农业机械化第五章 中耕与植保机械

农业机械化第五章中耕与植保机械2023/1/122

作物在田间生长过程中，需要进行田间间苗、除草、松土、培土、灌溉、施肥和防止病虫害等作业，这些统称为田间管理作业，所用机具为中耕与植物保护机械。

田间管理的作用是按照农业技术要求：（1）通过间苗控制单位面积的有效苗数及合理分布；（2）通过松土防止土壤板结和返碱，加速肥料分解；（3）通过向作物根部培土，为其根部生长创造好的土壤条件；（4）通过化学和生物等植保措施，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。一、除草技术及发展

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。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。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。第一节

除草技术与中耕机械（一）化学药剂除草1、化学除草剂的特点——消除行间和行内杂草——减少大量田间管理工作——为改变耕作制度创造条件，如免耕技术、航空直播技术等2、化学除草剂的类型广普性除草剂：除灭一切绿色植物（利用时差、位差）选择性除草剂：即只对某些种类的植物进行灭除（二）颗粒除草剂：

机械式排药装置，可与播种、中耕等作业结合起来，结构简单，便于精确控制施量。（三）火焰除草：

利用火焰消灭有害的杂草。用于行间或全面灭草。优点是没有毒药残余，可以消灭多种杂草，但价格昂贵。选择式火焰除草：利用杂草和作物耐温耐热能力差别灭草，适当调整热量的强度和火焰持续时间，使杂草内液体膨胀，细胞壁破裂而枯萎死亡，不致损伤作物的叶面或其他嫩弱部分。（四）电力除草：

利用高压形成的电场来消灭杂草能除掉各种杂草，且除草后不会使杂草再生不损伤作物，没有化学残留，不污染环境。只适用于比作物高的杂草，功率消耗大。（五）微波灭草：

即利用微波技术使杂草种子内部产生很大的热量，杀死草籽，同时可以杀死病虫害。对土壤无污染，不受气候影响，但功效比较低，费用高，安全性差。（六）薄膜灭草：

即在播种前后覆膜，使杂草不能穿越地膜达到抑制杂草生长的目的。（七）泡沫灭草：

利用泡沫对杂草的黏附性灭草，只适用于播种期已经生长的杂草。（八）生物灭草：

利用生物对杂草的选择性吞噬达到消灭杂草的目的，如鸭子在水稻田消灭杂草；鹅在棉田也有除草作用。二、中耕机类型与构造中耕机定义：在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。作用：除草、松土、培土开沟。特点：具有入土性好，耕深平稳，经久耐用的特点。除草中耕机：开沟耕作、锄草保墒、施肥、施耕。特点：造型美观设计新颖，体积小，功能多，操作灵活，突出性强，安全方便等诸多优点。2023/1/1210马铃薯中耕培土机特点：前面设有可调节的预松土弹齿，两侧设起垄铲。2023/1/1211中耕管理机a.单翼除草铲b.双翼除草铲c.双翼通用铲αααβββabc三、中耕机的工作部件与仿形机构中耕机的工作部件主要有：除草铲、松土铲和培土器。1、除草铲：主要用于除草、松土。可分为单翼铲、双翼铲和通用铲三种形式。锄铲式

α=30，β=15，具有切除杂草和松碎表土的作用，有些还有垂直护板，以保护幼苗不被土壤覆盖。一般作业深度4～6cm。2、松土铲

用于中耕作物的行间深层松土，有破碎土壤板结层、消灭杂草、提高地温和蓄水保墒的作用。碎土性能好，不窜垡条入土性好，深浅层不混土3、培土器

用于向植物根部培土、起垄、也可用于灌溉开排水沟。主要类型有曲面可调式、旋转式、锄铲式和铧式培土铲，其中铧式培土铲应用最广泛。

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，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，称仿形机构。

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，称为整机仿形。

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，称为单组仿形。4、仿形机构（1）单杆单铰接仿形机构LgPLrθOaRεγGLsSdd

该机构是通过拉杆与机架单点铰接起来。

其受力如图所示当R变化时，仿形轮上的支反力S亦随之发生变化，故S为一个根据R大小而产生的平衡力。

当

仿形轮的地面压力减小，即S自动减小，保持不变；当

时，S即增大，仍不改变。故只要仿形轮不离地面悬空，，则锄铲耕深可始终不变。αααPQ2GRεGRQPGR12、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。3、多杆双自由度仿形机构（例：两个运动自由度的五杆机构）

工作部件与仿形轮固结一起，机构的自由度为2，依靠仿形轮和后踵控制耕深和入土角。第二节植物保护机械一、植物保护的主要方法二、植物保护机械的类型三、主要工作部件及特点一、植物保护的主要方法（一）

植物保护的意义

农作物在生长过程中，常常遭受到病菌、害虫和杂草等生物的侵害，轻则局部或个别植物发育不良，生长受到影响，重则全株或整片作物被毁坏。受害作物不仅会使产量降低、品质变差，甚至会造成毫无收获，如不及时防治则会造成农业生产的巨大损失。因此必须做好植物保护工作，做到经济而有效，防重于治，把病虫害消灭在危害出现之前，以达到稳产高产的目的。（二）植物保护的方法

植物保护的方法很多，按其作用原理及应用技术可分为以下几类：1、农业技术防治法：农业技术防治包括选育抗病、抗虫品种；增施有机肥料及化学肥料；选择合理的播种期和及时迅速收割，以避开病虫害；改进栽培方法，实行合理轮作等。2、物理机械防治法：病虫害发生期，利用物理方法和相应工具来防治病虫害，如采用机械捕打，果实套袋，药液浸种消灭害虫和病菌；利用成虫的趋光性，用紫外线灯（黑光灯）诱杀害虫，超声波高频振荡，高速气流吸虫机等。农药承接器紫外线灯防雨罩农药紫外线照射3、生物防治法：通过大量地培育寄生蜂、微生物和利用益鸟等害虫的天敌，来消灭病虫害。此方法，可减少农药残毒对农产品、空气和水的污染，改善环境条件等。4、组织制度防治法：通过对植物的检疫，特别是对作物种子的检疫及有效的管理，可控制病虫害的扩大和蔓延。5.化学防治法：利用各种化学药剂通过专用设备来消灭病虫、杂草及其它有害生物的措施。这种方法的特点是操作简单，防治效果好，生产效率高，且受地域和季节的影响小，应用日益广泛，是目前广大农村主要使用的植保方法。但对环境和生态具有一定的破坏作用。

（三）机械化化学防治方法1、喷雾法——通过高压泵和喷头将药液雾化成100~300微米的方法。有手动和机动之分。2、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75~100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。农药高速气流3、超低量法——利用高速旋转的齿盘将药液甩出，形成15~75微米的雾滴，可不加任何稀释水，故又称超低容量喷雾。4、喷烟法——利用高温气流使预热后的烟剂发生热裂变，形成1~50微米的烟雾，再随高速气流吹送到远方。

5、喷粉法——利用风机产生的高速气流将药粉喷洒到作物上。二、植物保护机械的类型（一）手动背负式喷雾喷粉机械（二）机动背负式喷雾喷粉机械（三）喷射式机动喷雾机械（四）喷杆式机动喷雾机械（五）果园风送式喷雾机械（六）喷烟机械（一）手动背负式喷雾喷粉机械手动喷雾机械：手动喷雾机的种类很多，结构也不尽相同，但按其工作原理可归纳为液泵式和气泵式两大类。1、手动液泵式喷雾机工作原理：操作员揿动摇杆，使塞杆往复运动。药液箱内的药液在液面和腔体内的压力差作用下流进泵筒。当皮碗下行时，泵筒内的药液挤压，通过出水阀进入空气室。空气室里的空气被压缩，对药液产生压力,打开开关后，液体即经过喷头喷洒出去。1.开关2.喷杆3.喷头4.固定螺母5.皮碗6.塞杆7.毡圈8.泵盖9.药液箱10.泵筒11.空气室12.出液阀13.进液阀14.吸液管工农—16型喷雾器工作原理示意图液泵活塞进液阀出液阀空气室开关喷头2、手动气泵式喷雾机

该机由药液桶、气泵和喷头等组成，它是用泵将空气压入气密药桶的上部（药液只加到水位线，留出一部分空间以贮存压力空气），利用空气对液面加压，再经喷头把药液喷出。（二）机动背负式喷雾喷粉机械

机动背负式喷雾喷粉机是采用气流输粉、气压输液、气力喷雾原理，由汽油机驱动的机动植保机具。组成：背负机主要由机架、离心风机、汽油机、油箱、药箱和喷洒装置等部件组成。1、弥雾原理汽油机带动风机叶轮旋转，产生高速气流，并在风机出口处形成一定压力，大部分高速气流流经喷管，少量气流流进药箱内，使药箱中形成一定的气压。药液在压力的作用下，经一定通道流到喷头12，雾化后，弥散成细小雾粒，并随气流吹出。

喷粉如图所示，风机叶轮旋转，少量气流经出风筒3进入吹粉管4，然后由吹粉管上的小孔吹出，使药箱中的药粉松散，以粉气混合状态吹向粉门体。由于弯头7下粉口处有负压，将粉剂吸到弯头内。这时粉剂被从风机出来的高速气流，通过喷管8吹向远方。

2、喷粉原理（三）喷射式机动喷雾机械

喷射式机动喷雾机主要是利用由电动机或内燃机驱动的高压泵通过喷头将药液进行雾化作业的。以担架式机动喷雾机为例介绍其基本构成和工作原理。工农-36型机动喷雾机工作原理1.混合器2.混药器3.空气室4.喷枪5.调压阀6.压力表7.回水表8.曲轴9.活塞杆10.活塞11.泵筒12.出水阀13.流量控制阀14.吸水管15.吸水滤网16.母液桶1、组成：机具的结构都是由动力机、喷枪或喷头、调压阀、压力表、空气室、流量控制阀、滤网、液泵（三缸活塞泵或隔膜泵）、混药器等组成。2、工作原理

动力机驱动液泵时，水流由滤网吸入泵缸，然后压入空气室。压力水进入射流式混药器，借射流作用，将母液吸入混药器。其自动均匀混合后经输液软管到喷枪，作远程喷射。进水口出水口工作原理示意图（四）喷杆式机动喷雾机械

喷杆喷雾机是装有横喷杆或竖喷杆的一种液力喷雾机。装有吊杆的喷杆喷雾机与高地隙拖拉机配套使用可进行诸如棉花、玉米等作物生长中后期病虫害防治。该类机具的特点是生产率高，喷洒质量好，是一种理想的大田作物用大型植保机具。

1、组成：液泵、药液箱、喷头、过滤器、搅拌器、喷杆桁架机构和管路控制部件等。2、工作原理喷杆喷雾机工艺流程图药箱药液输液管过滤器高压泵喷头喷杆喷管安全阀因堵塞等压力过高时（五）果园风送式喷雾机械

果园风送式喷雾机又称果园弥雾机，它利用轴流风机产生的高速气流将置于沿风机径向扇形出风口处的高压喷头喷出的雾滴进一步破碎，并向两侧吹送至目标物。1、组成：主要由药箱、取力器、压力泵、管路系统、流量控制阀、轴流风机、环状喷头分配管、喷头、机架和传动装置等组成。果园风送式喷雾机结构示意图喷头喷洒雾滴喷头高速气流气流轴流风扇药液泵药箱流量控制手柄2、工作原理：拖拉机将动力传至后方的压力泵和轴流风扇，压力泵将药箱内的药液吸入泵腔加压后，压向环状分配器，由环形布置的喷头雾化成的粗雾滴，然后由风机出风口排出的高速气流进一步雾化并呈扇形风送至机组两侧目标，从而达到弥雾效果。三、主要工作部件及特点（一）喷雾机的喷射部件

植保机械最终通过雾化装置（即喷射部件）将药液分布在农作物上，喷射部件的性能优劣直接影响对作物病虫害的防治效果。在喷药量相同的情况下，雾滴直径越小，雾滴数目也就越多，覆盖面积大且比较均匀，并能渗入微细空隙粘附在植株上，流失少，防治效果好。按照工作原理，喷雾机的喷射部件——喷头可分为液力式、气力式、离心式等型式。1、液力式喷头

主要是利用高压泵对液体施加一定压力，通过喷头进行雾化药液成为雾滴。⑴涡流式喷头：其特点是喷头内设制有导向部分，高压药液通过导向部分产生螺旋运动。涡流式喷头根据结构不同分为切向离心式喷头、涡流片式喷头和涡流芯式喷头三种型式。⑵扇形喷头：扇形喷头有狭缝式喷头和冲击式（反射式）喷头，药液经喷孔喷出后均形成扁平扇形雾，其喷射分布面积为一矩形。⑶撞击式喷头：它由扩散片、喷嘴、喷嘴帽和枪管等组成。喷嘴制成锥形腔孔，出口孔径一般为3~5mm。其雾化原理：由喷雾胶管流来的高压药液，通过喷嘴到达出口处，由于过水断面逐渐减小，其压力逐渐下降，流速逐渐增高，形成高速射流液柱，射向远方。2、气力式喷头

气力式喷头是利用较小的压力将药液流导入高速气流场，在高速气流的冲击下，药液流束被雾化成为直径75~100μm的细小雾滴。高速气流一般由风机产生。通用气力式喷头1.输液管2.喷管3.扭转叶片4.喷孔3、离心式喷头

离心式喷头（或超低量喷头）是将药液输送到高速旋转的雾化元件上（如圆盘等），在离心力的作用下，药液沿着雾化元件外缘抛射出去，雾化成细小雾滴（雾滴直径为15~75μm）。根据驱动方式不同雾化元件可分为电机驱动和风力驱动。电机驱动多用于手持式超低量喷雾机上，风力式多用于背负式机动超低量喷雾机上。⑴电机驱动式离心喷头⑵风力驱动式离心喷头（二）喷雾机的辅助部件

喷雾机的辅助部件主要包括液泵、药箱、搅拌装置、空气室、调压阀、射流混药器等，在本节中只讲药液泵和空气室。

喷雾机的液泵是喷雾机的重要组成部分，其作用是将药液转换为高压药液，从而克服管道阻力，通过喷头雾化而喷洒到农作物上。喷雾机常用的液泵有往复式和旋转式两大类。前者主要包括活塞泵、柱塞泵和隔膜泵，后者主要包括离心泵、滚子泵和齿轮泵等。其中以往复泵应用最广。1、往复泵（容积泵）

往复泵常用的有活塞泵、柱塞泵、离心泵、转子泵和隔膜泵等类型。

活塞泵是喷雾机中使用较多的一种，工作原理：通过活塞的移动，利用缸筒容积的变化达到吸液和排液的目的。有单缸、双缸和三缸等形式。单缸活塞泵，如皮碗式活塞泵和皮碗式气泵多用于手动喷雾机上。双缸和三缸泵多用于机动喷雾机。活塞泵具有较高的喷雾压力及良好的工作性能。（1）皮碗式活塞泵它由活塞杆、泵筒、皮碗活塞、吸液球阀、吸液管和滤网、排液球阀、空气室等组成。液泵活塞进液阀出液阀空气室开关喷头（2）隔膜泵它由隔膜、出水球阀、空气室、进水阀片等组成。工作时通过摇杆机构（带动隔膜作往复运动，使泵体内的体积发生变化，在泵内外压力差的作用下，不断地将药液通过进水管吸入泵室，并不