作物苗后噴施除草劑遮擋裝置研制與應(yīng)用

靖 華，馬愛平，亢秀麗，王裕智，崔歡虎

(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 小麥研究所，山西 臨汾 041000)

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，糧食生產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)效益上并不具有優(yōu)勢，農(nóng)民在作物選擇上均不傾向于糧食生產(chǎn)[1]，糧食生產(chǎn)收益狀況惡化，比較效益低[2]。形成這一狀況的原因是多方面的，如農(nóng)田除草效果及農(nóng)田除草成本直接影響著單位面積產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益。為此，廣大科技工作者開展了有關(guān)小麥[3]、玉米[4]、谷子[5]、大豆[6]、花生[7]的除草劑農(nóng)藝技術(shù)、除草劑作用機(jī)制[8]及土壤生態(tài)效應(yīng)[9-10]研究；與此同時，在農(nóng)業(yè)機(jī)械除草裝備領(lǐng)域也開展了較多的研究與開發(fā)[11-13]。這些農(nóng)藝技術(shù)與機(jī)械裝備的研究成果在不同區(qū)域得到大面積應(yīng)用，除草效果明顯改善，除草成本顯著降低。但由于各種作物除草劑產(chǎn)品的研發(fā)水平參差不齊，個別作物有苗前專用除草劑而無苗后專用除草劑(如谷子等)，個別作物雖有專用苗后除草劑但噴施時間有嚴(yán)格要求(如玉米等)；大多農(nóng)業(yè)機(jī)械除草裝備播前的較多，而有關(guān)播后及苗期管理的較少，且需要配套動力，產(chǎn)品昂貴。另外，由于不同區(qū)域立地條件、草相結(jié)構(gòu)不同、除草劑除草范圍有限，以及個別年份、局部區(qū)域由于降雨干擾、除草劑使用技術(shù)不當(dāng)?shù)绕渌颍霈F(xiàn)錯過噴施除草劑時間或噴施除草劑但除草效果不理想的現(xiàn)象，造成區(qū)域性農(nóng)田雜草叢生的現(xiàn)象大面積發(fā)生，直接影響著作物產(chǎn)量。研制輕便人力牽引、作業(yè)效率高、作業(yè)過程安全的“寬行距種植作物苗后行間噴施除草劑遮擋裝置”是解決目前苗后除草成本過高、除草劑漂移的有效途徑之一，對實現(xiàn)作物高產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本具有重要的意義。

1 設(shè)計的指導(dǎo)思想

根據(jù)目前農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)、社會經(jīng)濟(jì)條件及土地經(jīng)營方式等，提出了苗后行間噴施除草劑遮擋裝置設(shè)計的指導(dǎo)思想：研制的除草劑遮擋裝置具有適應(yīng)不同農(nóng)作物種植行距的農(nóng)藝技術(shù)需求，如玉米、大豆、谷子、油葵及其他種植行距≥30cm的各種作物；研制的除草劑遮擋裝置具有除草劑漂移率低、對作物安全，以及除草效果好、效率高、生產(chǎn)及作業(yè)成本低的特點；研制的除草劑遮擋裝置可與目前不同類型大小的電動噴霧器配套使用，且安裝、拆卸簡便；研制的除草劑遮擋裝置具有體積小、輕便及可人力牽引的特點。

2 整機(jī)結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)

2.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計

該遮擋裝置包括支架、底座構(gòu)件和遮擋構(gòu)件3部分，如圖1所示。

2.1.1 支架及底座構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計

1)支架結(jié)構(gòu)設(shè)計。支架包括拉桿、斜立桿、雙層墊板A和扶手。其中，斜立桿、扶手左右兩側(cè)各1套。雙層墊板A的上層位于底座板上，下層位于底座板下，上、下兩層墊板通過螺栓與底座板固定， 斜立桿的下端焊接于雙層墊板A的上層，斜立桿的上端與扶手焊接，兩個斜立桿的上中部通過拉桿連接，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.支架 2.底座構(gòu)件 3.遮擋構(gòu)件

1.拉桿 2. 扶手 3. 斜立桿 4.雙層墊板B 5.雙層墊板B 調(diào)節(jié)槽 6.螺帽A 7.地輪 8.地輪柄 9.螺栓A 10.雙層墊板A 11.底座板 12.雙層墊板C 13.雙層墊板C調(diào)節(jié)槽

2)底座構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計。底座構(gòu)件包括底座板、雙層墊板B及雙層墊板B調(diào)節(jié)槽、地輪和地輪柄、雙層墊板C及雙層墊板C調(diào)節(jié)槽。底座板由一長方形木板制成，地輪有3個，呈三角形分布于底座板下。其中，兩個位于底座板下后端，1個位于底座板下前端；雙層墊板B、雙層墊板C的上層位于底座板上，下層位于底座板下；底座板、雙層墊板B、雙層墊板C通過兩端含螺紋的地輪柄及螺帽連接于一體；在雙層墊板B上開有雙層墊板B調(diào)節(jié)槽，用于調(diào)節(jié)底座板下后端的兩個地輪的間距，在雙層墊板C上開有雙層墊板C調(diào)節(jié)槽，用于調(diào)節(jié)底座板下前端地輪的前后位置；3個地輪柄均延伸于底座板上一定距離，便于卡定電動噴霧器藥桶；前、后地輪的位置調(diào)節(jié)相應(yīng)聯(lián)動調(diào)節(jié)3個地輪柄在底座板上位置，以適應(yīng)不同大小電動噴霧器的長度和寬度。

2.1.2 遮擋構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計

遮擋構(gòu)件包括擋板、擋板調(diào)節(jié)板、擋板固定板、擋板連接桿、連接桿固定板和擋板PE膜。遮擋構(gòu)件有兩套。擋板由木板制成，其前部為三角形，中后部為長方形。其中，后部擋板即長方形部分通過螺栓固定有擋板PE膜，擋板中后部的底邊緣通過螺栓與擋板固定板連接，擋板調(diào)節(jié)板的一端與擋板固定板的中后部的底邊緣焊接，兩塊擋板長方形的前中部通過擋板連接桿、連接桿固定板和螺帽連接固定；擋板連接桿兩端均帶有一定距離的螺紋；擋板調(diào)節(jié)板與底座板通過螺孔中的螺栓固定，通過移動該螺栓在不同螺孔中的位置相應(yīng)聯(lián)動調(diào)節(jié)擋板向外、向內(nèi)移動。兩塊擋板通過向外移或向內(nèi)移位于底座板上的擋板調(diào)節(jié)板及與其連接的擋板連接桿，則可調(diào)節(jié)噴施除草劑的行間幅寬。遮擋構(gòu)件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

1.擋板固定板 2.擋板調(diào)節(jié)板 3.螺栓C 4.螺栓B 5. 擋板 6.擋板連接桿 7.連接桿固定板 8.螺帽B 9.螺栓D 10.擋板PE膜

2.2 技術(shù)參數(shù)

1)外形尺寸。

底板座/mm：長500～520，寬260～270

擋板/mm:總長600，寬或高550

擋板PE膜/mm:長450，寬或高650

地輪高/mm:100

2)作業(yè)幅寬。

兩塊擋板間距可調(diào)節(jié)范圍(適應(yīng)不同作物的種植行距)/mm：260～650

3)地輪及地輪柄調(diào)節(jié)距離。

兩個后地輪及地輪柄調(diào)節(jié)間距/mm：200～240

前地輪與后地輪的地輪柄調(diào)節(jié)間距/mm：370～450

4)配套動力為人力。

5)作業(yè)行數(shù)為1行。

6)作業(yè)效率為成年人300～350m2/h。

3 實施方式及應(yīng)用效果

3.1 實施方式

1)擋板、地輪及地輪柄間距調(diào)節(jié)。擋板間距調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同作物種植行距。根據(jù)作物種植行距，打開擋板調(diào)節(jié)板的螺栓B和松動擋板連接桿的螺帽B。當(dāng)噴施作物行距較大時，兩塊擋板向外移動(即兩塊擋板間距加大)；當(dāng)噴施作物行距較小時，兩塊擋板向內(nèi)移動(即兩塊擋板間距減小)；當(dāng)兩塊擋板移動至與作物種植行距相同或相近時，緊固擋板調(diào)節(jié)板的螺栓B和擋板連接桿的螺帽B。地輪及地輪柄間距調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同類型大小電動噴霧器。根據(jù)電動噴霧器的大小，通過分別調(diào)整前、后地輪在雙層墊板C調(diào)節(jié)槽、雙層墊板B 調(diào)節(jié)槽的位置，相應(yīng)聯(lián)動調(diào)節(jié)前、后地輪柄位置。電動噴霧器若寬則后地輪向外移，反之則向內(nèi)移；電動噴霧器長則前移前地輪，反之則后移。

2)安裝。當(dāng)擋板的間距和地輪位置調(diào)節(jié)完成后，將電動噴霧器置于3個地輪延伸柄間卡定，并將電動噴霧器噴桿與電動噴霧器提柄、擋板連接桿用綁繩固定，即可進(jìn)入田間作業(yè)。其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

1.電動噴霧器藥桶 2.電動噴霧器提柄 3.電動噴霧器噴管 4.電動噴霧器噴桿 5.綁繩 6.電動噴霧器噴頭

3)作業(yè)。打開電動噴霧器開關(guān)，推動支架扶手，兩塊擋板將作物遮擋于擋板之外，電動噴霧器噴頭噴出的藥液噴灑于兩塊擋板之間的作物種植行間，實現(xiàn)作物行間的除草。

4)拆卸。當(dāng)作業(yè)完成后，解開電動噴霧器噴桿與電動噴霧器提柄、擋板連接桿固定的綁繩，將電動噴霧器從3個地輪柄間提出，即可完成電動噴霧器的拆卸。電動噴霧器原有功能且其各構(gòu)件不變，仍可用于其他作業(yè)類型除草劑的噴施。

3.2 應(yīng)用效果

研制開發(fā)的寬行距種植作物苗后行間噴施除草劑遮擋裝置2017年在夏播作物谷子、玉米、大豆、油葵等作物田間示范應(yīng)用，效果比較理想。與傳統(tǒng)人工苗后除草相比，可大幅度提高功效5～7倍，傷苗率2%～3%；其作業(yè)過程不需配套動力，作業(yè)成本低，廣大農(nóng)民及科技工作者易于接受。

4 結(jié)論與討論

1)研制開發(fā)的除草劑遮擋裝置其擋板通過調(diào)節(jié)可適應(yīng)谷子、玉米、大豆、油葵等寬行距種植作物行距的需求，通過調(diào)節(jié)地輪及地輪柄在底座上位置可滿足不同大小類型的電動噴霧器。該裝置有效降低了除草劑的漂移，且結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本和作業(yè)成本低、作業(yè)效率高。該裝置的研制與開發(fā)可拓寬滅生性除草劑的使用范圍，為提高作物產(chǎn)量和降低生產(chǎn)成本開辟了一條新的途徑。

2)有關(guān)作物苗后機(jī)械除草技術(shù)，目前大多應(yīng)用電動機(jī)械除草機(jī)[14]，該類型機(jī)具由于作業(yè)幅度(或行間寬度)固定，無法滿足各種類型的行距作物，且產(chǎn)品昂貴；而有關(guān)應(yīng)用噴霧器配置的噴罩安裝于噴頭，實施苗后行間定向除草劑噴施[15]技術(shù)，由于噴罩遮擋面小，往往造成除草劑的漂移，對作物造成藥害。該裝置通過擋板設(shè)置及其調(diào)節(jié)較好地解決了不同作物種植行距的需求，且減輕了除草劑漂移問題。

3)應(yīng)用該裝置實施苗后行間除草，在作業(yè)過程中應(yīng)根據(jù)行間雜草量、裝置移動或人力行走速度確定電動噴霧器開關(guān)的檔位。當(dāng)雜草量大、裝置移動或人力行走速度快時，可開啟電動噴霧器開關(guān)的高檔位；當(dāng)雜草量小、裝置移動或人力行走速度慢時，可開啟電動噴霧器開關(guān)的低檔位；雜草量、裝置移動或人力行走速度與除草劑噴施劑量應(yīng)靈活掌握。