作物苗后喷施除草剂遮挡装置研制与应用

靖 华，马爱平，亢秀丽，王裕智，崔欢虎

(山西省农业科学院 小麦研究所，山西 临汾 041000)

0 引言

进入21世纪以来，粮食生产在经济效益上并不具有优势，农民在作物选择上均不倾向于粮食生产[1]，粮食生产收益状况恶化，比较效益低[2]。形成这一状况的原因是多方面的，如农田除草效果及农田除草成本直接影响着单位面积产量及经济效益。为此，广大科技工作者开展了有关小麦[3]、玉米[4]、谷子[5]、大豆[6]、花生[7]的除草剂农艺技术、除草剂作用机制[8]及土壤生态效应[9-10]研究；与此同时，在农业机械除草装备领域也开展了较多的研究与开发[11-13]。这些农艺技术与机械装备的研究成果在不同区域得到大面积应用，除草效果明显改善，除草成本显著降低。但由于各种作物除草剂产品的研发水平参差不齐，个别作物有苗前专用除草剂而无苗后专用除草剂(如谷子等)，个别作物虽有专用苗后除草剂但喷施时间有严格要求(如玉米等)；大多农业机械除草装备播前的较多，而有关播后及苗期管理的较少，且需要配套动力，产品昂贵。另外，由于不同区域立地条件、草相结构不同、除草剂除草范围有限，以及个别年份、局部区域由于降雨干扰、除草剂使用技术不当等其他原因，往往出现错过喷施除草剂时间或喷施除草剂但除草效果不理想的现象，造成区域性农田杂草丛生的现象大面积发生，直接影响着作物产量。研制轻便人力牵引、作业效率高、作业过程安全的“宽行距种植作物苗后行间喷施除草剂遮挡装置”是解决目前苗后除草成本过高、除草剂漂移的有效途径之一，对实现作物高产、降低生产成本具有重要的意义。

1 设计的指导思想

根据目前农作物种植结构、社会经济条件及土地经营方式等，提出了苗后行间喷施除草剂遮挡装置设计的指导思想：研制的除草剂遮挡装置具有适应不同农作物种植行距的农艺技术需求，如玉米、大豆、谷子、油葵及其他种植行距≥30cm的各种作物；研制的除草剂遮挡装置具有除草剂漂移率低、对作物安全，以及除草效果好、效率高、生产及作业成本低的特点；研制的除草剂遮挡装置可与目前不同类型大小的电动喷雾器配套使用，且安装、拆卸简便；研制的除草剂遮挡装置具有体积小、轻便及可人力牵引的特点。

2 整机结构及技术参数

2.1 整机结构设计

该遮挡装置包括支架、底座构件和遮挡构件3部分，如图1所示。

2.1.1 支架及底座构件结构设计

1)支架结构设计。支架包括拉杆、斜立杆、双层垫板A和扶手。其中，斜立杆、扶手左右两侧各1套。双层垫板A的上层位于底座板上，下层位于底座板下，上、下两层垫板通过螺栓与底座板固定， 斜立杆的下端焊接于双层垫板A的上层，斜立杆的上端与扶手焊接，两个斜立杆的上中部通过拉杆连接，其结构如图2所示。

1.支架 2.底座构件 3.遮挡构件

1.拉杆 2. 扶手 3. 斜立杆 4.双层垫板B 5.双层垫板B 调节槽 6.螺帽A 7.地轮 8.地轮柄 9.螺栓A 10.双层垫板A 11.底座板 12.双层垫板C 13.双层垫板C调节槽

2)底座构件结构设计。底座构件包括底座板、双层垫板B及双层垫板B调节槽、地轮和地轮柄、双层垫板C及双层垫板C调节槽。底座板由一长方形木板制成，地轮有3个，呈三角形分布于底座板下。其中，两个位于底座板下后端，1个位于底座板下前端；双层垫板B、双层垫板C的上层位于底座板上，下层位于底座板下；底座板、双层垫板B、双层垫板C通过两端含螺纹的地轮柄及螺帽连接于一体；在双层垫板B上开有双层垫板B调节槽，用于调节底座板下后端的两个地轮的间距，在双层垫板C上开有双层垫板C调节槽，用于调节底座板下前端地轮的前后位置；3个地轮柄均延伸于底座板上一定距离，便于卡定电动喷雾器药桶；前、后地轮的位置调节相应联动调节3个地轮柄在底座板上位置，以适应不同大小电动喷雾器的长度和宽度。

2.1.2 遮挡构件结构设计

遮挡构件包括挡板、挡板调节板、挡板固定板、挡板连接杆、连接杆固定板和挡板PE膜。遮挡构件有两套。挡板由木板制成，其前部为三角形，中后部为长方形。其中，后部挡板即长方形部分通过螺栓固定有挡板PE膜，挡板中后部的底边缘通过螺栓与挡板固定板连接，挡板调节板的一端与挡板固定板的中后部的底边缘焊接，两块挡板长方形的前中部通过挡板连接杆、连接杆固定板和螺帽连接固定；挡板连接杆两端均带有一定距离的螺纹；挡板调节板与底座板通过螺孔中的螺栓固定，通过移动该螺栓在不同螺孔中的位置相应联动调节挡板向外、向内移动。两块挡板通过向外移或向内移位于底座板上的挡板调节板及与其连接的挡板连接杆，则可调节喷施除草剂的行间幅宽。遮挡构件结构如图3所示。

1.挡板固定板 2.挡板调节板 3.螺栓C 4.螺栓B 5. 挡板 6.挡板连接杆 7.连接杆固定板 8.螺帽B 9.螺栓D 10.挡板PE膜

2.2 技术参数

1)外形尺寸。

底板座/mm：长500～520，宽260～270

挡板/mm:总长600，宽或高550

挡板PE膜/mm:长450，宽或高650

地轮高/mm:100

2)作业幅宽。

两块挡板间距可调节范围(适应不同作物的种植行距)/mm：260～650

3)地轮及地轮柄调节距离。

两个后地轮及地轮柄调节间距/mm：200～240

前地轮与后地轮的地轮柄调节间距/mm：370～450

4)配套动力为人力。

5)作业行数为1行。

6)作业效率为成年人300～350m2/h。

3 实施方式及应用效果

3.1 实施方式

1)挡板、地轮及地轮柄间距调节。挡板间距调节，以适应不同作物种植行距。根据作物种植行距，打开挡板调节板的螺栓B和松动挡板连接杆的螺帽B。当喷施作物行距较大时，两块挡板向外移动(即两块挡板间距加大)；当喷施作物行距较小时，两块挡板向内移动(即两块挡板间距减小)；当两块挡板移动至与作物种植行距相同或相近时，紧固挡板调节板的螺栓B和挡板连接杆的螺帽B。地轮及地轮柄间距调节，以适应不同类型大小电动喷雾器。根据电动喷雾器的大小，通过分别调整前、后地轮在双层垫板C调节槽、双层垫板B 调节槽的位置，相应联动调节前、后地轮柄位置。电动喷雾器若宽则后地轮向外移，反之则向内移；电动喷雾器长则前移前地轮，反之则后移。

2)安装。当挡板的间距和地轮位置调节完成后，将电动喷雾器置于3个地轮延伸柄间卡定，并将电动喷雾器喷杆与电动喷雾器提柄、挡板连接杆用绑绳固定，即可进入田间作业。其结构如图4所示。

1.电动喷雾器药桶 2.电动喷雾器提柄 3.电动喷雾器喷管 4.电动喷雾器喷杆 5.绑绳 6.电动喷雾器喷头

3)作业。打开电动喷雾器开关，推动支架扶手，两块挡板将作物遮挡于挡板之外，电动喷雾器喷头喷出的药液喷洒于两块挡板之间的作物种植行间，实现作物行间的除草。

4)拆卸。当作业完成后，解开电动喷雾器喷杆与电动喷雾器提柄、挡板连接杆固定的绑绳，将电动喷雾器从3个地轮柄间提出，即可完成电动喷雾器的拆卸。电动喷雾器原有功能且其各构件不变，仍可用于其他作业类型除草剂的喷施。

3.2 应用效果

研制开发的宽行距种植作物苗后行间喷施除草剂遮挡装置2017年在夏播作物谷子、玉米、大豆、油葵等作物田间示范应用，效果比较理想。与传统人工苗后除草相比，可大幅度提高功效5～7倍，伤苗率2%～3%；其作业过程不需配套动力，作业成本低，广大农民及科技工作者易于接受。

4 结论与讨论

1)研制开发的除草剂遮挡装置其挡板通过调节可适应谷子、玉米、大豆、油葵等宽行距种植作物行距的需求，通过调节地轮及地轮柄在底座上位置可满足不同大小类型的电动喷雾器。该装置有效降低了除草剂的漂移，且结构简单、生产成本和作业成本低、作业效率高。该装置的研制与开发可拓宽灭生性除草剂的使用范围，为提高作物产量和降低生产成本开辟了一条新的途径。

2)有关作物苗后机械除草技术，目前大多应用电动机械除草机[14]，该类型机具由于作业幅度(或行间宽度)固定，无法满足各种类型的行距作物，且产品昂贵；而有关应用喷雾器配置的喷罩安装于喷头，实施苗后行间定向除草剂喷施[15]技术，由于喷罩遮挡面小，往往造成除草剂的漂移，对作物造成药害。该装置通过挡板设置及其调节较好地解决了不同作物种植行距的需求，且减轻了除草剂漂移问题。

3)应用该装置实施苗后行间除草，在作业过程中应根据行间杂草量、装置移动或人力行走速度确定电动喷雾器开关的档位。当杂草量大、装置移动或人力行走速度快时，可开启电动喷雾器开关的高档位；当杂草量小、装置移动或人力行走速度慢时，可开启电动喷雾器开关的低档位；杂草量、装置移动或人力行走速度与除草剂喷施剂量应灵活掌握。