一种喷药设备及其用于防治构树天牛病害的方法与流程

本发明属于植物病虫害防治技术领域，特别涉及一种喷药设备及其用于防治构树天牛病害的发法。

背景技术

中国喀斯特(岩溶)分布面积约有130多万平方公里，其中石漠化面积约占28.7％。喀斯特土壤的石漠化成为制约西部地区可持续发展的生态环境问题。喀斯特环境中的基岩多为碳酸盐岩类,其主要化学成分为caco3、mgco3等。由于长期强烈的岩溶作用，造成喀斯特地区水文地质结构为地表地下双重空间结构。该区地下河系很发育，地表发育有众多的溶洞、溶洼、溶沟、溶隙、漏斗和落水洞天窗等，再加上土层较薄，大部分岩石裸露，致使雨水很快渗漏到地下，成为深埋的地下水，形成水土分离格局，很薄的土壤覆盖层所形成的土壤水又迅速被蒸发掉，致使土壤干旱。同时，在基岩的岩溶作用过程中，也消耗了氢离子，形成大量的钙离子和碳酸氢根离子，这也势必改造其上覆土壤，使其上覆土壤呈现出高ph、高钙和高重碳酸盐的环境在喀斯特地区的碱性石灰土壤中，由于磷的高吸附性和难溶性，土壤中的磷形态不能以植物生长所需的无机态磷(hpo42-或h2po4-)直接进行吸收，土壤中无机磷(p)是影响植物生长的最主要限制因子之一。许多研究表明，磷缺乏影响植物的光系统过程，导致气孔关闭，净光合速率减小，叶绿素含量及叶绿素荧光参数发生改变，因此，无机磷的供给受到严重限制，制约了喀斯特地区植物的生长发育。

由于构树自身生长需要较多的钙元素和较低的磷元素，且构树对生长环境的要求相对较低，可在ph值为4.5～8.5的土壤中生长。因此，构树是用于治理喀斯特土壤荒漠化较为理想的树种。然而在实际种植过程中，由于喀斯特荒漠化土壤蓄水能力弱，水土流失严重，土壤稀薄贫瘠，保水、保湿、保肥性较差，构树按照常规种植方式仍然存活率较低，且树苗长势较差；因而在种植构树治疗喀斯特土壤荒漠化上还需要对种植技术进一步完善。同时，天牛构树极易受到天牛的侵害，天牛一般以幼虫或成虫在树干内越冬。成虫产卵方式与口器形式有关，一般前口式的成虫产卵时将卵直接产入粗糙树皮或裂缝中；下口式的成虫先在树干上咬成刻槽，然后将卵产在刻槽内。天牛主要以幼虫蛀食，生活时间最长，对树干危害最严重。当卵孵化出幼虫后，初龄幼虫即蛀入树干，最初在树皮下取食，待龄期增大后，即钻入木质部为害。

针对天牛对构树危害严重这一情况，目前的主要措施是采用药物对天牛进行防治，但是在实际的操作过程中，由于构树自身较为高大，喷药者难以对构树整体进行药物的喷洒，进而采用在构树林上方设置管道，通过管道连接的喷洒器对构树进行浇水和喷药。通过管道对构树进行药物的喷洒，在一定程度上满足了构树生长对水分的基本需求，另一方面药物的喷洒在一定程度上抑制了天牛的生长。但由于天牛对构树的侵害部位主要集中在构树的树干上，而管道喷药的方式，药物直接作用在构树的树冠上，药物在树冠上聚集后，在重力作用下直接掉落到下方的土壤中，难以对构树树干上的天牛进行防治。而且，管道喷药的方式需要工作人员在一定时间内对管道内流通的水进行施药、在实际操作过程中容易导致遗忘或添加剂量差异较大的问题，不利于对构树天牛病害的及时防治。

技术实现要素：

本发明意在提供一种喷药设备及其用于防治构树天牛病害的发法，以解决现有技术采用人工加药再通过管道对构树喷施药物，导致对构树天牛病害防治效果较差的问题。

本方案中的一种喷药设备，包括底座，底座上设有控制器、电池、给药装置和竖直放置的刚性的喷水管，喷水管的侧壁和顶部均连接有与其内部相通的喷水头，喷水管的底部连通有供水管；供水管内设有电磁阀，供水管上设有与其内部连通的连接孔，连接孔位于所述电磁阀和喷水管之间；

所述给药装置包括调控机构和给药机构；给药机构包括气缸、升降板、盖板和一端开口的放置桶，所述气缸位于放置桶内，气缸的伸缩轴固定连接所述升降板，所述盖板可拆卸连接在放置桶的开口端，所述升降板位于盖板和气缸之间；所述放置桶的壁体内设有在竖直方向上贯穿其的通孔，通孔与放置桶开口间的壁体上设有连通两者的调节孔；

所述调控机构包括电机、推移杆、“п”形的升降杆、调节块和两个凸轮；所述推移杆的一端设有推药块，推药块滑动连接在所述调节孔内，推移杆的另一端远离所述通孔并穿过放置桶的壁体向电机方向延伸，推移杆的另一端固定连接有推移板，推移杆上套设有弹簧，弹簧位于所述推移板和放置桶之间；所述调节块经通孔滑动连接在所述连接孔内，所述调节块的中段设有向内凹的环形槽，调节块的中段的壁体为镂空状且与环形槽连通，调节块处于高位时，调节块的中段与所述调节孔连通；两个所述凸轮之间呈90°且均固定连接在所述电机的输出轴上，所述升降杆的一端固定连接在所述调节块的顶部，升降杆的另一端与一个凸轮的外缘相抵持，另一个凸轮与所述推移板抵持；

所述电磁阀、气缸和电机均连接在控制器的信号输出端；控制器用于计时并控制电磁阀、气缸和电机的通断，以及用于控制气缸和电机运行速度；所述控制器、电磁阀、气缸和电机均通过所述电池进行供电。

本方案的工作原理及其有益效果：使用时，将底座放置在构树下，使喷水管侧壁上的喷水头面对构树树干，在放置桶内的升降板上放入防治天牛的药物。采用现有技术中常规的软件编程向控制器中输入相应的控制指令，主要对电磁阀、气缸和电机开通时间、关闭时间的控制；对气缸升降高度、升降速度，对电机转动速度的控制。喷药设备安装好后，控制器可通过预先设定的数值，控制水流的通断以及喷药的浓度和时间。在喷药过程中，控制器控制气缸运行，使其伸缩杆上升，进而将药物抬升；然后控制器控制电机运作，电机带动两个凸轮转动，一个凸轮转动带动升降杆升降，升降杆在上升过程中，带动调节块上升，直至环形槽与调节块处于同一水平面；与此同时，另一个凸轮转动对推移板进行推动，推移板带动推移杆移动，在移动过程中，推移杆推动过程中，推药块将上升的部分药物推入环形槽内。当凸轮带动调节块下降至最低点时，调节块的中段位于供水管内，调节块的上段封堵连接孔，避免水流进入到放置桶内；此时在水流作用下，水将环形槽内的药物经镂空的孔融入到水中，进而形成药水输送到喷水管对构树进行喷药；由于顶部的喷水头面对树冠，侧面的喷水头面对构树树干；药水可以完全作用于整株构树，防治效果更佳。另外，可以通过控制器控制电磁阀实现对构树日常的浇水工作。本方案在实现对构树全株喷药的同时，通过控制器实现了对构树日常的浇水和喷药工作；可以及时、定量的对构树进行日常输水灌溉工作。

进一步，所述底座为环状，底座内固定连接有“c”形的气囊；所述底座包括左底座和右底座，左底座和右底座可拆卸连接；所述右底座的壁体上设有竖直的限位孔，所述气囊上连通有连接管，连接管远离气囊的一端与限位孔连通，连接管内设有单向出气阀；限位孔内滑动连接有活塞，所述喷水管的底部与活塞固定连接，所述喷水管的底部连通有软管，软管远离喷水管的一端穿过活塞与所述供水管连通，所述右板的壁体内设有用于放置软管的空腔。通过设置气囊、软管和活塞；在使用时，将过量长度的软管放置在空腔内，再将底座固定在构树的周围，使气囊的内壁与构树树干贴合，并使单向出气阀的阈值与此时气囊的气压相同；随着构树生长，构树的主干对气囊进行挤压，进而时气囊内气压变大，之后气体通过单向出气阀进入到限位孔内推动活塞上移，进而使得喷水管上移距离与构树的生长几乎同步，避免构树生长后，喷水管的高度固定，导致喷头上方的构树主干和树冠难以被喷到的问题发生；在喷水管上升过程中，由于软管过量，可以伴随着喷水管向上移动。

进一步，所述喷水管的侧壁上设有安装孔，所述喷水头滑动连接在安装孔内，所述喷水头远离安装孔的一端连接有弹性件，弹性件固定连接在喷水管的内壁上。通过设置安装孔，当喷水头位于限位孔内时，其无法移出，当其上升至限位孔外后，被压缩的弹性件恢复，进而带动喷水头伸出，有助于对构树底部的主干进行喷药或洒水。

进一步，所述放置桶内还自下而上依次设有多块隔板，多块所述隔板均位于推移杆的上方；多块隔板均连接有用于带动其转动的伺服电机；所述多个所述伺服电机均连接在所述控制器的信号输出端；控制器用于控制多个伺服电机的通断和运行速度。通过设置多块隔板，相邻隔板间构成可以放置不同药物的空间，再利用控制器对伺服电机的控制，实现在不同时间段将上方的药物依次倒入到下方的升降板上，满足对不同时期天牛的防治，使得对天牛的防治效果更好。

进一步，所述升降杆的上端固定连接有弹簧。与升降杆接触的凸轮转动到短边与升降杆接触时，此时的调节块依靠自身重力下降，其对连接孔的封堵效果较差，通过设置弹簧，弹簧此时恢复伸长，有助于使调节块更充分的与连接孔接触，进而保证封堵效果。

所述喷药设备用于防治构树天牛病害的方法，包括以下步骤：

步骤一、将底座固定在构树的根部，并使气囊内壁与构树贴合，在升降板上放置用于灭杀天牛的灭杀剂，然后在放置桶中自下而上的隔板上分别放置混合剂和抑制剂；其中，所述灭杀剂由敌敌畏、甲胺磷、阿拉伯胶粉和硫化亚铁粉末混合而成；所述混合剂由氧化乐果、甲胺磷和敌敌畏混合而成；所述抑制剂由噻虫胺、噻虫啉和吡虫啉混合而成；

步骤二、每年7月至次年2月采用灭杀剂对构树进行喷药，喷药频率为10～20天/次，灭杀剂与水的比例为163～214mg/l；每年3～4月采用混合剂对构树进行喷药，喷药频率为8～10天/次，混合剂与水的比例为235～284mg/l；每年5～6月份采用抑制剂对构树进行喷药，喷药频率为5～8天/次，混合剂与水的比例为96～163mg/l。

本方案的有益效果：通过设置相关参数，通过控制器在特定时间段控制通过控制电磁阀、电机、气缸和伺服电机对构树进行喷药；灭杀剂位于底部，在7月至次年2月采用灭杀剂对构树进行喷药，此时的天牛主要藏身在树干内且大多数以虫卵的形态存在，喷洒的敌敌畏、甲胺磷、阿拉伯胶粉均对天牛幼虫和成虫具有较好的灭杀效果；而硫化亚铁喷洒出去后直接暴露在空气中，硫化亚铁与氧气长时间接触，缓慢发生氧化反应后形成硫酸，硫酸与磷矿石反应生成能被植物吸收的磷酸二氢钙和硫酸钙，同时自身分解的过程中也能为构树提供铁元素；另外硫酸能腐蚀碳酸钙，有助于石灰岩的分解，使得荒漠地的土壤层逐渐加厚，有利于从根本上使荒漠化土地得打治理；进而促进构树的生长。构树上的天牛主要为桑天牛和星天牛，3～4月份是天牛成虫羽化的前期，而氧化乐果、甲胺磷和敌敌畏对桑天牛及星天牛具有良好的灭杀作用，在其羽化前能大量的灭杀天牛。在5～6月是天牛羽化后的时期，同时也是其交配产卵的重要时期，通过喷洒抑制剂，抑制剂一方面能对天牛进行灭杀，同时其还具有抑制天牛产卵率及卵孵化率的作用，进一步降低天牛的数量。

进一步，所述灭杀剂中，敌敌畏、甲胺磷、阿拉伯胶粉和硫化亚铁粉末的体积比为1～3：1～3：1～3：0.8～1。硫化亚铁粉末含量较低，避免其过量导致对天牛的灭杀效果降低。

进一步，所述混合剂中，氧化乐果、甲胺磷和敌敌畏的体积比为1～3：1:1～2。氧化乐果对桑天牛就有良好的灭杀效果，由于构树林区的天牛主要是桑天牛，通过适当的增加氧化乐果含量，有助于增强对桑天牛的灭杀作用，同时又兼顾对其他种类天牛的灭杀。

进一步，所述抑制剂中，噻虫胺、噻虫啉和吡虫啉的体积比为1～2:1～2:1。通过该比例的配置，在保证灭杀天牛的同时，更大程度的对天牛的产卵率和卵孵化率起到抑制作用。

附图说明

图1为本发明一种喷药设备的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：气囊1、左底座2、右底座3、弹簧4、喷水头5、升降杆6、凸轮7、输出轴8、推移板9、电磁阀10、供水管11、推移杆12、气缸13、推药块14、调节块15、软管16、连接管17、单向出气阀18、喷水管19、活塞20、环形槽21、隔板22、放置桶23。

实施例1：基本如附图1所示：一种喷药设备，包括底座和供水管11，供水管11内设有电磁阀10，供水管11上设有与其内部连通的连接孔，连接孔位于电磁阀10和喷水管19之间；底座上设有控制器和电池；底座为环状，底座内固定连接有“c”形的气囊1；底座包括左底座2和右底座3，左底座2和右底座3榫卯连接；左底座2和右底座3均设有给药装置和竖直放置的刚性的喷水管19，喷水管19的侧壁和顶部均连接有与其内部相通的喷水头5；喷水管19的侧壁上设有安装孔，喷水头5滑动连接在安装孔内，喷水头5远离安装孔的一端连接有弹性件，弹性件固定连接在喷水管19的内壁上，弹性件为弹簧4；左底座2和右底座3的壁体上均设有竖直的限位孔，气囊1上连通有两根连接管17，两连接管17远离气囊1的一端分别与两限位孔连通，连接管17内设有单向出气阀18；限位孔内滑动连接有活塞20，喷水管19的底部与活塞20固定连接，喷水管19的底部连通有软管16，软管16远离喷水管19的一端穿过活塞20与供水管11连通，右板的壁体内设有用于放置软管16的空腔；

给药装置包括调控机构和给药机构；给药机构包括气缸13、升降板、盖板和一端开口的放置桶23，气缸13位于放置桶23内，气缸13的伸缩轴固定连接升降板，盖板可拆卸连接在放置桶23的开口端，升降板位于盖板和气缸13之间；放置桶23的壁体内设有在竖直方向上贯穿其的通孔，通孔与放置桶23开口间的壁体上设有连通两者的调节孔；放置桶23内还自下而上依次设有多块隔板22，多块隔板22位于推移杆12的上方；多块隔板22均连接有用于带动其转动的伺服电机；

调控机构包括电机、推移杆12、“п”形的升降杆6、调节块15和两个凸轮7；推移杆12的一端设有推药块14，推药块14滑动连接在调节孔内，推移杆12的另一端远离通孔并穿过放置桶23的壁体向电机方向延伸，推移杆12的另一端固定连接有推移板9，推移杆12上套设有弹簧4，弹簧4位于推移板9和放置桶23之间；调节块15经通孔滑动连接在连接孔内，调节块15的中段设有向内凹的环形槽21，调节块15中段的壁体为镂空状且与环形槽21连通，调节块15处于高位时，调节块15的中段与调节孔连通；两个凸轮7之间呈90°且均固定连接在电机的输出轴8上，升降杆6的一端固定连接在调节块15的顶部，升降杆6的另一端与一个凸轮7的外缘相抵持，升降杆6的上端固定连接有弹簧4；另一个凸轮7与推移板9抵持；

电磁阀10、气缸13、电机和伺服电机均连接在控制器的信号输出端；控制器用于计时并控制电磁阀10、气缸13、电机和伺服电机的通断，以及用于控制气缸13、电机和伺服电机的运行速度；控制器、电磁阀10、气缸13、电机和伺服电机均通过电池进行供电。

本实施例中的控制器为plc控制器或单片机。

实施例2：

喷药设备用于防治构树天牛病害的方法，包括以下步骤:

步骤一、将底座固定在构树的根部，并使气囊1内壁与构树贴合，在升降板上放置用于灭杀天牛的灭杀剂，然后在放置桶23中自下而上的隔板22上分别放置混合剂和抑制剂；其中，灭杀剂由敌敌畏、甲胺磷、阿拉伯胶粉和硫化亚铁粉末混合而成；混合剂由氧化乐果、甲胺磷和敌敌畏混合而成；抑制剂由噻虫胺、噻虫啉和吡虫啉混合而成；其中，灭杀剂中，敌敌畏、甲胺磷、阿拉伯胶粉和硫化亚铁粉末的体积比为3：1：2：1；混合剂中，氧化乐果、甲胺磷和敌敌畏的体积比为3：1:1；抑制剂中，噻虫胺、噻虫啉和吡虫啉的体积比为2:2:1；

步骤二、每年7月至次年2月采用灭杀剂对构树进行喷药，喷药频率为10～20天/次，灭杀剂与水的比例为163～214mg/l；每年3～4月采用混合剂对构树进行喷药，喷药频率为8～10天/次，混合剂与水的比例为235～284mg/l；每年5～6月份采用抑制剂对构树进行喷药，喷药频率为5～8天/次，混合剂与水的比例为96～163mg/l。

实施例2在使用喷药设备对构树天牛病害进行防治的过程中，除了对构树病虫害的管理方式不一致外，对构树的除草、施肥等管理方法一致。

对比例1：采用现有技术中的管道喷药方式对构树天牛病害进行防治，药物采用单一方法进行，用量和喷洒时间一致。

对比例2：采用现有技术中管道对构树天牛病害进行防治，采用的药物与实施例2中一致，喷洒时间和用量一致。

实验对比：选取三块土壤环境相似，构树生长状态相似以及天牛病害相似的构树林(均为10亩)；分别采用实施例2和对比例1和对比例2的方法对构树林进行隔离培育，自2015年3月至2017年四月进行为期两年多的培育、观察；每半年对受到天牛侵袭的构树的数量以及因天牛侵袭而死亡的构树进行统计，数据如下所示：

通过实施例2和对比例1可知，实施例2中通过对喷洒药物的优化组合，并对构树全株进行喷洒药物，使得构树被天牛侵袭的概率逐渐降低。而对比例2相对于对比例1，其选用的药物组合更加优化，使得构树被天牛侵袭的情况相对于对比例1有较大提高；但由于构树主干在喷药过程中几乎没有被喷洒，导致其被天牛侵袭的情况比实施例2严重的多。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。