着得天独厚的优势。随着中小型喷杆喷雾机机型的日渐成熟，现今国内很多企业已经开始研发大型自走式喷杆喷雾机，如3WZG一2000A型自走式喷杆喷雾机，3WPZ一2400G型自走式喷杆喷雾机，3wPZ一3000型自走式喷杆喷雾机等。此类大型自走式喷杆喷雾机作为一种高端的植保机械，具有机械化程度高，通过性好，适用范围广，效率高等优点，为我国大田种植的棉花、玉米等作物在不同生产期间的病虫草害防治提供了有效的保障。

1.3 遥控自走式喷杆喷雾机

国内现今的遥控自走式喷杆喷雾机一般机型较小，自重轻，主要针对种植面积较小的田块进行农药的喷洒。该类机型有三轮和四轮的；采用新型的锂电池动力装置，综合动力驱动的先进技术，实现农用机械从传统燃油驱动到集成电动的跨越式发展；负重轻，药箱容量一般在100~300L，能够保证施药过程中轮胎不下陷，平稳的行走；轮胎较窄，与常规的自走式喷杆喷雾机相比，不易伤苗；可无人操控、自主行走，一般操作时人与机器的距离控制在1000m范围内，避免了施药人农药中毒及跌落损伤的危险性；简单易学，易操作，农户能够很快的学会对机器的操作。目前国内生产销售的有3WYP一120型及3WYP一120E型自走式喷杆喷雾机，3WPZ一1200FLM4L03型电驱智能遥控自走式喷杆喷雾机等。该类机型结构简单，压苗率低，可智能遥控，避免了施药人与农药的直接接触，安全性好，具有较好的发展前景，现今越来越多的企业也开始研发这类遥控自走式喷杆喷雾机，并有部分企业已申报3C认证。

2、自走式喷杆喷雾机存在问题

我国自走式喷杆喷雾机的研究发展较晚，虽然近几年行业发展迅速，但依然存在着一些问题，等待着我们去研究与解决。

1)喷杆作为自走式喷杆喷雾机的关键机构，喷杆振动是喷雾量分布不均的主要因素，会造成喷雾量不足或过量，过量时可达理想喷雾量的8倍[7-9]，振动严重时，可能导致喷杆末端触地使喷杆发生折断，一旦喷杆折断将会导致施药无法进行，极大的影响作业效率。我国自走式喷杆喷雾机存在喷杆结构刚度小，减振方式单一，减振效果差，喷杆末端晃动大等缺陷。尤其喷杆较长的大型自走式喷杆喷雾机，在田间工作时，喷杆振动问题更为明显。

2)喷头是植保机械药液雾化的关键装置，尽管喷头在整个喷雾过程中只是一个体积很小的部件，但却至关重要，其性能优劣决定着药液雾滴的大小、密度和喷雾参数[11]，使用性能达不到要求的喷头，会导致需要重新喷雾或者喷雾效果的降低。与国外价格昂贵的进口喷头相比，目前国内植保用喷头虽然价格便宜，但具有种类少、功能单一，适用面窄，雾化质量较差，防飘性能差，易渗漏等缺点，严重影响了喷雾质量。多数企业出于成本考虑多选用价格低廉的国产喷头，在一定程度上导致喷雾质量不高。

3)由于机具工作时喷施的是农药，对人体具有危害性，部分自走式喷杆喷雾机未安装封闭驾驶室，在施药过程中雾化的农药有可能被施药人员所吸入，从而导致中毒，对人体造成伤害。另外，在施药过程中，雾滴易漂移，容易对附近的人员及环境造成破坏。因此，如何避免农药对人及环境造成伤害是现阶段在不断完善自走式喷杆喷雾机过程中必须要考虑的问题。

4)我国自走式喷杆喷雾机行业正处于发展阶段，很多农户对于这类植保机械还不熟悉，不完善的技能培训会使用户在机具使用中难以熟练掌握，造成不必要的误操作，从而加大作业时机具的故障率，严重影响机具的使用及病虫害等疫情的防治。另外，当出现用户自身无法解决的问题时，企业及时的售后维修服务是防治病虫草害等疫情的必要手段。因此，完善的人员技能培训服务和售后维修服务是企业当前务必解决的问题。

3、自走式喷杆喷雾机发展趋势

欧美等发达国家对自走式喷杆喷雾机的研究较早，技术较为成熟，而我国对自走式喷杆喷雾机的研究和使用起步较晚。虽然近几年行业发展迅速，生产企业大幅增加，产品质量在生产研发中也有很大的提升，但与国外先进的自走式喷杆喷雾机相比，还有一定的差距。我国自走式喷杆喷雾机未来的发展趋势是参考国外的先进技术，结合我国作物生长特点、地形和环境等因素，对国内现有的自走式喷杆喷雾机进行改进，加大在机电液一体化、精准施药、智能化、以人为本和零部件自主化等方面的研究力度，研发制造出符合我国国情的精准、高效、舒适、可靠的自走式喷杆喷雾机。

3.1 机电液一体化

未来的自走式喷杆喷雾机应该利用当前的先进技术，实现机械、液压和电气技术一体化的有效应用。采用全液压技术，通过电气方式控制液压系统来实现自走式喷杆喷雾机的行走、制动、转向、轮距调节以及驾驶室升降等功能，可以有效简化整机结构，增加传动系统的可靠性。另外采用液压减震系统，依据喷杆负载和斜度的变化进行调整，保证喷杆在运动过程中的系统稳定性。机电液一体化技术在自走式喷杆喷雾机上的应用，可有效提高整机的工作效率和工作可靠程度。

3.2 精准施药

现在的自走式喷杆喷雾机大多采用均一化无差别施药方式，针对所有施药区域进行等量喷药。由于不同施药区域病虫害分布存在一定的差异性，均一化无差别施药方式会造成在无病虫害或病虫害少的区域也喷施同等药量，导致药液的浪费及环境的污染。精准施药方式可通过控制器实时监测田间小区域的病虫草害发生情况，依据其差异性进行变量施药，达到按需施药水平。不仅保证了施药效果，还节约了药液量，避免了施药量不准确，重喷和漏喷现象，在提高药液利用率的同时，也减轻了喷雾施药对环境的污染和破坏程度。精准施药以其显著提高农药利用率、极大减轻环境污染等优势，必将在以后的自走式喷杆喷雾机乃至植保机械的研制与生产上得到大力发展与广泛应用。

3.3 智能化

在现代高新技术迅猛发展的推动下，智能化研究已广泛应用于国产农业机械，自走式喷杆喷雾机作为农业施药机械的代表，智能化是其十分重要的发展方向。基于卫星导航，机器视觉与图像处理技术设计出能够自动驾驶，智能避障和精准喷雾的自走式喷杆喷雾机。利用手机智能APP实时监测自走式喷杆喷雾机的使用情况，查看机具使用状态及施药情况，能及时有效的发现机具故障隐患与农作物病虫害信息，提高机具在工作中的稳定性和可靠程度，提升作业效率及药液利用率，减轻环境污染和破坏程度。

3.4 以人为本

以人为本，人性化设计是未来植保机械的发展方向，在保证施药人员安全性的基础上，为施药人员提供更加健康舒适的工作环境。如设计安装封闭性好的驾驶室，并安装空气净化系统；在驾驶室里装配空调；合理布局驾驶室环境，控制开关等设备的布置要便于驾驶员操作；安装行车影像；采用自动在线混药技术；大力发展防飘喷头、风幕技术、静电喷雾技术和雾滴回收技术，减少因雾滴漂移而造成的环境污染及对附近人的危害。

3.5 零部件自主化

现今自走式喷杆喷雾机所使用的泵、喷头和控制阀等基础工作部件质量与性能在一定程度上与国外相比有较大的差距，选用好的零部件可以提升自走式喷杆喷雾机的喷雾质量。自主研制开发出高质量，高性能的配套零部件，就可以不用再依靠国外的产品，大大降低了采购成本，而节约的成本也可以让利给用户，让自走式喷杆喷雾机更易被农户所接受。

4、结语

国内自走式喷杆喷雾机正处于飞速发展时期，较之前的手动，电喷，担架式喷雾机在施药效率上已有了很大的提升，但与国外的先进技术相比还有较大的差距。目前，我国自走式喷杆喷雾机行业还存在诸如喷杆结构不稳定，国产喷头质量差，药液对人员及环境伤害，企业人员培训与售后服务不到位等问题。未来国产化自走式喷杆喷雾机研制时，可充分借鉴国外同类机型先进设计制造技术，加大在机电液一体化、精准施药、智能化、以人为本和零部件自主化方面的资本投人和研究力度，结合我国作物生长特点、土地环境和气候因素，设计研制出符合我国国情的安全、高效、环保、可靠和智能的自走式喷杆喷雾机。

参考文献：

[1] 惠晓强.农用植保机械的常规技术及特点[J].农机使用与维修,2018(8):52.

[2] 许建.农业植保机械的发展及存在问题分析[J].农机使用与维修,2018(9):81.

[3] 卞丽娜,詹国祥,李继伟.自走式喷杆喷雾机作业效率对比及成本分析[J].农业装备技术,2016,42(5):10-12.

[4] 常志强.安徽机械化植保现状与对策[J].农机科技推广,2018(4):9-11.

[5] 康明.超低空遥控飞行植保机推广成效及普及应用中须解决的几个问题[J].时代农机,2015,42(5):1-2.

[6] “多加”3wYP~120E型遥控自走式喷杆喷雾机[J].现代农机,2017(5):46-47.

[7] 何耀杰,邱白晶,杨亚飞,等.基于有限元模型的喷雾机喷杆弹性变形分析与控制[J].农业工程学报,2014,30(6):28-36.

[8] 董福龙,周宏平.国外植保喷头技术开发进展[J],江西农业大学学报,2018,40(4):866-874.

[9] 陈勇将.基于RP技术的扇形雾喷头参数化设计及试验研究[D].南京:南京林业大学,2009.

[10] 傅泽田,祁力钧,王俊红.精准施药技术研究进展与对策[J].农业机械学报,2007(1):189一192.

[11] 张慧春,郑加强,周宏平.智能植保机械专题数据库设计技术研究[J].农业工程学报,2009,25(1):154-157.