我国植保机械与施药技术浅析_何雄奎.doc

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1、第三届全国绿色环保农药新技术、新产品交流会暨第二届全国生物农药研讨会 消高毒、剧毒的杀虫剂的品种（它们的比例占到 杀虫剂的 30%左右）。我国目前登记注册的生物 农药品种接近 140 多种，其中已实现产业化生产 的品种有 14 个左右，杀虫的生物农药有阿维菌 素、甲基阿维菌素、 Bt、 苦参碱、烟碱、棉铃虫 多角体病毒等 6 个品种，杀菌生物农药有井冈霉 素、农用链霉素、农抗 120、多氧霉素、中生菌 素、宁南霉素等 6 个品种，生长调节剂有赤霉素 和芸苔素内酯 2 个品种。而过亿元的品种仅有井 冈霉素、阿维菌素、 Bt 和赤霉素 4 个，由 于它 们的研究基础工作扎实，如在作用机制、发酵代

2、谢机理、安全性及评价标准、剂型加工理论等方 面的研究较为深入清楚，对其产品的做大和做强 起到非常关键的作用。而其他品种由于基础工作 研究不够深入，直接影响到它们自身的发展壮 大。因此未来要加强已商品化生产的、重要的生 物农药品种的基础研究，重点加强已产业化生物 农药品种的应用基础研究，调整它们的结构，将 它们做成具有更强竞争力的品种，使我国大规模 产业化 (年产值达亿元以上 ） 品种达到 8 个左右， 以适应国内外市场经济的发展和需要。 参考文献 （ +篇，略 ) 我国植保机械与施药技术浅析 何雄奎 (中国农业大学理学院植保机械与施药技术中心北京 100094) 摘要：我国农业生产标准化是必然

3、之路，但我国落后的植保机械和农药使用技术与之不相适应，带来了诸如农药 有效利用率低、农产品中农药残留超标、环境污染等问题。植保机械不同于其他的农业机械，发达的欧美国家在上 个世纪七十年代就将植保机械列入特种农业机械行列，有其专门管理部门和机构。本文根据我国植保机械和施药技 术的现状，提出了减少农药用量、提高农产品的安全的关键在于改变我国植保机械和 施药技术严重落后的现实，并 提出解决相关问题的对策。 Key problem of reducing dosage, residue and contaminated environment of pest Improve the severity

4、draggle actuality Plant Protection Machinery and its Application Techniques He Xiongkui (College of Science, China Agricultural University, Beijing, 100094) China has already joined WTO, Standardization of agricultural production is necessity, 11 第三届全国绿色环保农药新技术、新产品交流会暨第二届全国生物农药研讨会 but the draggle Pl

5、ant Protection Machinery and Application Techniques is not assorted with this situation, the problems is such as low efficiently using, residue of pest, contaminated Environment, toxics, etc., Plant Protection Machinery is very different with the other agricultural machinery, its quality and applica

6、tion techniques level affect safety of products. In the last 70 ages, the Plant Protection Machinery is lined in special type agricultural machinery in developed countries, it has special construction and management. After joining WTO, the Plant Protection Machinery must be tested according to CCC-S

7、tandards in China, but until now we have not best way to improve its draggle actuality. The existent problems of Machinery and its application techniques are discussed, and the methods to solve those problems are present. 1 引言 在现代化的进程中，我国农业生产标准化是 必然之路。众所周知，我国农药生产技术处于国 际先进水平，而我国植保机械和农药使用技术严 重落后的现状与我国

8、高速发展的农药水平极不 相称，落后于发达的欧美国家 30 50 年，已严 重妨碍了农作物病虫草害的防治，带来了诸如农 药有效利用率低、农产品中农药残留超标、环境 污染、作物药害、操作者中毒等负面影响，造成 了不应有的损失以及其他不良后果，到了非引起 高度重视不可的时候了 2、 6、 9、 10。植保机 械不同于其他的农业机械，其质量和使用的好坏 牵涉到环境、操作人员和农产品的安全 1、 6、 10。 早在上个世纪七十年代，发达的欧美国家 就将植保机械列入“特种农业机械”行列，有其 专门管理部门和机构 9、 10。在我国入世承诺 中，植保机械被列入强制性产品 （ CCC)目录， 但就如何改变施药

9、技术和植保机械落后现状，至 今还没有采取切实可行的措施，相关行业和部门 应该改变观念，认识这一问题的严重性。 2 存在的问题 2.1 植保机械产业严重落后 农业部于 2002年就我国植保机械与施药技 术现状，在全国范围内组织了一次调查，结果表 明，目前国产的植保机械有 20 多个品种、 80 多 个型号，其中 80%左右处于发达国家 20 世纪 50-60年代的水平，尤其是年产量高达 800-1000 万台（社会保有量一亿台 ） 的各种手动喷雾器存 在严重的“跑、冒、滴、漏”现象，每台机器在 每年的使用过程中出现故障 6. 0 次以上。常用机 具仍是单管喷雾器、压缩式喷雾器、背负式喷雾 器等老

10、三样。 这些老机具存在以下主要问题： (1) 植保机具及喷洒部件落后、型号品种 单一，不能满足不同作 物、不同病虫害防治的需 要。首先，植保机具型号品种单一，用一种机型 “防治各种作物的病虫草害、打遍百药”是造成 农药用量过大、农药浪费、农产品中农药残留超 标、环境污染、作物药害、操作者中毒等的重要 原因之一 从上世纪四十年代开始，发达的欧美 国家已经开始走“植保机械专业化、法律化”的 道路，大田农作物有农作物专用喷雾机，苹果、 梨等有果园专用喷雾机，啤酒花有啤酒花专用喷 雾机，葡萄园有葡萄专用喷雾机，施药人员必须 持“特证”上岗，等等。法律还规定：“植保机 械必须像汽车一样，每两年进行一次年

11、检，年检 合格 ，发放合格证书后方可进行喷雾作业”，而 我国则没有这样的年检制度。 (2) 现有喷雾机器及喷洒部件不适合现代 多元农药科学使用的要求。针对圆锥雾喷头不能 12 第三届全国绿色环保农药新技术、新产品交流会暨第二届全国生物农药研讨会 均勻喷施农药的缺点，二十世纪 60 年代一些发 达的先进国家已在除草剂、生长调节剂等喷洒方 面完成了用扇型喷头代替圆锥雾喷头的转变，开 发出了防止农药飘失的反飘 （ AD 喷头）和几乎 无飘失 （ ID 喷头）的喷头及其他各种专用扇型 雾喷头，并将能 实现均勻喷雾的扇形雾喷头应用 于杀虫、杀菌剂的喷施，而我国至目前为止， 95% 以上的喷雾器上还是使用

12、的圆锥雾喷头。近几年 来虽然化学除草发展很快，但由于没有与之配 套、质量好的扇型喷头使除草效果大大降低，单 位面积上使用的除草剂剂量增加，飘失的除草剂 还造成周围敏感作物的药害。 (3) 现有植保机械工效低，对暴发性病虫 害缺乏应急防治能力。我国单一的植保机械品种 不能适应病虫害适时防治和应急防治，从而延误 时机。近年来我国蝗虫连年接连暴发成灾，已经 引起中央的严重关注。蝗虫大暴发与耕种制度的 变化、虫情的迅 速增长固然有关，但防治失控的 最重要原因则是不能适时防治。如蝗虫在迁飞前 的防治适期仅 3-5 天，而暴发时正值农忙季节， 又要治虫，因现有的机具 90%以上是手动背负式 喷雾器，工效太

13、低，很难保证适时防治，在蝗虫 起飞后造成大面积危害。由于同样的原因，其他 病虫害如前几年大暴发的棉铃虫，麦蚜，白粉病， 赤霉病等已大面积暴发或逐年加重并已遍及各 主要产区，上升为农田主要病虫害，连年造成重 大损失。 1985 年江南稻区和 1992 年华北稻区稻 飞虱的暴发、 1993-1996 年间的棉铃虫的暴发成 灾的原因之一，就是由于植 保机具工效太低，缺 乏应急能力。国外发达国家，采用先进高效专业 植保机具，每公顷用水量 200 升，而我国现有的 植保机具不仅工效低而且用水量高达 600-1200 升 /公顷，据不完全统计，每年消耗在施药作业 上的劳动力达 4-5 亿个，消耗的水资源达

14、 2 亿吨， 这和我国开发适合西部地区节水农业使用的新 机器的战略极不相适应。 2. 2 施药技术严重落后 50 年代以来，国际上农药使用技术不断改 进、完善，为了减少环境污染，大量应用低容量 (LV)、超低容量 OILV)、 控滴喷雾 （ CDA)、 循 环喷雾 （ RS)、反飘喷雾 （ AS)等一系列新技术、 新机具，施药量大大降低，农药的利用效率和工 效大幅度提高。但在我国至今仍沿用 50年代的 大容量淋雨式喷雾法，甚至还推行“水唧筒”、 “喷雨”、“泼浇”等土方法，使农药大量落入农 田中，其有效利用率只有 20%左右，既浪费了农 药 ,又污染了环境。施药技术主要存在以下问题 : (1)

15、 农药有效利用率低、浪费大、流失严 重。 我国平均亩用药量是以色列、日本的 1/8 1/4,美国的、德国的 1/2,但农产品上残 留却是他们的数倍，甚至数十倍。其原因是采用 现有植保机具和施药技术，农药的有效利用效率 最好的也不足30%，农药的流失量高达 60% 70% 以上，使用工农 -16 型喷雾器（圆锥雾喷头 ） 喷 施农药，农药分布不均匀度高达 46. 6%，不仅经 济损失重大，也造成了严重的“农残问题”和环 境污染。 (2) 环境污染和人畜中毒。施药过程中 飘移、流失的农药是一种环境污染源，我国每年 因除草剂雾滴飘移而引起作物药害造成的损失 达数亿人民币。另外，农药环境污染也是我国农

16、 产品农药残留超标的重要原因之一 I太湖流域环 境质量调查结果表明，稻田流失的农药落入田水 后再进入水系，最后汇入太湖而造成污染。施药 过程中，由于缺乏施药技术知识，极易造成操作 人员的中毒。加之近年来大量不合格喷雾器进入 市场，更增加了人员中毒的机会。 80 年代后期 以来，施药中毒人数呈上升趋势，农业部公布 13 第三届全国绿色环保农药新技术、新产品交流会暨第二届全国生物农药研讨会 2000 年因施药中毒的人数高达 8 万之多。 上述存在的问题还由于多年来我国植保机 械、农药、植物保护等部门之间缺少横向联系和 沟通，特别是缺乏农药和药械的产品生产和病虫 害防治实际需要之间的互作关系、农机与

17、农艺相 结合关系，以及部门之间与学科之间的协同研 究。为此，针对我国植保机械与施药技术、农药、 病虫害防治方面产生的问题提出如下解决对策。 3 解决问题的对策 根据目前我国农村实际情况，集约化规模经 营和联产承包责任制的小农生产方式仍将同时 存在很长时间。在积极创造条件发展现代化植保 机械的同时，必须更多地研究解决分散的小农的 适用施药手段问题以及如何提高施药技术、提高 农药有效利用率的问题，必须从如下几个方面加 以考虑： (1) 把植保机械作为特种农机加强管理。 植保机械是我国 ffTO协议中被列入强制性产品 目录的唯一 的农业机械产品，涉及农产品的安全 问题，我国植保机械非常落后，假冒伪劣

18、产品充 斥市场 .因此，有必要由农业部牵头，把植保机 械作为特种农机加强管理，实行市场准入制度， 并列入每两年一次必须接受监理检测的机具。 (2) 加强植保机械的研究开发，加速改革 我国的施药机具，植保机械应走专业化的道路。 已经沿用了近半个多世纪的老式施药机具，应逐 步更新换代。根据我国大型机动喷雾机具虽有一 定数量增长，但仍以小型手动喷雾机具为主的国 情，国家应加大投资力度、进行科研立项，进行 施药技术研究、研究开发轻便、高效、用水量 少 的新型多功能手动喷雾机具，改进目前使用的机 动喷雾机具。 基础性研究应根据我国目前农药有效利用 率低、施药作业效率低和施药安全性低的现状， 重点研究：

19、（ a)、 小雾滴是实现高效低量喷雾的 关键，在亩施药量相同的情况下，小雾滴覆盖密 度大，防治效果好，但小雾滴极易受到气候条件 的影响，研究施药时小雾滴运动规律与作物冠层 内外气象因子的相关性，如风速、温湿度对雾滴 运动影响规律，进而可指导新型喷雾机的设计与 研制，如上世纪九十年代美国研制的罩盖式喷雾 机。（ b)、 雾滴在作物上的沉积与飘失负相关， 对喷雾过程中 药液雾滴飘失进行控制进行研究， 可提高农药的利用率和施药的安全性，目前国际 上采用了多项防飘技术。如德国 Lechler公司研 制生产出的 ID 防飘喷头，在 300-800kPa 压力下 工作，利用射流原理，气体从两侧小孔进入，在

20、 混合室内和药液进行混合，形成液包气的“小气 泡”的大雾滴从喷孔中喷出，由于大雾滴不易飘 失，且提高了雾滴的穿透性，击中靶标后，“小 气泡”与靶标发生碰撞或被靶标上的纤毛刺破后 并进行第二次雾化，碎裂成更多更细的雾滴，又 一次提高了雾滴的覆盖率，可降低飘失 75%以 上，目前已广泛应用于生产 之中； 20 世纪八十 年代末欧洲还兴起风囊式喷雾机，即在喷雾机上 加设风机与风囊，作业时从风囊出口形成的风幕 制止了雾滴的飘失，强迫雾滴向作物冠层沉积， 不仅增大了雾滴的沉积和穿透，而且在有风的天 气 （ 4 级自然风下）也能正常工作，可节省施药 量 40% 70%。（ c)、 光机电厂体化已成为植保机

21、 械不可缺少的部分，如我国“十五”期间，研制 出的自动对靶喷雾机，采用红外线“电子眼”探 测靶标，通过中央控制装置控制电磁阀进行“有 靶标时进行喷雾，没有靶标不喷雾”的作业，可 节省农药 50% 80%;其中对更进一步的精确 喷 雾和智能喷雾技术，如传感元件、信号采集及数 据处理、建立作物和病虫草害数据库等的基础研 究应着手进行，已开展研究的应进一步加大力 14 第三届全国绿色环保农药新技术、新产品交流会暨第二届全国生物农药研讨会 度。 应用性研究应根据我国地貌地形、不同农业 区域的特点，研究开发适用于平原地区、水网地 区、旱原区及高山梯田区，能满足不同农作物和 病虫草害的防治的各种专用高效施

22、药机械，实现 精准喷雾作业。如低量静电喷雾机 （ 可节药 30% 40%)、自动对靶喷雾机 （ 可节 药 50%-80%)、 防飘喷雾机（ 可节药 70%)、循环喷雾机（可节 药 90%)等；使植保机具走专业化的道路，如葡 萄园用葡萄专用喷雾机、苹果园专用喷雾机、水 稻专用喷雾机、蔬菜专业喷雾机等，形成我国自 己的农用植保机械系列。 (3) 借鉴国际经验，建立国家施药技术研 究中心，提高施药技术水平。施药技术是我国至 今没有引起重视而实际上对农业病虫害的防治 影响非常大的 一 个问题，农药、药械、施药技术 是科学合理使用农药的三个同等重要的环节。由 于施药技术落后，致使大量农药不能喷洒到位或

23、喷洒不均匀，药剂不能充分发 挥作用，在造成农 药大量浪费的同时，也是诱发害虫抗药性产生的 重要原因之一。因此，通过开发应用先进植保机 械，制订相关施药技术规范和法规，加强施药技 术与方法研究来提高我国农药施药技术水平，大 力推广正确、高效施药方法已迫在眉睫，据此， 联合国粮农组织 （ FA0)在意大利的罗马建立了 “国际施药技术研究中心”。国际上对施药技术 十分重视，小至泰国、马来西亚这样的国家都设 有施药技术研究专门机构，作为农业大国，我国 也应该成立这种专门机构。建议国家依托现有植 保机械与施药技术研究机构，组合相关农学、农 药、植保 等多学科优势组建“国家施药技术研究 中心”，增加施药技

24、术研究经费，进行施药技术 的基础研究，开发新型施药机械，协助政府相关 职能部门制订相关管理政策、施药技术规范、标 准和法规，提供研究开发和推广新型植保机械的 科学依据。 (4) 由植保、农机主管部门共同负责，采 取技术培训（逐级培训）、函授教育、文字和声 象宣传普及等多种办法，对农民展开有计划的植 保机械与施药技术的职业培训教育，以尽快提高 农民的施药技术水平。这是杜绝因不正确地使用 农药而造成的农药浪费、环境污染和人畜中毒事 故的根本途径，应把此项工作 列入我国农民职业 教育培训长期计划中。 参考文献 U屠予钦主编，化学防治技术研究进展 CB.新疆科技卫生出版社 00, 1992, ISBN

25、7-5372-0125-0 If张从主编，农业环境保护 細 .中国农业大学出版社， 1999. 3， ISBN 7-81066-069-1 IM.何雄奎，植保机械施药技术规范下果园喷雾机使用研究 .植保机械动态， 2001 第四期， P7-10 ： 4何雄奎，植保机械与施药技术 II植保机械与清洗机动态， 2002 年 4 期， P5 8. :6何雄奎等主编，农业机 械化中国农业大学教材 .北京，中国农业大学， 2003 年 1 月 6席运官等编，有机农业生态工程 Mt 化学工业出版社， 2002. 5， ISBIT 7-5025-3765-1 :&袁会珠、何雄奎等译， FA0 农药施用机具的

26、最低准则第一，二，三卷 （ 英译中），联合国粮农组织，罗马 ， 2002 年 18戴奋奋何雄奎等编，植保机械与施药技术规范 中国农业科学技术出版社， 2002, ISBN 7-80167-371 -9 3杨学军等，植保机械的研究现状及发展趋势 J.农业机械学报， 2002 年第 6 期第 33 卷 ， P129-131 15 _ 第三届全国绿色环保农药新技术、新产品交流会暨第二届全国生物农药研讨会 _ 10 何雄奎，大力发展我国植保机械与施药技术 .科学时报 （ Science times)， 2003. .5. 28，第 2008 期 11 ISSN 1010-1365, FAO Agric

27、ultural Service Bulletin 112/1 - Pesticide application equipment for use in agriculture, Vol. 1 Manually carried equipment, Rome, 1994 12 ISSN 1010-1365, FAO Agricultural Service Bulletin 112/1 - Pesticide application equipment for use in agriculture, Vol. 1 Mechanically powered equipment, Rome, 199

28、5 13 FAO, (Guidelines on equipment quality control and use and FAO minimum standards - Agricultural Pesticide Sprayers . Volume 2, Rome, 1998. 14 FAO, Technical standards - Sprayer specifications and test procedures - Agricultural Pesticide Sprayers . Volume 2, Rome, 1998. 15 E. h. H. J. Matthies F. Meier, Agricultural Engineering M. Year Book, Band 14， Muester, Germany, 2002, ISBN 3-7843-3133-5 16