设施蔬菜施药中存在问题及技术改进

郑建秋 郑 翔 孙 海 李云龙 王晓青 胡 彬 王 胤

（1北京市植物保护站，北京 100029；2北京市大兴现代农业技术创新服务中心，北京 100029）

设施蔬菜施药中存在问题及技术改进

郑建秋1郑 翔2孙 海1李云龙1王晓青1胡 彬1王 胤1

（1北京市植物保护站，北京 100029；2北京市大兴现代农业技术创新服务中心，北京 100029）

针对我国设施蔬菜病虫种类多，情况复杂，农药用量大且施药效果差等问题，研制出的JT3YCB1200D-Ⅲ自发电背负式常温烟雾机，农药利用率较常规施药提高30%以上，可节药40%以上，喷施作业高效、便捷、省力，尤其适用于设施蔬菜病虫专业化防治服务。

据调查，我国设施蔬菜病虫1 600余种，常年发生的有500余种，每年必须防治的病虫50～70种，其中难以防控的有10余种，一般产量损失20%～30%，严重损失达50%以上甚至绝收。目前，设施蔬菜病虫仍多采用药剂防控，年施药少则30～40次，多则70多次。由于设施蔬菜生产环境温暖潮湿，病虫极易暴发，危害损失相对严重，因而施药次数最多，每667 m2农药施用量为大田作物的十几倍甚至数十倍，是形成农药面源污染的重要方面，也是蔬菜产品农残超标的控制关键点。因此，提高设施蔬菜施药效果和技术水平是现代设施农业节药、节水、高工效生产和控制面源污染、保障蔬菜质量安全的实际需要，笔者针对我国设施蔬菜的施药现状，重点介绍设施蔬菜中主要施药技术及存在问题，以及JT3YCB1200D-Ⅲ自发电背负式常温烟雾机的研制和功效。

1 国内设施蔬菜施药现状

1.1 影响施药效果的主要因素 通常影响施药效果的主要因素一是雾滴大小，二是雾滴均匀度。雾滴大小决定雾滴颗粒在空中飘逸时间。我国目前普遍使用的背负式喷雾器喷出的多是粗雾滴，雾滴直径400～500 μm甚至更大，在空中飘逸时间短，很快就沉降了，农药利用率低，防治效果不好。如果将1个直径为500 μm的雾滴变成直径为250 μm的雾滴，雾滴就成了8个；直径缩小成125 μm，雾滴就成了64个；直径62.5 μm，雾滴数变成512个；直径变成31.25 μm，雾滴成了4 096个。雾滴越小飘逸时间越长，飘移的距离就越远，较小的雾滴颗粒有利于药剂扩散和均匀分布，能节省农药。然而，雾滴也不是越细越好，当直径比PM2.5还小时就不能有效沉降了，也影响农药的有效利用。

1.2 设施蔬菜主要施药方式及存在问题

1.2.1 使用背负柱塞式手动喷雾器喷药技术 目前，我国设施蔬菜防控病虫喷施农药使用的喷雾器80%以上仍然是20世纪50、60年代使用的背负柱塞式手动喷雾器，由于结构原理不合理，即使是全新的合格喷雾器，农药利用率最高只有30%。随着使用时间延长，喷雾器材质老化，自然磨损，密封性变差，喷头喷片孔径变大，跑、冒、滴、漏等问题随之显现，农药有效利用率迅速下降，病虫防治效果大打折扣。所以类似我国目前的背负式手动喷雾器发达国家在20世纪80年代就法律禁止生产、销售和使用了。使用背负式喷雾器施药时，为保持农药较好地均匀分布，配兑农药必须按照固定稀释倍数稀释后均匀喷施，田间防治实际效果和喷施药液量由喷雾作业人员决定，不同操作人员之间往往相差很大。背负式喷雾器在田间施药的工作强度非常极高，许多农民为降低施药强度而缩短施药时间，呈“跑马”式喷药，作物表面常有未喷到农药的地方，药液喷施偏少，喷洒不均匀，田间防治效果不理想；当病虫发生较重或遇到难防治的病虫时往往加大用药量，喷施时药液甚至顺着叶片往下流淌，这样既浪费农药又浪费人工，防治效果不理想，还容易造成农残超标。目前使用背负式手动喷雾器施药防治蔬菜病虫的标准药液量每667 m2为50～150 L，蔬菜植株越高大、密植，防治病虫所需药液会越多，所以，使用背负式手动喷雾器每667 m2施药需用1～4 h（小时），如果喷得仔细些时间就更长。由于喷施药液量大，棚室内空气湿度显著增加，实际防治效果得不到保障，而且阴天或雨天还不能施药。

1.2.2 烟雾剂熏蒸技术 烟雾剂因使用简便，省工省力，不增加空气湿度，被广泛用于设施蔬菜防治病虫。由于烟雾剂是热力发烟，近30%的药剂在发烟时分解损失，且农药烟雾颗粒极细，沉降需要1个多小时甚至几个小时，部分极细微的农药颗粒无法沉降，棚膜若稍有破损则药剂逸散严重。烟雾剂的燃剂、氧化剂等助剂对病虫本身并无防治效果，也增加了生产成本。此外，生产烟雾剂要求原药具有特定汽化点和蒸汽压，必须在特定温度条件下才能汽化成烟，否则就制不成烟雾剂。所以，烟雾剂药剂种类有限，满足不了设施蔬菜多种病虫防治的实际需要。

1.2.3 热力烟雾施药技术 近些年，热力烟雾施药技术在不断推广应用，该技术使用的主要是脉冲式热力烟雾机。热力烟雾机通过脉冲式发动机产生的高温高压气流将药剂破碎成微小颗粒从喷管借助高速热气流喷出形成药剂烟雾。由于热力烟雾机生产厂家多，缺乏统一标准，产品质量、性能差异较大，导致烟雾粒子相差悬殊。据厂家介绍，小的颗粒有0.001～1 μm，大的可达100～150 μm，有的必须用专用烟雾油或发烟母液与药剂配套。目前关于热力烟雾施药技术多是生产者自发探索性应用或相关技术人员开展一些简单性试验验证，缺乏系统性基础研究。通常热力烟雾机产生的烟雾粒子多在20 μm以下，都是利用高温、高压气流将药剂雾化形成热烟雾，相当部分药剂有效成分分解损失，与使用烟雾剂农药类似，也有少部分药剂粒子利用不了。据了解，目前有的热力烟雾机并不能连续使用，特别是温度稍高的季节，连续作业几个棚室后，喷管往往过热发红，有的甚至喷出的烟雾中夹带火星，施药效果不佳；有的则是机器很难启动，噪声大。

2 国外常温烟雾施药技术

常温烟雾施药技术是20世纪90年代发达国家设施农业普遍使用的高效施药技术。其工作原理是通过高速高压气体或超声波原理在常温下将药液破碎成超微粒子（20～50 μm），药液能在设施内充分扩散，长时间悬浮，对病虫进行触杀、熏蒸，同时对棚室内设施进行全面消毒灭菌，农药利用率高达50%～60%。优点：① 省药、节水。较常规施药节省农药30%左右，每667 m2施药液2～4 L，较常规施药节水近40倍，不增加空气湿度，施药不受天气限制。② 施药均匀、扩散性能好，药剂附着沉积率高，尤其适合棚室内作物病虫防治。③ 对药剂适应性广。将药液变成烟雾时无需加热，只是借助常温烟雾机在常温下将药液雾化成烟状药雾，不受农药剂型限制。④ 不损失农药有效成分。在常温下将药液物理破碎呈烟雾状，药剂有效成分无任何损失。⑤ 施药无需进棚作业，效率高，省工、省力、对施药者无污染。⑥ 应用范围广。不但可用于设施园艺，还可用于工业水雾降温、增湿、卫生杀虫、灭菌、防疫和食用菌生产等。

3 设施蔬菜施药技术改进——JT3YCB1200D-Ⅲ自发电背负式常温烟雾机的研制和功效

通过对美国、日本、韩国和国内已有的多型号常温烟雾机、超低量弥雾机、热力烟雾机、机动弥雾机、机动喷雾器、静电喷雾器和电动喷雾器应用比较验证，针对我国国情，北京市植物保护站、北京市大兴现代农业技术创新服务中心联合中国农业大学药械与施药技术研究中心、天津大学和相关企业合作研发出 JT3YCB1200D-Ⅲ自发电背负式常温烟雾机，该机在JT 3YC1000D-Ⅲ背负式高效常温烟雾施药机（ZL 201510157 443.6）的基础上优化改进而来，增加了小型配套数码发电机自发电功能、配套电动卷线机构自动收放线功能和配套摆喷机构自动摆喷功能，操作者无需背负机器也能高效作业和收卷电缆，使喷施作业更高效、便捷、省力，尤其适合设施蔬菜病虫高效专业化防治服务。

3.1 机具组成 自发电背负式常温烟雾机由背负式常温烟雾机主机和专用移动推车两部分组成（彩色图版1）。背负式常温烟雾机主机为高效喷施装置（彩色图版2），操作者可背负或车载作业（彩色图版3）；移动推车上配置小型数码发电机、电动卷线机构、配套摆喷机构及其他辅助部件（彩色图版1），功能是为主机供电，移动运输和辅助喷药。

背负式常温烟雾机主机参数：药箱容积为16 L，雾化器额定功率2.1 kW，喷雾距离12 m以上，喷雾速率1.2～1.5 L·min-1，交流电电压220 V。

移动推车参数：额定功率3 kW，最大输出4 kW，能连续工作4 h（小时），电动卷线机构功率60 W，绝缘等级为F，数码发电机，排量149.5 mL，摆喷机构功率60 W。

3.2 机具特点 ① 节省农药。机具形成的烟雾粒子最合适在较短时间沉降，雾滴烟雾粒子飘逸时间长短适中，农药利用率达到常温烟雾施药的最高值；背负式高效常温烟雾施药机由施药者背负机具手控/遥控，或车载电动控制烟雾喷射方向、角度和烟雾量，施药质量可以人为控制，最大限度地保障了药剂的均匀分布。可节省农药30%～40%，农药利用率可以达到甚至超过国外常温烟雾施药技术。

② 节水。常温烟雾施药在田间施药时，水只起稀释药剂作用，稀释后的药液通过机具均匀分散，只要单位面积农药有效量准确即可保障病虫防控效果。通常背负式高效常温烟雾施药机每667 m2施药液量3～8 L，随着施药者操作熟练程度提高，每667 m2施药液量会越来越少，因而高效常温烟雾施药较普通施药可节水近20倍。由于施药用水极少，不增加空气湿度，施药效果有保障且不受阴天、雨天和浇水限制。

③ 节工。常温烟雾施药能节工近30倍。高效常温烟雾施药是由棚里向外退行对空喷雾（彩色图版4），施药时间只取决于施药者在棚内退行速度快慢，草莓（彩色图版5）、芹菜、生菜等矮生作物每667 m2施药只需3～5 min（分），番茄、辣椒、茄子、黄瓜（彩色图版6）等高秆作物每667 m2施药需要5～10 min（分）；如退行太快，药液没有喷完，可在棚外通过风口将剩余药液喷入棚内（彩色图版7）。

④ 适用性广。普通常温烟雾施药需要有配套的电力条件和机具放置运行的设施空间，没有配电的温室、大棚无法施药，矮小的棚室机具无法进棚施药；背负式高效常温烟雾施药配有方便的小型数码发电机电源，可满足任何场所高效施药；低矮弓棚可以通过局部撩开棚膜向弓棚内高效施药（彩色图版8）。此外，高效常温烟雾施药还可广泛应用于棚室消毒（彩色图版9）、食用菌和畜禽生产的消毒灭菌、增湿降温等。

⑤ 特别适于设施蔬菜病虫专业化防治服务。蔬菜病虫种类多，损失重，情况复杂，因而蔬菜病虫专业化防治显得尤为迫切和重要，但专业化防治服务的风险大、难度大、可控性差，技术要求高。而自发电高效常温烟雾施药机大大降低了设施蔬菜病虫专业化防治服务风险，使服务效率、服务效果有了保障，防治服务成本明显降低，为设施蔬菜病虫专业化防治服务产业的快速发展提供了一条有效的途径。

郑建秋，二级研究员，研究方向：蔬菜病虫绿色防控、专业化防治，电话：010-62073063，E-mail：zbzjq@qq.com

2016-09-06；接受日期：2016-11-07

北京市果类蔬菜产业创新团队项目