在农业生产体系中,植保机械是应对病虫害防治、杂草清除及作物营养补给的关键工具,其性能与应用效果直接关系到农产品产量、品质及农业生产的经济效益。随着农业规模化、集约化发展,植保机械已从传统手动工具向智能化、高效化设备转型,成为现代农业生产中不可或缺的重要组成部分。深入剖析植保机械的技术特点、应用场景、选购标准及维护要点,对于推动农业生产提质增效、降低农户劳动强度具有重要现实意义。
植保机械的核心价值在于通过科学的设备设计与操作,实现对作物病虫害的精准防控,减少化学农药的过度使用,同时提升作业效率,降低人力成本。相较于传统人工喷洒方式,现代化植保机械能够根据作物品种、生长阶段及病虫害发生情况,精准控制药剂用量、喷洒范围及雾化效果,既保证了防治效果,又减少了农药残留对环境及农产品的影响,符合绿色农业发展理念。
一、植保机械的技术分类与核心特性
植保机械种类繁多,根据作业方式、动力来源及应用场景的不同,可划分为多个类别,不同类型的设备在技术特性上存在显著差异,适用于不同的农业生产需求。
(一)按作业方式划分的主要类型
- 喷雾类植保机械:这是目前应用最广泛的类型,主要通过将农药或肥料溶液雾化后喷洒到作物表面,实现病虫害防治或营养补充。根据雾化方式不同,又可分为液力喷雾机、气力喷雾机及静电喷雾机。液力喷雾机依靠高压泵将药液加压后通过喷头雾化,结构简单、成本较低,适用于大多数作物;气力喷雾机借助高速气流将药液吹散雾化,雾滴更细小、均匀,适合果树、茶树等高大作物;静电喷雾机则利用静电吸附原理,使雾滴带电后吸附在作物表面,提高药液附着率,减少农药浪费,环保性更强。
- 喷粉类植保机械:通过风机产生的气流将粉剂农药吹送到作物表面,适用于干旱地区或对药液敏感的作物。但由于粉剂易漂移、污染环境,且附着率较低,近年来应用范围逐渐缩小,更多被喷雾类机械替代。
- 熏蒸类植保机械:利用熏蒸剂产生的有毒气体,在密闭空间内杀灭作物病虫害,主要用于温室大棚、仓库等密闭环境。此类机械对操作技术要求较高,需严格控制熏蒸剂用量及时间,避免对作物及操作人员造成危害。
- 物理防治类植保机械:通过物理手段防治病虫害,如杀虫灯、粘虫板、超声波驱虫器等。这类机械无需使用化学农药,绿色环保,适合有机农业生产,但防治范围有限,通常作为辅助防治手段。
(二)植保机械的核心技术特性
- 作业效率:通常以单位时间作业面积衡量,受设备功率、作业幅宽、行进速度等因素影响。大型自走式植保机械作业幅宽可达 10 米以上,每小时作业面积可达 10-20 亩;无人机植保机作业更灵活,每小时作业面积可达 20-50 亩,大幅提升了植保作业效率,尤其适合大面积农田作业。
- 雾化质量:雾滴大小、均匀度直接影响农药利用率及防治效果。优质植保机械应能根据作业需求调节雾滴大小,确保雾滴均匀覆盖作物表面,既避免雾滴过大导致药液流失,又防止雾滴过小造成漂移。一般来说,防治叶面病虫害需雾滴直径较小(10-50 微米),而防治茎秆病虫害或土壤处理则需雾滴直径较大(50-150 微米)。
- 精准度:随着智能化技术的应用,植保机械的精准度不断提升。通过搭载 GPS 定位系统、传感器及物联网技术,可实现作业路径规划、自动导航、变量施药等功能。例如,变量施药技术能根据田间病虫害分布情况,实时调整农药用量,在病虫害严重区域增加药量,在无病虫害区域减少药量,既保证防治效果,又减少农药使用量,降低生产成本与环境压力。
- 机动性与适应性:不同地形、作物类型对植保机械的机动性与适应性要求不同。平原地区适合大型自走式或牵引式植保机械;丘陵山地地形复杂,更适合小型自走式或便携式植保机械;无人机植保机则不受地形限制,可在各种复杂环境下作业,尤其适合梯田、果园等传统机械难以进入的区域。
二、植保机械的应用场景与作业规范
植保机械的应用效果不仅取决于设备本身的性能,还与作业场景的匹配度及规范操作密切相关。不同作物类型、生长阶段及田间环境,对植保机械的选择与作业要求存在差异,只有科学匹配、规范操作,才能充分发挥植保机械的作用。
(一)不同作物类型的植保机械应用
- 大田作物(小麦、玉米、水稻等):这类作物种植面积大、生长周期相对统一,适合采用大型高效植保机械。小麦、玉米生长前期,可使用自走式喷雾机进行行间作业;生长后期植株较高,可采用高架自走式喷雾机或无人机植保机,避免机械碾压作物。水稻种植区多为水田,需选择水田专用植保机械,如乘坐式水稻喷雾机,其履带式设计可防止陷车,确保在水田中正常作业。
- 经济作物(果树、茶树、蔬菜等):果树多为高大乔木或灌木,树形复杂,需选择能够全方位喷洒的植保机械,如果园专用风送式喷雾机,其风机产生的高速气流可将药液吹送到果树各个部位,包括树冠内部,提高防治效果;茶树植株低矮、行距较窄,适合使用小型自走式喷雾机或手动背负式喷雾机,便于在茶行间灵活作业。蔬菜种植多在温室大棚内,空间封闭、作物密集,可采用电动喷雾器或低容量喷雾机,减少农药漂移对操作人员的危害,同时避免对棚内环境造成污染。
(二)植保机械作业的核心规范
- 作业时机选择:应根据病虫害发生规律及作物生长阶段确定最佳作业时机。一般来说,病虫害发生初期、作物生长旺盛期进行作业,防治效果最佳;避免在大风、雨天或高温时段作业,大风会导致药液漂移,降低防治效果且污染环境,雨天会冲刷药液,高温则会加速药液蒸发,同时增加操作人员中毒风险。
- 药剂配比与添加:严格按照农药说明书规定的比例进行药剂配比,不得随意增减药量。药剂添加时,应先在药箱中加入少量清水,再加入药剂,搅拌均匀后再加入剩余清水,确保药剂均匀溶解,避免出现沉淀或分层,影响防治效果。同时,不同类型的农药不得随意混合使用,如需混合,需先进行兼容性测试,防止发生化学反应,降低药效或产生有毒物质。
- 作业参数设定:根据作物高度、密度及病虫害发生情况,合理设定植保机械的作业参数。例如,调整喷雾机的喷头高度,确保雾滴能够覆盖作物顶部及叶片背面;调节行进速度,保证单位面积内的药液喷洒量符合要求,行进速度过快会导致药液喷洒不足,过慢则会造成药液过量,增加成本与农药残留风险。
- 操作人员防护:作业前,操作人员需穿戴好防护服、口罩、手套、护目镜等防护用品,避免皮肤直接接触农药或吸入农药雾滴。作业过程中,不得饮食、吸烟,如需休息,应到远离作业区域的上风处,脱下防护用品后清洗手、脸等暴露部位。作业结束后,及时清洗防护用品及植保机械,妥善处理剩余药液及农药包装,防止污染环境。
三、植保机械的选购标准与维护要点
选择合适的植保机械并做好日常维护,是确保设备长期稳定运行、发挥最佳性能的关键。农户在选购植保机械时,需综合考虑自身生产需求、经济实力及设备性能;在使用过程中,需建立完善的维护制度,延长设备使用寿命。
(一)植保机械的选购核心标准
- 匹配生产需求:根据种植面积、作物类型、地形条件确定植保机械的类型与规格。种植面积在 100 亩以下的农户,可选择小型便携式植保机械,如手动背负式喷雾机、电动喷雾机,成本较低、操作灵活;种植面积在 100-500 亩的农户,适合选择中型自走式植保机械,如自走式喷雾机、小型无人机植保机,作业效率较高;种植面积在 500 亩以上的规模化种植户,应选择大型高效植保机械,如大型自走式喷雾机、多旋翼无人机植保机,同时可配备卫星导航、变量施药等智能化功能,进一步提升作业效率与精准度。
- 考察设备质量与性能:优先选择具有国家强制性产品认证(3C 认证)、生产许可证及良好市场口碑的品牌产品。选购时,需检查设备的外观质量,如机身是否有裂缝、变形,喷头、管道等部件是否完好;测试设备的性能,如启动是否顺畅、运转是否平稳,喷雾机的雾化效果是否均匀,喷粉机的粉剂输送是否顺畅;查看设备的安全防护装置,如防护罩、安全阀、紧急停机按钮等是否齐全、有效,确保操作安全。
- 关注售后服务:植保机械在使用过程中可能出现故障,良好的售后服务至关重要。选购时,需了解生产厂家或经销商的售后服务网络是否完善,是否提供上门维修、零部件供应等服务,以及售后服务响应时间、维修费用等。同时,查看产品说明书,了解设备的保修期限、保修范围及维护保养要求,选择售后服务有保障的产品,避免出现故障后无法及时维修,影响农业生产。
- 考虑经济性:在满足生产需求与质量要求的前提下,综合考虑设备的购置成本、使用成本及维护成本。不同类型的植保机械价格差异较大,手动背负式喷雾机价格通常在几百元,电动喷雾机价格在千元左右,自走式喷雾机价格从几万元到几十万元不等,无人机植保机价格则从数万元到数十万元。农户应根据自身经济实力,选择性价比高的产品,避免盲目追求高端设备导致成本过高,或选择廉价劣质设备影响作业效果。
(二)植保机械的日常维护要点
- 作业前检查:每次作业前,需对植保机械进行全面检查。检查燃油、润滑油、冷却液是否充足,不足时及时添加;检查电路、油路是否畅通,有无漏油、漏电现象;检查喷头、滤网、管道是否堵塞,如有堵塞,需及时清洗;检查轮胎气压、履带松紧度是否合适,确保设备行进正常;启动设备后,观察运转是否平稳,有无异常噪音、振动,喷雾机需测试喷雾效果,确保雾化均匀、无漏喷现象。
- 作业后清洁与保养:作业结束后,及时对植保机械进行清洁与保养。首先,清空药箱内剩余药液,用清水多次冲洗药箱、管道、喷头等部件,直至冲洗干净,避免残留药液腐蚀设备;对于喷粉机,需清理粉箱内剩余粉剂,用毛刷清理风机、喷粉管等部件上的粉剂,防止粉剂结块堵塞;清洗完成后,擦干设备表面水分,对运动部件(如轴承、齿轮)加注润滑油,防止生锈磨损;检查设备各部件是否有损坏、松动,如有损坏,及时更换或维修,松动部件及时紧固。
- 长期存放维护:如植保机械长期不使用(如冬季闲置),需进行全面维护后再存放。彻底清洗设备各部件,尤其是与农药接触的部位,防止农药残留腐蚀;排放燃油箱内的燃油,清空润滑油、冷却液,避免低温冻裂部件;拆下喷头、滤网等易损部件,单独存放,防止丢失或损坏;对设备表面进行防锈处理,如涂抹防锈油或喷漆;将设备存放在干燥、通风、避光的仓库内,避免阳光直射、雨淋或潮湿环境导致设备生锈、老化,存放时需用支架将设备支撑起来,避免轮胎、履带长期受压变形。
四、植保机械对农业生产的重要影响
植保机械作为现代农业生产的关键装备,不仅改变了传统农业的植保作业方式,还对农业生产效率、农产品质量安全、农业可持续发展及农户经济效益产生了深远影响,是推动农业现代化进程的重要力量。
(一)提升农业生产效率,降低劳动强度
传统人工植保作业方式效率低下,一名农户手动喷洒农药,每天作业面积仅 1-2 亩,且劳动强度大,易受天气影响。而现代化植保机械大幅提升了作业效率,如无人机植保机每小时作业面积可达 20-50 亩,是人工作业效率的 20-50 倍;大型自走式喷雾机每小时作业面积可达 10-20 亩,是人工作业效率的 10-20 倍。植保机械的应用,使得农户能够在短时间内完成大面积农田的植保作业,有效应对病虫害爆发期的紧急防治需求,避免因作业不及时导致作物减产。同时,农户无需长时间背负药箱行走在田间,大幅降低了劳动强度,减少了农药对操作人员的健康危害,改善了农业生产作业环境。
(二)保障农产品质量安全,减少农药残留
传统人工植保作业难以精准控制农药用量与喷洒范围,易出现农药过量使用或喷洒不均匀的情况,导致农产品农药残留超标,影响农产品质量安全与消费者健康。而现代化植保机械通过精准的雾化技术、变量施药技术及智能导航技术,能够根据作物病虫害发生情况精准控制农药用量,确保农药均匀覆盖作物表面,提高农药利用率,减少农药浪费。例如,静电喷雾机的农药利用率可达 90% 以上,远高于传统液力喷雾机的 30%-50%;变量施药技术可根据田间病虫害分布差异,实时调整农药用量,在保证防治效果的前提下,减少农药使用量 10%-30%。农药使用量的减少与精准施用,有效降低了农产品农药残留风险,提高了农产品质量安全水平,有助于增强农产品市场竞争力,促进农业产业化发展。
(三)推动农业可持续发展,保护生态环境
过度使用化学农药会导致土壤污染、水体污染、生物多样性减少等生态环境问题,影响农业可持续发展。植保机械的应用,尤其是精准植保技术的推广,能够减少农药使用量,降低农药对生态环境的污染。例如,无人机植保机采用低容量喷雾技术,可减少农药用量 30% 以上,同时避免了传统机械作业对土壤的碾压,保护了土壤结构;物理防治类植保机械(如杀虫灯、粘虫板)无需使用化学农药,不会对环境造成污染,有助于维护生态平衡。此外,植保机械的高效作业还能减少农田作业次数,降低农业生产对土地的干扰,为作物生长创造良好的生态环境,推动农业向绿色、可持续方向发展。
(四)提高农户经济效益,促进农民增收
一方面,植保机械的应用降低了农业生产成本。通过提高作业效率,减少了人工投入,降低了人工成本;通过精准施药,减少了农药用量,降低了农药成本;通过延长设备使用寿命,减少了设备购置与维修成本。另一方面,植保机械的应用提升了农产品产量与品质。有效的病虫害防治能够减少作物损失,提高农产品产量,一般可使作物减产率降低 10%-20%;农产品质量安全水平的提升,有助于提高农产品售价,增强市场竞争力。产量的增加与售价的提高,直接提高了农户的经济效益,促进了农民增收,为乡村振兴战略的实施提供了有力支撑。
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