摘要：农药的合理使用直接关系到人民的饮食健康和环境安全，变量喷药技术通过一系列的先进方法可以实现农药的最合理使用，变量喷药技术是我国近年来研究和普及的重要技术之一。通过对其主要技术的介绍，指出了目前存在的一些问题，并分析了变量喷药技术未来的发展方向。

    随着人民生活水平的不断提高，人民对饮食健康及生活环境等问题日益关注，而在农业生产中农药的使用量与喷洒方式直接影响了食品健康和环境保护问题，我国是农药使用的大国，有数据显示我国现阶段农药的有效使用率不足40%，浪费现象严重。近年来，我国政府及相关的农业主管部门对农药的使用情况极为关注，严格要求合理使用农药以减少农药对人身造成的危害和对环境造成的污染，为了改善传统的粗放型农业造成的农药浪费和环境污染等问题，近年来我国大力推广变量喷药技术，事实证明变量喷药技术不仅降低了农药对环境和农作物的危害，更提高了农业的生产效率，降低了喷药过程中的农药成本，具有较好的发展前景。

    1 变量喷药技术的应用现状
    1.1我国变量喷药技术应用概况
    变量喷药概念是精确农业思想的一个组成部分，是利用现代化的科学技术和先进农机具通过分析自然环境和作物生长状况自动调节农药喷药量的一种新技术，实施变量喷药的主要依据包括作物生长状况、作物种植密度、土壤性状以及自然气候等。变量喷药技术作为我国农业未来发展的一项重要技术，在播种、整地、施肥以及病虫害防治领域都有相关的涉及。我国想要将变量喷药技术全面应用还有很多的工作要做。现阶段我国的变量喷药技术主要还处于研发阶段，其应用主要在一些试验性的小地块和先进的大型喷药机械上，近年来我国的变量喷药技术在雾化喷头、可控制施药、田间除草及病虫害防治等领域都取得了较为显著的成绩，这些先进的科学成果在我国部分地区进行了小规模的推广和普及，取得了较好的经济效益和社会效益。
    1.2我国变量喷药所使用的主要技术
    我国所使用和正在研究发展的变量喷药技术多种多样，但他们都能通过各自的技术方式实现变量喷药的相关技术要求，下面介绍几种主要的变量喷药控制方式。
    （1）通过控制系统压力实现调节喷药量的方式。这种方式主要通过摄像头和雷达传感器获取工作区域的作物和环境信息，并利用流量传感器和压力传感器测量当时的喷药流量及药箱压力等数据，再通过计算机处理获得合适的喷药量，并将喷药量的相关数据传递给减压阀，进而实现每个喷杆的喷药量通过减压阀的调节而变化，达到控制喷药量的效果。通过实验证明，利用比例减压阀控制喷杆的压力，可以达到实现变量控制的要求，并且压力式控制可以通过传感器很好地与喷药机的行进速度相匹配，可实时根据喷药机行进速度的变化增加或减少喷药量，是目前应用最多的变量喷药技术。
    （2）基于脉宽控制技术实现的变量喷药控制方式。这种方式主要是通过改变驱动器线圈的脉宽信号的占空比实现喷药系统的变量控制，这种控制方式的特点是系统的压力始终保持恒定不变，而当脉宽信号变化时，系统控制喷头的流量增大或减小，以达到控制喷药量的要求，由于电信号的及时性，通过脉宽控制变量配药的技术反应速度比压力控制快很多，是更粥进的控制技术。
    （3）利用单片机技术实现的滞环控制法，此方法主要是在控制系统中增加一个范围控制单元，可将喷药量控制在0.9倍和1.1倍之间，当喷药量大于要求喷药量的1.1倍时电动阀门开度减小，喷药量降低，当喷药量小于要求喷药量的0.9倍时，电动阀门开度增加，喷药量增加，此技术主要应用于与喷药机械行进速度的匹配上，目前仍处于研究发展阶段。
    （4）基于模糊控制的变量喷药控制方法。此系统通过传感器获取作物的种植密度，并将作物的种植密度大致分为稀疏、较稀疏、适中、较密、密、很密6个等级，同理将病虫害及杂草害也分为若干个等级，并根据分析获得的数据确定相对应的等级，进而采取相应的喷药方案，实现最佳喷药效果。

    2 变量喷药技术存在的问题及发展方向分析
    2.1存在的问题
    近年来，随着我国农业机械的发展，变量喷药技术的研究也取得了长足的进步，在喷药方案及各学科配合上都显著提高，目前存在的主要问题是变量喷药过程中压力稳定性不佳，这在一定程度上影响了变量喷药过程中雾化的效果，从而减弱了植保作业对农业生产的保护作用。
    2.2发展探索
    （1）发展自动对靶喷雾技术。自动对靶技术可以通过识别技术判断杂草，然后控制喷药机的喷头对准杂草进行喷药。自动对靶技术目前在国外已经发展较为成熟，可通过图像识别技术识别杂草，控制电磁阀对杂草进行施药，也可以通过专业的叶色素光学传感器测试作物及杂草的叶色素来辨别杂草，控制电磁阀对杂草进行施药。自动对靶喷雾技术的关键是识别杂草，我们应该根据实际作物特征优化图像识别技术和叶色素光学传感器技术，以优化自动喷药技术的发展。
    （2）发展田间杂草识别技术。农田杂草的生长是多样性、随机性的，其生长不均匀，具有簇生性的特点，在变量喷药技术中识别杂草是变量喷药技术的难点之一。但是作物生长具有一致性、株距和行距大致相同、作物的形态也大致相同，在发展识别技术中可以充分利用这些特性对图像进行准确收集并快速处理，优化智能识别的算法，识别杂草与作物。通过发展识别技术来提高杂草识别的准确性、实时性等技术难题，从而实现精确施药的目的。
    3 结束语
    变量喷药技术是精确农业概念中的重要分支，它对环境保护和科学植保都有重要的意义，当前阶段，我国的农业工作者应积极重视并推广变量喷药这一技术，使其更广泛的应用到我国的农业生产中去。