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靜電噴霧裝置破解農藥減量增效瓶頸
弶港農場防效試驗現場
盛夏的一天，在江蘇射陽縣的蘇墾農發臨海農場裡，機手正在准備防治稻飛虱的農藥。隻見四個年輕人風塵仆仆地趕到田邊，不等歇腳，其中三人就挽起褲腿，赤腳走進水田，放置試驗設備，另一人則爬上自走式噴杆噴霧機，和機手交流了起來。
這群年輕人來自江蘇大學農業工程學院賈衛東團隊。團隊研制的“噴杆噴霧減藥增效關鍵技術及裝備”已陸續在全國各地試驗推廣了三年時間，臨海農場正是試驗基地之一。據悉，其中兩項技術經機械工業聯合會科技成果鑒定已達到國際領先水平，擔任鑒定專家委員會主任的中國工程院院士陳學庚建議“加快成果轉化及推廣”。
我國是農業大國，同時也是農藥使用大國。但我國植保機械作業指標和性能較為落后，特別是在大田和果園施藥作業中，存在農藥利用率低、作業效率低的問題。
“水稻、小麥種植過程中的農藥減量增效一直是困擾業內的重要難題。”賈衛東研究員介紹，江蘇大學在國內較早從事植保機械研究，從上世紀70年代開始，學校就研究植保機械靜電噴霧技術，在草原治蝗和衛生防疫方面，靜電噴霧治虫居國際領先水平。其原理是在靜電場的作用下，霧滴做定向運動，且噴洒均勻，作物葉子正背面和枝干上都能均勻地吸附霧滴。但由於該項技術不穩定、電子元器件價格高昂，所以一直藏在“閨中”，沒有向社會推廣開來。
隨著技術的不斷完善，推廣應用靜電噴霧技術成為江蘇大學新一代植保人的使命和擔當。從2015年開始，針對大田水田噴杆噴霧機，賈衛東課題組開展了自走式噴杆噴霧機的減藥增效關鍵技術和裝備研究。經過五年多的攻關，課題組完成了雙平板低量靜電噴頭部件研制，開發了高壓發生器，完成了低量靜電噴霧系統集成開發，成為這項研究的關鍵突破點。
據賈衛東介紹，在低電壓條件下荷上靜電，而且達到更好的效果，是一個關鍵技術難題。傳統的低電壓靜電荷電方式有感應式、接觸式、電暈式三種類型，其中感應式最安全，所需電壓也最低。針對大田實際情況，課題組最終採用了雙平板感應環形成感應電場，滿足了扇形噴頭的需求，並優化了噴嘴內流道結構。
衡量荷電效果的關鍵指標是荷質比。試驗數據顯示，噴頭工作電壓10千伏，噴頭流量每分鐘0.6升。和常規噴頭流量相比減小了50％以上，荷質比提高了15％，絕緣可靠，滿足了田間長期作業的需求。
大田用噴杆噴霧機展開后噴幅達到了25米，一共裝有56個噴頭，如何給每個噴頭荷上電並且同步一致，是課題組面臨的另一個“攔路虎”。考慮到高壓發生器多用於工業，且價格也在2萬元左右，於是課題組自行研發出了農用高壓發生器，四倍壓整流后輸出直流電壓，重量大約在800克，安裝方便，一個發生器可以帶動19個噴頭工作，而且一個發生器僅700元左右，大大降低了成本。
賈衛東說，2018年至今，在江蘇農墾集團的弶港農場和臨海農場，他們推出的靜電噴霧裝置試驗示范面積已達到了1萬畝，這也是國際上首次開展的水稻田靜電噴杆噴霧裝備的試驗示范和防效試驗。通過試驗，他們還確定了操作流程和作業規范，嚴格規定了噴霧作業高度、噴霧壓力、行走速度，確保霧滴有足夠的穿透性，能夠更多地到達作物根部。
規范操作后，他和他的團隊在江蘇農墾集團臨海農場開展了小麥全過程跟蹤試驗，防治效果達到了95％。試驗結果顯示，該裝置實現了節水50％和省藥30％以上的目標。經過三年的推廣試驗，臨海農場農業中心給出的試驗鑒定顯示，在播時干旱、播后多雨及暖冬條件下用靜電噴霧機械施藥，用水量達到每畝10升時，能夠達到普通機械每畝30升的防除效果﹔在小麥中后期田間麥苗長勢好、較隱蔽的情況下，靜電噴霧機防治病虫害的水量與普通機械相比每畝減少20升，也能達到較好的防治效果。
“我們臨海共有73萬畝耕地，農業機械340多台（套），其中噴霧機38台，2台噴霧機進行了靜電噴霧系統改造。”江蘇農墾集團臨海分公司總經理助理朱忠陽算了筆賬，靜電噴霧機能省藥20％左右，以1畝田130元的農藥投入計算，每畝可以節省農藥25元，而且機器作業效率高，一天作業面積可達2000畝。
顏旭 吳奕
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