摘要：系统分析了地面施药机具诸如手动喷雾机具、机动背负式喷雾机、机载移动式喷雾机和非地面施药机具如航空静电喷雾系统、无人直升机农药喷洒系统、旋翼无人机防除病虫害作业技术在林木病虫害防治中的应用效果。地面施药机具结合现代智能技术优化了药剂使用，降低了环境污染；非地面施药设备则通过高效喷雾技术实现了更好的药液沉积和靶向施药。未来，应进一步探索机械装备与智能化技术的深度融合，以提高林木病虫害防治的精准性和效率。

　　关键词：林木管护；机械装备；病虫害防治；应用分析

　　1.引言

　　林木作为生态系统的重要组成部分，在全球生态平衡、气候调节以及生物多样性保护中发挥着不可或缺的作用。然而，随着气候变化和人类活动的加剧，林木病虫害问题日益严重，成为威胁森林资源和生态安全的重要问题。全球每年因病虫害导致的林木损失高达20亿立方米，这不仅影响了木材生产，也损害了生态环境。在传统的林木病虫害防治中，人工巡查和化学药剂的使用是主要手段。然而，人工巡查效率低，且化学药剂的使用会导致环境污染和生态失衡。因此，采用机械装备进行病虫害防治逐渐成为一种有效且可持续的解决方案。近年来，随着技术的不断发展，各种先进的机械装备被引入林木管护中。尽管机械装备在林木病虫害防治中展现了良好的应用前景，但目前对其具体实施效果和适用范围的系统研究仍较为匮乏。为此，系统分析机械装备在林木病虫害防治中的应用效果，为林木管护提供更为科学的依据。

　　2.地面施药机具

　　2.1手动喷雾机具

　　在林业保护领域，手动式喷雾设备作为主要的病虫害防治工具，其应用主要集中在小型果园、低矮灌木丛和苗木的精确施药上。尽管其应用范围较广，但手动喷雾设备的效率限制显而易见，每人每天的处理面积仅为1.3到2公顷。从技术角度来看，手动喷雾设备必须确保喷雾的连续性和均匀性，所有部件和连接点应无泄漏，并需通过严格的密封和耐压测试，以确保作业效果和操作者安全。与风送式喷雾机等现代设备相比，手动喷雾设备在药剂使用效率、树冠内部沉积、仿形喷雾效果以及减少地面流失和空中飘散等关键性能指标上存在差距，例如仿形变量喷雾技术能显著提高农药利用率至45.7%，而手动喷雾设备则难以达到这一水平。

　　随着智能和精准技术的不断进步，手动喷雾设备（图1）正在逐步集成数据收集和分析功能，目标是通过与农业管理平台的紧密结合，实现对喷药效果的实时监控和优化，从而在提高作业效率的同时，减少环境污染和操作人员中毒的风险。

　　2.2机动背负式喷雾机

　　在林业保护领域，以发动机驱动的背负式喷雾器，尤其是背负式弥雾器，已经成为防治病虫害的主要机械工具，这些设备利用发动机作为动力源，通过高速旋转的离心风机实现风力喷洒，其工作效率显著高于手动喷雾器，垂直喷洒距离能够达到15米，非常适合中龄和幼龄林木的病虫害防治。背负式动力喷雾器主要由框架、离心风机、汽油发动机、燃油箱、药液箱和喷洒系统等重要组件构成。框架设计既坚固又轻便，而离心风机则负责产生高速气流，以雾化药液并远距离输送。例如，WFB-18AC型号背负式喷雾器配备了1.18千瓦/5000转/分的动力系统和100—130微米的雾滴直径，提供了较大的喷洒范围；而3MF-26型号背负式喷雾器则以其1.47千瓦/6000转/分的更高动力和85—100微米精细的雾滴，确保了更远的喷洒距离和更均匀的雾滴分布（图2）。

　　在实际操作过程中，操作者必须严格遵守安全操作规程，如戴好口罩、避免逆风操作，并在作业前检查燃油和电路系统，确保汽油发动机正常运转。同时，在喷洒时应采取侧向喷洒方法，以防止药液对植物造成伤害和对操作人员构成风险。随着现代农业技术的进步，背负式动力喷雾器正在向技术创新和性能提升的方向发展，目标是通过更先进的喷洒技术和发动机设计，提高喷洒的均匀性、增强设备的耐用性，以满足精准农业对病虫害防治提出的更高标准。

　　2.3机载移动式喷雾机

　　在林业保护领域，车载移动式喷雾设备因其高效率和灵活性，成为防治病虫害的关键机械装备，尤其在广阔缓坡林区的病虫害管理中扮演着重要角色。这些喷雾设备根据垂直喷洒距离的不同，被划分为中等和低射程以及高射程两大类，其中中等和低射程类型适合于矮小植被如果园的病虫害控制，而高射程类型则能有效覆盖高大乔木，其垂直喷洒距离通常超过18米，显示了其强大的风力喷洒能力。具体来说，车载移动式喷雾设备通常配备流量为5-7立方米/小时的高等级不锈钢泵，能在0-1.8兆帕的泵压下产生50-200微米的雾滴，确保药液在30米的水平射程内均匀分布。此外，设备的俯仰和水平旋转角度均可调节，以适应多变的作业条件。北京林业大学的履带式林木障碍药带施药车的总功率不超过12千瓦，尺寸为2500×1500×2300毫米，具备手动、遥控和自动三种操作模式，防护等级达到IP54，确保了在户外作业中的稳定性与安全性（图1）。

　　随着环保意识的增强，车载移动式喷雾设备（图3）正越来越多地使用低毒性、环保型农药，并整合智能化管理系统，通过精确喷洒减少对环境的影响。这一领域预计将朝着更加智能化、精准化、自动化和无人化的方向发展，无人机喷洒技术和先进的数据收集分析功能将被更广泛地采用，以提高农药使用效率，优化喷洒效果。

　　3.非地面施药机具

　　3.1航空静电喷雾系统

　　在林业养护领域，航空静电喷雾技术利用高压静电使药液雾滴带电，显著提高了药液在树木靶标表面及背面的粘附率和均匀分布，有效降低了施药量并增加了沉积量。在0.35 MPa的压力下，使用0.8毫米喷孔直径，喷雾角度达到96°,雾流速度均匀且高效，荷质比最高可达2.26 mC/kg，与传统扇形航空喷雾相比，雾滴沉积量平均提高了18个/cm2，作业效率显著提高，农药使用量减少了5.22 L/hm2，有效防治率提高了33.8%。自20世纪60年代美国开始相关研究以来，航空静电喷雾技术经过半个世纪的发展，已经取得了显著的成果，但在提高病虫害防治效果和减少喷雾飘移方面仍存在挑战。在中国，该技术的引进和应用正在逐步推进，研究人员正致力于结合国内实际情况，研发适应本地条件的航空静电喷雾系统和配件，旨在通过精准喷雾和变率喷雾技术的结合，进一步优化作业效果，减少环境污染，提高整体作业效率。

　　3.2无人直升机农药喷洒系统

　　无人直升机农药喷洒系统以其高效、环保和安全的技术特性，逐渐成为主流防治病虫害的机械装备，该系统集成了电动离心喷头、折叠式喷杆、双加液口设计的药液箱、先进的施药控制系统、高效液泵以及稳固的机架等关键部件，通过GNSS自动化导航与智能控制技术，实现了林木病虫害的定点精准施药，显著提高了农药利用效率，降低了使用量，进而减轻了对环境的负面影响。无人直升机农药喷洒装备相较于常规担架喷雾机，表现出了更优的防治效果，特别是在施药10天后，其优势尤为显著。

　　3.3旋翼无人机防除病虫害作业技术

　　旋翼无人机防除病虫害作业技术借鉴了发达国家如日本早在1987年便研制出的植保无人机的经验。随着技术的不断革新，旋翼无人机不仅局限于喷洒药剂，还拓展至撒肥、撒种等多元化应用，尤其在丘陵山地、水田及高秆作物等复杂地形中展现出显著优势，如在瑞士山地葡萄园的喷洒作业中，无人机有效提升了作业效率，大幅降低了人工成本。通过地面遥控或导航飞控系统，旋翼无人机实现了精准喷洒作业，其搭载的多光谱镜头能够采集农田作业信息，生成农业处方图，指导无人机进行更为精确的防治。同时，大型药企正积极研发与无人机喷洒相匹配的飞防助剂，如科迪华、先正达、拜耳等，这些助剂能改善雾滴雾化效果，减少飘失，提升农药在靶标作物表面的滞留量。

　　4.结束语

　　结合现代智能技术，手动喷雾机、机动背负式喷雾机和机载移动式喷雾机等地面施药设备逐步优化了药剂使用效果，降低了环境污染风险。非地面施药设备，如航空静电喷雾系统和无人机喷洒系统，则通过高效喷雾技术，实现了更好的药液沉积和靶向施药。未来，应进一步探索机械装备与智能化技术的深度融合，以实现更加精准、高效的林木病虫害防治。

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