对靶施药技术装备在植物病虫草害防控中的应用及展望

近年来,绿色农药及靶向农药等新农药被广泛应用到作物保护中,但国内植保从业者对对靶施药技术的了解并不深入.本文将对靶施药技术类比于靶向农药和机器人控制技术,并将其分为实现过程和载体来进行描述,具体从4个部分展开介绍.第一,用于感知信息的传感器和技术,类似于机器人的“感知”功能,可以看作是人体的“眼睛”;第二,对靶施药技术的计算和决策模型,类似于机器人的“决策”功能,可以看作是人体的“大脑”;第三,对靶施药技术的施药量控制方法,类似于机器人的“控制”功能,可以看作是人体的“手”;第四,几种典型的对靶施药机.本文亦指出了对靶施药技术装备的未来发展方向,即向着本土化、智能化、傻瓜化和农艺农机相结合的方向发展.

精准施药技术与装备发展现状分析

精准施药以提高农药利用率、降低农药残留对食品和环境污染为目的,是施药发展的方向。为此,首先介绍了国内外精准施药技术发展现状,包括变量施药控制系统、控制算法、对靶施药控制技术和基于处方图施药技术现状分析。其次,分析了国内外精准施药装备发展现状:普遍应用于果园的风送施药机极大提高了工作效率及喷雾均匀性;风幕式喷杆喷雾机适用于大田喷雾,在减小劳动强度的同时提高了喷雾均匀性,降低了药液漂失量;循环喷雾机以回收利用沉积药液为目的,可提高药液的利用效率,减轻对环境的污染。最后,通过比较国内外相关领域的研究现状,指出国内精准施药技术研究不足,需要利用电子信息和自动化技术进一步提升精准施药装备水平。

设施园艺植保装备及其精准施药技术研究进展

由于设施园艺生产中化学农药过量施用问题严重,因此精准施药技术和装备成为设施园艺高效生产的迫切需求。为此,对国内外设施施药装备进行了分类介绍,从导航技术、变量施药技术、对靶施药技术、风送施药技术、静电喷雾技术和可控雾滴粒径技术等几个方面对精准施药技术在设施生产中的研究进行了综述,总结分析了各种设施精准施药技术的实现方式以及面临的问题和挑战。同时,对精准施药技术在设施园艺中的发展进行了展望,指出适合我国温室作业环境的高效、低量、智能的设施施药技术和装备是设施高效生产的必然发展方向。

设施农业可控雾滴智能施药技术研究与应用

为解决我国设施栽培作物病虫害防治过程中施药量大、农药利用率低,高效防治技术与装备匮乏等问题,利用高速摄影、激光粒度分析等方法,开展可控雾滴雾化机理研究,探明不同雾化器结构参数和工作参数(转速、流量)等对雾滴粒谱的影响主效应。基于离心雾化技术,生物最佳粒径理论等,完成可控雾滴雾化器等关键基础部件的创新研发;集成激光识别、自动化控制等技术,研制设施农业可控雾滴智能施药装备,完成自动识别、定位喷洒对象的自走式对靶喷洒作业,从而在保证防效的同时,提高农药有效利用率,减少农药使用量。通过田间试验可知,转速1500~3000 r/min条件下,可控雾滴智能施药装备的雾滴粒径在30~200μm无级可控,且水平射程≥8 m,实现人机分离作业,提高作业效率,避免化学农药对施药人员的危害。

果园航空喷雾的农药沉积分布比较

以柑橘树、柚子树、杨梅树为靶标作物,以4种不同结构特征、技术参数的无人航空施药装备为研究对象,并以2种地面传统施药机具作为对照,开展果园喷雾试验,对几种施药装备在不同品种果树冠层上的雾量沉积分布进行定量检测与比较分析。结果表明,喷射部件为横喷杆的3WYL5-15单旋翼与3WYCZF8-06八旋翼无人航空施药装备在柑橘树、柚子树、杨梅树等3种果树上的最大药液沉积分布变异系数分别为0.55、0.73,最小仅为0.03、0.06。这2种无人航空施药装备的喷雾均匀性都优于另2种配置2只离心雾化喷头的无人航空施药装备。LHX8-3WD12八旋翼和3WHQT-4A六旋翼无人航空施药装备同样采用2只离心雾化喷头,但前者雾滴分布较为均匀,变异系数最小仅为0.25,后者变异系数最小达到0.78。4种无人航空施药装备和2种地面传统施药机具相比,无人航空施药装备的施药量最大仅为23.31 L/hm^2,远远小于地面传统施药机具的施药量,且4种无人航空施药装备的作业效率最低为3.24 hm^2/h,远远大于地面传统施药机具的作业效率。