基于大豆冠层状态变化的变量施药系统设计与试验

传统的变压力式施药系统只进行基于植保机械行进速度的一次变量控制施药,在农药喷施过程中将农田作物冠层状态看作不变值,忽略叶片随时段的迁移发生的面积和倾角变化,未能把叶倾角作为参数在控制系统中体现,同时参与系统喷药控制。传统施药实践表明,在对大豆等叶运动(趋光运动)能力较强的作物进行大田施药时,传统的变量施药方法会使农药利用率与植保效果无法兼顾。针对以上问题,在传统压力式变量施药技术基础上,根据作物叶面积指数以及叶片倾角随时间的周期性变化规律,构建不同叶倾角叶片三维模型,把大豆叶片的叶倾角的值作为的一个参数,添加到二次变压力施药的控制系统中,运用CFD技术进行喷雾流场仿真建模,以增加不同叶倾角作物的表面雾滴沉积率为目的,在不同压力与流量下对不同叶倾角叶片进行的喷雾仿真试验,通过液相体积数分析,找出有效的喷雾压力和流量,以及变量施药系统二次控制的压力与雾滴沉积率的关系。基于仿真试验结果,设计了新型变压力式变量施药系统。根据叶片叶倾角对应的时段采用的喷药压力和流量,在6∶00-10∶00时段进行大田变量喷雾试验。试验结果表明:大豆叶片雾滴覆盖率全程处于30%~40%之间,满足植保喷雾效果,有效避免了传统施药过程中的农药浪费。