王金武 闫东伟 王 奇 唐 汉 王金峰 周文琪

(东北农业大学工程学院， 哈尔滨 150030)

0 引言

水田杂草是农业水田生态系统的重要组成部分，但据联合国粮农组织(FAO)数据显示，近5年中国因草害引起的水稻产量损失率达13%左右[1]。随着绿色农业的发展，常用的化学除草所造成的农药残留和环境污染问题日趋严重，绿色高效的机械除草方式成为提高粮食品质和保证水稻安全的主要途径，行间除草技术和装备经过多年的研究和推广已较为成熟[2-6]，株间除草技术和装备的研制成为完善水田机械化除草的技术难点。

日本对株间除草的研究处于领先水平，日本美善公司和洋马公司研制的株间伞状除草盘，以旋转方式除去株间杂草，作业效率较高，但伤苗率也较高[7-8]。久保田和井关公司研制的摆动梳齿式株间除草部件，作业时除草部件随机具前进方向左右摇摆，对株间杂草进行去除，作业效率较高，但除草率较低，平均除草率仅40%[9]。国内专家学者在水稻株间除草方面也作了相关研究。华南农业大学利用除草爪齿余摆运动原理研制的水田株间机械除草装置[10]，东北农业大学研制的主动式螺旋弹齿株间除草盘[11-12]和农业农村部南京农业机械化研究所研制的主动摆动除草刀齿[13]，分别通过引导换轨旋转、弹齿盘的主动旋转和关键部件主动往复摆动实现株间除草，但上述装置均存在伤苗现象。为降低机械除草的伤苗率，将图像识别和自动控制等技术应用于水田除草装备中，由于水田杂草、秧苗交错生长和水面反光环境等干扰因素，株间除草避苗准确度一直未得到有效解决，且刚性的机械除草部件易造成秧苗损伤[10,14-16]。……