煙草植保機械研究現狀及發展趨勢

王龍飛，李建華

(河南省煙草公司 許昌市公司，河南 許昌 461000)

0 引言

我國是煙草種植大國，煙草作為我國的重要經濟作物之一，其快速發展為國家的稅收做出了很大的貢獻[1]。但病蟲害防治問題一直是煙草種植方面一個難以逾越的難題[2]，由于我國植保機械存在的一些不足，病蟲害的防治作業不但在一定程度上增加了煙草的生產成本，也對環境污染和人體健康造成了一定的危害。近年來，隨著國家一系列關于農藥減施增效政策的提出和《中國制造2025》中對于農機裝備未來發展的解讀，新型高效植保機械的開發和應用已經是大勢所趨[3]。本文對國內外煙草植保機械的研究和發展現狀以及國內煙草植保機械同植保機械發達國家之間存在的差距進行了分析，結合我國實際情況對煙草植保機械未來的發展趨勢提出了幾點建議。

1 國外煙草植保機械

國外發達地區的植保機械起步普遍較早，相比我國也具有很大的優勢。目前，在植保機械上具有領先地位的主要有美國、德國、丹麥、荷蘭、日本等國家。其植保機械的特點和優勢主要體現在植保機械大型化、人性化和多采用先進技術和裝備上。

1.1 植保機械大型化

歐美等植保機械發達的國家，由于其特有的大型農場式的種植模式，大多使用大型寬幅的植保機械，這種植保機械的開發和應用在大大提高工作效率的同時也有效的解決了植保作業過程中存在的土壤壓實等問題。如，荷蘭凱斯公司設計的SPX3310型自走式噴霧機，其有效噴施幅度就能達到27 m左右，其他在歐美地區占主流地位的植保機械噴施幅度也大多在20～30 m之間[4]。

1.2 植保機械人性化

在1985年前后，美國就開發了一種在線混藥的系統。將水和農藥分置，在使用時使其在混合室內混合。這種混藥方式減少了人與藥液的接觸，降低了在藥液混合時藥液對人體的危害。

1.3 多采用先進技術和裝備

植保機械具有領先地位的國家，在其后續的發展過程中更加注重先進技術和裝備在植保機械中的應用?，F在的植保機械都在向“精準”“精量化”發展，如靶向噴霧、藥物防飄和藥物霧滴回收等技術在國外的研究和應用都是領先我們一步的。Lee w s等[5]在1999年研究了集機器視覺識別和噴霧精準噴施等技術于一體的噴霧智能控制系統；May等人在1991年研究了氣流輔助式防飄移技術；美國Lurmark、德國Lechler等公司也開發了很多不同類型的防飄噴頭。這些先進技術和裝備的開發與使用極大程度上減少了藥液的浪費，提高了藥液的利用率，也減少了植保作業時產生的污染，保護了環境。

2 國內煙草植保機械

國內煙草植保機械起步較晚，但經過眾多科研院所、企業和高校的不懈努力，也取得了一系列成果。目前，國內的煙草植保機械主要有背負式植保機械、懸掛式植保機械、自走式植保機械和航空植保機械4大類。

2.1 背負式植保機械

背負式植保機械經歷了從背負式手動噴霧機到背負式機動噴霧機這一過程的轉變，其市場占有率和防治面積占有率都居高不下。這種植保機械結構簡單，價格也比較低，但作業環境差、環境污染嚴重、農藥利用率低、易使操作人員中毒等缺點決定了其已經逐漸達不到煙草病蟲害防治的要求。

2.2 懸掛式植保機械

懸掛式植保機械多使用于大田，基本采用懸掛形式和半自動作業模式。該類裝置結構簡單、成本低，在我國具有一定的市場占有量。不足之處是農藥利用率較低、農藥殘留多、多作用于葉片上表面、對煙草等高稈作物具有一定局限性。而且存在著土壤壓實和造成土壤粉塵過多等影響后續作業和環境污染的問題。

2.3 自走式植保機械

我國的自走式植保機械發展較晚，生產廠家主要以經濟實用為主，也取得了很大的進步。如，山東亞泰研制的3WZC-1500型自走式高地隙噴霧機能通過調整地隙高度和輪距，實現對不同高度、不同周期、不同行距作物的施藥作業。其在噴頭上也做出了改進，使用了防滴噴頭，減少了藥液的無效浪費，提高了藥液利用率。該類植保機械能夠大幅度提高工作效率，能夠應用到不同作物的植保作業上，使用維修也較為方便。但其穩定性差、自動化程度低等問題使其在國內市場發展緩慢[6-7]。

2.4 航空植保機械

近年來，航空植保機械發展速度較快。大疆、全豐等多家國內植保機械公司也設計并開發了不少航空植保機械。很多研究院所和高校(如南京農機化研究所、中國農業大學、華南農業大學、南京農業大學等)也都對航空植保機械做了不少探究性研究，并取得了不錯的成果?？傮w來說，航空植保機械具有很多地面農業裝備沒有的優勢，其不受地形限制且作業效率大大提高，能有效解決高稈類作物和丘陵山區等地面植保機械施藥不便的問題[8-9]。

但航空植保機械作為一種現代化的植保機械，在推廣方面也有很多限制。主要體現在：對操作要求較高，操作人員要經過嚴格的培訓才能操作；其使用的藥劑同傳統植保機械有差異，以油劑最好，但市場上沒有較好的藥劑銷售，這點對其推廣也有一定限制；國家對航空植保機械方面沒有具體的行業標準和政策[10]。

3 國內煙草植保機械存在的不足

在國家的大力支持和眾多科研人員的不懈努力下，我國植保機械的發展已經取得了很大的進步。但由于起步較晚，同國外發達地區仍存在著不小的差距，其差距與不足主要有專業化程度低、智能化程度低、行業政策及標準不健全、體系不完整等。

3.1 專業化程度低

國外的植保機械現在基本上已經實現了專業化，各種作物有其專業的植保機械。國內在這方面有很大的發展空間，國內大多采用的是一種機械完成行距相同的不同作物施藥作業的模式。該模式雖然提高了植保機械的通用性，其后期維修保養也較為方便。但難以滿足不同作物特有的植保要求，這也是農藥的利用率難以提高的原因之一[11]。

3.2 智能化程度低

隨著科技的進步，國外發達地區已經有大量的智能化手段應用到了植保機械中。其中典型的如靶向噴霧技術、機器視覺識別技術、GPS技術、農藥防飄移技術等應用的已經相對成熟，而我國大多數科研院所及高校對這些技術真正應用到植保機械上基本還停留在試驗研究的階段，并沒有達到智能化植保機械批量生產的程度。

3.3 行業政策及標準不健全、體系不完整

國外發達地區由于其植保機械發展起步較早，目前行業內的一些政策及標準已經比較健全，形成了一套完整的體系。我國在前期發展的過程中國家對于這方面政策和行業間標準的制定都沒有達到與國際接軌的水平。體系也并不完整，農機與農藝的結合、植保機械的監管力度、施藥標準的管控不能有效結合起來，這也阻礙了我國植保機械的快速發展。

4 煙草植保機械未來發展趨勢

近年來，國家已經加強了對植保機械方面的關注和投入，也提出了農藥零增長等推進植保機械快速發展的政策[12]。瞄準當今國際相關科技前沿和制高點，結合實際情況，總結了煙草植保機械的未來發展趨勢。

4.1 系統化、專業化發展

基于我國目前煙草植保機械的現狀，未來應向系統化、專業化方向發展。根據煙草的生長特點，研制專業的植保機械并推廣應用。在研制過程中充分考慮煙草整個生長周期內其植保作業應注意的問題，研制出適用于煙草植保作業的噴桿、噴頭等設備[13-14]，解決現有植保機械在煙草中后期施藥不便；藥液大多置于煙草上層表面，中下層施藥不均勻等問題。煙草植保機械系統化、專業化發展對于提高藥液利用率、提升工作效率都有極強的推進作用。

4.2 智能化發展

隨著科技的進步，植保機械向智能化方向發展已經是大勢所趨。機器視覺識別與圖像處理、衛星導航、自動駕駛以及變量噴霧等各項技術在不斷發展的過程中日益成熟，智能化技術和手段同植保機械結合起來，研制一種經過機器視覺識別和圖像處理后，根據導航等技術進行路徑規劃，結合自動駕駛和變量噴霧技術進行自動作業的智能化植保機械是國內眾多科研院所和高校正在努力實現的目標和方向[15-19]。

4.3 綠色化發展

不論植保機械未來如何發展，綠色環保都是貫徹始終的底線，綠色植保也是植保機械的必然趨勢。像低量噴霧技術和防飄移技術等能減少藥液浪費、提高藥液利用率的技術在植保機械中的應用會越來越多。

低量、超低量噴霧能減小霧滴的體積、增加霧滴的吸附能力，使其容易吸附在煙葉上；而防飄移技術能夠很大程度上減少霧滴從噴頭到煙葉過程的浪費。這些技術在減少藥液浪費的基礎上也保護了環境[20-22]。

4.4 人性化發展

由于施藥技術的落后，每年因施藥導致操作人員中毒的事件時有發生。在植保機械未來的發展過程中，也要遵循我國以人為本的政策，更加人性化。大力發展自動混藥技術、駕駛室內的空氣過濾技術以及自動駕駛技術等，以減少人體和藥液接觸。改善操作人員作業環境的技術在未來的發展過程中也大有可為。

5 結語

為了響應《中國制造2025》國家行動綱領和農藥零增長及減肥增效的政策，為了助力煙草現代化生產，國內的煙草植保機械在未來一定會迎來巨大的發展空間。根據目前煙草植保機械的發展現狀，專業化在其未來的發展過程中至關重要。在專業化的基礎上綜合植保機械的優缺點，結合智能化的技術和手段，考慮人性化的設計，保障綠色化的底線，我國的煙草植保機械必將迎來美好前景。

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