论述了发展高效植保机械必要性，阐述了高效植保机械分类、技术性能指标和今后发展方向，提出了存在问题和发展建议。
关键词：高效植保机械,植保无人机,自走式喷杆喷雾机,性能指标,防治效果。
农作物病虫草害防治是现代农业生产重要环节之一，我国农业专业化统防统治主要以化学防治为主，采用机械喷洒农药防治病虫草害。为落实农业部提出的“一控、两减、三基本”要求，石家庄市栾城区多措并举大力推广高效植保机械，截至目前拥有自走式喷杆喷雾机、悬挂式喷杆喷雾机、多旋翼植保无人机等高效植保机械 240 余台，小麦、玉米苗期除草实现高效植保机械专业化统防统治全覆盖，小麦后期“一喷三防”覆盖率 70%以上，玉米后期“一喷多效”覆盖率 40%以上，为保障粮食安全生产发挥了重要作用。
1 发展高效植保机械必要性在主要农作物耕种收作业环节基本实现机械化情况下，植保作业机械化发展相对滞后，成为制约全程机械化水平提高的瓶颈。2010 年以前，由于植保机械生产技术落后或土地耕作体制不适应等原因，农作物病虫草害防治机械主要靠一家一户使用人力背负式喷雾器或电动喷雾器，农药利用率仅达到 40%左右，不仅防治作业效率低，施药人员不安全，而且农药滥用情况严重，防治效果差，尤其是玉米等高秆农作物根本无法防治。农药使用大量浪费，家庭存放不安全不规范，残留药剂及包装随意乱丢，环境污染严重，对粮食稳产高产和生态环境保护形成不利影响。近年来各级农业部门开始大力宣传推广使用日作业效率 150 亩以上的高效植保机械，对提高植保作业机械化水平和开展病虫草专业化统防统治和绿色防控起到了重要促进作用。
2 高效植保机械分类、性能指标和发展方向
2.1 高效植保机械分类高效植保机械分航空植保机械、动力喷雾机、喷杆喷雾机、风送喷雾机。航空植保机械分单旋翼和多旋翼植保飞机，主要用于林业、农业植保;动力喷雾机包括担架式喷雾弥雾机和推车式喷雾弥雾机，主要用于果园植保;喷杆喷雾机包括牵引式、悬挂式和自走式喷杆喷雾机，主要用于粮食作物病虫害防治;风送式喷雾机包括自走式和牵引式风送喷雾机，主要用于果园植保和高空除尘。目前石家庄栾城区农作物病虫害防治常用的高效植保机械主要有：自走式喷杆喷雾机、悬挂式喷杆喷雾机和农用植保无人机等几大类型，其中喷杆喷雾机保有量占市场份额的 60%以上。自走式喷杆喷雾机包括三轮、四轮两种类型，悬挂式喷杆喷雾机主要与大中型拖拉机配套使用。
2.2 高效植保机械技术指标和性能特征
(1)农用植保无人机。石家庄市栾城区现有的植保无人机主要是由石家庄市温德格信农业科技有限公司生产的蓝天梦系列多 旋 翼 植 保 无 人 机 ， 型 号 有 LTM-8-5B、LTM-6-10A、 LTM-6-16A。以 LTM-8-5B 型号为例，该机有飞行平台、控制系统、喷洒机构组成。机架直径 1.2 米，喷洒幅宽 3~4 米，作业高度距农作物顶部 0.5~1.5 米，有效载重 5 公斤，续航时间 20~30 分钟，喷药速度 4~6 米 / 秒，防治效率 1~3 亩 / 分钟，日均作业量 350~600 亩。该机操作灵活，施药人员安全，作业效率高，省工省力，节药节水环保，不损坏庄稼，尤其对玉米等高秆作物后期病虫害防治，有独到效果。植保无人机除用于农业病虫害防治外，还能用于林业病虫害防治，实现一机多用。
(2)悬挂式喷杆喷雾机。主要由隔膜泵、喷头、喷杆、药箱、机架等部分组成，配套动力 14.7 千瓦以上的大中型拖拉机 ，通过动力输出轴传递动力，带动喷雾机作业，喷杆延伸后作业幅宽可达 18 米，药箱容积 600~1000 升，作业效率高，雾化效果好，整机结构简单，价格较低。能充分发挥已有拖拉机作用，减轻农户购机负担。但安装拆卸复杂，拖拉机轮胎宽易压苗。适合农民合作社或种粮大户自用。
(3) 自走式喷杆喷雾机。包括三轮和四轮自走式喷杆喷雾机，主要由发动机、传动系、转向系、行走系、制动系、液压装置和喷药装置等部分组成。三轮自走式喷杆喷雾机，以北京丰茂 3WX-280 型号植保机为例，配套动力低 6.3 千瓦，作业幅宽 6 米，工作压力 0.2~0.4MPa,药箱容积 280 升。该机操作灵活，价格适中，适宜中小地块作业，但是后轮轮距较窄，行走稳定性不够，作业中或转弯时行驶速度不宜过快。四轮自走式喷杆喷雾机正逐步取代三轮植保机，成为市场发展的主流，主要生产厂家有山东永佳、北京丰茂、山东卫士、青州奥森等，配套动力 22~73.5 千瓦，作业地隙 1.1~1.8 米，喷洒幅宽 10~18 米，载药量 500~600 升，作业效率 80~120 亩 / 小时。该类型机械销售价格高、防治效果好，作业效率高，是专业化统防统治组织及规模化新型农业经营主体开展农作物病虫草害防治的最佳选择。
四轮自走式喷杆喷雾机采用耐磨实心轮胎，自吸加水，自动拌药，四轮驱动，四轮转向，转弯半径小，降低了轧苗率。喷雾采用液压控制系统，能够方便的收缩和伸展喷杆，实现 0.5～1.5 米范围内施药高低调整。采用进口扇形喷头，雾化效果好，节省农药、防治成本低，可减少农药用量 30%。整机结构设计人性化，采用多离合控制方式，实现启动、行走、后退、喷药等动作的单独控制，能够单机单人轻松操作，减轻了人力劳动强度，提高了作业效率。
2.3 高效植保机械发展方向
(1) 目前最先进的自走式高效植保机械主要采用了自动驾驶技术、精准定量喷药技术、精准变量喷药技术、病虫草害检测识别技术、防漂移技术、安全自动混药技术等，通过 GPS 定位系统、控制系统和传感系统，实现精准施药。精准定量喷药技术在作业前设定施药量，进入智能控制状态，作业过程中无需人工控制行走速度、喷洒流量和压力，可实现每亩施药量恒定;精准变量喷药技术：通过综合运用 GPS 定位系统、控制系统、探测系统、传感系统，植保机械可以按照设定的路线自动驾驶作业，根据农作物高低自动调节喷杆喷头高度，按照病虫草害情况，自动变量喷洒农药，不重喷不漏喷，喷头压力一致，喷洒均匀，使农药利用率最大，污染最低，达到节约农药，减少对农业环境破坏。
(2) 栾城区目前推广使用的是最先进的智能型多旋翼植保无人机机型蓝天梦 LTM-6-16A。采用 6 轴 8 桨异形设计。利用超低量喷雾技术，载重 16 公斤，翼展 2.98 米，有效喷幅 6 米，飞行速度 5~10 米 / 秒，工作效率 3~4 亩 / 分钟，日作业面积 800~1000 亩。可实现 A-B 点飞行、规划航线、避障等智能操作。减轻了飞手的劳动强度，提高了工作效率。
3 不同植保机械防治效果、作业效益和成本对比分析
3.1 不同植保机械防治效果对比分析
3.1.1 自走式喷杆喷雾机、多旋翼植保无人机和电动喷雾器的防治效果对比。自走式喷杆喷雾机和植保无人机喷药压力大，雾流上下穿透力强，飘移少，雾滴细匀，防治效果好。通过不同植保机械对杂草和蚜虫防治情况测试对比，自走式喷杆喷雾机和植保无人机对小麦杂草的株防效和鲜重防效均高于电动喷雾器。自走式喷杆喷雾机和植保无人机防治蚜虫死亡速度比电动喷雾器更快，有效控制蚜虫危害，提高防治效果。
3.1.2 高效植保机械减药防治效果对比主要测试常规用药与减少 10%、20%、30%药量下的防治效果。通过试验各用量在玉米 3~5 叶期茎叶处理，药后 7 天在试验剂量下对玉米是安全的，药后 15 天各用量对藜、龙葵、马齿苋、苘麻、铁苋菜、反枝苋株防效 100%，药后 30 天各用量对马唐、田旋花株防效均在 72%以上，鲜重防效均在 92%以上。试验说明了大型高效植保机械与减药增效技术匹配应用有极大优势，同等防治效果下，用药量可减少 30%。
3.2 不同植保机械作业效益和成本对比分析按全年农作物病虫草总防治 4 次，利用传统植保机械防治用药 70 元 / 亩，利用大型高效植保机械喷药防治用药 49 元 / 亩，年可节约药费 21 元 / 亩(自走式喷杆喷雾机和植保无人机比电动喷雾器能省药约三分之一)。由于防治效果提高，促进粮食增产 5%，亩增收 100 元。统防统治服务组织开展植保作业创收 10 元 / 亩。自走式喷杆喷雾机、植保无人机和电动喷雾器日作业面积分别是 400 亩、400 亩和 12 亩，亩作业成本分别是 1.67 元、 1.36 元和 8.37 元，亩均降成本 7 元左右;亩设备折旧、维护费分别是 0.75 元、0.55 元和 0.04 元。自走式喷杆喷雾机、植保无人机亩作业油耗或电池充电费用分别是 0.16 元和 0.42 元。植保无人机作业每亩用水量仅 0.5 升，比其他形式节水 90%以上。综合上述几项，高效植保机械比电动喷雾器平均节本增效 138 元 / 亩左右，按每台车年作业 11200 亩计算，年实现节本增效 150 万元。
4 高效植保机械使用注意事项
4.1 熟练掌握植保机械使用技术使用高效植保机械对操作手要求较高，不仅要熟练掌握农业机械的使用性能、操作要领、故障排除等方面技术，还要精通植保机械工作原理和技术要求，提高处理解决问题能力。
4.2 做好农机农艺融合操作手要在植保技术人员配合指导下开展作业，要根据农作物病虫害发生程度，正确选择农药品种和单位用药量，做好农药浓度配比并搅拌均匀，使用环保、高效、低毒低残留农药。正确选择植保器械，控制好行进速度、行走方向和喷药压力，调整好喷杆喷头与作物顶部距离，确保雾化效果良好、农药飘移少、防治效果好。
4.3 开展高效植保作业必须满足气象环境要求作业条件合适可起到事半功倍效果，下列情况不宜开展植保作业：风力超过 4 级、上升气流较大、叶面露水未干、中午日光暴晒气温高，上述几种情况不仅防治效果不好，还会出现作业人员中毒情况。
4.4 正确处理好施药人员安全问题施药操作手作业时要穿戴好防毒面具和防护衣，作业中发生机械故障，应停机检修，设备泄压后，诊断排除故障。管道或喷头发生堵塞或卡滞，严禁用嘴直吹，出现头晕恶心等中毒症状时，应停止作业并进行诊治。
5 发展高效植保机械存在问题和建议
5.1 农用植保无人机鉴定及植保作业补贴问题由于国家加强低空飞行器管制，受行业生产规范和技术标准等政策条件影响，造成农用植保无人机鉴定认定难、生产监管难、进入补贴目录难，生产与推广不能有机衔接。建议加快农用植保无人机标准化体系建设，制定操作规程，健全管理机制，扩大农业植保无人机进入农机购置补贴目录的试点工作范围。对纳入农机购置补贴推广目录的大型高效植保机械敞开补贴，提高补贴标准。地方各级政府对参加统防统治作业的农民合作组织，优先给予作业补贴。
5.2 植保操作手技术培训问题植保作业操作手有的精通农业机械但不懂农药使用技术，有的精通农药使用技术但不会驾驶操作农业机械，要重点做好机艺融合技术培训指导，让植保作业操作手即熟练掌握机械操作规程和机械故障排除，又能知道农药使用性能、配比和作业条件，尤其对多旋翼农用植保无人机操作手，做到包教包会，跟踪服务。
5.3 植保作业机械化与信息化融合发展问题农业现代化发展迫切需要信息化支撑，只有信息化与机械化深度融合，加快普及“互联网 + 农机服务”，才能有效提升农机服务水平和质量。学习借鉴农机深松信息化监测技术推广应用的做法，依托北京智能装备研发中心技术优势，在现有高效植保机械基础上，通过添加北斗导航等精准控制技术和设备，研制出性能可靠、使用简便、精准高效的智能植保机械，通过加强宣传、典型示范、财政补贴等形式大力推广，为控制农药用量，减少耕地面源污染做出努力。
5.4 植保作业社会化服务与分散经营种植问题由于高效植保机械购置成本大、作业效率高、服务能力强，但当前分户经营的耕作体制，制约了大型高效植保机械作业效益的发挥。要提高大型高效植保机械投资回报率，必须要扩大作业面积，拓宽作业范围，提高社会化服务水平和质量，重点为农民合作社、家庭农场、种植大户等新型农业生产经营主体搞好服务，同时落实托管作业、订单作业等作业模式，将一家一户分散经营的耕地进行整合，实施统一管理服务、统一质量标准、统一农资货源，达到连片作业整体推进，减少滥用农药危害，提高防治效。
