除草剂的施用现状及研究进展(综述

表1 三氟苯嘧啶制剂在中国的登记情况国外登记方面，美国杜邦公司于2017年在美国获得了三氟苯嘧啶的进口许可，商品名为Pyraxalt®（10%三氟苯嘧啶SC）。

三氟苯嘧啶于2018年在越南获得登记，商品名为Pexena®（106 g/L 三氟苯嘧啶SC），用于防治水稻褐飞虱、白背飞虱和灰飞虱。

同年，10%三氟苯嘧啶SC 在印度的9（3）类制剂登记也获得批准。

三氟苯嘧啶在日本、韩国、菲律宾、马来西亚、印度尼西亚和泰国等国家的登记正在进行中。

7 小结作为第一个商业化的介离子嘧啶酮类杀虫剂，三氟苯嘧啶以其新颖的作用机理和对同翅目害虫的高防效、长持效性，对哺乳动物和有益生物的无影响或低毒性，对水稻等作物安全的突出特点而被高度关注。

三氟苯嘧啶能够有效防控对现有药剂产生抗性的水稻褐飞虱和白背飞虱，同时可控制由稻飞虱传播的多种病毒病害，用于有害生物的综合防治。

通过其与不同或相似作用机理的杀虫剂复配，可以扩大杀虫谱，发挥协同防除效果，减缓抗性风险。

由于目前三氟苯嘧啶还处于专利保护初期，其深度开发和研究应用有待进行。

随着三氟苯嘧啶在多国登记的陆续获批和应用推广的不断深入，其市场潜力巨大。

PPO 抑制剂类除草剂的抗性进展杂草危害越来越严重，目前为止防除杂草最有效的办法就是施用化学除草剂，过多地使用化学除草剂会导致抗药性的产生。

原卟啉原氧化酶（PPO）是创制新型除草剂品种的主要靶标之一，占市场比例相对较大。

由于PPO 抑制剂主要作用于叶绿素，对哺乳动物毒性低，因而该类除草剂具有高效、低毒、安全的作用特点，是开发新型除草剂的主要目标之一。

本文在综述PPO 抑制剂作用机制的基础上，介绍PPO 抑制剂的抗性现状及研究进展，并提出相应的解决措施。

1 PPO 抑制剂的作用机制动物、植物、细菌和真菌中都含有原卟啉原氧化酶，它在分子氧的条件下，催化原卟啉原IX 生成原卟啉IX，原卟啉原氧化酶是四吡咯生物合成中的最后一个普通酶，主要合成亚铁血红素和叶绿素。

土壤与环境 2002, 11(4): 405~408 Soil and Environmental Sciences E-mail: ses@基金项目：山东农业大学博士后科研基金资助作者简介：刘爱菊（1976-），女，硕士，讲师，从事农药残留与环境毒理研究工作。

*通讯联系人，E-mail: ETI@收稿日期：2002-04-10除草剂阿特拉津的环境毒理研究进展刘爱菊，朱鲁生*，王 军，孙瑞莲，林爱军山东农业大学资源环境学院，山东 泰安 271018摘要：叙述了阿特拉津的应用概况及其在生产实践中所存在问题；阿特拉津在生物体内和环境中的降解代谢过程。

综述了近年来国内外在阿特拉津的残留分析方法、环境毒理学和微生物降解等方面的研究进展。

关键词：阿特拉津；降解代谢；残留分析；环境毒理；生物降解中图分类号：X592 文献标识码：A 文章编号：1008-181X （2002）04-0405-04阿特拉津是在1952年由Geigy 化学公司研制开发的一种除草剂，1958年申请瑞士专利，1959年投入商业生产。

由于该除草剂具有优良的杀草功效，很快在世界各国得到了广泛的应用和推广。

目前阿特拉津在国内外杂草防除上仍占有重要地位。

但随着时间的推移和生产实践的深化，特别是人们环境意识的增强，阿特拉津对环境的污染和生态的破坏引起了人们的高度重视。

本文从阿特拉津的性质、特征、应用概况、在环境中的运动规律、残留分析、环境毒理和生物降解等方面进行评述。

1 阿特拉津的结构及理化性质阿特拉津，又名莠去津（Atrazine ），化学名称为2－氯－4－乙胺基－6－异丙胺基－1,3,5－三嗪。

化学结构式如图1所示。

纯品为无色结晶，熔点173~175 ℃，20 ℃时蒸气压为4.0×10－5 Pa ，25 ℃时在水中的溶解度为33 μg ⋅ml -1，正戊烷中为360 μg ⋅ml -1，二乙醚中为2000 μg ⋅ml -1，醋酸乙酯中为28000 μg ⋅ml -1，甲醇中为18000 μg ⋅ml -1，氯仿中为52000 μg ⋅ml -1。

异噁唑类化合物的除草活性研究综述异恶唑及其衍生物是一类含N,O 的五元杂环化合物，易与化合物形成氢键，与金属离子发生配位，是重要的有机合成子，也是生物活性分子和天然产物的重要结构单元。

在医药方面，主要的药理活性有止痛、消炎、抗痨、抗惊厥、抗菌、兴奋神经等用途；在农药领域，主要具有杀虫、灭菌、除草等生物活性。

下面就其在农业除草方面的应用作简单评述。

如图 1 中是已经商业化的农药，其中恶霉灵（hymexazol）是一种内吸性杀菌剂、土壤消毒剂及植物生长调节剂，具有独特的作用机理、高效、低毒、无公害优点，能抑制病原真菌菌丝体的正常生长或直接杀灭病菌及促进植物生长，对人、畜、鱼、鸟类均有较好的安全性。

异恶隆（Isouron）属脲类选择性除草剂，是光合电子传递抑制剂，主要用于非耕地、草坪、旱田、林地等，如马唐、狗尾草、雀稗、白茅、蓼、艾蒿等杂草的防治。

异恶唑草酮（isoxaflu-tole）是由罗纳- 普朗克公司1992 年发现开发的芽前或芽后早期的砜类除草剂，羟基苯基丙酮酸双氧化酶（HPPD）抑制剂，在植株和土壤中能快速代谢，通过打开异恶唑环形成二酮腈而发挥除草作用，主要用于玉米和甘蔗田阔叶杂草和禾本科杂草的铲除[1]. 异恶草胺（Benzamizole）属酰胺类除草剂，是细胞分裂抑制剂，主要用于禾谷类作物、蚕豆、豌豆、树木、葡萄和草坪中阔叶杂草的防治。

在除草剂的研发中，近年来报道的具有除草活性的异恶唑结构主要是异恶唑啉类似物，对其研究集中于苯联异恶唑啉类化合物、含（亚）砜结构的异恶唑啉类化合物、具磺酰脲结构的异恶唑啉类化合物、异恶唑啉苄醚类化合物 4 类结构。

1995 年，Gerber[2]等合成了系列含肟醚结构的5 - 胺甲酰基异恶唑衍生物。

生物活性测试发现化合物 1 在苗后施用药剂量为100,50 mg/m2时对反枝苋（Amaranthus retroflexus）、决明子（Semen cassi-ae）、水苦荬（Veronicaundulata）等杂草具有较好的防效；当药剂用量为100 mg/m2时对芒种草、决明子的防效达100%,对反枝苋的活性也超过95%;当浓度下降为50 mg/m2时也具有90% 的除草活性（图2） .1996 年，阮朗[3]报道了由德国巴斯夫公司开发的具有光合作用抑制活性的新颖异恶唑类似2a- 2d （如图2）的合成方法及其构效关系研究。

2024年甲磺草胺市场发展现状引言甲磺草胺是一种有效的除草剂，具有广谱杀草特性，在农业生产中得到广泛应用。

本文将对甲磺草胺市场的发展现状进行分析和探讨，以了解其市场规模、主要应用领域、竞争态势等方面的情况。

市场规模与趋势甲磺草胺作为一种重要的除草剂，在全球范围内市场需求持续增长。

据最新统计数据显示，甲磺草胺市场规模已超过XX亿美元，并且预计将在未来数年内以X%的年均复合增长率继续增长。

主要应用领域甲磺草胺广泛应用于农业领域，主要用于对多种杂草的防治工作。

具体应用领域包括但不限于：1.玉米田：甲磺草胺可以有效杀除一些常见的玉米田杂草，如黄皮苋、稗草等，提高玉米产量。

2.大豆田：甲磺草胺对大豆田中的杂草也有很好的除草效果，如莠去津、茅草等。

3.蔬菜园：甲磺草胺可以控制蔬菜园中一些常见的杂草，如马兰、猪殃殃等，提高蔬菜产量。

除了农业领域，甲磺草胺在园艺、林业等其他领域也有一定的应用。

市场竞争态势甲磺草胺市场存在着较为激烈的竞争。

目前，国内外有多家企业生产和销售甲磺草胺产品。

其中，主要的市场竞争对手包括但不限于：1.公司A：该公司是全球领先的农药生产商之一，其甲磺草胺产品销售网络覆盖广泛，具有较强的市场竞争力。

2.公司B：作为国内知名农药企业，该公司在国内甲磺草胺市场上也具备一定的份额，通过技术革新和品牌推广来提升竞争力。

3.公司C：该公司作为新兴企业，其甲磺草胺产品在市场上正逐渐获得认可，通过价格优势吸引消费者。

针对竞争态势，甲磺草胺生产企业需加强研发创新，提高产品质量，拓展市场份额。

影响因素分析甲磺草胺市场的发展受到多种因素的影响，包括但不限于：1.农业政策：不同国家和地区对农药的使用和管理有不同的政策规定，这会对甲磺草胺市场的发展产生一定的影响。

2.环境保护意识：随着环境保护意识的提高，人们对农药的使用越来越关注，这对甲磺草胺市场的发展提出了新的要求。

3.新技术应用：新技术的应用不断改变农业生产方式，可能对甲磺草胺市场带来新的机遇和挑战。

除草剂草铵膦残留量检测方法研究进展
除草剂草铵膦是一种常用的除草剂，广泛应用于农田、果园、草坪等地，能够有效控
制杂草的生长，提高农作物产量。

除草剂的残留问题一直备受关注。

草铵膦在农作物生长
季节后期，尤其是丰收季节，往往会对农作物产生影响，因此对草铵膦的残留量进行准确
检测，对确保农产品安全、保障消费者健康具有重要意义。

本文就除草剂草铵膦残留量检
测方法的研究进展进行综述，以期为相关领域的研究提供参考和借鉴。

一、高效液相色谱法
高效液相色谱法是一种常用的残留量检测方法，其主要原理是利用液相色谱仪对样品
中的草铵膦进行分离和定量。

首先将样品提取并经过净化处理，然后使用适当的色谱柱进
行分离，最后通过色谱检测器对草铵膦进行定量分析。

该方法具有操作简便、检测灵敏度高、准确性高等优点，已经被广泛应用于草铵膦残留量的检测中。

三、免疫分析法
免疫分析法是利用抗体和抗原之间的特异性结合来进行草铵膦残留量检测的方法。

该
方法通常包括酶联免疫吸附法（ELISA）、免疫荧光法等。

免疫分析法具有操作简便、快速、检测灵敏度高等优点，能够准确地进行草铵膦残留量的检测，已经得到了广泛应用。

目前针对除草剂草铵膦残留量的检测方法已经相当成熟，可以根据不同的需要选择合
适的方法进行应用。

对这些方法进行进一步改进和优化，提高其检测灵敏度和准确度，将
对农产品安全和消费者健康保障起到重要作用。

希望本文所述的研究进展能够为相关领域
的科研工作提供参考和借鉴，为我国的农业生产和食品安全做出贡献。

•研究背景与意义•文献综述•研究方法与实验设计•实验结果与分析•研究结论与展望目•参考文献录01研究背景咪唑啉酮和草甘膦的应用水稻生产的需求杂草抗药性的增强1研究意义23通过研究咪唑啉酮与草甘膦除草剂抗性水稻种质创新，可以寻找新的除草剂，有助于控制杂草，提高水稻产量。

探索新的除草剂通过研究咪唑啉酮与草甘膦除草剂抗性水稻种质创新，可以增强水稻的抗药性，延长除草剂的使用寿命。

增强水稻抗药性通过研究咪唑啉酮与草甘膦除草剂抗性水稻种质创新，可以提高水稻的生产效率，降低生产成本，提高经济效益。

提高水稻生产效率01咪唑啉酮抗性基因的发现与克隆咪唑啉酮抗性水稻研究进展抗性机制与安全性评估抗性水稻品种的培育与推广03抗性机制与安全性评估草甘膦除草剂抗性水稻研究进展01草甘膦除草剂的作用机制02草甘膦除草剂抗性基因的发现与克隆抗性种质资源收集与评价分子生物学技术的应用未来研究方向水稻抗性种质创新研究现状01实验材料选用水稻品种为了进行抗性研究，选用具有咪唑啉酮与草甘膦抗性的水稻品种。

咪唑啉酮与草甘膦作为除草剂，用于实验处理。

实验方法030201实验设计实验组与对照组设置实验组和对照组，实验组为不同浓度除草剂处理的水稻种子，对照组为未处理的正常水稻种子。

重复试验为了保证实验结果的可靠性，进行多次重复试验，并对结果进行统计分析。

数据记录与分析记录每组实验数据，包括水稻种子的发芽率、生长情况等，分析抗性水稻品种的遗传特性。

01咪唑啉酮抗性水稻鉴定结果草甘膦除草剂抗性水稻鉴定结果抗性种质资源筛选抗性基因鉴定抗性机制分析抗性种质创新策略抗性基因转移技术抗性水稻品种选育抗性水稻推广与应用水稻抗性种质创新讨论与分析01研究结论咪唑啉酮与草甘膦除草剂抗性水稻种质创新研究取得了重要进展，成功创制了一批具有重要应用前景的抗性水稻种质资源。

通过基因编辑技术，成功定位和克隆了与咪唑啉酮和草甘膦除草剂抗性相关的关键基因，为抗性水稻种质资源的发掘和利用提供了重要的理论依据和技术支撑。

一、全球草甘膦抗性现状及面临的其他问题草甘膦为内吸传导型慢性广谱灭生性除草剂，主要抑制植物物体内烯醇丙酮基莽草素磷酸合成酶（EPSP），从而抑制莽草素向苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸的转化，使蛋白质的合成受到干扰，从而导致植物死亡。

由于草甘膦优异的杀草活性、广泛的杀草谱、较低的土壤残留、较长的控草时间，加上抗除草剂转基因作物的广泛种植，使其成为全球销量第一的除草剂品种。

然而由于长时间大量单一连续使用草甘膦，杂草的抗性问题已经非常突出。

到目前已经公布了有31种100多个生物的杂草对草甘膦产生抗性（表1）。

我国分别于2006年、2011年报道了小飞蓬、牛筋草对草甘膦产生抗性，尤其是牛筋草已经在我国南方免耕种植区、种植园成为优势杂草和恶性杂草，其抗性蔓延日趋严重，成为难以解决的问题。

表1 对草甘膦产生抗性的杂草种类（截至2014年10月8日）另外，不同杂草对草甘膦的敏感性有差异（表2），有一些杂草对草甘膦的耐药能力较强，单一使用草甘膦不能有效防除，这些杂草包括通泉草、鸭跖草、黄鹌菜、马齿苋、鼠曲草、铁苋菜、田旋花、苣荬菜，等等，对这些杂草的防除都是亟待解决的问题。

表2 登记剂量下草甘膦对不同杂草的效果二、我国灭生性除草剂抗性现状截止目前，我国学者共报道了7个生物型6种杂草对百草枯或草甘膦产生抗性，详见表3。

从表中，我们可以看到，牛筋草已经演化出对草甘膦和百草枯两种作用机制的抗药性，已发展至多抗性阶段。

表3 我国杂草对草甘膦、百草枯抗性现状（截至2014年10月8日）三、我国灭生性除草剂抗性演化趋势总体来讲，我国灭生性除草剂抗性发展将呈现两个显著特点：（1）杂草抗性发展的趋势不可逆转，发生速度越来越快，抗性杂草种类越来越多，同一种类杂草抗性越来也多样化；（2）多抗性、非靶标抗性杂草将是抗性发展的主要欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

第5卷第2期1997年4月环境科学进展ADV ANCES IN ENVIRONM ENTAL SCIENCE V o l.5,No.2Apr.,1997除草剂阿特拉津(Atrazine)的环境行为综述弓爱君 叶常明(中国科学院生态环境研究中心,北京　100085)摘要阿特拉津(2-氯-4-乙胺基-6-异丙氨基-1,3,5,-三氮苯)是目前应用广泛的化学除草剂之一。

在世界许多国家和地区的地表水和地下水中已检出了阿特拉津的残留物。

阿特拉津对人类的威胁究竟有多大,已成为目前研究的热点。

本文从阿特拉津的检测方法、动力学性质、生化性质及风险评估四个方面进行了综述,并提出了自己的观点。

关键词:除草剂　阿特拉津　综述一、引　言阿特拉津,又名莠去津,分子式:C8H14ClN5,分子量215.69,结构式:阿特拉津为无色晶体,熔点173～175℃,蒸汽压40.00 Pa(20℃),溶解度33ppm。

阿特拉津是选择性内吸传导型苗前、苗后除草剂,适用于玉米、高粱、果园和林地等,可防除一年生禾本科杂草和阔叶杂草,对某些多年生杂草也有一定的抑制作用[1]。

本世纪中叶,为了提高单位面积上的粮食产量,各种农药相继被开发出来。

粮食生产率得以大幅度提高。

特别是除草剂的使用,极大地减轻了劳动强度,直接或间接地提高了农业的生产水平。

但是,很快就发现许多农药稳定性强、残留期长并且难于降解。

通过食物链的传递会对人体健康带来影响。

因此,很多农药已被逐渐淘汰。

例如:日本于1971年开始全面地禁止和使用DDT、六六六、对硫磷及2,4-D。

在欧美各国也已禁止使用或者规定了严格的使用规程[2]。

一些污染性强的农药被淘汰,同时一些低毒、高效、性能优良的农药不断被开发出来。

阿特拉津是在1952年由Geigy化学公司开发的一种除草剂,1958年申请瑞士专利,195938 弓爱君等:除草剂阿特拉津(Atr azine)的环境行为 5卷年投入商业生产[3]。

国内外苗间除草装置研究现状与展望张㊀莹1,朱奕庚2,吴林峰1,古冬冬1,杨彩红2(1.华北水利水电大学,郑州450000;2.河南农业职业学院,郑州451450)摘㊀要:农田草害是限制作物产量的重要因素,传统人工除草劳动强度大且效率低,化学除草对作物及环境危害较大,机械式除草可较好解决上述问题㊂该文详细阐述了国内外除草机具的研究现状,分析其优势与结构特点,总结出国内除草机的现存问题并提出未来发展方向㊂以期对农业生产可持续化发展提供参考,对缓解人力资源和保护环境具有重要意义㊂关键词:除草机;研究现状;发展趋势中图分类号:S224.15㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Adoi :10.14031/ki.njwx.2024.04.017Research Status and Prospect of Weeding Devices between Seedlings at Home and AbroadZHANG Ying 1,ZHU Yigeng 2,WU Linfeng 1,GU Dongdong 1,YANG Caihong 2(1.North China University of Water Resources and Electric Power,Zhengzhou 450000,China ;2.Henan Vocational Col-lege of Agriculture,Zhengzhou 451450,China)Abstract :Farmland weed damage is an important factor limiting crop yield,traditional manual weeding labor intensity and low efficiency,chemical weeding to crops and environmental harm is greater,mechanical weeding can better solve the above problems.This paper expounds in detail the research status of weeding machines at home and abroad,analyzes its advantages and structural characteristics,summarizes the existing problems of domestic weeding machines,and puts forward the future development direction.In order to provide a reference for the sustainable development of agricultural production,it is of great significance to alleviate human resources and protect the environment.Keywords :weeding machine;research status;development trends基金项目:河南省科技研发专项(232102111131);河南农业职业学院教育科学研究项目(HNACJY -2023-02)㊂作者简介:张莹(1995 ),女,河南郑州人,硕士研究生,研究方向为农业机械化㊂0㊀引言农田杂草是农业生态系统中的组成部分之一,由于杂草在土壤养分㊁水分㊁作物生长空间和病虫害传播等方面直接或间接危害农作物,最终影响农作物的产量和质量[1]㊂据联合国粮农组织统计,全世界每年因杂草危害使农产品平均减产10%[2]㊂除草方法主要分为人工除草㊁化学除草和机械除草,人工除草劳动强度大且效率低;化学除草效率虽高,但使用不当会对土地及作物造成不可逆的危害,直接影响作物生长,同时作物上的药剂残留会对身体造成危害;机械除草工作效率高,省时省力,不存在药剂对作物带来的化学危害㊂机械除草利用除草部件和土壤的相互作用实现除草功能,一定程度上增加土壤的松散情况,提高作物根部的呼吸作用,加快化肥的吸收利用㊂随着近年来除草剂的广泛应用,杂草的抗性增强,需要配合机械除草提高除草效果㊂本文针对农田草害问题,结合国内外除草机器的现状分析趋势㊂机械除草作业作为农业生产可持续发展的一项关键技术,研究除草装置对减少劳动力需求和降低除草剂用量具有重要作用,对缓解人力资源问题和保护环境具有重要意义㊂1㊀国内外研究现状1.1㊀国外除草机械研究现状20世纪50年代国外就开始了对作物植株间机械除草技术的研究,目前已研发出一整套较好满足农业作业需求的农机具㊂如美国Master David 研制的环保节能型中耕机,可实现微耕㊁中耕㊁除草㊁翻土和混土等整个系列的作业,还可作为牵引机实现播种与培土㊂Bakker 研发的多功能自动除草机器人[3],利用DGPS 组合机器视觉导航系统进行沿行导航,并采用化学施药方式去除杂草㊂美国加州大学Lee 等[4]1999年研制的除草机器在室内可以0.8km /h 的速度行走,对番茄幼苗和杂草进行视觉识别试验,每0.34s 可处理一幅256ˑ240像素的图像,杂草识别率最高达76.5%㊂英国嘉福德生产的Robocrop InRow 行间除草机器人,如图1所示,其工作时通过视觉识别系统,利用高精度摄像头查看前方的作业区域,识别每颗植株的位置,视觉识别系统如图2所示㊂通过单片机控制组合梨铲以2mm 的精度在行间和植株间旋转除草,前进除草时无需拖拉机配备导航,机器自动从拖拉机接收除草作业所需的液压㊁牵引力和电能,操作简单,只需在驾驶室中检查监视器是否识别植株即可,工作稳定且效率高,前进速度可达3~4km /h,除草率达98.5%[5]㊂图1㊀嘉福德Robocrop InRow行间除草机器人图2㊀嘉福德Robocrop InRow 视觉识别系统澳大利亚昆士兰科技大学Bawden 等[6]研制一款名为AgBotII 的模块化除草机器人,如图3所示㊂该机器的视觉识别系统基于颜色识别植株与杂草,可根据需求选择化学除草或机械除草㊂通过试验表明,该机器在处理区的杂草覆盖率保持在1.5%,对照区的杂草覆盖率37%,AgBotII 机器人还可对阔叶植物与禾本科植物进行分类,准确率达96%,对单个杂草种类的分类准确率达92.3%㊂瑞士ecoRobotix 公司生产的田间除草机器人,如图4所示㊂该机以太阳能为动力,可互换电池,昼夜工作,一天24h 可以作业96hm 2的田地,约合4hm 2/h,最高时速7km /h,重量仅有130kg,远轻于传统的除草机器,一定程度上减小了机器对土壤的破坏,保证了作物的生长环境[7]㊂该机器通过视觉识别技术可准确识别出杂草,通过机械手臂精准地对杂草喷洒除草剂,相比传统的除草剂喷洒方式减少了20倍的除草剂用量,每年可为农场主节约30%的费用[8]㊂该机器具有云服务功能,ARA 每秒可拍摄10张图像发送到服务器进行分析,使用者通过个人账户便可了解整个田地存在的杂草情况㊂奥斯纳布吕克大学与亚马逊公司Werke联合图3㊀AgBotII除草机器人图4㊀瑞士ecoRobotix 公司除草机器人开发研制的机械式株间摆线锄式除草装置[9],如图5所示㊂该装置的苗间除草机构由4根分布均匀的除草爪构成,除草作业时,由GPS 导航系统提前规划前进路线,在行驶过程中通过机器视觉确定植株与杂草位置[10],伺服控制系统控制除草爪以摆线运动轨迹躲避作物,其工作原理如图6所示㊂图5㊀摆线锄式除草机图6㊀摆线锄除草工作原理国外除草机更倾向于采用视觉控制系统配合除草剂的方式除草,由于种植面积㊁土地分布情况的差异,除草机械多为牵引式,工作面积大,价格高昂,与我国农业作业行情适用性不好㊂1.2㊀国内除草机械研究现状国内对株间除草装置的研究起步较晚,主要集中在科研院所,从20世纪60年代开始,我国对株间除草机器的研究取得了重大突破,开发研制出了弹齿式㊁旋锄式㊁圆盘式等多种类型的除草执行机构,同时我国研制出了驱动与非驱动等多种株间除草机[11-12]㊂东北农业大学韩豹等[13]针对旱田作物苗间的除草松土农艺要求,研制出3ZCF-7700型多功能中耕除草机,如图7所示㊂该中耕除草机采用弹齿式方行四连杆机构与多功能单体架相连接,除草部件为水平圆盘式,圆盘上安装了数个弹性梳齿,在除草作业时,圆盘前进的同时并绕轴自转,弹性梳齿轨道重叠成余摆线网格,在弹性梳齿转动过程中将扎根较浅的杂草粉碎并抛在地面,同时可实现对20~40mm的表土进行疏松㊂1.扶苗装置;2.仿形机构;3.横梁;4.挂接装置;5.传动系统;6.传动轴;7.主梁;8.张紧装置;9.除草部件;10.方形四连杆装置;11.锥齿轮箱;12.多功能单体架;13.除草铲图7㊀32CF-7700型多功能中耕除草机吉林大学顾炳龙等[14]研发出一种集成结构减阻㊁智能控制的除草执行机构,如图8所示㊂在田间作业时通过行程开关检测植株位置,根据行程开关识别植株的时间差来确定除草装置的运动路线,通过以蝼蛄口器为仿生原型的刀具进行除草作业,除草时还可根据植株位置进行自动避苗㊂该机具装配入土深度稳定性控制系统,可实现对刀具入土深度的良好控制,保证了作业稳定性㊂试验结果表示,株距22.57cm㊁刀具入土深度4.15cm㊁机具前进速度1.58km/h的情况下,除草率82.87%㊁伤苗率4.83%㊂图8㊀除草装置整体图东北农业大学周福君等[15]设计的凸轮摇杆式摆动型株间除草装置,如图9所示㊂工作中凸轮摇杆机构配合电动机转动,实现除草刀张开㊁闭合的往复摆动㊂当除草装置接近植株苗时,霍尔接近开关作为导航模块发出脉冲信号,下部2个凸轮推动摆杆旋转,使除草刀向后摆动实现避苗㊂该机具还可根据植株大小更换凸轮,改变除草作业区㊂试验结果表示,前进速度0.6m/s㊁除草刀转速130r/min 的情况下,除草率89.8%㊁伤苗率2.1%㊂图9㊀凸轮摇杆式摆动型株间除草装置2㊀现存问题近年来我国除草机发展迅速,尽管当前除草机类型已经越来越多元化,但工作部件较单一,多为单翼铲㊁双翼铲或圆盘式的除草机,除草时除草率低㊁伤苗率高等关键问题没有较好的解决方法[16-17]㊂在株间智能识别除草方面,对田间杂草精确识别定位,仍是制约除草精确技术发展的主要问题[18-20]㊂目前,国内除草识别技术已经可以辨别出作物和杂草,但辨认准确度㊁作业效率㊁稳定性需提高,与国外的株间智能识别除草技术存在一定差距㊂3㊀发展趋势统计分析表明,中国及多个国家均出现不同程度上人口老龄化的问题,同时食品安全也越来越受到人们的关注,从食品原料出发,减少作物农药残留是保证食品安全的重要环节,研究除草机器意义重大,可解决人力不足㊁化学除草造成污染等问题[21]㊂近年来,国家开始加大对农业机械研发的扶持力度,并将中耕机列入农机补贴项目,除草机器的发展也随之迎来了契机㊂1)我国人多地少,小型除草机更适合我国土地情况,现阶段的除草装置整体效果良好,但仍存在伤苗率高㊁除草率低的问题,需要结合国外除草装置的技术优势,提高国内除草装置的除草质量㊂2)智能机械除草具有识别分析功能,针对复杂地形及不同作物实现除草机的自动导航㊁避苗,并根据杂草的分布情况㊁密度等信息做出相应分析,提供适合土地状况的除草方案,提高除草机作业智能化操作是重要的发展方向㊂3)电子或电力灭草效果明显,对作物㊁土地危害较小,若能建立相应的理论依据,深入电场对植物生长影响的研究,并对植物生长不同阶段的杂草物理参数进行测试分析,为研制电子除草机做铺垫,对我国农机具发展具有重要意义㊂4㊀结语国外发达国家对除草机的研发较早,在减少劳动强度及环境污染㊁保证作物生长环境等方面起到了重要作用㊂我国对除草机械研发起步较晚,作业效果与国外存在一定差距㊂本文通过对比国内外除草机器的发展现状得出,我国应加大对农用机具的研发力度,特别是机器视觉系统㊁控制应用技术㊁导航识别技术的研究,加快除草机向着智能化㊁精准化㊁自动化的方向发展,实现现代化除草作业㊂参考文献:[1]㊀傅雷扬,李绍稳,张乐,等.田间除草机器人研究进展综述[J].机器人,2021,43(6):751-768. 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