园林植保机械的绿色设计及其发展趋势

高玉平

摘要：介绍了我国园林植保机械的现状与国外植保新技术，提出了园林植保机械绿色设计的研究重点和研究方向。

关键词：园林；植保机械；绿色设计；施药技术

中图分类号：S49 文献标识码：A 文章编号：2095－6835（2014）08－0156－02

园林植保机械是用来施用化学药剂的机械和工具的统称，主要功能是使用机械设备对城市道路绿化园林的有害生物实施化学防治。绿色设计又称为生态设计或环境设计，以可持续性、重复利用等环境属性作为产品的设计理念。园林植保机械绿色设计就是在传统园林植保机械的生产、使用中，加入先进的设计理念，以高效、环保为目的，使资源利用效率最高，且对生态环境的负面影响最小。

1我国园林植保机械的现状

目前，我国园林植保机械的制造水平与国外发达国家相比仍存在一定的差距。我国园林植保机械的制造多以人力为动力，比如常见的手动背负式喷雾器、手动压缩式喷雾器等。另外，也有部分小动力喷粉喷雾机、拖拉机配套的喷雾机、车载风送超低量喷雾设备等。目前在太原市园林植物有害生物的防控中，也仅有几台超低量喷雾机械设备，而这些设备普遍存在着作业效率低、防治效果差，跑、冒、滴、漏现象严重，设备使用寿命短等缺陷。因此，在我国园林植保机械的发展中仍存在一定的不足，主要表现在以下几方面：①资金投入不足，使产品的研发、升级、更新、换代不能满足城市绿化发展的需求。②缺乏相关产业的技术标准，园林植保机械的制造与工艺技术水平相对落后，精度低，品种单一，且雾化性能较差，浪费农药，污染环境。③由于植物的种类不同、所处的环境不同，其生长和有害生物的发生均具有独特性，而目前的植保机械仍不能满足实际防治作业中的需要。④设计观念缺乏一定的创新，且计算机技术应用不足，缺少自动化、智能化。

2国外园林植保机械的发展状况

目前，国外园林植保机械以高效、经济、安全、保护环境、减少污染作为发展总趋势，在超低量喷雾技术、机电一体化、自动对标施药技术、药液雾化漂移技术上均取得了一定的进展。同时，因各国国情不同各具特色。比如日本地块小、经营疏散，以发展小型机动式植保机械为主（也有生产高效的大型植保机械，比如自走式喷粉喷雾弥雾机）；美国等地势平坦、面积广大的国家以发展拖拉机配套的吊挂式和牵引式大型植保机械为主。目前，国外植保新技术主要包括以下三种：①静电喷药技术。静电喷药技术是通过在设备的喷头部位施加一定的负电场，使喷出的药液雾滴带有负电，充分利用其电力线的穿透性，使药液附着于植物的各个部位，这样不仅提高了药液的利用率，同时也减少了对周围环境的污染。②机电一体化技术。机电一体化技术是依据计算机，根据作业对象和环境条件严格控制工作单位时间和喷洒量，实现精确、精量施药。③利用图像传感器获得物体图像的植物检测和识别技术。该技术是将图像转化成矩阵，利用计算机分析图像，从而完成对周围环境和目标的识别和理解。该技术的运用也是病虫害防治的重要前提条件。

3园林植保机械的绿色设计

目前，由于传统的化学防治对生态环境和居住环境都会产生一定的负面影响，因此，采用物理方法进行植保机械的绿色设计是最理想的方式。虽然国内已研究出利用光能、电流、热能、电磁、超声波、射线等杀灭害虫的物理防治技术，比如黑光灯、太阳能杀虫灯、电子杀虫灯等，但是，由于我国目前的研究水平有限，且就其实用价值来讲，还不能达到大规模应用和推广，因此，传统的化学防治仍是我国园林植保机械的主要手段。园林植保机械的绿色设计和各部件的优化设计仍然是当前的发展方向。

3.1控制系统

随着计算机的普及和应用，园林植保机械也应逐步向自动化和智能化方向发展。在系统控制中，应充分利用计算机识别精确的特点，计算出施药部位的面积和所需施药量，并进行自动监测与自动调整，提高施药的效率和准确率。

3.2贮存系统

贮存系统是指植保设备中用于贮存水和药液的部分，是园林植保机械中的重要组成部分。因此，在贮存系统设计中，应尽量采用完善的过滤系统，不仅要考虑水箱和药箱的容量，还应考虑材料的耐腐性、工艺和可回收性。植保机械使用过程中，经过多次过滤后，药液从喷头喷出，为避免或减少雾化喷头的堵塞，在系统安装中应采用有自洁能力的压力过滤器以提高过滤能力，减少因堵塞造成的污染问题。为避免将药箱中剩余药液带回，植保机械的清洗应在工作后立即完成。因此，除了传统的喷药水箱外，还应配有专供清洗的附加水箱。

3.3喷洒施药系统

要研制更多的新型绿色植保机械，就得从基础工作部件的研制开始，科研工作的重点不能脱离了基础部件的研制。目前，对已深度研究的低量、微量和精量喷洒技术，应在设计时加以应用。低、微量喷雾可将雾滴的直径大大减小，有效地提高了喷雾质量，也减少了对环境的污染。

3.4药液回收系统

喷雾时雾流横向穿过作物叶丛，未被叶丛附着的雾滴进入回收装置，过滤后返回药液箱。这样既提高了农药的利用率，又减少了飘移污染。

3.5目标识别系统

目标识别是利用近红外光电传感器和计算机对遥远目标进行辨认。通过辨认，不仅可以精确探测和定位选定的目标，而且能够测量与目标形体和表面物理特性相关的参数，进而对目标分类和识别。依据此原理，在喷雾系统上安装目标识别装置，由控制电路控制喷洒系统有选择地施药，同时只对有效部位进行喷雾，这样极大地减少了农药的用量，明显地提高药剂的有效利用率，获得更好的喷药效果，并减少污染。

4结束语

我国的植保机械和施药技术与其他发达国家相比还存在着较大的差距。在今后的研究设计中，应结合我国国情，在制造、包装运输、应用维护和生命终结后的回收处理等方面遵循绿色设计的原则。研究、开发和利用适合我国城市绿化的园林植保机械新产品，加强对新材料、新工艺、新技术的研究和应用。

参考文献

［1］刘建，吕新民，党革荣，等.植保机械的研究现状与发展趋势［J］.西北农林科技大学学报，2003，31（10）增刊：202-204.（下转第160页）