Y型棚架式果园的3WZ-300风送喷雾机设计与试验

目的 针对Y型棚架式果树的需风特性设计一款风送喷雾机,探究机具对此树形的施药规律,为新式果园栽植工艺的植保机具设计提供参考。方法 结合棚架梨树Y型树冠需风特性,设计一款异形导风管,确定发散型射流口,喷雾范围可全面覆盖冠层,并进行整机配置,风机使用无级调速带轮进行调速。以作业速度、出口风速、出风口与冠层中部高度差作为试验参数,以靶标雾滴覆盖率、靶标雾滴沉积量以及地面雾滴沉积量作为评价指标,设计田间试验。利用Design-Expert软件建立响应曲面分析参数对指标的影响,并对机具作业参数进行优化。结果 优化结果表明：3WZ-300风送喷雾机在作业速度0.8 m/s、出口风速22 m/s、出风口中部与梨树冠层中部高度差为5.1 cm时,靶标雾滴覆盖率为39.79%,靶标雾滴沉积量为9.89 μL/cm²,地面雾滴沉积量为5.41 μL/cm²,有效附着药液占比60.1%。结论 该喷雾机满足果园作业要求,施药效果较好,为棚架式果园喷雾机的设计及机具参数优化提供了参考。     

风速、喷雾压力和静电电压对雾滴沉积性的影响

为提高农药喷洒过程中雾滴的沉积效果,在试验基础上研究不同风速、喷雾压力和静电电压下雾化靶标荷电效果和沉积效果的综合影响,优化选配影响因素的参数。试验结果表明,荷质比在4 k V之后趋于稳定,当风速为0 m/s,喷雾压力为0. 3 MPa,静电电压达到6 k V时,雾滴粒径达到最小值137. 79μm,荷质比达到最大值0. 128 m C/kg,靶标背部在荷电电压大于4 k V以后出现雾滴沉积,在0. 3 MPa以后沉积率增大幅度趋于平缓。正交试验得出,风速、喷雾压力和静电电压均对雾滴沉积率有显著影响,影响主次顺序分别是静电电压、喷雾压力、风速。本系统喷雾的最佳组合是风速为0 m/s喷雾压力为0. 4 MPa和静电电压为6 k V,总沉积率达到最大值48. 01%。研究结果为进一步研究喷雾技术参数优化选配和提高喷雾沉积效果提供了依据。     

几种农药使用新技术

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,用药量相当于常规喷雾技术的1/5～1/10。此技术提高了作业效率,不仅在温室中得到广泛应用,日本还开发出了适合大田使用的低量喷杆喷雾机。 2.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,药液雾滴在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％。缺点是带电雾滴对植     

提高农药利用率的几种技术方法

<正>1低容量喷雾法单位面积上在施药量不变的情况下,将农药原液稍加水稀释后喷雾。添加水量相当于常规喷雾技术的1/10~1/5。具体方法是将常规喷雾机具的大孔径喷片换成孔径0.3 mm的小孔径喷片即可。这样可减少农药流失,节约大量用水,提高防治效果。2静电喷雾法在喷药机具上安装高压静电发生装置,使带电喷施的药液雾滴在作物叶片表面沉积量大幅增加,农药     

温室番茄不同生长期常温烟雾机的作业方式及参数研究

为优化温室用常温烟雾机的作业方式和参数,以行间作业和过道作业两种方式对温室内不同生长期的番茄冠层进行喷雾,并测定了番茄冠层内雾滴沉积分布、农药沉积量、地面流失量、农药利用率等指标。结果表明：在雾滴覆盖率、农药沉积量、地面流失量、农药利用率等指标上,番茄不同生长期行间作业均好于过道作业,叶片正面均好于叶片背面。当温室内病虫害防治需要较大喷量、较高雾滴覆盖率时,应进行行间作业;当温室内作物预防性作业或喷洒农药内吸性较好,不需要较高雾滴覆盖率时,可进行过道作业,喷管角度在±15°范围内调整,保证冠层前、中、后部雾滴沉积分布均匀。该研究可为设施棚架式蔬菜植保作业提供参考。     

温室番茄不同生长期常温烟雾机的作业方式及参数研究

为优化温室用常温烟雾机的作业方式和参数，以行间作业和过道作业两种方式对温室内不同生长期的番茄冠层进行喷雾，并测定了番茄冠层内雾滴沉积分布、农药沉积量、地面流失量、农药利用率等指标。结果表明：在雾滴覆盖率、农药沉积量、地面流失量、农药利用率等指标上，番茄不同生长期行间作业均好于过道作业，叶片正面均好于叶片背面。当温室内病虫害防治需要较大喷量、较高雾滴覆盖率时，应进行行间作业；当温室内作物预防性作业或喷洒农药内吸性较好，不需要较高雾滴覆盖率时，可进行过道作业，喷管角度在±15°范围内调整，保证冠层前、中、后部雾滴沉积分布均匀。该研究可为设施棚架式蔬菜植保作业提供参考。     

温室弥雾机控制系统的设计

为实现温室环境人机分离自动变量施药,设计基于Wi-Fi与模糊控制的自走式自动变量风送弥雾机。施药系统以STM32单片机为核心,在Eclipse开发环境下采用Socket编程技术实现移动端与弥雾机端双向通信。为满足施药技术要求,采用Mamdani模型制定施药控制规则,将虫害覆盖率和茄子冠层高度参数作为模糊控制模型的输入,根据施药控制规则自动控制电磁阀和继电器以调控喷雾流量和控制施药时间,共同完成弥雾机变量施药。通过流量测定、模糊控制及自动与手动弥雾的沉积试验对施药系统进行验证,结果表明:1)施药控制系统可根据占空比准确调控喷雾流量,且占空比与喷雾流量线性度较好,拟合度为R~2=0.996 4,满足该设计喷雾范围要求。2)采样点与喷头距离为1~3m时对单位面积雾滴有效沉积量影响显著,且随着茄子冠层高度的增大和蓟马覆盖率的提高均会使单位面积雾滴沉积量显著提高。3)自动弥雾与手动弥雾沉积量的相对误差不超过0.8%,可满足变量喷雾的实际需求。     

大宽幅对行施肥施药车的设计与试验

针对目前我国施肥施药机械存在作业精度差、肥药利用率低等问题,设计了一种大宽幅对行施肥施药车,通过采用幅宽拓展机构实现大宽幅作业,机具集成了3组施肥施药组件,每组施肥施药组件安装有10组施肥头与施药头,完全展开后的作业幅宽为7.5m,可同时对30行农作物进行施肥施药,停止作业后左右两侧的施肥施药组件可收拢至机身两侧,便于机具的道路行走和安放;采用对行调节机构实现施肥施药喷头与作物间的距离在0～140mm范围内可调;采用高度可调机构实现施药喷头距地高度在0.1～1.2m范围内可调,满足不同施药高度需要;基于液压技术设计了机具的液压驱动系统,机具的作业幅宽、对行距离和高度调节动作的实现均采用液压系统驱动;施药采用下倾式风送气力喷雾,利用气流提高农作物间的扰动量,提高药液的穿透力,使用Solidworks软件建立风送喷雾系统的3维模型,并利用Ansys中的Fluent模块对风送喷雾系统进行了仿真分析,计算得出最佳进气速率为0.9 kg·s-1;基于PLC设计了作业控制系统,控制模块的核心控制器采用西门子S7-200PLC,实现了机具操作的自动化控制;试制了施肥施药车样机,试验结果表明:各调节动作运行正常,各施药喷头的距出气口中心40cm处的射流核心速度均值为18.56m·s-1,标准差为0.087,气流速度分布均匀,机具设计合理。     

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(v_1=0.7 m·s~(-1)、v_2=1.2 m·s~(-1)、v_3=1.7 m·s~(-1))和不同作业高度(h_1=1.0 m、h_2=1.5 m、h_3=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。     

植保无人机作业参数对雾滴在火龙果树冠层沉积分布的影响

为探究多旋翼植保无人机作业参数对火龙果树冠层雾滴沉积分布的影响,应用极飞P20多旋翼植保无人机对火龙果树进行喷雾作业,采用正交试验对主要作业参数（航线方向、作业高度与作业速度）进行优选。结果表明,植保无人机对火龙果树施药在航线平行于种植行、作业高度为1.5 m (距离冠层顶部高度)、作业速度为1.5 m·s-1条件下,雾滴在火龙果树各个冠层的雾滴沉积密度,覆盖率最大。极差分析结果显示,作业速度是雾滴沉积密度和火龙果树上层雾滴覆盖率的最主要影响因素;而作业高度是火龙果树中层、下层雾滴覆盖率和雾滴分布均匀性的最主要影响因素,当作业高度为1.5 m 时雾滴分布均匀性最好。根据P20多旋翼植保无人机喷雾在火龙果树冠层的雾滴沉积分布情况,对植保无人机的作业参数进行了优选,为提高植保无人机施药雾滴在火龙果树冠层的有效沉积分布,实现所选机型在火龙果树病虫害防控中的高效应用奠定了基础。     

温室自走式弥雾机远程控制系统的设计与试验

针对温室内手动施药劳动强度大、容易造成施药人员中毒等问题,利用GSM网络技术平台,设计基于手机信息发送指令的自走式弥雾机远程控制系统。该系统采用GSM模块和手机及单片机之间的双向通信实现手机对弥雾机行走速度和喷雾流量设定,运用Keil C51V9.00软件编程,对动作流程进行决策,控制弥雾机自动喷药。试验结果表明:该系统响应时间约为3s,弥雾机停止工作时,有一定的响应距离,最大为0.59m;当行走速度为4~12cm/s,喷雾流量50~300mL/min时,雾滴分布变异系数为3%~5%,喷雾均匀性较好。该远程控制系统可以满足在温室大棚内的使用要求,与传统施药方法相比,简化了植保机械的操作过程,有利于减轻劳动强度,保障人身安全。     

烟田中使用不同喷雾器的农药沉积分布研究

[目的]比较不同喷雾器以及喷头对农药有效利用率和施药效率的影响。[方法]采用诱惑红作为农药喷雾的示踪剂,分析了4种喷雾器及喷头在田间喷雾下的雾滴大小、施药效率、叶片农药的沉积回收率和雾滴田间分布均匀性。[结果]农药的有效利用率方面表现为电动喷雾器>机动喷雾器>手动喷雾器>手动弥雾器;施药效率方面表现为机动喷雾器>电动喷雾器>手动弥雾器>手动喷雾器;农药雾滴田间分布均匀性方面表现为电动喷雾器最好,其余都较差。[结论]为新型植保器械的推广应用提供了理论依据。     

9种植保机械防治小麦穗蚜的农药沉积率与效果比较

为研究常用植保机械对农作物病虫防治的应用效果,采用雾滴沉积分布、粒径大小检测和田间调查等方法,对9种常用植保机械防治小麦穗蚜的农药沉积率和效果进行测定。结果表明:电动喷雾器、机动弥雾机和自走式喷杆喷雾机沉积率较高,达到51.4%~63.7%;单旋翼无人机和地面喷雾机械防治效果达到80%以上,优于其他低空低量植保机械;在专业化统防统治作业中,自走式喷杆喷雾机适宜大面积推广使用;低空低量喷雾防漂移技术、专用助剂、农药剂型等需加大研发力度。     

基于甘蔗病害智能诊断的立体化精准农药喷洒机的设计研究

针对现有农药喷洒机在精确性、效率以及喷洒均匀性方面的不足，提出一种基于甘蔗病虫害智能诊断的立体化精准农药喷洒机设计方案。该设计方案克服了传统喷洒设备在农药喷洒过程中无法精确识别和定位甘蔗病害区域以及喷洒均匀性不足的问题。通过运用图像处理技术和深度学习算法，系统能够自动识别甘蔗叶片的病害种类、病情程度和位置信息，并借助立体化精准农药喷洒机实现智能化调整喷洒剂量，以确保精准且均匀地喷洒农药。实验结果表明，该系统能够显著提高农药利用率和作物防治效果，具有较高的实用性和推广价值。     

植保静电喷雾技术研究进展

作为现代农业先进的植保技术，农药静电喷雾技术相对于传统喷药技术，在雾滴沉积率、药液有效利用率等方面具有较好的喷施效果，在未来农业生产中能够实现节能减药、增加效率等作用。叙述了静电喷雾技术的原理及其特点，详细梳理了国内外对静电喷雾技术的研究进展，并介绍了静电喷雾技术的应用现状，探讨了目前静电喷雾技术所存在的问题和发展前景，以期为植保机械研发奠定基础。     

喷雾方式对农药雾滴在水稻群体内沉积分布的影响

【目的】分析喷雾方式对农药雾滴在水稻群体内沉积分布的影响,研究提出稻田合理的喷雾方式,提高稻田农药利用率。【方法】在水稻分蘖期、孕穗期和扬花期,用配有空心圆锥雾喷头的手动喷雾器叶面喷洒和配有气力式弥雾喷头的弥雾机下倾45°角喷洒指示剂丽春红-G溶液,收集并测定沉积在植株上层、中层和下层不同点位载玻片上的雾滴指示剂丽春红-G沉积量。【结果】以不同喷雾方式施药,水稻叶片正面、背面及垂直方向不同点位的丽春红-G沉积量有显著差异。在水稻分蘖期、孕穗期、扬花期用手动喷雾器叶面喷雾和弥雾机45°角下倾喷雾,丽春红-G的沉积量在水稻群体空间内的分布趋势均表现为上层＞中层＞下层。在水稻分蘖期用手动喷雾器叶面喷雾,13.3%玻片上丽春红-G的沉积量接近于平均数;52.9%玻片上丽春红-G沉积量低于平均数;33.75%玻片上丽春红-G的沉积量高于平均数。在水稻分蘖期用弥雾机45°角下倾喷雾,20.4%玻片上丽春红-G的沉积量接近于平均数;45.4%玻片上丽春红-G沉积量低于平均数;34.2%玻片上丽春红-G沉积量高于平均数。在水稻孕穗期和扬花期用手动喷雾器叶面喷雾,分别有33.3%和28.1%的玻片上没有丽春红-G的沉积;而用弥雾机45°角下倾喷雾,没有丽春红-G沉积的玻片比例分别为13.9%和5.0%。在水稻孕穗期用手动喷雾器和弥雾机喷雾,分别只有6.4%和11.7%玻片上的沉积量接近于平均值,而在扬花期时该比例分别为7.2%和17.2%。在水稻分蘖期、孕穗期和扬花期用手动喷雾器叶面喷雾,喷雾雾滴主要沉积在表示叶片正面的载玻片上,其沉积量占总沉积量的66.3%、85.1%和84.9%,其中在植株上层表示叶片正面载玻片上的沉积量占总沉积量的38.7%、42.2%和45.6%,在表示叶片背面和垂直面玻片上的沉积量很少。弥雾机下倾45°角喷雾,在表示叶片背面和垂直面玻片上的沉积量多于手动喷雾器叶面喷雾,但在表示叶片正面玻片上的沉积量仍占总沉积量的50.5%、50.6%和53.1%,其中植株上层表示叶片正面玻片上的沉积量占总沉积量的32.9%、27.9%和31.5%。【结论】如果以单位面积载玻片上的平均沉积量作为防治病虫害的有效剂量,那么在水稻群体内同时存在剂量浪费与剂量不足的现象。手动喷雾器压顶喷雾,喷雾雾滴主要沉积在植株上层叶片正面,沉积量占到总沉积量的1/3以上,而在叶片背面和茎秆上的沉积量很少,尤其是在植株基部叶片和茎秆上,沉积量趋向于零。采用弥雾机下倾45°角喷雾,喷雾雾滴在植株上层叶片正面的沉积量仍超过总沉积量的1/4,但在施药量低于手动喷雾器压顶喷雾条件下,各层叶片背面和茎秆上的沉积量都显著高于手动喷雾器叶面喷雾,说明弥雾机下倾45°喷洒,农药雾滴能够进入植株中下层,在叶片背面及茎秆上沉积。     

风送弥雾机施加静电场喷雾技术的研究

在风送弥雾机喷头上附加静电发生装置进行了实验，结果表明在电场作用下其雾滴针对目标具有趋向性。其飘移减少，在作物上的吸附性、均匀性相对提高；减少了农药的损失及对环境的污染。     

果园多风机风送喷雾机聚风筒聚风特性的试验研究

针对传统果园多风机风送喷雾机存在风能利用率低,出风口到靶标之间喷雾四散飘移的问题,对风机配置聚风筒(直筒式、渐缩式、渐开式)的风送喷雾系统的聚风喷雾性能进行研究。通过对聚风筒风场进行仿真模拟,设计对标试验确定了仿真模型与计算的可靠性。设计单因素试验和响应面参数优化试验分析风筒类型、聚风筒长度和风机转速对聚风特性的影响并确定聚风筒的最佳参数设计组合。试验结果表明:有聚风筒的风送喷雾系统对雾滴的胁迫作用明显显著优于无风筒的,且呈现了较好的聚风雾化作用,渐缩式风筒的性能尤为明显;气流集中性能由高到低排序为渐缩式、直筒式、渐开式、无风筒,聚风筒胁迫雾滴的横向穿透性能由高到低为渐缩式、直筒式、渐开式;风筒长度在30~70 cm范围内,长度越长,聚风性能越好;随着转速呈倍数的增加,风场速度峰值也呈倍数增加,转速的改变不影响速度峰值的位置。聚风筒最佳参数设计组合为风筒类型为渐缩式,风筒长度为70 cm,风机转速1 440 r/min,此组合下的风速为4.156 m/s,风场纵向幅宽为1 585.32 mm。