喷灌机加装上新装置　水肥药施用精准又高效

正值小麦灌浆期，为预防干热风与病害，黄淮海平原的农田里一派灌水、追肥、打药的繁忙景象，而在安徽省宿州市埇桥区，管理着700多亩示范田的区农业农村局农科所副所长李勇既没请人喷洒农药，也没请无人机飞防小队过来打药。李勇笑着说：“我有‘秘密武器’，一个人一天就能把药打完。”

　　顺着他的手指方向远望，两台大型平移式喷灌机伫立田间。细看发现，与普通喷灌机不同的是，这两台喷灌机的桁架下加装了四根钢缆和一排门型框架，一台“小车”在缆道上往返穿行，“小车”下有一排喷头正在撒药，遇到喷灌机轮胎支架还可以自动收放。

　　“这是我们参与研发的大型喷灌机水肥药精准施用装置。”中国农业科学院农田灌溉研究所（以下简称“灌溉所”）高效节水灌溉技术与装备创新团队副研究员陈震说，“我国规模经营农田配备大型喷灌机进行作物水肥管理是一个趋势，但大型喷灌机造价高、单次投入大，我们一直在思考如何才能拓展大型喷灌机的功能，提高其使用效率。”

　　研究团队琢磨起了大型喷灌机天然的桁架结构：“能否改进大型喷灌机机械工程结构，满足农田综合管理各项需求？”说干就干，他们与安徽艾瑞德农业装备股份有限公司（以下简称“艾瑞德公司”）组建了设计团队，构建起企业牵头、科研支撑的合作机制，科研人员找准攻关目标，企业根据市场需求加速技术转化和成果落地。

　　团队首先想到的是集成植保喷药功能。但由于喷药剂量小、浓度大、药水容易挂壁，不能用已有的灌溉管道，曾有人简单加装了与大型喷灌机等长的喷药管道，可长度过长压力不均，末端喷头无法正常使用。

　　“可以让喷药设备在大型喷灌机上动起来！”设计团队负责人、艾瑞德公司董事长马骏突然有了灵感。但这也意味着，项目人员在结构设计上要将喷药设备行动轨迹、重量、驱动力、续航等需求与大型喷灌机进行完美适配，并解决药剂输补、持续驱动、均匀喷洒等难题。即便是国外老牌农业机械公司，此前也未尝试过。

　　无“前车之鉴”，就独辟蹊径。是用外圈缆车式轨道还是内部直线式轨道？是用电池供电还是充电供电？最大承重量是多少？撒药装置结构、药液系统如何设计？……一个个问题摆在了设计人员面前等待解决。设计团队从零钻研、独立攻关、自主制造。“轨道位置、材质，装置重量、驱动轮数量、喷头伸缩结构和支撑工程等需要通过多次修改和迭代，在运动性能、稳定性能、持续性能等方面达到较好平衡，任何一项变动都会产生连锁反应，对整体设计和结构产生影响。”马骏介绍，团队开发钢缆导轨关键技术，解决喷药小车喷洒高度不稳定问题；创新V型升降机构关键技术，解决撒药喷头高度调节难题，满足不同作物不同生长期的喷洒需求；创新自动补药系统关键技术，实现了药液补充全程自动化；借鉴高铁接触网导线，为喷药小车定制了预拉紧的供电钢缆。

　　经过长期的参数分析和打版实验，又历经10次大改，今年年初，水肥药精准施用装置顺利下线运行，为小麦管理带来了新气象。

　加装在大型喷灌机桁架下的多功能喷药小车预备进田撒药。　汪奇　摄

　　“新装置主要由喷药协同系统、多功能喷药小车、轨道系统、供电系统、转运车、跨体专用门型框架组成，其中喷药协同系统包含混药箱，药液运输管道，控制中枢及混液、补液系统。”陈震介绍，喷药小车喷幅6米，行动轨迹与大型喷灌机轨迹垂直，喷完单程后喷灌机会自动前移6米。喷灌机精准的移动幅度、喷药小车的“之”字形走位和防风喷头保障了每一株小麦都能被喷到药物，“装置自动化程度高，可成套购置或在原有大型喷灌机上进行改造加装，几乎不受电力限制，能实现长时间无人监管连续作业。”

　　新装置刚下线，李勇就给示范田的大型喷灌机加装上了。“几乎每周都用。”李勇说，小麦生长季需要喷洒多种肥药，像叶面肥、杀菌剂、杀虫剂、植物生长调节剂等，有些得打多次，有些不能混用，“新设备药箱最多能容纳2000公斤药液，农药稀释倍数更加合理，有利于直喷病灶，防病治病效果好。”

　　装置配有远程控制系统，李勇只需配好药液，就能在办公室远程控制新设备起停。“省工、省时，也不需要更换电池，真的是解放双手。”看着即将收获的麦田，李勇忍不住点赞，“下季种玉米，明年种大豆，我还接着用。”

　　加装了“喷药小车”的大型喷灌机，就像一台大型机器人自行运转。“除了‘喷药小车’，加载有遥感摄像头的‘农情检测小车’和能喷洒固体肥料的‘撒肥小车’也已进入中试阶段。”马骏说，“加装的这些机械结构让大型喷灌机长出了‘手臂’，成为一个平台，只需更换不同小车，就能实现农田综合管理的不同功能。”

　　“目前我国累计建成高效节水灌溉面积超过4亿亩，灌溉装备升级改造是提升农业生产效率的关键环节。”灌溉所副所长王景雷说，“近年来灌溉装备领域向科技要效益，持续推动技术更新与改造升级，更好地融入到农业现代化的发展格局，为保障粮食安全作出贡献。”

作者：农民日报·中国农网记者 李丽颖