一种火焰靶向除草机的设计与试验分析_卢月.pdf

江 苏 农 机 化 2 0 2 5 2 摘 要 火 焰 靶 向 除 草 技 术 是 利 用 燃 烧 器 喷 出 的 高 温 火 焰 瞬 间 加 热 靶 目 标 使 其 细 胞 发 生 蛋 白 质 变 性 和 细 胞 膜 破 裂 最 终 死 亡 以 此 来 达 到 防 治 除 草 的 目 的 文 章 研 制 了 一 种 火 焰 靶 向 除 草 机 阐 述 其 结 构 及 工 作 原 理 并 进 行 了 田 间 试 验 分 析 结 果 表 明 火 焰 靶 向 除 草 技 术 能 提 升 农 业 生 产 效 率 和 质 量 具 有 一 定 推 广 应 用 价 值 关 键 词 火 焰 靶 向 除 草 技 术 火 焰 靶 向 除 草 机 试 验 效 益 0 引 言 农 田 杂 草 是 导 致 农 作 物 产 量 大 幅 下 降 的 主 要 因 素 之 一 在 农 业 生 产 中 必 须 定 期 进 行 田 间 除 草 处 理 热 除 草 技 术 是 一 种 迅 速 加 热 植 物 组 织 内 的 水 分 从 而 控 制 杂 草 的 除 草 技 术 能 够 有 效 地 直 接 杀 死 所 有 类 型 的 杂 草 秧 苗 重 复 实 施 甚 至 能 够 除 去 成 熟 的 植 株 1 不 使 用 除 草 剂 不 受 风 雨 天 气 的 约 束 易 于 操 作 比 手 工 除 草 快 且 便 宜 2 火 焰 靶 向 除 草 技 术 作 为 热 除 草 技 术 之 一 进 行 杂 草 防 治 的 原 理 是 利 用 燃 烧 器 喷 出 的 高 温 火 焰 瞬 间 加 热 靶 目 标 使 其 细 胞 发 生 蛋 白 质 变 性 和 细 胞 膜 破 裂 最 终 死 亡 本 文 研 制 了 一 款 火 焰 靶 向 除 草 机 在 睢 宁 县 王 集 镇 大 豆 玉 米 带 状 复 合 种 植 示 范 区 开 展 相 关 试 验 工 作 试 验 结 果 表 明 该 机 可 降 低 除 草 成 本 且 符 合 高 效 节 能 环 保 的 要 求 具 有 一 定 的 推 广 应 用 价 值 1 火 焰 靶 向 除 草 机 结 构 及 工 作 原 理 1 1 结 构 组 成 火 焰 靶 向 除 草 机 主 要 由 机 架 火 焰 除 草 组 件 防 护 罩 出 火 口 燃 料 罐 与 安 全 监 测 系 统 等 组 成 结 构 如 图 1 所 示 1 2 技 术 参 数 火 焰 靶 向 除 草 机 的 主 要 技 术 参 数 见 表 1 1 3 工 作 原 理 火 焰 靶 向 除 草 机 挂 接 在 拖 拉 机 上 随 拖 拉 机 牵 引 作 业 气 罐 位 于 机 架 上 方 火 焰 除 草 组 件 位 于 机 架 后 下 方 火 焰 口 流 量 角 度 高 度 可 调 除 草 组 件 采 用 模 块 化 设 计 单 套 模 块 配 套 拖 拉 机 动 力 仅 需 2 5 k W 并 可 以 根 据 作 业 幅 宽 适 当 增 加 作 业 模 块 燃 气 从 液 化 气 罐 释 放 通 过 管 道 输 送 至 燃 气 喷 嘴 遥 控 电 子 打 火 器 产 生 电 火 花 瞬 间 产 生 高 温 火 焰 对 杂 草 及 草 籽 病 虫 害 等 进 行 瞬 间 高 温 加 热 以 达 到 清 除 的 目 的 针 对 不 同 杂 草 类 型 簇 型 机 具 喷 火 压 力 流 量 实 时 监 控 与 变 量 可 调 在 进 行 田 间 作 业 时 火 焰 头 之 间 的 间 距 可 以 根 据 作 物 之 间 行 距 灵 活 调 整 安 全 监 测 系 统 可 以 实 时 监 测 管 道 的 压 力 变 化 并 在 压 力 异 常 时 进 行 报 警 有 助 于 及 时 发 现 管 道 漏 损 压 力 异 常 等 问 题 同 时 还 配 置 灭 火 器 等 装 置 以 保 障 作 业 安 全 一 种 火 焰 靶 向 除 草 机 的 设 计 与 试 验 分 析 卢 月 1 刘 前 锋 2 陈 骏 1 雷 任 雄 1 王 婉 宁 1 1 机 架 2 防 护 罩 3 出 火 口 4 燃 料 罐 5 安 全 监 测 系 统 图 1 火 焰 靶 向 除 草 机 结 构 示 意 图 1 2 3 4 5 13 DOI 10 16271 ki jsnjh 2025 02 007江 苏 农 机 化 2 0 2 5 2 2 田 间 试 验 2 1 作 业 效 率 睢 宁 县 拥 有 大 豆 玉 米 复 合 种 植 千 亩 示 范 区 通 过 走 访 调 研 发 现 当 地 百 姓 普 遍 采 用 人 工 打 药 机 器 施 药 两 种 方 式 进 行 除 草 采 用 人 工 打 药 除 草 虽 然 可 以 对 特 定 区 域 杂 草 进 行 清 除 灵 活 性 高 但 除 草 效 率 低 劳 动 强 度 大 人 均 作 业 效 率 只 有 0 1 3 3 0 2 h m 2 h 采 用 机 器 施 药 除 草 以 大 豆 玉 米 复 合 种 植 为 例 由 于 大 豆 玉 米 所 需 除 草 剂 不 同 通 常 采 用 自 制 施 药 装 置 喷 施 化 学 除 草 剂 作 业 幅 宽 为 2 5 m 作 业 速 度 约 为 1 m s 理 论 上 每 小 时 可 作 业 0 9 h m 2 但 在 长 时 间 施 药 过 程 中 需 要 多 次 配 药 加 药 作 业 效 率 有 所 降 低 实 际 每 小 时 只 能 作 业 0 8 h m 2 左 右 而 使 用 火 焰 靶 向 除 草 机 除 草 省 去 了 配 药 加 药 的 时 间 且 作 业 幅 宽 和 作 业 速 度 与 自 制 的 施 药 装 置 基 本 相 同 每 小 时 可 作 业 约 0 8 6 7 h m 2 较 人 工 打 药 除 草 作 业 机 器 除 草 作 业 效 率 有 所 提 升 三 种 除 草 方 式 作 业 场 景 如 图 2 所 示 2 2 除 草 率 在 示 范 点 进 行 了 机 器 施 药 除 草 火 焰 靶 向 除 草 以 及 不 除 草 三 组 对 比 试 验 试 验 效 果 如 图 3 所 示 为 量 化 试 验 效 果 在 除 草 作 业 2 天 后 试 验 人 员 在 各 组 试 验 地 块 按 5 点 取 样 法 记 录 2 5 m 2 5 m 区 域 内 杂 草 存 活 数 一 个 根 系 为 一 株 杂 草 并 计 算 除 草 率 各 组 数 值 如 表 2 所 示 通 过 表 2 可 知 除 草 作 业 2 天 后 机 器 施 药 除 草 作 业 的 除 草 率 均 低 于 4 0 而 火 焰 靶 向 除 草 作 业 除 草 率 均 超 过 6 0 优 于 机 器 施 药 除 草 作 业 可 见 短 期 内 火 焰 靶 向 除 草 效 果 优 于 机 器 施 药 除 草 3 效 益 分 析 3 1 社 会 效 益 火 焰 靶 向 除 草 技 术 一 方 面 可 降 解 农 残 杀 虫 灭 菌 降 低 对 土 壤 和 水 体 的 污 染 有 助 于 维 持 土 壤 肥 力 保 护 生 态 环 境 和 生 物 多 样 性 另 一 方 面 减 少 化 学 除 草 剂 的 使 用 降 低 了 农 民 与 有 害 化 学 物 质 接 触 的 风 险 减 少 了 农 产 品 中 的 化 学 残 留 提 升 了 产 品 品 质 保 障 消 费 者 的 健 康 提 高 了 农 产 品 的 市 场 认 可 度 火 焰 靶 向 除 草 技 术 为 农 民 提 供 了 一 种 更 环 保 的 种 植 方 式 可 促 进 农 业 的 可 持 续 发 展 尽 管 初 始 设 备 投 资 可 能 较 高 但 从 长 远 发 展 来 看 随 着 火 焰 靶 向 除 草 机 的 不 断 改 进 生 产 规 模 逐 步 扩 大 以 及 化 学 药 剂 使 用 量 的 减 少 该 技 术 的 生 产 效 益 会 逐 步 提 高 3 2 经 济 效 益 通 过 调 研 并 结 合 田 间 试 验 对 机 器 施 药 除 草 火 焰 靶 向 除 草 两 种 除 草 方 式 单 次 作 业 成 本 进 行 了 汇 总 归 纳 机 器 施 药 除 草 单 次 作 业 每 亩 需 花 费 5 0 元 除 草 剂 人 工 费 用 火 焰 靶 向 除 草 单 次 作 业 每 亩 需 花 费 6 8 元 燃 气 人 工 费 用 火 焰 靶 向 除 草 成 本 仅 比 机 器 施 药 除 草 增 加 了 1 8 元 目 前 每 季 大 豆 玉 米 在 生 产 过 程 中 需 要 机 器 施 药 除 草 3 次 故 每 季 每 亩 除 草 成 本 为 1 5 0 元 而 火 焰 靶 向 除 草 只 需 进 行 两 次 除 草 作 业 每 季 每 亩 除 草 成 本 为 1 3 6 元 较 机 器 施 药 除 草 成 本 降 低 了 1 4 元 节 省 了 近 1 0 的 成 本 参 数 整 机 外 形 尺 寸 长 宽 高 m m m m m m 隔 热 防 护 罩 间 距 m m 隔 热 防 护 罩 尺 寸 长 宽 高 m m m m m m 喷 头 高 度 和 角 度 作 业 宽 幅 m m 作 业 速 度 m s 1 火 焰 温 度 数 值 2 3 5 0 1 4 8 0 1 5 0 0 可 调 节 0 3 0 0 3 5 0 5 6 0 2 9 0 可 调 2 3 0 0 0 4 1 2 0 0 表 1 火 焰 靶 向 除 草 机 主 要 技 术 参 数 14江 苏 农 机 化 2 0 2 5 2 4 结 语 火 焰 靶 向 除 草 机 试 验 结 果 表 明 火 焰 靶 向 除 草 技 术 高 效 环 保 无 化 学 残 留 不 仅 能 够 提 升 农 业 生 产 效 率 和 质 量 降 低 生 产 成 本 减 少 能 源 浪 费 还 有 助 于 改 善 社 会 生 态 环 境 保 护 农 民 及 消 费 者 的 身 体 健 康 随 着 技 术 的 不 断 发 展 火 焰 靶 向 除 草 技 术 与 装 备 在 绿 色 环 保 方 面 的 优 势 将 逐 步 显 现 并 将 成 为 推 动 农 业 可 持 续 发 展 的 重 要 力 量 参 考 文 献 1 陈 浩 杨 亚 莉 保 护 性 耕 作 模 式 下 非 化 学 除 草 技 术 的 研 究 J 农 机 化 研 究 2 0 1 1 3 3 9 2 4 1 2 4 4 2 陈 树 人 栗 移 新 潘 雷 热 除 草 技 术 现 状 和 展 望 J 安 徽 农 业 科 学 2 0 0 7 3 5 3 3 1 0 6 9 5 1 0 6 9 7 基 金 项 目 江 苏 省 现 代 农 机 装 备 与 技 术 示 范 推 广 项 目 火 焰 靶 向 除 草 技 术 装 备 试 验 示 范 N J 2 0 2 3 4 3 作 者 单 位 1 江 苏 省 现 代 农 业 装 备 科 技 示 范 中 心 2 南 京 农 业 大 学 收 稿 日 期 2 0 2 5 0 2 1 8 a 人 工 打 药 除 草 b 机 器 施 药 除 草 c 火 焰 靶 向 除 草 图 2 三 种 除 草 方 式 作 业 场 景 图 a 机 器 施 药 除 草 b 不 除 草 图 3 三 组 试 验 效 果 对 比 图 c 火 焰 靶 向 除 草 作 物 行 大 豆 行 玉 米 行 类 别 不 除 草 机 器 施 药 除 草 火 焰 靶 向 除 草 不 除 草 机 器 施 药 除 草 火 焰 靶 向 除 草 平 均 杂 草 存 活 株 数 株 3 2 8 0 2 0 0 0 1 2 5 0 3 0 0 0 1 8 5 0 1 0 0 0 除 草 率 3 9 0 6 1 9 3 8 3 6 6 7 表 2 除 草 作 业 2 天 后 各 组 杂 草 存 活 数 除 草 率 15