不同植保机械施药对水稻病虫防治效果的研究

对自走式喷杆喷雾机、多旋翼植保飞行器、背负式机动弥雾机3种不同植保机械施药的作业效果及水稻病虫防治效果进行比较。结果表明,自走式喷杆喷雾机与植保飞行器工效远高于背负式机动弥雾机,是背负式机动弥雾机的6.7~10.0倍。且自走式喷杆喷雾机用工成本较低,每公顷24元,植保飞行器用工成本每公顷36元,是背负式机动弥雾机的1/5~1/3。多旋翼植保机飞行器喷药速度比自走式喷杆喷雾机快,但电池充电耗时较长。自走式喷杆喷雾机喷幅宽,喷雾均匀、用水量足,与多旋翼植保飞行器均适用于大面积推广,值得应用。多旋翼植保飞行器对水稻病害的防治效果较差,其用水量与病害控制效果有一定的关系,建议加大用水量或添加沉降剂使用。     

EPEC-B1型高压静电喷雾器喷雾性能试验

摘要：采用纸卡法在室内对TEPEC-B1型高压静电喷雾器进行了雾滴大小,喷雾距离,喷雾密度和喷雾量的测试,同时与常规喷雾器进行了比较。测试结果表明：TEPEC-B1型高压静电喷雾器荷电喷雾的雾滴密度显著高于非荷电喷雾,在靶标背面的雾滴密度明显增大。荷电喷雾的雾滴粒径只有常规喷雾雾滴粒径的1/3～1/4,且粒径谱较常规喷雾器窄,雾滴均匀度较高。TEPEC-B1型高压静电喷雾器通过不同档位调节可以控制喷雾量和喷雾距离,适于保护地不同类型蔬菜的病虫害防治。     

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。     

A portable scanning system for evaluation of spray deposit distribution

Preventing over- or under-spray applications on intended targets require a system to rapidly measure spray coverage and provide spray quality feedback information. A portable scanning system was developed that could quickly evaluate spray deposit distribution and coverage area on deposit collectors such as water sensitive paper or Kromekote^® card. The system is integrated with a handheld business card scanner, deposit collectors, a laptop computer, and a custom-designed software package entitled “DepositScan”. The software is composed of a set of custom plug-ins that are used by an image-processing program (ImageJ) to produce a number of measurements suitable for describing spray deposit distribution. The program worked with the handheld business card scanner to scan spray deposits on the collectors. After scanning the collectors, individual droplet sizes, their distributions, total droplet number, droplet density, amount of spray deposits, and percentage of spray coverage are displayed on the computer screen and saved in a spreadsheet. Spots smaller than 23.9 μm are ignored by DepositScan when 2400 dpi resolution was used. Observations of nominal size spots through a stereoscopic microscope verified the accuracy of the system, and demonstrated that because of pixel limitations, the accuracy of any image-processing program using the pixel recognition technique would decrease as the spot sizes decrease. The portable scanning system offers a convenient solution for on-the-spot evaluation of spray quality under various working conditions.     

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。     

不同植保机械喷雾雾滴沉积分布对小麦病害的防治效果

通过比较自走式喷杆喷雾机、无人植保飞行器、背负式弥雾机3种植保机械喷雾在小麦上的农药雾滴沉积分布,分析其对小麦病害防治效果的影响。结果表明,自走式喷杆喷雾机雾滴沉积密度和雾滴覆盖率都较高,是植保飞行器的8~10倍,自走式喷杆喷雾机雾滴沉积密度为136.19~167.53个/cm~2,雾滴覆盖率为12.96%~28.13%,雾滴覆盖率上部与中部高于下部叶片。对小麦病害防治效果较好,小麦纹枯病病指防效达61.60%,赤霉病防效达71.43%,白粉病防效达78.02%。植保飞行器喷雾在小麦上、中、下部位的雾滴沉积密度分别为14.28、13.15、18.42个/cm~2,雾滴覆盖率分别为2.45%、2.08%、1.46%,植保飞行器喷雾在小麦上、中、下部雾滴分布均匀。植保飞行器喷雾对小麦病害防效较好,纹枯病病指防效达63.26%~75.20%,赤霉病病指防效达85.71%,白粉病病指防效达70.33%。背负式弥雾机喷雾在小麦上的雾滴沉积密度为81.21~147.12个/cm~2,雾滴覆盖率为7.26%~28.76%,总体表现为上部中部下部,且差异性显著。     

移动式温室风幕静电施药平台设计及试验

针对传统温室人工施药时,药量分配不均匀、农药大量浪费的现象,探索温室施药的新方式,以提高农药利用率和作业效率。根据温室作业环境,研制一种适应于温室的风幕式静电施药机具,确定整机结构方案及关键部件技术参数。以出口风速为试验变量参数,以覆盖率、沉积量、覆盖率均匀度和沉积量均匀度为评价指标,分析了出口风速参数对施药效果的影响。综合流体力学和机械设计知识,计算确定出风口间距0.5 m,出风口半径0.012 5 m,风机功率3 k W。实现了风送、喷雾量和喷雾高度可调,出口风速0-35 m/s可调,喷头流量0.2-1.0 L/min可调,喷雾高度1.15-1.95 m可调。试验结果表明,出口风速为25 m/s时,相对于其他风速,沉积量和覆盖率达到较好的值,均匀度分别稳定在85%和75%。与传统人工施药相比,风幕式静电施药的雾滴穿透性高,分散程度高,可避免重复施药和减少农药施用量。同时,合理的气流参数会进一步提高机具施药效果。     

单旋翼油动无人机与圆形果园风送喷雾机作业性能对比试验研究

为验证单旋翼油动无人机在丘陵山地果园的喷雾效果，将单旋翼油动无人机与圆形果园风送喷雾机在矮砧密植苹果园进行喷雾性能对比试验，结果表明:单旋翼油动无人机喷雾作业的果树上中下层雾滴沉积覆盖率分别为0.66%~21.98%、1.20%~16.17%、0.38%~3.96%，雾滴平均体积中值直径大小顺序依次为上层>中层>下层；圆形果园风送喷雾机喷雾作业的果树上中下层雾滴沉积覆盖率分别为5.68%~24.94%、2.64%~34.61%、3.15%~21.78%，雾滴平均体积中值直径大小顺序依次为下层>中层>上层；单旋翼油动无人机喷洒的雾滴在果树中上层的沉积效果显著，圆形果园风送喷雾机则为中下层效果显著。排除机具故障等不确定因素影响，无人机作业的工作效能与节水省药性能优于喷雾机；在果园生产抢农时和病虫害应急处理中，无人机表现出较好的实用性能。     

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。     

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。     

喷雾器及施液量对水稻冠层农药雾滴沉积特性的影响

【目的】分析弥雾机和手动喷雾器在不同施液量条件下喷雾,农药雾滴在水稻冠层沉积分布特征,阐明农药剂量的沉积结构及空间分布对药剂防治效果的影响。【方法】以农药雾滴采集装置和水敏纸收集农药雾滴,通过DepositScan软件分析雾滴覆盖率和雾滴密度,并利用示踪剂估测农药沉积量。【结果】弥雾机和手动喷雾器不同施液量条件下喷雾,叶角45°和0°水稻叶片正面的雾滴覆盖率显著高于叶片反面。弥雾机在225、450、600 L•hm-2施液量条件下喷雾,叶角0°水稻叶片反面的雾滴密度均大于200个/cm2,施液量间差异显著。手动喷雾器在600、900、1 200 L•hm-2施液量条件下喷雾,叶角0°和45°水稻叶片反面的雾滴密度均小于15个/cm2,施液量间无显著差异。相同剂量,弥雾机在450 L•hm-2施液量条件下喷雾,水稻冠层各位点上的农药沉积量最高;而手动喷雾器不同施液量条件下喷雾,水稻冠层各位点上的农药沉积量无显著差异。手动喷雾器喷雾叶片反面的农药沉积量均低于弥雾机喷雾。用15 g a.i.•hm-2氯虫苯甲酰胺防治纵卷叶螟,弥雾机在施液量450 L•hm-2条件下喷雾的防治效果最高,手动喷雾器在施液量1 200 L•hm-2条件下喷雾的防治效果最差。【结论】弥雾机和手动喷雾器稻田喷雾,农药雾滴在水稻叶片正面的覆盖率均高于叶片反面。弥雾机喷雾时增加施液量,能提高水稻叶片反面的雾滴密度和覆盖率;手动喷雾器喷雾时增加施液量,无显著效应。与手动喷雾器相比,弥雾机喷雾显著增加了叶片反面的雾滴密度、雾滴覆盖率及农药沉积量,能显著提高药剂的防治效果。     

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。     

适宜玉米化控剂喷施的植保机具选型研究

[目的]玉米抗倒伏化控剂喷施缺少适宜机具,拟通过开展植保机具选型试验,筛选适宜化控剂喷施作业的机型。[方法]采用大田试验与实验室检测相结合的方法,检测约翰迪尔4630型、3W-500型和3WBD-16型3种植保机型开展化控作业的适应性。[结果]4630型喷杆喷雾机配套防飘扇形雾喷头作业其雾滴粒径较大,雾滴沉积密度低,且多分布在下部叶片,不利于叶片吸收,化控效果较差,且植株损伤率最高;3WBD-16型背负式电动喷雾器配套圆锥雾喷头作业喷雾均匀性最低,化控作业后效果不均匀,田间整齐度低,作业成本最高;3W-500型东方红悬挂式喷杆喷雾机配套标准扇形雾喷头作业质量和作业效率优于背负式电动喷雾器,作业后化控效果显著优于约翰迪尔4630型喷杆喷雾机,且作业成本最低。[结论]3W-500型东方红悬挂式喷杆喷雾机适宜在京郊地区玉米化控作业中应用。     

苯醚菊酯·丙烯菊酯超低容量喷雾制剂研制

为快速防治卫生害虫，从对原药、溶剂、乳化剂等的选择上．进行苯醚菊酯·丙烯菊酯超低容量喷雾剂的研制，该剂量型既适用于热烟雾机使用，又可适用于超低容量喷雾用。苯醚菊酯．丙烯菊酯超低容量喷雾剂杀灭家蝇有良好的效果，特别适用于城镇居民密集区室内外蝇媒的控制。     

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。     

基于神经网络PID的无人机自适应变量喷雾系统的设计与试验

【目的】针对传统植保无人机在定量喷施作业时由于飞行速度的变化造成施药不均匀以及传统控制算法无法满足无人机变量喷雾系统所需的实时性和稳定性等问题,设计一种基于神经网络PID的自适应无人机变量喷雾系统。【方法】采用风压变送器测出无人机的飞行速度,根据速度采用脉宽调制(PWM)方法进行自适应变量喷雾,同步用流量传感器测出实际喷雾流量,融合BP神经网络PID控制算法调节喷雾流量。由MATLAB构建BP神经网络PID控制算法,并与PID、模糊PID和神经元PID对比及分析;田间试验过程中,对比分析无人机定量喷雾与随飞行速度改变的变量喷雾效果,采用水敏纸获取雾滴沉积量分布,分别从整体区域、飞行方向和喷杆方向评价沉积量分布的均匀性。【结果】算法仿真对比试验结果表明,与PID、模糊PID和神经元PID相比,BP神经网络PID阶跃响应上升时间分别少28.57%、84.73%和31.03%,正弦跟踪平均误差分别小63.01%、87.03%和0.58%,方波跟踪平均误差分别小74.00%、79.53%和6.80%,鲁棒性强,无静差,超调量为1.20%;喷雾对比试验结果表明,本系统能够根据飞行速度自适应调节喷雾流量,实际流量与目标流量的平均偏差为8.43%,水敏纸扫描结果表明总体区域雾滴沉积量的变异系数对比定量喷雾平均降低26.25%,喷杆方向平均降低18.79%。【结论】该研究结果可为农业航空变量喷雾技术的应用提供理论基础。     

喷雾助剂类型及其在农业航空中的应用

喷雾助剂可以多方面改善农药的使用性能,常见类型有油类喷雾助剂、有机硅类喷雾助剂、液体肥料类喷雾助剂。在农业航空喷施过程中添加喷雾助剂,可大幅度提高农药利用率。本文介绍了喷雾助剂的类型,论述了加入喷雾助剂在农业航空喷施方面对药液雾滴粒径、雾滴沉积、雾滴飘移及药效的影响。     

温室自动变量施药系统设计

针对温室内手动施药喷雾质量差、容易造成施药人员中毒的问题,基于AT89S52单片机开发环境设计温室自动变量施药系统;研究了喷杆行走速度和喷头流量对作物单位面积雾滴沉积量的影响。实验结果表明:所设计的温室自动变量施药系统可根据上位机对CCD采集的病害信息处理结果,对喷杆行走速度和喷头流量进行控制,实现无人自动变量施药;在喷头型号、喷雾压力一定的条件下,改变喷杆行走速度和喷头流量可使单位面积雾滴沉积量的变化范围为0.27~0.76μg/cm2,很好地实现了自动变量喷雾;单位面积雾滴沉积量与喷杆行走速度和喷头流量均呈线性关系,相关系数R2均大于0.99。     

农用喷头雾滴粒径对液体黏度的响应

目的 研究农药不同黏度对喷头雾化特性的影响,为农业喷雾施药技术提供理论参考。方法 配制不同质量分数的甘油溶液替代农药试剂进行研究,将喷头喷雾区域网格化,使用粒子动态分析仪测量喷雾区域不同位置处的雾滴参数,利用SPSS分析轴心方向和径向雾滴粒径的分布规律。结果 在喷头喷雾区域轴心方向上,雾滴算术平均直径、雾滴体积平均直径及雾滴索尔特平均直径呈现出先变小然后逐渐变大的规律,外界空气阻力的扰动作用使喷射出的液体表面形成一定模式的表面波,随着距离增大波幅变大,波峰被撕裂下来,破碎成小雾滴,而后在重力的作用下雾滴间发生碰撞聚合,雾滴粒径逐渐变大;喷头喷雾区域径向上,雾滴近似于对称分布,雾滴粒径呈现出中间小两边大的特点,随着径向距离增大雾滴粒径逐渐增大;通过SPSS分析得出,轴心方向上,轴心距离、液体黏度与雾滴粒径的相关系数分别为0.531、0.795;在喷雾区域径向上,径向距离、液体黏度与雾滴粒径的相关系数分别为0.932、0.328。结论 在一定程度上,黏度较大的液体具有一定的防止漂移效果;液体黏度改变对轴心方向上雾滴粒径影响效果显著;在喷头径向上,距离的改变对雾滴粒径大小影响显著。     

国产农用喷雾器喷头性能参数测定与分析

本文介绍了国产喷雾器喷头的几个主要性能参数与国外著名喷头公司产品的对比结果、并提出了改进我国喷头产品的若干建议。如:1.影响侧向进液式喷头喷量变异的因素。2.缝隙式扇雾喷头药液沉积横向分布中的牛角、对喷杆式喷雾器药液沉积分布均匀性有着极坏的影响。