无人直升机喷雾参数对玉米冠层雾滴沉积分布的影响

为了阐明喷洒药械N-3型无人直升机(N-3 UAV)在玉米生长后期雾沉积效果及应用前景,研究了喷洒参数对玉米冠层雾滴沉积分布的影响。该试验研究以染料Rhodamine-B溶解成一定浓度的溶液代替农药进行喷雾,通过改变飞机的作业高度和横向喷洒幅度进行喷雾试验;采样点设置沿玉米高度方向分4层,用聚酯卡作为雾滴取样器采集雾滴。用荧光分光光度计测定雾滴在玉米某一区域的沉积量,由此获得雾滴沉积量在玉米植株不同层间分布的规律。结果表明:作业高度为5 m时,雾滴在目标上的总沉积量最少,离散程度最大,极差值为0.17;作业高度为7 m时,雾滴在目标上的总沉积量比作业高度为5和9 m时的沉积量大,雾滴沉积量的离散程度最小,极差为0.10;不同作业高度时,雾滴在玉米顶部、上部、穂部、下部的沉积效果和分布均匀性的变异系数不同,雾滴在玉米上部和穗部的沉积量高于顶部和下部的沉积量。在同一作业高度下(7 m),横向喷幅为5和9 m时,多喷幅雾滴沉积百分比的极差为38.4%和38.1%,变异系数为41%和34.4%;横向喷幅为7 m时,多喷幅雾滴沉积百分比的极差为26.3%,变异系数为25%,雾滴分布均匀性最好。小型无人直升机在玉米生长后期喷洒农药时,作业高度和横向喷洒幅度会影响雾滴在植株上的沉积量和分布均匀性,综合考虑雾滴沉积特性和喷洒效果情况下,应该选择飞行高度为7 m,横向喷洒幅度为7 m作为作业参数。该研究可为喷雾器具的优化设计、性能改进以及正确使用等提供技术依据;对合理喷施农药、提高喷洒效率、防治病虫害大面积暴发具有重要意义。     

用大喷头脉宽调制间歇喷雾提高沉积率的试验研究

为了得到合适的雾滴细度,提高雾滴运动速度,从而提高农药喷施沉积率,该文提出一种基于脉冲宽度调制 （pulse width modulation, PWM）间歇喷雾的沉积率提高方法。试验设置3种流量控制方法（改变液压控制流量;PWM间歇喷雾控制流量以及结合脉宽调制、喷头尺寸和液压调节共同控制流量）,采用4组试验对雾滴粒径和速度的影响规律进行研究。研究结果表明,使大喷头在提高工作压力的情况下间歇喷雾,通过系统调节喷雾占空比、压力和喷头大小,可在流量得到控制的同时,产生合适的粒径谱,雾滴速度得到提高,从而改善雾滴沉积率。     

高地隙喷杆式与隧道式一体喷雾机的设计与试验

针对烟草移栽后团棵期到打顶期植株形态差异显著,采用单一喷杆式喷雾病虫害防治效果差的问题,设计了一种集喷杆式和隧道式两位一体喷雾机,以实现在烟叶低矮稀疏的幼苗期进行喷杆式喷雾,在烟叶高大茂密的成熟期进行隧道式喷雾,并实现滴落药液的回收再利用。喷雾机固定在高地隙通用机架上;喷架升降和变形机构实现喷杆式和隧道式2种药液喷施模式;喷架收拢机构实现机器工作态和运输态2种机架形态的变换。试验表明:在相同行进速度和喷雾量的情况下,两位一体喷雾机与普通喷杆式喷雾系统相比,烟草打顶期和采收期时,在植株竖直方向上下层叶片正面平均单位面积雾滴沉积量提高50%左右,上下层叶片反面平均单位面积雾滴沉积量分别提高了30.56%和61.54%;在植株水平方向上内中外各层叶片正面平均单位面积雾滴沉积量提高42%以上;内中外各层叶片反面平均单位面积雾滴沉积量分别提高了46.23%、61.17%和24.11%。田间试验表明:药液雾滴雾化烟叶附着效果良好,并且几乎无烟叶损伤。在大田种植烟草的全生命周期中,该喷雾机具有更好的雾滴沉积效果和整机利用率。     

几种农药施用新技术

1．低量喷雾技术。指单位面积上施药量不变,将农药原液稍微稀释,用水量相当于常规喷雾的1／10—1／5。静电喷雾技术通过高压静电发生装置,使雾滴带电喷施的方法,药液在植株叶片表面的沉积量显著增加,可将农药有效利用率提高到90％。     

小型无人直升机喷雾参数对杂交水稻冠层雾滴沉积分布的影响

为了初探小型无人直升机航空喷施雾滴在水稻冠层沉积分布规律,主要通过不同的飞行参数研究了不同喷雾作业参数对水稻冠层的雾滴沉积分布的影响。该试验以HY-B-10L型单旋翼电动无人机搭载北斗定位系统UB351绘制作业轨迹,以质量分数为5‰的丽春红2R水溶液模拟生长调节剂喷施沉积情况,以图像处理软件DepositScan来分析靶区和非靶区的雾滴沉积参数得出雾滴的沉积分布结果。结果表明：3次试验中的雾滴沉积分布趋势均相似,且飞行高度和飞行速度对靶区内采集点上雾滴平均沉积量影响均显著,对雾滴沉积均匀性影响并不显著。3次试验中靶区的雾滴沉积量随着高度的增加而减少,总雾滴沉积量分别为2.380、1.905、1.156μL/cm2,采集点的平均沉积量分别为0.198、0.159、0.064μL/cm2;在作业高度为1.92 m时雾滴沉积平均均匀性最佳,且非靶区的雾滴漂移总量最少,为0.174μL/cm2。另外,第1、2条采集带上靶区内的雾滴沉积量均明显多于作业速度较大的第三条采集带上的雾滴沉积量,3次试验中,第一、2条采集带上雾滴沉积总量的平均值分别高于第3条采集带上雾滴沉积总量的184.27%、53.51%、72.31%;且由于外界风场的影响,作业航线下风向的雾滴沉积量和漂移距离均大于作业航线上风向的雾滴沉积量和漂移距离;以及由于飞行速度的影响,非靶区航线下风向第3条雾滴采集上的雾滴漂移量均大于第1、2条雾滴采集带上的雾滴漂移量。该结果较好地全面揭示了作业参数对航空喷施雾滴沉积分布结果的影响,并从风场因素方面推测了对雾滴沉积的影响,对药液的合理喷施、提高喷施效率具有十分重要的指导意义。     

不同喷雾助剂在植保无人机喷施作业中对雾滴沉积特性的影响

为研究不同喷雾助剂的理化性质及喷雾助剂在玉米叶片上的沉积特性,该研究将6种喷雾助剂对药液表面张力、药液在玉米叶片上接触角以及无人机喷施6种不同的喷雾助剂对雾滴的沉积特性进行对比。结果表明:喷雾助剂可以显著降低(P=0.000)溶液的表面张力,与清水溶液的表面张力相比Starguar4A喷雾助剂对降低溶液表面张力的作用效果最好,降低了67.8%。喷雾助剂对溶液在玉米叶片上接触角的变化程度影响不同,随着时间的增加雾滴在玉米叶片上的接触角均逐渐降低,其中Ultimate喷雾助剂的雾滴在滴落到玉米叶片上90 s后接触角降低至0°。与清水溶液相比倍达通喷雾助剂的雾滴密度、覆盖率与沉积量作用效果最好,雾滴密度与覆盖率、沉积量分别提高了35.1%、93.8%、31.9%;添加喷雾助剂后除倍达通喷雾助剂外,其他喷雾助剂溶液的雾滴体积中径DV0.5均有所降低;添加喷雾助剂对雾滴谱宽的影响不明显。在田间进行无人机植保喷施作业时,可以优选使用倍达通喷雾助剂,虽然倍达通喷雾助剂的表面张力与接触角并不是最优,但是也能够满足田间使用植保无人机喷雾作业的要求。同时,该试验也为进一步提高农药的利用率提供数据参考。     

无人机静电喷雾系统设计及试验

为了实现无人机低空低量喷雾,提高无人机施药后的雾滴沉积效果,该文针对XY8D型无人机进行了静电喷雾系统整体设计,重点对无人机静电喷头结构和高压静电的供给进行了描述,并就静态条件下静电喷雾雾滴的雾化、荷电性能开展了试验研究,确定了0.4 L/min流量、0.3 MPa喷雾压力、8 k V充电电压作为该无人机的田间试验作业参数。在水稻田中分别采用水敏纸和聚酯卡收集方法开展了不同飞行高度、静电喷雾和非静电喷雾条件下雾滴沉积和飘移试验。试验结果表明,非静电喷雾时,飞行高度为2 m时,雾滴沉积效果较好,水敏纸上雾滴沉积个数达到56个/cm2;而静电喷雾使得雾滴沉积明显增加,在靶标冠层、中层和下层的雾滴覆盖率平均增加了35.4、26、9个/cm2。当航高分别为1、2、3 m时,雾滴飘移距离分别为12.1、15.8和18.6 m,飘移量分别为5.88、10.31和14.98μg/cm2;静电喷雾方式对抑制雾滴飘移的作用不大,但是聚酯卡上单位面积的雾滴沉积量分别增加了2.36、2.91、1.56μg/cm2。该研究为基于无人机开展静电喷雾研究提供参考。     

风机电源频率对风送式喷雾机喷雾沉积的影响

风送式喷雾机的风机速度影响雾滴的沉积分布及喷幅。以D400型风送式喷雾机为试验平台,用染色剂Rhodamine－B与水混合成1 g/L浓度的溶液代替农药进行喷雾试验。改变风机供电电源的频率进行喷雾,借助于荧光分光光度计计算雾滴在采样点上的沉积量。结果表明：喷嘴在喷口处不同高度上的分布在喷筒轴向上形成了3个雾滴沉积高峰区;随着风机供电频率的降低,雾滴沉积的高峰区向喷口处移动,沉积高峰区数目及沉积高峰区之间的间距变小;喷幅试验中（44.5～49.5 Hz）,距离喷筒轴线±2 m以内的采样点上雾滴沉积量占喷幅范围内采样点上雾滴沉积总量的百分比的平均值为97.11%,越偏离这部分区域,雾滴沉积量越小,表明风送式喷雾具有很好的方向性,能防止雾滴漂移,且变频喷雾不会改变这一特性;环境自然风对喷口前方前8 m以外的雾滴沉积有明显的影响。在实际喷雾作业时,可根据喷施目标物与风送式喷雾机间的距离,调节合适的供电频率,使雾滴主要沉积在目标区域,减少雾滴在非目标区域的沉积;减小喷头位置在高度层间的差异,可以改善喷雾效果。     

风幕式静电喷杆喷雾喷头雾化与雾滴沉积性能试验

为了解决传统施药方式药液在植株中下冠层沉积量不足、雾滴粒径分布不均匀等问题,对常规喷杆喷雾扇形喷头设计了一种双平板感应式荷电装置,试验测量了该扇形静电喷头产生的雾滴荷质比、空间上的横向和纵向粒径分布并验证了在风幕和静电作用下雾滴的沉积性能。试验结果表明:荷质比随着静电电压的增大先增大后趋于稳定,随喷雾压力的增大而减小;静电作用能够减小雾滴粒径,并且使雾滴粒径横向分布更加均匀;随着喷头远离测量装置,纵向雾滴粒径逐渐增大;风幕作用能够改善雾滴在冠层中的沉积性能,相同条件下,有风幕时雾滴沉积分布的变异系数为0.645,与无风幕时的0.871降低了25.95%;静电作用能够改善雾滴在冠层中的沉积性能,在静电电压0和6 kV作用下,雾滴沉积分布的变异系数减小了50.2%;荷电条件下,随着喷雾压力的增大,雾滴的沉积分布均匀性反而会减小。该研究可为进一步研究新型喷头荷电装置及风幕式喷杆喷雾机的研发提供参考。     

农药静电喷雾技术研究进展及应用现状分析

农药静电喷雾技术可以提高农药在叶背面的沉积效率,减少农药飘移对环境的污染,已经成为国内外学者研究的热点课题。为明确农药静电喷雾技术研究进展及产业现状和存在的瓶颈问题,该文从农药静电喷雾技术基础理论、机理研究分析、室内/室外静电喷雾效果评价和静电喷雾装备产业现状进行系统分析。重点概述了雾滴荷电、荷电雾滴动力学、荷质比及其持留时间,总结荷电雾滴的主要受力、感应式充电的最佳荷电参数及荷质比的合理比较方法。介绍了静电喷雾中荷质比、电位、雾滴粒径、雾滴速度等测试方法,并提出加强(phase doppler particle analyzer,PDPA)测试技术和CFD仿真在静电喷雾技术研究中的应用建议。从荷电参数、环境参数、工作参数和靶标参数4个方面综述了荷电雾滴沉积的影响机理,认为静电喷雾沉积效率受荷电参数、环境参数、靶标参数和工作参数的影响,但其之间的影响机理仍不明晰,仍需进一步关注。大量静电喷雾室内/室外效果评价试验表明了荷电雾滴在静电力、气流曳力、重力的驱动下,有助于雾滴在叶片的沉积,但静电喷雾对雾滴飘移、穿透性能的影响还规律需进一步研究,而且静电喷雾装备的产业化水平还有待加强。最后从荷电效果、机理研究、作业规范3方面提出了研究建议,以期为农药静电喷雾技术及装备研究提供参考。     

水稻机械化穴播技术对稻米品质的影响

水稻机械化穴播技术是一种轻简化水稻种植技术,在适宜的地区可以取得较高产量。该研究比较了国内水稻机械穴播主要推广地区采用的机械穴播种植技术和机械插秧种植技术的稻米品质性状。试验结果表明,水稻机械穴播技术有利于提高稻谷的整精米产量,机械穴播在安徽南陵、四川绵竹、新疆温宿和山东高清等地区的整精米产量分别比机械插秧显著提高了9.11%、27.02%、4.08%、11.11%。水稻机械化穴播技术对稻米蛋白质含量和直链淀粉含量的影响在部分地区表现降低趋势。机械穴播显著降低了山东高清地区稻米的垩白粒率,对其余稻米外观品质性状无显著影响。该研究初探了水稻机械穴播技术对中国部分水稻种植区较大面积种植的水稻品种的稻米品质的影响,有利于进一步促进水稻机械穴播技术在适宜地区的推广应用。     

水稻品种多样性持续控制稻瘟病研究

在对水稻品种进行抗病基因同源序列RGA(Resistance gene analogue)分析的基础上,应用品种多样性有利于病菌稳定化选择原理,选择抗性遗传背景差异大的品种,在吉安和石城进行混合间栽防治稻瘟病研究。不同年份不同生态环境下试验均表明,遗传背景差异大的水稻品种混合间栽,对稻瘟病有明显控制效果,特别是感病优质糯稻品种混合问栽后,稻瘟病发病率、病情指数均极显著下降,其防治效果达82．14％～95．91％。混合间栽对杂交稻稻瘟病也有一定控制效果,防治效果为40.82％～70．87％。与净栽相比,水稻产量增幅在6．03％～11．81％之间。     

施磷量对双季早、晚稻产量及稻米品质的影响

以双季早、晚稻超高产品种陆两优996和淦鑫688为材料,以金优402和汕优10号为对照,研究了施磷量对其产量和稻米品质的影响.结果表明,施磷对早稻的增产效应大于晚稻,陆两优996和淦鑫688的适宜施磷(P2O5)量为30 kg/hm2,而对照品种的适宜施磷量为60kg/hm2.施磷对早稻的增产作用主要是增加有效穗数,而对晚稻的增产作用主要是增加每穗粒数.施磷降低稻米蛋白质含量,对整精米率和垩白的影响在品种间和季别间存在差异.施磷显著增加稻壳和糙米中的植酸含量,其中,晚稻糙米植酸含量的增加程度大于早稻,但糙米中植酸含量在不同施磷量处理间差异不显著.     

优质稻肥料效应试验

为取得有关施肥参数,建立优质稻施肥模型,选择高、中、低肥力田块,应用3因素4水平设计方案对优质稻进行田间肥效试验。结果表明,在一定范围内氮、磷、钾肥的施用对优质稻的增产作用是氮肥大于磷肥,磷肥大于钾肥,建议梁河县优质稻高肥力田块氮、磷、钾施用量分别为N 73 kg/hm2、P2O535.6 kg/hm2、K2O87.8 kg/hm2,应施好氮、磷肥,增施钾肥。中肥力、低肥力田块氮、磷、钾施用量分别为N 87.48～103.7 kg/hm2、P2O559～63 kg/hm2、K2O 47.6～52 kg/hm2,应增施氮肥、磷肥,适量钾肥。     

水稻栽后施绿肥对其生长发育及土壤肥力的影响

水稻栽后在行间施绿肥，既保持了深施绿肥培肥土壤的作用，又克服了栽前常规施绿肥影响水稻生长发育，甚至造成当季减产的弊端。     

PGPR对水稻塑盘旱育秧苗素质的影响

采用水稻抛秧塑盘(434孔)旱育秧方法,研究3株PGPR(Bacillus sp.RBB1、Bacillus sp.WP8和Pseudomonassp.RBP1)对水稻旱育秧苗素质的作用,比较PGPR不同接种方式及施用壮秧剂对促生效果的差异,以及PGPR对土壤细菌群落结构的影响。结果表明:①RBP1和WP8可不同程度地促进秧苗生长,主要表现在促使秧苗矮壮、增加干物质积累;②PGPR拌土普遍优于浸种方式;③PGPR的有效性受是否与壮秧剂混用的影响,其次是接种方式;④地上部干物重对PGPR不同处理方式较为敏感,是评价促生效果的理想指标;⑤PGPR对土壤细菌群落结构有一定的影响,但不十分明显。通过研究,明确WP8和RBP1具有开发成水稻育秧专用微生物肥料的潜力。     

Soil-plant nutrition studies on tropical rice

The lowland rice depends comparative1y more on the nitrogen supply by the soil resources than the other upland crops. Usually, the rice plant utilizes much more native soil nitrogen than the applied fertilizer nitrogen(1). Accordingly, the paddy soil fertility is usually regarded as a nitrogen supplying potentiality of the soil in a narrow sense. Many studies(2) on the soil fertility proplems have been focused on the availability and the recovery of this organic nitrogen. Decause the yield of rice are primarily determined by the liberation of this organic nitrogen.     

水稻秸秆堆沤肥对优质水稻产量及质量的影响

以不施肥为对照,设习惯性分阶段施用化肥、一次性施用化肥、施用一般有机肥及一次性单施不同用量的水稻秸秆堆沤肥或与不同比例化肥配施的12个处理,以水稻产量及质量为主要指标,探索以水稻秸秆堆沤肥种植优质水稻的适宜措施、规律及用量。结果表明,试验组各处理的稻谷产量及稻米垩白度、蛋白质含量、食味值存在较大差异,大小范围分别为5 560～9 460 kg/hm~2、1.57%～2.23%、8.11%～10.06%、64.56～73.24,水稻秸秆堆沤肥各处理的稻米外观、营养、蒸煮、食味等品质较好;其中50%水稻秸秆堆沤肥+25%化肥处理产量达8 705 kg/hm~2并与习惯分阶段施用化肥及施用一般有机肥处理接近,稻米垩白度1.84%、蛋白质含量8.54%,食味值最佳,其它稻米外观、蒸煮等品质亦适宜。说明水稻秸秆堆沤肥供养分能力强,并具有与化肥配施良好,提高养分利用率及肥料减量,提高稻米食味等作用,可作为优质水稻种植的重要肥源之一。     

稻田露水对水稻生长的影响研究

露水凝结是水田生态系统普遍发生的气象现象,露水作为水田生态系统重要的环境因子具有多方面的生态效应,露水易于被作物叶片吸收,在夜间调节补充叶片水分,保持冠层叶面湿度,减少作物蒸腾作用,也可补充必要的氮、磷等营养元素。为揭示露水在水稻生长中的作用及意义,于2013年水稻生长期对三江平原水田露水凝结量及有效态营养元素含量进行监测和分析。结果表明,试验区作物生长期露水凝结量为28 mm,试验期露水占同期降水量的8.3%,露水中NO3--N含量显著高于NH4+-N和PO43--P含量(P0.05),水田露水中氮、磷营养物质的浓度均高于雨水(P0.05)。试验区未出现酸露现象,水田露水呈偏酸性,p H均值为6.37,露水不会腐蚀作物叶片。经监测计算,7—10月水田露水中NH4+-N、NO3--N和PO43--P的输入量分别为0.11 kg-hm-2、0.22 kg-hm-2、0.04 kg-hm-2,生长期露水量明显高于叶面肥的喷施量,露水中NH4+-N、NO3--N和PO43--P的输入量是叶面肥的近百倍。露水可有效地被水稻吸收,促进作物生长,是高效潜在肥料来源。露水是水田生态系统水分循环和养分循环不可缺少的输入项。     

水稻化感作用的生理生化特性研究

用化感水稻叶片浸提液处理不同萌发阶段的稗草幼苗，8d后测定受体稗草体内各种酶的活性结果表明，对地上部超氧化物岐化酶（SOD）的活性的最大抑制效应达27.7%，对地下部的最大抑制效应达38.4%；对地上部过氧化氢酶活性（CAT）的最大抑制效应达56.4%，对地下部的最大抑效应达62.4%。经分析，水稻的化感作用具有破坏受体植物膜的功能、影响其生长调节系统和破坏其光合作用等生理生化特性。