摘要：变量喷药技术有利于我国的环境保护和群众的饮食健康，通过精准、合理的喷药方法，能有效减少农药的使用量，既节约了农药成本又改善了食品安全。介绍了我国变量喷药技术的现状及研究方法，说明了其实际意义。

    植保机械作为农业机械的组成部分，其在农业生产中起着重要的作用，我国生产和研发农药的技术位于世界前列，但植保机械的发展仍处于较落后阶段。目前，我国农业生产所使用的植保机械大多数已不能适应高效的农业生产需要，急需快速的更新换代。根据我国农业机械发展的要求，我国植保作业的机械化程度应提高到50％以上，这对植保机械提出的要求是极大的。
    同时，随着经济的不断发展，人们也越来越重视饮食的健康和环境的保护，很多机构也开始致力于控制农药过度残留和环境污染所导致的公众健康问题。我国是农药的使用大国，每年使用的农药近100万t，但是平均使用效率却不足40%，其多余农药会造成大量的残留及污染，这不仅使得农药大量浪费，还严重影响了人身健康及环境保护。因此，变量喷药技术作为新型的按需喷药技术受到了农业工作人员及环保部门的重视。

    1 变量喷药技术简介
    变量喷药技术是农业机械根据所工作的土壤、气候、作物生长情况等因素自动调节投人物料速率的一种技术，它源于精确农业思想，是精确农业中非常重要的一项研究内容，目前在播种、耕作、施肥、除草、除虫、灌溉等农业领域应用广泛。随着GPS全球卫星定位系统的发展，精确的实时定位，更能得到保证，将其应用于自动喷药机在农田工作时的实时定位，再将预先的喷药方案和喷药机的位置信息进行结合，更容易对喷药机进行实时的控制，从而获得最佳喷药量的方案。

    2 我国变量喷药技术应用情况
    2.1现状
    我国于20世纪末提出精确喷药的概念，当时主要依托于遥感技术和地理信息技术进行控制，主要研究对象为小麦、玉米、棉花和水稻等的施药量和施药方法的研究。到目前为止，我国喷药机械的研究也已经到了一个比较实用的阶段，现阶段比较成熟的喷药技术包括自动对靶喷雾技术、风送喷雾技术、静电喷雾技术、低量喷雾技术和均匀喷雾技术等，并结合了自动控制技术和机电一体化技术，研究并制造了一批较成熟的喷药机械。如今，随着环保意识和饮食健康认识的加强，变量喷药技术逐渐被重视起来。由于我国的农作物种植集约化、规模化程度较低，所以我国的变量喷药技术提出的比较晚，同时因为还处于向农业机械化发展的道路上，大范围的推广变量喷药机械技术存在着现实的困难，想要广泛应用此技术仍是一个长远的目标。我国现阶段的变量喷药机械的研制主要是以适应我国农村土地现状进行研究的，用以适应小地块、小区域种植的特点。现阶段的研究也取得了一定的进展，例如：农业机械智能化精准喷药设备，可以利用GPs系统准确定位田间杂草的位置，并结合先进的视觉识别技术作出确切的除草喷药方案，此方案可结合喷药机械的运行速度，喷出药液的流量和压力信息的反馈，通过专用变频器来调节喷药机上电机的转速和电压，以达到控制喷药嘴流量，最终达到变量施药的效果。
    2.2主要方法
    2.2.1压力控制法
    压力控制法是指通过调节喷药系统内部的压力实现变量喷药控制的方法。该系统可通过摄像机或是雷达传感器获取需要的环境信息，同时通过压力传感器和流量传感器测出实时的压力和流量数据，进而确定喷药量，再通过控制系统将信息传递给减压阀，通过减压阀来调节每个喷头的工作压力和流量，从而达到变量喷药控制的要求。压力控制法的优点是：能够很好的根据喷药装置进行速度的变化和环境的实施情况来自动控制喷药量，具有较高的精确度。
    2.2.2脉宽调制法
    脉宽调制法是指通过改变驱动线圈的脉宽信号的占空比实现变量喷药控制的方法。该方法可实现喷药量随着系统的脉宽变化而变化，进而达到变量喷药技术的要求。此方法可以在稳定的喷药压力之下，通过调节喷药头的流量来控制喷药范围和喷出颗粒的大小，此系统具有响应速度快的优点。
    2.2.3滞环控制法
    滞环控制法就是给喷药量设定一个范围，通常设置在0.9～1.1倍之间，在工作时的喷药量小于0.9倍的预定喷药量时，系统将加大电动阀门的打开程度，进而加大喷药量；当工作时喷药量大于l. 1倍的预定喷药量时，系统将减小电动阀门的打开程度，从而减小喷药量；当工作时的喷药量介于两者之间时，电动阀门的打开程度不变。该系统需要提前设计好作业区域的喷药量，再通过自动控制系统计算喷药机行进速度和喷药量之间的关系，使得单位面积的喷药量保持一致。该方法仍处于研究改进阶段。
    2. 2. 4  PID控制法
    PID控制法就是调节控制规律为比例、积分、微分控制的方法，它将预定的喷药压力值和传感器获取的实际工作压力值的差值作为输入量，通过控制方法的计算得到电液比例阀的电压输出量，进而通过调节比例阀的打开程度实现稳压控制的目的。再根据传感器获得的速度和流量信息计算出喷药差异输人量，通过模糊处理后控制电动球阀的电压量，从而实现变量喷药控制的目的。
    3 结束语
    变量喷药技术对我国的环境保护和人民的饮食健康有积极的作用，虽然现阶段想要快速普及变量喷药技术仍存在着一定的困难，但是随着时代的不断发展和科学技术的不断进步，变量喷药技术一定会广泛的普及和应用起来。