不同类型植保无人飞机施药作业对烟草植株的影响

为规范植保无人飞机防治烟草病虫害的技术应用,评估了植保无人飞机在烟草病虫害防治过程中对烟株的安全性,并筛选出适合烟株生长中后期飞防施药的植保无人飞机类型及飞行方式。本试验选用目前主流的9种不同类型的植保无人飞机,分析对比了9种植保无人飞机在烟草成熟期进行飞防作业时对烟草植株形态的影响。结果表明,烟草植株成熟期采用四旋翼植保无人飞机以4 m或3 m的飞行高度垂直于烟草种植垄作业对烟草的损伤较低。

植保无人飞机防治玉米南方锈病施药参数和防效探究

为了利用植保无人飞机有效防治玉米南方锈病,开展了施药液量和药剂筛选研究。试验结果表明:植保无人飞机在飞行高度2 m和飞行速度3 m/s条件下,施药液量为2 L/667m^(2)时,药液雾滴在玉米植株下三叶、棒三叶和上三叶上的沉积密度分别为91.72、57.75个/cm^(2)和13.42个/cm^(2),且施药液量增加到3 L/667m^(2)和4 L/667m^(2)时药液雾滴的沉积密度没有显著变化。施药液量为2、3 L/667m^(2)和4 L/667m^(2)时农药沉积利用率分别为52.59%、53.89%和57.88%。综合考虑作业效率,植保无人飞机施药防治玉米南方锈病的最佳施药液量为2 L/667m^(2)。在此施药条件下,喷施30%丙硫菌唑OD、20%丙环唑ME、32.5%苯甲·嘧菌酯SC和40%丙硫菌唑·戊唑醇SC 14 d后对玉米南方锈病的防治效果分别达到96.72%、70.68%、80.54%和69.71%。因此,植保无人飞机在飞行高度2 m,飞行速度3 m/s,作业行距5 m,施药液量2 L/667m^(2)时喷施30%丙硫菌唑OD、32.5%苯甲·嘧菌酯SC、20%丙环唑ME和40%丙硫菌唑·戊唑醇SC可有效防治玉米南方锈病。

植保无人飞机作业参数对雾滴在杧果冠层沉积分布的影响

植保无人飞机作业参数对无人飞机喷洒过程中的雾滴分布有显著影响,从而影响农药的利用率和病虫害的防治效果。为探究多旋翼植保无人飞机作业参数对杧果树冠层喷雾质量与效果的影响,以提高植保无人飞机施药的对靶高效沉积,本研究应用大疆T40型植保无人飞机采用正交试验对杧果树进行喷雾作业,对主要作业参数雾滴粒径(80、100、120μm)、作业高度(2.0、2.5、3.0 m)、作业速度(3.0、4.0、5.0 m/s)进行优选。结果表明:施药参数为雾滴粒径80μm、作业高度2.0 m、作业速度3.0 m/s时,植保无人飞机雾滴在杧果树各个冠层的雾滴沉积密度、覆盖率、雾滴均匀性等均显著大于其他处理组。雾滴沉积密度、覆盖率、作业高度与作业速度呈负相关。极差分析结果显示,雾滴粒径是影响杧果树冠层雾滴沉积密度的主要因素;作业高度是影响杧果树下层叶片正面与内层叶片背面雾滴覆盖率的主要因素;作业速度是影响杧果树上层叶片背面雾滴覆盖率的主要因素;其余各层叶片正面与背面的喷雾粒径是影响雾滴覆盖率的主要因素。植保无人飞机在杧果树冠层的雾滴分布差异性较大,影响雾滴均匀性的主要因素是雾滴粒径,其次是作业速度、作业高度。根据T40多旋翼植保无人飞机在杧果树冠层的雾滴沉积密度、雾滴覆盖率、雾滴均匀性结果综合得到植保无人飞机在杧果树上作业的最佳参数组合为雾滴粒径80μm,作业高度2.0 m,作业速度3.0 m/s,为小型植保无人飞机在杧果及其他类似果园空中喷洒作业提供指导。

植保无人飞机喷雾防治小麦赤霉病雾滴沉积量的气象影响因子分析及预报模型构建

为阐明不同气象条件对植保无人飞机防治赤霉病过程中冠层雾滴沉积的影响规律,采用大疆T40四轴八旋翼植保无人飞机在不同麦区进行喷雾施药处理,利用诱惑红示踪剂、聚酯卡、水敏纸等采集雾滴,计算雾滴沉积量和覆盖率,并对实时记录的田间气象条件进行分级,其中温度分为A1(10℃≤T<20℃)、A2(20℃≤T<30℃)、A3(30℃≤T<40℃)等级,相对湿度分为B1(30%≤RH<50%)、B2(50%≤RH<70%)、B3(70%≤RH<90%)等级,风速分为C1(0 m/s≤V<1.6 m/s)、C2(1.6 m/s≤V<3.4 m/s)、C3(3.4 m/s≤V<5.5 m/s)等级。应用方差分析、主效应多重比较等统计方法,揭示不同气象等级组合条件对雾滴沉积量和覆盖率的影响趋势,并基于气象因子构建沉积量和覆盖率的预报模型。结果表明:温度、相对湿度、风速对雾滴沉积量的有利程度按等级排序分别为:A1≥A2>A3、B3>B2>B1、C1≥C2>C3。不同气象等级对覆盖率的影响规律与对沉积量的影响规律基本一致,其中相对湿度对雾滴覆盖率和沉积量影响显著,温度和风速的交互作用对覆盖率也具有显著影响。基于气象因子构建的冠层上层雾滴沉积量和覆盖率预报模型准确率分别为88.15%、82.82%,均方根误差分别为0.030μL/cm^(2)、1.33%,具有较高的可信度,可应用于植保飞防气象预报服务。研究结果对植保无人飞机适时开展药剂喷洒作业、提高防治效果、减轻农药对农田生态环境的污染具有参考作用。

多旋翼植保无人飞机施药研究进展及展望

多旋翼植保无人飞机有良好的地形适应性及超低空喷雾能力,是高效植保装备的重要发展方向之一,但飞行作业条件下风场、雾滴、作物耦合机理尚不明晰,成为制约沉积分布品质提高的瓶颈。为剖析植保无人飞机施药作业各要素关联研究不足、沉积机理不够清晰等问题。以雾滴的发生、沉降、沉积及飘移全过程为主线,基于学者们的研究论述了喷嘴雾化药液、风场-雾滴交互作用以及风场-雾滴-冠层耦合作用的研究现状,分别从喷嘴雾化对施药效果的影响、旋翼植保无人飞机悬停和飞行条件下的风场分布规律、飞行施药条件下雾滴在冠层内沉积飘移分布规律几个方面展开分析。基于以上论述,梳理了国内外航空施药技术的应用背景、研究进展、经验模型。指出了当前多旋翼植保无人飞机施药过程中一些亟需解决的问题,针对喷嘴选型(液力式喷嘴、离心式喷嘴等)及工作参数(压力、转速、角度、流量等)、无人机飞行参数(飞行速度、旋翼转速等)、农药特性(密度、黏度、表面张力等)及药液雾滴群的初始参数(粒径分布、初始速度)等各因素之间的匹配对应关系尚不明晰的问题,提出了重点建立多旋翼植保无人飞机施药作业喷嘴选型决策专家系统的建议;针对飞行组合风场(旋翼下洗气流、迎风气流、自然横风),农药药液雾滴(雾化后的物性参数),作物冠层(作物典型生长周期的茎、枝、叶)、田间环境(温、湿度),作业参数(飞行速度、高度)等因素的耦合作用,提出基于施药沉积效果进行科学假设,建立组合风场-药液雾滴-作物冠层的三相耦合模型的建议。最后,对未来多旋翼植保无人飞机施药技术的发展进行了展望。

新疆棉田农用无人飞机喷施农药研究应用进展

新疆是我国最大的商品棉生产基地,规模化的种植模式使得农用无人飞机施药技术在新疆棉田得以迅速大面积的推广。基于新疆棉田农用无人飞机研究使用现状,概述农用无人飞机在棉田施药等方面的典型成果,提出对未来相关研究与发展的建议,旨在为农用无人飞机在棉花生产中的科学应用提供理论指导。

秋季主要粮油作物植保无人飞机“一喷多促”技术

飞行参数设置综合考虑作物种类和生育期、亩施药液量、植保无人飞机机型和下压风力大小等因素,设定植保无人飞机飞行参数,确保喷雾均匀、无重喷漏喷、飘移损失小且作物植株无折损。作业时环境风速应小于三级风(≤3.3m/s),针对现有主流植保无人飞机,建议飞行速度3-5m/s,施药液量1.5-3升/亩;飞行高度(离作物冠层的高度)根据载荷重量适当调整,载荷重量<30L的飞行高度2-3m、载荷量≥30L的飞行高度3.5-4.5m,防治稻飞虱、纹枯病等茎基部病虫害时应结合实际适当降低飞行高度;施药前应根据飞行高度确定有效作业喷幅,确保喷幅边缘有足够的药液沉积量;施药后如遇雨,应及时补治。

植保无人飞机“一喷多促”措施

一、适用范围水稻、玉米、大豆等秋粮作物“一喷多促”无人飞机施药作业,所涉及的无人飞机作业参数、药剂选择和施药参数等因素仅供参考,在实际应用中应根据气象条件、作物种类和作物生育期、药剂助剂种类、植保无人飞机机型特点、周边作物和施药环境等进行调整和优化,大规模施药前须开展小范围试验。

植保无人飞机施药防治农作物病虫害技术指导意见

一、适用范围:本指导意见适用于植保无人飞机喷施农药防治大田及果树作物主要病虫害。所涉及的植保无人飞机作业参数、药剂选择和施药参数等仅供参考,在实际应用中应根据气象条件,病虫害发生种类、部位及为害程度,作物种类和生育期,药剂助剂的品种,植保无人飞机机型特点,周边作物和施药环境等进行参数调整和优化。

农用无人飞机法规与标准制定现状分析

近年来,我国农用无人飞机产业快速发展,应用领域不断扩展,但相关配套的法规和标准却相对滞后。本文系统梳理了国际上主要标准制定、标准实施的组织和机构,标准制定目标与主要依据;阐述了日本农用无人飞机管理机构、管理方法与标准使用;我国无人飞机管理、相关政策法规与标准体系建设情况;我国农用无人飞机现有政策法规,行业、地方以及团体标准制定情况。提出为引领行业健康发展,在我国《无人驾驶航空器系统标准体系建设指南》框架下,在农业农村部主导建设下,各级管理机构和标准化组织应从产品(质量)标准、子部件与性能试验等技术标准、操作规范与人员培训等管理标准方面继续开展标准化工作;标准制定不局限于植保无人飞机,还应制定播种、施肥、遥感、辅助授粉等应用标准;应建立涵盖生产、流通、应用、培训、登记认证等环节标准支撑管理需求。通过标准的科学制定与实施,进一步规范行业发展,驱动自主创新,提升农用无人飞机产业在国内外市场竞争力。

风洞环境下喷头及助剂对植保无人飞机喷雾飘移性的影响

为探究和减少植保无人飞机喷雾施药过程中的雾滴飘移,采用由单个旋翼与喷头组成的喷雾单元,在可控风洞环境条件下进行了模拟飞行喷雾试验,控制风洞条件为风速5 m/s、喷雾压力0.3 MPa及旋翼转速2300 r/min不变,对比研究了11种喷头、4种代表性助剂以及不同温度/相对湿度条件对雾滴飘移的影响,采用飘移潜在指数(DIX)及相对减飘率(DPRP)两项指标进行对比评估。结果表明:在温度/相对湿度为20℃/RH 80%条件下,不同类型喷头喷雾药液在空中垂直面和水平距离上的飘移沉积量分布均呈现显著的规律性变化趋势,与对照喷头F110-03相比,喷头飘移潜在性从大到小依次为:TR80-0067>ST110-0067>XR110-01>ST110-015>TR80-01>ST110-02>XR110-03>对照F110-03>IDK系列,其中IDK120-01与IDK120-015喷头的减飘移效果相近并为最好;在30℃/RH 40%条件下,采用XR110-01喷头,分别添加助剂0.5%Silwet DRS-60、1.0%"迈飞"(MF)和1.0%Y-20079后,与不添加助剂的对照相比,平均减飘率分别为43.3%、15.6%和5.2%,表明不同助剂对飘移的影响不同,需考虑助剂类型及其减飘效果合理选用;在20℃/RH 40%、20℃/RH 80%、30℃/RH 40%和30℃/RH 60%条件下,XR110-01喷头与添加1.0%MF助剂组合有利于空中飘移的减少,尤其是高温/低湿条件下,添加助剂的减飘移效果较好。该研究结果可为植保无人飞机的喷头选择、喷雾助剂筛选和实际应用提供参考和指导,并为进一步研究喷头及助剂的减飘技术提供数据基础。

基于无人飞机成像的桥梁裂缝宽度识别可行性研究

基于传统桥梁检测车裂缝宽度检测存在阻碍交通、受到桥型限制、使用维护费用高等问题。该文以旋翼无人飞机为工作平台,为满足0.2mm以上桥梁裂缝宽度识别要求,采用IMETRUM非接触式测量仪验证无人机悬停状态下机载成像质量具有可靠性;通过加装机载三点激光测距仪,测量物距并推导成像平面与被测平面夹角,计算并修正裂缝图像像素解析度;设计适于无人机成像的图像预处理程序、构建基于支持向量机(SVM)裂缝形态智能提取训练模型、裂缝法向实际宽度计算方法。以湘潭市湘江二大桥为研究对象,通过对实桥进行无人机裂缝宽度识别,并与传统人工测试进行比较,表明机载成像识别裂缝宽度满足工程精度要求,以无人飞机为工作平台替代桥检车或支架工作平台,实现结构表面裂缝形状与宽度识别具有可行性和广泛应用前景。

植保无人飞机低空低容量喷雾技术应用与展望

近十年来,我国植保无人飞机迅猛发展,应用的农作物范围越来越广,不仅在水稻、小麦、玉米等主要粮食作物得到了应用,在橡胶、槟榔等高大植株的病虫害防治中更有其独特优势,已经初步形成了我国植保无人飞机低空低容量喷雾的喷头配置、配套药剂、飞防助剂、作业参数等技术体系,对于重要农作物病虫害如稻纵卷叶螟、水稻纹枯病、小麦蚜虫、玉米黏虫等防治效果均在80%以上,在各地病虫害防控中发挥了重要作用。但是,植保无人飞机喷雾作业过程中,还存在炸机或失控、雾滴飘移药害、药液分层结块、防治效果不稳定等问题。通过汇总分析植保无人飞机在重要病虫草害防治工作的成功经验和安全事故,本文提出植保无人飞机低容量喷雾技术将会得到更广泛的应用,植保无人飞机专用药剂和配套助剂、变量施药、多传感器数据融合、多机协同、精准施药、施药标准和规范等都将得到长足的发展,为现代农业和智慧农业发展提供技术支持。

无人飞机输电线路巡线技术探讨

简介现代无人飞机的性能指标,指出无人飞机输电线路巡线的关键技术为:飞行控制技术、机体稳定飞行技术、线路杆塔自动跟踪识别技术和摄像快速对焦成象技术。无人飞机可以穿越高山、河流对输电线路进行快速巡线,对架空的铁塔、支架、导线、绝缘子、防震锤、耐张线夹、悬垂线夹等进行探测摄像和故障识别。无人飞机输电线路巡线是一种快速、高效、前途广阔的巡线方式。

面向交通信息采集的无人飞机路径规划

引入无人飞机作为城市道路固定交通检测设备的辅助手段,部署无人飞机进行道路交通信息采集,提出了无人飞机的路径规划问题.考虑了无人飞机数量有限,不足以对所有目标进行侦察的情形,建立了以总巡航距离最短、巡航目标数量最多的多目标优化模型,提出了可行路径的重组方法,构造了求解该问题的非支配排序遗传算法.案例分析结果表明:构造的算法可以求出无人飞机路径规划的近似最优解,与最优初始可行解相比,总巡航距离减少了13.07%,巡航目标数量增加了41.67%.最后,讨论了无人飞机在道路交通信息采集中可能面临的问题.

柑橘园植保无人飞机低容量喷雾技术探索——以柑橘木虱和潜叶蛾防控为例

【目的】探索植保无人飞机(unmanned aerial vehicle,UAV)喷雾在柑橘冠层的雾滴沉积分布规律和无人机植保作业参数,并开展柑橘木虱(Diaphorina citri)和潜叶蛾(Phyllocnistis citrella)无人飞机防控实效研究,评估防治效果、作业效率和综合效益,为UAV低空低容量喷雾技术的建立和在柑橘产区的应用提供依据。【方法】在丰产期的鸡尾葡萄柚园,将4行约100株自然圆头形树冠修剪成开心形,另选4行自然圆头形树冠作为对照。在采样植株冠层内部搭设立体网格架,网格架垂直方向分上、中、下3层,每层设置3×5共计15个采样点,每株树共计45个观察点,每个点放置两张4 cm×6 cm铜版纸卡作为雾滴承接载体。以0.5%诱惑红水溶液作为示踪剂,六旋翼UAV分别在不同飞行作业速度(v1=0.7 m·s^-1、v2=1.2 m·s^-1、v3=1.7 m·s^-1)和不同作业高度(h1=1.0 m、h2=1.5 m、h3=2.0 m)处理下喷雾。每次处理后采集纸卡,通过300 dpi分辨率扫描仪扫描,计算纸卡上诱惑红水溶液的铺展面积百分数,计为雾滴在柑橘叶片上的雾滴覆盖率,分析所喷洒雾滴在植株冠层的沉积分布规律,优选作业参数。以管道系统人工手持喷枪喷雾为对照,通过筛选出的优选作业参数开展柑橘木虱与潜叶蛾的UAV防控试验验证。施药日期依据果园气候和害虫发生情况确定,试验周期从2017年4月始到10月止,即此园春梢萌发到秋梢老熟的全部时期,其中包括了全年柑橘木虱和潜叶蛾危害高峰期。每次作业时,记录UAV和人工喷雾的作业量、耗费时间、用药量、用工人次、用水量、农药价格及其他支出等信息,喷药后每隔15 d左右调查一次虫口情况。【结果】柑橘园UAV喷雾施药,在兼顾作业效率和有效雾滴沉积的情况下,以开心形树冠、飞行高度1.0 m和飞行速度1.7 m·s^-1为作业参数,其作业雾滴穿透和分布效应较佳,平均雾滴覆盖率达19.1%;采用此作业参数,在柑橘园实施柑橘木虱与潜叶蛾的UAV防控试验,与人工喷雾作业相比,防治效果不存在显著性差异,但UAV喷雾作业的效率、总成本、施药量分别是人工喷雾的45倍、63.3%和10%。【结论】基于适宜的喷雾作业参数和树形结构的柑橘木虱和潜叶蛾多旋翼UAV飞防作业,可获得较好的防治效果,并且可显著提高作业效率、显著减少农药施用量,降低植保作业的综合成本。

不同喷雾因子对植保无人飞机防除小麦田杂草效果的影响

为明确施药液量、雾滴粒径大小和助剂等不同喷雾因子对极飞P-20植保无人飞机防除小麦田杂草效果的影响,于2019年以30 g/L甲基二磺隆悬浮剂+20%双氟·氟氯酯水分散粒剂为试验药剂,研究了上述喷雾因子对药剂雾滴沉积量以及对杂草防除效果的影响。药剂沉积量测定结果表明:低施药液量(11.25 L/hm^2)处理的沉积量最低,仅为0.67μg/cm^2,沉积率为22.37%,其次是大雾滴粒径,沉积量为1.07μg/cm^2,沉积率为35.62%,这2个处理药剂的沉积量略低于其他飞防处理(沉积量在1.16~1.52μg/cm^2之间,沉积率在38.73%~50.83%之间),但所有飞防处理的沉积量均明显低于常规喷雾器处理(沉积率为67.00%)。杂草防效结果表明:于小麦田应用极飞P-20植保无人飞机防除杂草,最适宜的施药液量为15.0~22.5 L/hm^2,在3个施药液量11.25、15.0和22.5 L/hm^2下,杂草总鲜重防效分别为74.8%、85.9%和88.2%;最适宜的雾滴粒径为中型,在小、中、大不同雾滴粒径下,杂草总防效分别为84.2%、86.2%和78.2%;最适宜的两种助剂是易滴滴F和迈飞,杂草总鲜重防效分别为88.9%和87.4%。农户常规喷雾药液沉积量为2.01μg/cm^2,杂草鲜重防效为87.6%。极飞P-20植保无人飞机在合适的喷雾因子下,具有省时省水的优势,虽然雾滴沉积量低于常规喷雾,但最终防效与常规喷雾差异不大。

植保无人飞机喷施30%苯甲·丙环唑微乳剂防治水稻主要病害

为了探究植保无人飞机喷施30%苯甲·丙环唑微乳剂对稻瘟病、纹枯病和稻曲病的田间防治效果,以及对水稻生长的影响,为植保无人飞机施药的推广提供科学依据,在水稻分蘖末期和破口期采用植保无人飞机进行药剂喷施防治水稻主要病害试验。结果表明:在减量25%的情况下,植保无人飞机喷施30%苯甲·丙环唑微乳剂对纹枯病病株和病情指数的防治效果分别为71.33%和82.72%,对稻瘟病病穗和病情指数的防治效果分别为76.36%和80.41%,对稻曲病病穗和病情指数的防治效果分别为71.11%和79.25%。该施药方式对水稻中后期主要病害防治效果均优于对照药剂和人工施药的防治效果。

植保无人飞机喷雾参数及助剂类型对杀虫剂防治棉蚜的增效作用

为研究植保无人飞机喷雾参数对棉蚜防治效果的影响及评价助剂对药剂的增效作用,本研究通过田间试验分析了飞行高度、飞行速度和喷头型号等喷雾参数对棉蚜防效的影响,并评价了5种喷雾助剂ND-600、ND-800、G2801、倍达通和N380对22%氟啶虫胺腈悬浮剂(SC)和21%噻虫嗪SC的增效作用。结果表明:植保无人飞机飞行高度对棉蚜防效的影响显著,其中飞行高度为2 m时防效最佳,最优参数组合为飞行高度2 m,飞行速度3 m/s,喷头型号IDK120-01。添加助剂后,22%氟啶虫胺腈SC和21%噻虫嗪SC对棉蚜的防效有不同程度的提高,药后7 d,除ND-600外,ND-800、G2801、N380和倍达通对22%氟啶虫胺腈SC均有增效减量作用,其中ND-800的效果较好,G2801、倍达通和N380的增效作用一般;21%噻虫嗪SC对棉蚜的防治效果较好,除不添加助剂的处理外,其余处理药后7 d的防效均在90%以上,5种助剂的减量增效作用均较好。

无人飞机低容量喷雾中影响药剂对水稻纹枯病和二化螟防治效果的因素分析

以广东极飞无人飞机P20为喷雾器械,以240 g/L噻呋酰胺悬浮剂和5%阿维菌素乳油为防治药剂,开展了无人飞机低容量喷雾中作业参数(飞行高度和飞行速度)、喷雾用水量及喷头类型4个因素对水稻纹枯病、二化螟防治效果的影响评价。结果表明:在飞行速度的4个处理(3、4、5、6 m/s)中,药剂对水稻纹枯病、二化螟的防治效果均表现为飞行速度越慢,防效越高;在飞行高度的4个处理(1.5、2.0、2.5、3.0 m)中,药剂对水稻纹枯病、二化螟的防治效果均表现为作业高度为2.0和2.5 m的防效较高,且均显著高于作业高度为1.5和3.0 m的防效;在用水量的3个处理(7.5、15.0、22.5 L/hm^2)中,药剂对水稻纹枯病、二化螟的防治效果均表现为用水量越多,防效越高,且三者之间的差异均达显著性水平;在两种类型的喷头中,离心式喷头(极飞P20)与压力式喷头(大疆T16)对水稻纹枯病、二化螟防效的影响均无显著性差异。根据以上结果优化的作业参数为:飞行速度3~4 m/s,飞行高度2~2.5 m,喷雾用水量为15.0~22.5 L/hm^2。