加裝在大型噴灌機桁架下的多功能噴藥小車預備進田撒藥。 汪奇 攝
正值小麥灌漿期，為預防干熱風與病害，黃淮海平原的農田里一派灌水、追肥、打藥的繁忙景象，而在安徽省宿州市埇橋區，管理著700多畝示范田的區農業農村局農科所副所長李勇既沒請人噴灑農藥，也沒請無人機飛防小隊過來打藥。李勇笑著說：“我有‘秘密武器’，一個人一天就能把藥打完。”
順著他的手指方向遠望，兩臺大型平移式噴灌機佇立田間。細看發現，與普通噴灌機不同的是，這兩臺噴灌機的桁架下加裝了四根鋼纜和一排門型框架，一臺“小車”在纜道上往返穿行，“小車”下有一排噴頭正在撒藥，遇到噴灌機輪胎支架還可以自動收放。
“這是我們參與研發的大型噴灌機水肥藥精準施用裝置。”中國農業科學院農田灌溉研究所（以下簡稱“灌溉所”）高效節水灌溉技術與裝備創新團隊副研究員陳震說，“我國規模經營農田配備大型噴灌機進行作物水肥管理是一個趨勢，但大型噴灌機造價高、單次投入大，我們一直在思考如何才能拓展大型噴灌機的功能，提高其使用效率。”
研究團隊琢磨起了大型噴灌機天然的桁架結構：“能否改進大型噴灌機機械工程結構，滿足農田綜合管理各項需求？”說干就干，他們與安徽艾瑞德農業裝備股份有限公司（以下簡稱“艾瑞德公司”）組建了設計團隊，構建起企業牽頭、科研支撐的合作機制，科研人員找準攻關目標，企業根據市場需求加速技術轉化和成果落地。
團隊首先想到的是集成植保噴藥功能。但由于噴藥劑量小、濃度大、藥水容易掛壁，不能用已有的灌溉管道，曾有人簡單加裝了與大型噴灌機等長的噴藥管道，可長度過長壓力不均，末端噴頭無法正常使用。
“可以讓噴藥設備在大型噴灌機上動起來！”設計團隊負責人、艾瑞德公司董事長馬駿突然有了靈感。但這也意味著，項目人員在結構設計上要將噴藥設備行動軌跡、重量、驅動力、續航等需求與大型噴灌機進行完美適配，并解決藥劑輸補、持續驅動、均勻噴灑等難題。即便是國外老牌農業機械公司，此前也未嘗試過。
無“前車之鑒”，就獨辟蹊徑。是用外圈纜車式軌道還是內部直線式軌道？是用電池供電還是充電供電？最大承重量是多少？撒藥裝置結構、藥液系統如何設計？……一個個問題擺在了設計人員面前等待解決。設計團隊從零鉆研、獨立攻關、自主制造。“軌道位置、材質，裝置重量、驅動輪數量、噴頭伸縮結構和支撐工程等需要通過多次修改和迭代，在運動性能、穩定性能、持續性能等方面達到較好平衡，任何一項變動都會產生連鎖反應，對整體設計和結構產生影響。”馬駿介紹，團隊開發鋼纜導軌關鍵技術，解決噴藥小車噴灑高度不穩定問題；創新V型升降機構關鍵技術，解決撒藥噴頭高度調節難題，滿足不同作物不同生長期的噴灑需求；創新自動補藥系統關鍵技術，實現了藥液補充全程自動化；借鑒高鐵接觸網導線，為噴藥小車定制了預拉緊的供電鋼纜。
經過長期的參數分析和打版實驗，又歷經10次大改，今年年初，水肥藥精準施用裝置順利下線運行，為小麥管理帶來了新氣象。
“新裝置主要由噴藥協同系統、多功能噴藥小車、軌道系統、供電系統、轉運車、跨體專用門型框架組成，其中噴藥協同系統包含混藥箱，藥液運輸管道，控制中樞及混液、補液系統。”陳震介紹，噴藥小車噴幅6米，行動軌跡與大型噴灌機軌跡垂直，噴完單程后噴灌機會自動前移6米。噴灌機精準的移動幅度、噴藥小車的“之”字形走位和防風噴頭保障了每一株小麥都能被噴到藥物，“裝置自動化程度高，可成套購置或在原有大型噴灌機上進行改造加裝，幾乎不受電力限制，能實現長時間無人監管連續作業。”
新裝置剛下線，李勇就給示范田的大型噴灌機加裝上了。“幾乎每周都用。”李勇說，小麥生長季需要噴灑多種肥藥，像葉面肥、殺菌劑、殺蟲劑、植物生長調節劑等，有些得打多次，有些不能混用，“新設備藥箱最多能容納2000公斤藥液，農藥稀釋倍數更加合理，有利于直噴病灶，防病治病效果好。”
裝置配有遠程控制系統，李勇只需配好藥液，就能在辦公室遠程控制新設備起停。“省工、省時，也不需要更換電池，真的是解放雙手。”看著即將收獲的麥田，李勇忍不住點贊，“下季種玉米，明年種大豆，我還接著用。”
加裝了“噴藥小車”的大型噴灌機，就像一臺大型機器人自行運轉。“除了‘噴藥小車’，加載有遙感攝像頭的‘農情檢測小車’和能噴灑固體肥料的‘撒肥小車’也已進入中試階段。”馬駿說，“加裝的這些機械結構讓大型噴灌機長出了‘手臂’，成為一個平臺，只需更換不同小車，就能實現農田綜合管理的不同功能。”
“目前我國累計建成高效節水灌溉面積超過4億畝，灌溉裝備升級改造是提升農業生產效率的關鍵環節。”灌溉所副所長王景雷說，“近年來灌溉裝備領域向科技要效益，持續推動技術更新與改造升級，更好地融入到農業現代化的發展格局，為保障糧食安全作出貢獻。”
