第6章 中耕与植保机械.ppt

第六章中耕与植保机械,第一节除草技术及发展第二节中耕机的类型及构造第三节植物保护机械,田间管理作业：作物在田间生长过程中，需要进行间苗，除草，培土，灌溉，施肥，和防治病虫害。田间管理的作用:是按照农业技术要求：（1）通过间苗控制作物单位面积的有效苗数，并保证禾苗在田间的合理分布；（2）通过防止土壤板结和返碱，减少水分蒸发，提高地温，促进微生物活动，加速肥料分解；（3）通过向作物根部培土，为促进作物根部生长，防止倒伏创造良好的土壤条件，（4）通过化学和生物等植物保护措施，防止病虫草害的发生；（5）通过灌溉，为作物生长提供适量的水分。必要的田间管理是保证作物“高产，优质和高效”的有效措施。田间管理机械主要包括中耕机械和植物保护机械。,第一节除草技术及发展,一、概述二、除草方法,一、概述杂草作为农作物的强有力的竞争对象，已成为农业生产上不可忽视的一个重要问题。据联合国粮农组织报道，全世界杂草总数约5万种，其中8000种为农田杂草，而为害主要粮食作物的约250种。国内对于杂草的研究一般都限于利用化学药剂控制杂草，但化学除草存在不少弊端，带来诸如农田中许多生物灭绝，杂草群落变迁，其抗药性增强且抗药谱扩大及环境污染，残留等问题。为了更好地制控草害，提高除草的生态经济效益，许多国家采用下列非化学除草方法，取得了很好的效果。,除草必要性：杂草与作物争夺养分和水分，直接影响作物的产量与质量，同时杂草也是病虫害的主要寄主。二、除草方法及分类除草方法主要有两大类机械除草（中耕除草）和非机械除草，种类有：化学药剂除草、火焰除草，电击除草，微波除草，生物除草，泡沫除草等。,1、化学药剂除草（1）除草剂有两类：一类是灭生性除草剂，可除灭一切绿色植物，另一类具有选择性除草剂，即某种药剂只对某类植物(如单子叶植物或双子叶植物)起作用。（2）特点：优点：a、消除行间杂草较其他方式简单易行；b、由于药剂具有选择性，不易误伤苗株，作业难度不大，机具前进速度较快可提高工作效率；c、所使用的机具设备可与植保机械通用；d、不象火焰除草或机械除草那样要产生高温或松动土壤，因而不影响作物幼苗的生态环境；e、可以消除撒播的作物丛中生长的杂草。,缺点：最大的问题就是存在残留毒性的积累，留在空气中污染环境，在土壤中影响下茬作物的生长；存在除草剂价格贵、选择性不强、多年生杂草不易除尽等问题，各国都在加强研究高效，低毒，选择性强的除草剂。(3)施用方式a、将除草剂混入到土壤中；（在进行表土耕作时）b、将触杀式除草剂喷洒或涂刷到作物苗株上。（须使用选择性强的除草剂）,(4)除草剂的喷施机械通用机械喷施除草剂可用植保机械中的喷雾器，喷粉器和颗粒肥料的施撒机构；专用的化学药剂除草机药绳式除草剂施布机。它的工作原理是使连接在机架上的吸湿性强的软绳或尼龙绳由除草剂浸透，作业时带药的绳带轻拂杂草的叶面，药液顺势留到杂草的各个部位将杂草杀死。药液箱安装在机架上。靠重力作用使药液浸入软绳。装设药绳的机架高度可以调节的，以改变药绳的高低位置。优点：适应性强；环境污染小；用药量小，经济效益高。,2、火焰除草（1）概况：火焰除草是利用火焰消灭有害的杂草；火焰除草的理论依据是依据杂草耐受高温的能力较农作物差，高温会使杂草内部的液体膨胀而导致细胞破裂而死亡，故当杂草处于幼嫩时期，而作物已长出教粗的茎干并有足够的高度时，对准苗行的杂草喷射火焰，会收到良好的效果。（2）特点：a、选择式火焰除草能消灭紧靠苗株生长的杂草，而丝毫不松动苗行的土壤；b、不存在毒性残留物；c、作用范围广；d、火焰除草装置的价格较贵；e、作业成本高。,（3）装置组成：火焰除草装置由压力罐、调压阀、气化器、导燃器和喷嘴等组成。（4）喷嘴及配置方式：火焰除草一般采用扁平的扇形喷嘴。方式：a、交错配置通常是用2个喷嘴前后交错从相反的方向对着苗行喷烧，喷嘴前后交错排列(如图所示)。b、平行配置火焰几乎与苗行平行，用于苗株幼小和抗热能力低的作物。可避免伤及幼苗。,3、电力除草（1）概述：电力除草是利用高压形成的电场来消灭杂草。世界上电力除草的技术已经有100多年的历史，第一台电力除草机是1893年发明的，并在美国获得专利权，直到上世纪70年代后期，英，法，前苏联又开始研究电力除草技术。据西方国家试验，电压在1.22万伏范围内可以得到满意的效果。而且使用50hz的交流电与直流电的效果相同。（2）特点：a、能除掉各种杂草，除后不再长；b、没有残留毒性造成的危害；c、需要与杂草接触，只能除去比作物高的杂草；d、电压高、功率消耗大、使用不当会威胁附近人员的安全。,4、其他除草技术（1）微波除草是利用微波使杂草种子内部产生很大的热量，能杀死草籽，能有效杀死病虫害。这是一种物理作用而不是化学作用，没有毒性残留，除草速度是人工的3560倍，比化学除草剂的效率也高的多。（2）泡沫除草利用安装在拖拉机上的一个特殊的泡沫发生器向苗行两旁喷洒泡沫，象化学药剂那样杀死杂草，但是由于泡沫的黏附形，提高了效果，节省了药剂。（3）塑料薄膜除草在播种过程中或播种前后将塑料薄漠铺在种行上，并在种穴处打孔，使作物可以从空中长出，这种方法可以起到提高地温和保持土壤水分的作用，同时薄膜的覆盖作用使作物幼苗周围的杂草无法生长，起到灭草的作用。,夏季利用透明薄膜覆盖地表，当地温升至50摄氏度时，既可将已出苗的杂草烫死，又能使土壤中的杂草种子活力降低或死亡，覆盖14周可使杂草出苗率减少64%-90%。（4）生物除草生物除草包括应用植食性昆虫、病原菌、动物以及分泌异株相克的化合物的植物来防治杂草。它具有对环境无污染、对人畜安全等优点，因而近年来发展较快。据1982年统计，美国、前苏联等13个国家和地区，研究利用83种病原菌防治54种杂草。全世界现已开发出200多种具有生防作用的生物，使近100种恶性杂草得到了有效的控制。,第二节中耕机械,一、概述二、中耕工作部件三、中耕仿形机构,通用机架的中耕状态1.地轮2.悬挂架3.方梁4.平行四杆仿形机构5.仿形轮纵梁6.双翼铲7.单翼铲8.仿形轮,一、概述（一）中耕的目的和要求中耕作业：农作物在苗期生长过程中，常需在苗株行间进行除草、松土或对苗株根部进行培土等作业。这些作业通常称为中耕作业。中耕是在作物生长期间进行田间管理的重要作业项目，其主要目的是及时改善土壤状况，蓄水保墒，消灭杂草，提高地温，促使有机物的分解，为农作物的生长发育创造良好的条件。中耕机械是指在农作物生长过程中进行松土、除草、培土等作业的土壤耕作机械。,旱作中耕机可装配多种工作部件，分别满足苗期生长的不同要求。主要类型有除草铲，通用铲、松土铲、培土铲和垄作铧子等。中耕机还可以根据作物的行距大小和中耕要求，一般将几种工作部件配置成中耕单组，每个单组由几个工作部件组成，在两行作物的行间作业。目前在我国使用较多的是通用机架中耕机，它是在一根主梁上安装中耕机组，也可换装播种机和施肥机等，通用性强，结构简单，成本低。水田中耕机有人力耘禾器和机力水稻中耕机等。,（二）中耕作业的农业技术要求1、松土良好，但土壤位移小；2、除草率高，不损伤作物；3、按需要将士培于作物根部，但不压倒作物；4、中耕部件不粘土、缠草和堵塞；5、耕深应符合要求且不发生漏耕现象；6、间苗时应保持株距一致，不松动邻近苗株。,（三）中耕机类型按不同的分类方法有：1.按动力可分为人力、畜力和机力三种类型；2.按与动力机的连接形式分为牵引式、悬挂式和直连式；3.按工作条件分为旱地中耕机和水田中耕机；4.按工作性质可分为全面中耕机、行间中耕机、通用中耕机、间苗机等；5.按工作部件的工作原理可分为锄铲式中耕机和回转式中耕机。,二、中耕工作部件中耕机的工作部件可分为锄铲式和回转式两种类型。其中锄铲式应用较广，按作用可分为：除草铲、松土铲和培土器三种类型。（一）除草铲（图5-1）分为单翼铲、双翼铲二种形式（1）单翼铲：单翼铲由倾斜铲刀和坚直护板两部分组成。前者用于锄草和松土，后者可防止伤根或断苗。因此单翼铲总是安装在中耕单组的左右两例，将坚直部分靠近苗株，翼部伸向行间中部。没有垂直护板部分的单冀铲称为半翼铲。由于单翼铲是安装在苗株两侧，故有左翼铲、右翼铲之分；（2）双翼铲：双翼铲利用向左、向右后掠的两翼切断草根，左右两翼完全对称。通常置于行间中部，与单翼铲配合使用。,除草铲1、单翼铲2、双翼铲,回转式除草器1、地轮2、长轴梳齿滚3、短轴梳齿4、传动齿轮,2、回转式除草器由两个相对转动的梳齿滚配置在每行苗幅的两侧，梳齿滚由地轮或动力输出轴驱动，工作时在苗间划出有规律的齿迹，可以除去生根较浅的草芽，疏松表土。（二）松土铲松土铲主要用于中耕作物的行间松土，有时也用于全面松土，它使土壤疏松但不翻转，一般工作深度1620cm。松土铲由铲头和铲柄两部分组成。铲头为工作部分，其种类很多，常用的有箭形松土铲、凿形松土铲、铧形松土铲和尖头松土铲等。,1.箭形松土铲其铲尖呈三角形，与铲柄铆接，工作面为凸曲面，耕后土壤松碎，沟底比较平整，松土效果好，阻力比较小，在我国新设计的中耕机上，大多采用这种松土铲，应用比较广泛。2.凿形松土铲其铲尖与铲柄为一整体，也可将铲柄与铲尖分开制造，再用螺栓连接，便于磨后更换。结构简单，松土深度较大，一般可达1820cm。铲尖呈凿形，它利用铲尖对土壤作用过程中产生的扇形松土区来保证松土宽度，扇形松土区上宽下窄，所以松土层底面不,平整，松土深度不一致，但不搅动土层，这种松土铲过去用得较多，现已被凿形松土铲所代替。3.尖头松土铲铲尖单独制成，两头开刃，磨损后易于更换，还可调头使用。4.铧式松土铲适于东北垄作地的第一次中耕松土作业，铲尖呈三角形，工作面为凸曲面，与箭形松土铲相似，只是翼部向后延伸比较长。,（三）培土器培土器主要用于中耕作物的根部培土和开沟起垄，也用来灌溉或排水沟。其类型可分为曲面可调式培土器、旋转式培土器、锄铲式培土器和铧式培土器等；目前应用广泛的式铧式培土器1.铧式培土器由一个三角形铧、分土板和两个培土板构成。两个培土板左右对称配置，开度可调，由于铲胸（分土板）和培土板均为平面，故称平面型培土器。工作时，铲尖切开土壤，使之破碎并沿铲面上升，土壤升至分土板后继续被破碎，并被推向两侧，由培土板将土壤培至两侧的苗行。,平面铧式培土器1.三角铧2.分土板3.铲柱4.调节杆5.螺栓6.培土板,2.旋转式培土器旋转式培土器利用类似圆盘耙的球面圆盘，安装成适当的偏角和倾角在苗行之间培土。将两个圆盘凹面相向或相反，可进行闭垄或开垄培土。将24组圆盘配置在行间，可用于大垄作物的中耕培土。,旋转式培土器,三、中耕仿形机构中耕机作业时，要求在地表起伏不平的情况下亦能保持稳定的耕深，这就要求工作部件在作业时能随地面起伏而浮动，以保持其相对于地面的高低位置不变，从而获得均匀一致的入土深度。故中耕机上设有仿形机构。仿形可分整机仿形和单组仿形。仿形机构：每组工作部件与机架相铰接的部分，称。整机仿形：整机相对于拖拉机运动，以适应地形横向或纵向起伏的，称为。单组仿形：农业机械上一组工作部件相对于机架运动而仿形的，称为。上、下仿形：工作部件相对于水平面向上运动而仿形的，称为上仿形；反之，则成为下仿形。,仿形性：农机具或工作部件随地面起伏而上、下随动，即对地面起伏的适应能力，称为对地面的仿形性。对中耕仿形机构的要求：1.应满足最小耕深的上仿形量和最大耕深时的下仿形量的要求；2.中耕部件在上、下仿形运动的范围以内，受力作用合理，工作稳定，仿形性良好；3.仿形过程应平稳，不得因地表起伏较大而引起工作部件跳动。,现在中耕机上的仿形机构主要有单杆单点铰链机构、平行四杆机构和多杆双自由度仿形机构等三种形式。a、单杆单点铰接仿形机构,该机构是通过一拉杆将工作部件与机架铰接起来，工作部件在辅助弹簧的压力和自重的作用下入土，可以适应地面起伏。该机构具有一个运动的自由度。特点：结构简单。,b、平行四杆仿形机构该机构由工作部件、仿形轮和平行四杆机构组成。仿形轮与工作部件固联，再通过上、下拉杆与中耕机架相连接，构成一平行四杆机构，该机构只有一个自由度，并为仿形轮所约束。,机构特点1.仿形量大，耕深稳定，工作部件入土角不变。在仿形轮上有足够合理的压力时，工作部件可随仿形轮模拟地表起伏，使沟底与地表大致平行，达到耕深一致的要求。2.仿形过敏在平行四杆机构中，仿形运动中工作部件和仿形轮作相同的平面平移运动，故当仿形轮遇到局部地表起伏时，将引起锄铲的频繁跳动，导致耕深不稳定，沟底不平整，这种现象称为“仿形过敏”。3.仿形滞后为不使仿形轮干涉耕起土壤，引起堵塞，仿形轮配置在工作部件前方一定距离处，这样，工作部件总要落后于地面的起伏，出现仿形滞后。设计时，尽量减小二者的距离。,c、多杆双自由度仿形机构：其工作部件与仿形轮固结在一起，又与四杆机构后支架DB于E点铰连。它是利用具有两个运动自由度的五杆机构将工作部件同机架铰接，靠仿形轮和工作部件的后踵控制耕深和入土角。入土性能好，在坚硬地面或阻力变化大时，也能稳定工作，但是结构复杂。,第三节植保机械,一、植物保护概述二、植保机械的类型三、植保机械的主要工作部件四、喷洒装置的配置,(一)用途：随着农用化学药剂的发展，喷施化学制剂的机械已日益普通。这类机械的用途包括：（1）喷洒杀菌剂或杀虫剂防治植物病虫害；（2）喷洒除草剂，消灭农田杂草；（3）喷施粉状、粒状或液体化学肥料；（4）喷洒药剂对土壤消毒、灭菌；（5）喷洒落叶剂或干枯剂使棉花、马铃薯的叶子提前枯萎或脱落以便于采收；（6）喷施生长激素以促进植物的生长或黄熟或抗倒伏(施用矮壮素)等。,一、植物保护概述,(二）发展方向：目前，国内外植物保护机械总的趋势是向着高效，经济，安全方向发展。1、提高劳动生产率方面：加大喷雾机的工作幅宽，提高作业速度，联合作业机组，液压操纵，电子自动控制；2、经济性方面：提倡科学施药，要求施药精确，采用自动控制和随动控制装置，使用药液回收装置，进行静电喷雾技术研究3、安全防护方面：植物保护综合防治，生物防治，物理防治。,1、农业技术防治法：,利用相应的农业技术，通过作物品种选育、施用化肥、改进栽培方法、实行合理轮作、改良土壤等手段消灭病虫害的方法。,（三）植物保护方法,2、物理机械防治法：,利用物理方法和相应的工具消灭病虫害的方法。例如：机械捕打、果实套代、紫外线照射、超声波高频震荡、高速气流吸虫机等。,（1）紫外线照射,（2）高频振荡杀虫机,（3）高速气流杀虫机,3、生物防治法,利用生物的天敌消灭病虫害的方法。如：瓢虫、赤眼蜂等。,4、化学防治法,利用化学药剂，通过专用设备灭病虫害的方法。这种方法的特点是操作简便，防治效果好，生产率高，受地域和季节影响小，但对环境和生态具有一定的破坏作用。目前植物保护的方法主要是化学防治法，植保机械也是针对化学防治法的。,化学药剂施用的方法很多，主要有：,喷雾法通过高压泵和喷头将药液雾化成100300微米的方法。有手动和机动之分。,弥雾法利用风机产生的高速气流将粗雾滴进一步破碎雾化成75100微米的雾滴，并吹送到远方。特点是雾滴细小、飘散性好、分布均匀、覆盖面积大、可大大提高生产率和喷洒浓度。,超低量法利用高速旋转的齿盘将药液甩出，形成1575微米的雾滴，可不加任何稀释水，故又称超低容量喷雾。,喷烟法利用高温气流使预热后的烟剂发生热裂变，形成150微米的烟雾，再随高速气流吹送到远方。,喷粉法利用风机产生的高速气流将药粉喷洒到作物上。,二、植保机械的类型,（一）喷雾机（二）弥雾机（三）超低量喷雾机,根据上述化学药剂施用的方法，植保机械的类型主要有：,喷雾机、弥雾机、超低量喷雾机、喷烟机、喷粉机等。,其中喷粉机和喷烟机已经很少使用，本章就不在作为主要内容讲授。,（一）喷雾机通过高压泵和喷头将药液雾化成100300微米的方法。有手动和机动之分.,1、功能及要求：喷雾机的功能是使药液雾化为细小雾滴，并使之喷洒在农作物的茎叶上。对喷雾机的要求是：雾滴大小适宜；分布均匀；能达到被喷目标需要药物的部位；雾滴浓度一致，零部件不易被药物腐蚀：有良好的人身安全防护装置。,手动式喷雾机,图5-5,图5-6,喷雾机一般由压力泵、药液箱、喷头(或喷枪)、药液搅拌器、计量调节装置以及与之配套的动力机或人力手柄等构成。压力式喷雾机工作时，由人手或机动压力泵校药浓受压后经阀门、胶管、喷头或喷枪喷出成雾状。,机动式喷雾机,（二）弥雾机利用风机产生的高速气流将粗雾滴进一步破碎雾化成75100微米的雾滴，并吹送到远方。,是利用风机产生的高速气流冲击喷雾，雾滴由气流运载到达目标。工作时药液由药液箱经软管流向喷头，从喷头周围的小孔流出。受到由内燃机驱动的风机产生的高速气流的冲击，成为细小的雾滴随气流从喷口喷射出来，吹向远处。,（三）超低量喷雾机利用高速旋转的齿盘将药液甩出，形成1575微米的雾滴，可不加任何稀释水，故又称超低容量喷雾。,背负式机动超低量弥雾机,机上有一旋转速度很高的圆盘药液先在圆盘中形成水膜，利用高速旋转圆盘所产生的离心力把水膜分散成细小雾滴向四周溅出。其最大优点是产生的雾滴均匀、雾滴谱窄。,（四）吹送式喷粉机风机产生的高速气流，大部分吹向弯头，小部分吹至粉箱底部的吹粉管，从吹粉管的小孔吹出，并将药箱底部的药粉吹松散，送至粉门。同时由于大部分气流通过弯头时，在输粉管出口处造成一定的真空度，药粉就通过粉门、输粉管被吸入弯头，与大量的高速气流混合，经喷管喷出。,三、植保机械的主要工作部件,1、喷雾机喷头2、喷雾机液泵3、辅助部件,1、喷雾机喷头,(1)液力式喷头：涡流式喷头、扇形喷头、撞击式喷头等。,(2)气力式喷头,(3)离心式喷头,(4)静电式喷头,作用：药剂喷施机械的雾化装置是将液体或粉状固体药剂变成雾状或烟状喷射出去的装置通常，这种装置就是各种喷头。喷头的作用是保证药液以一定的雾滴尺寸、流量和射程喷向指定位置。类型：喷嘴类型一般将其分为，液体压力式、离心式、气力式三大类,（1）液体压力式：药液在压力下经过该装置后成雾状喷出。它的工作条件是药液必须具有足够的压力。常见的有涡流式喷头、扇形喷头和撞击式喷头。涡流式喷头主要有切向离心式喷头、涡流片式喷头和涡流芯喷头。切向离心式喷头：高压药液进入喷头时，沿倾斜的通道按切线方向进入涡流室，绕着圆锥体芯作高速螺旋运动。由于高压液流在经过通道小孔时，流速大大增加，在圆形涡流室内形成水力旋涡，被迫从中心喷口呈圆锥形雾状喷出。,涡流片式喷头：这种喷头有一个涡流片，片上沿四周方向对称地有两个贝壳形斜孔。在涡流片与喷孔片之间衬有垫圈，构成涡流室。液流从涡流片的贝壳形斜孔切向进入涡流室，产生高速螺旋运动，并从中心喷孔喷出成雾锥状。涡流芯喷头：这种喷头的涡流芯上有矩形的螺旋槽，用以引导液流沿切线方向进入涡流室，然后从中心喷口呈雾状喷出。,扇形喷头有缝隙式喷头和反射式喷头等形式。缝隙式喷头：高压药液通过锥形腔时，由于断面逐渐缩小，流速迅速提高，从喷口成高速射流液柱喷出，在空中扩散成雾滴洒落在植物茎叶上。反射式喷头：液流从圆形孔喷出后，高速冲击在对面的挡壁上而雾化。根据壁的位置和形状，喷出的雾，可以呈扇形、半圆形或圆盘形，也可成为中空的圆锥形。,（2）气力式喷头：利用高速度强力气流的冲击力，使从药箱流到喷口的药液碎裂或使药粉散开，成雾状喷出。液剂气力雾化装置药液从出液口流出时，利用强力气流将其雾化喷出。主要有顺流式喷头、逆流式喷头。因药液与气流的相对速度较大，雾化质量较好、锥形扩散喷头将药液吹到锥形物体上使之向四周扩散雾化等。,增速气流雾化装置：在药剂出口处将主气流增速，以加强雾化作用。粉剂和液剂均可喷施。风洞式喷头：气流先从小风洞管内增速并将药剂吹出，再在大风洞管作进一步增速使药剂雾化并随风喷出。横流增速喷头：主气流管在喷口处制成瓶颈状，使断面缩小，流速增大，压力减小。药剂在颈部横向输入，由强大气流雾化吹出。,（3）离心式喷头：离心式喷头是将药液输送到高速旋转的雾化元件上，在离心力的作用下，将药液从雾化元件的外边缘抛射出去，雾化成细小的雾滴，一般雾滴直径为1575um，故也称为超低量喷头。离心式喷头的雾化元件根据驱动方式不同，可分为电机驱动式和风力驱动式等类型。,（4）静电喷雾：静电喷雾通过高压静电发生装置使雾滴带电喷施的方法，药液滴落在叶片表面上的沉积量显著增加，可以将农药的有效利用率提高到80以上。优点：a、药液雾粒直径属于超低量范围(15微米-75微米)。由于雾粒带电，吸附力强，所以农药利用率比超低量喷雾高，用药量少，既节约农药，又减少污染。b、因雾粒带同性电荷，在空间飘移时相互排斥，不发生凝聚现象，覆盖均匀，同时受目的物周围电力线的作用，能吸附于目的物的正、反面，杀虫效果好。c、雾粒吸附于目的物表面比较牢固，不易被气流飘失或雨水冲刷流失。缺点：a、仅适用于有导电性的农药制剂。b、静电喷雾需要能产生直流高压的静电设备，结构比较复杂，成本较高。,静电式喷头的工作原理：,通过充电装置使雾滴携带一极性电荷，同时，根据静电感应原理，地面上的目标物将引发出和喷嘴极性相反的电荷，并在两者之间形成静电场。带电雾滴受喷嘴同性电荷的排斥，而受到目标物异性电荷的吸引，使雾滴迅速飞向目标，减少漂移量，节省农药，保护环境。,2、喷雾机液泵,(1)往复泵：活塞泵、柱塞泵