新中国果树科学研究70年——梨

新中国成立70年来,我国梨树科学研究成果丰硕,在有些领域取得了重大突破,为梨产业的可持续发展作出了重要贡献。本文系统总结了新中国成立以来,我国梨在种质资源、遗传育种、栽培模式与技术、病虫害防控、采后贮藏与加工、果园机械等方面的研究进展,以及不同发展阶段的重要成果,展望了未来的发展方向。     

圆盘风扇辅助喷雾对雾滴沉积分布影响试验研究

采用立体布样的方法,用5mg/L的"丽春红―2R"稀释水溶液代替农药在室内进行了圆盘风扇辅助喷雾雾滴沉积分布试验,研究了用于仿形喷雾的圆盘风扇的雾滴沉积分布影响规律.试验结果表明,无风助喷雾时,雾滴沉积在短距离内急剧下降,射程短.纸卡反面,雾滴沉积明显少于有风助喷雾的雾滴沉积.有风助喷雾时,沿射程方向雾滴沉积有急剧下降和缓慢下降两个阶段.不同采样高度上,出口风速对雾滴沉积分布影响不同.纸卡正面,采样高度1.8m时,出口风速对雾滴沉积影响不大,采样高度1.5m和1.2m时,雾滴覆盖率与风机转速成正比.纸卡反面,不同的采样高度上雾滴沉积覆盖率与出口风速线性关系均显著.     

基于三维激光点云的靶标叶面积密度计算方法

为向变量喷雾系统施药量的计算提供数据基础,提出了靶标喷施区域叶面积密度参数的计算方法。靶标三维点云数据由二维激光雷达传感器沿果树行直线运动间接获取。在假设各喷施子区域内叶片面积变化相对较小的条件下,基于Matlab曲线拟合工具箱cftool分析并验证了点云数与叶片数之间存在函数关系。曲线拟合结果表明,利用高斯函数、多项式函数与指数函数拟合点云数与叶片数,决定系数分别为0.925 7、0.931 0与0.936 4,指数函数拟合效果最好。相对误差分析结果表明,基于3种拟合函数,枝叶茂密区域相对误差最小为11.46%,枝叶中等茂密区域相对误差最小为11.05%,枝叶稀疏区域相对误差最小为35.50%。基于确定的点云数与叶片数间的函数方程,经系数变换后可计算出叶面积密度参数。     

冠层推拨装置对喷杆喷雾机雾滴飘失与沉积特性的影响

喷杆喷雾机具有作业效率高、雾滴覆盖率高、沉积分布均匀、防治效果好等优点,是目前大田作物最主要的施药机具。但受作物冠层遮挡和侧风等气象条件的影响,导致喷杆喷雾机作业时雾滴难以穿透到植株中下部并伴随飘失。为改善喷杆喷雾机喷雾雾滴在作物冠层的穿透性并降低飘移量,本文优化设计了一种适用于大田作物的喷杆喷雾机冠层推拨装置。并分别使用两种喷头(标准扇形雾喷头ST110-02、射流喷头IDK120-02)对该装置的减飘性和在小麦上的沉积特性进行了对比试验。结果表明:该冠层推拨装置对标准扇形雾喷头ST110-02的减飘效果强于射流喷头IDK120-02,其减飘效果分别为59.0%和9.5%;冠层推拨装置可以提高药液的沉积率,对于ST110-02喷头可增加18.0%,IDK120-02喷头增加了8.6%;同时该推拨装置对小麦植株的推拨作用增加了雾滴向冠层中下方的穿透效果,有利于药液在植株上的均匀沉积。     

基于WSN技术的低功耗大棚关键环境因子监控系统

为了有效监控大棚环境状况,保证大棚作物健康生长,提出一种基于WSN技术的低功耗环境监测系统.该系统对大棚温度、湿度、光照、土壤温湿度等环境数据进行动态监测,系统采用太阳能锂电供电方式,并采用动态电源管理算法,结合改进路由协议,降低系统功耗,该系统稳定可靠,可有效监测温室大棚的关键环境因子参数,具有一定的推广价值.     

背负式割草机刀盘轻量化设计与试验

针对背负式割草机刀盘轻量化设计问题,选取市场上常见的2、3、40齿锰钢刀盘进行研究。首先运用3维机械制图软件PTC/Creo对刀盘进行数字模型绘制,其次基于拓扑优化变密度法和杂草刈割试验,在6000 r/min极限转速工况下对刀盘结构进行计算机拓扑优化,并对优化前后刀盘应力进行受力分析,3种刀盘优化后质量依次减轻27.5%、10.24%和12.71%,而极限受力大小依次减小11.3%、0.8%和6.8%,得出刀盘质量减轻百分比大于极限受力减小百分比的结论。优化后刀盘模态频率有所增加,抗振性能增强。最后通过田间割草对比试验验证3种刀盘结构优化后割草性能符合行业要求,并得出重割率与刀盘齿数呈正相关,漏割率与刀盘齿数呈负相关的结论。     

机械化疏花在主干型梨园中的性能评估

为了获得适销产品,人工疏果已成为现代梨园疏花疏果农艺环节的主要作业方法,但人工成本过高,为此该研究研制了2种新型的梨树疏花装备:机载式三节臂疏花机和手持式电动疏花器.该研究对24株(均分成4组)7年生主干型"翠冠"梨树进行了4种不同方式的疏花试验:疏花机疏花结合人工疏果、疏花器疏花结合人工疏果、人工疏花结合人工疏果,单...     

喷杆喷雾机拨禾板固定支架优化设计

喷杆喷雾机是目前普遍使用的一种大田植保机械,为了增加农药有效利用率和减少雾滴飘失,喷杆多加装罩盖装置。针对喷杆喷雾机生产研发中出现的损坏问题,以山东绿田农业机械有限公司生产的罩盖导流式喷雾机拨禾板固定支架为研究对象,利用有限元理论找出固定支架应力集中部位,并在其原有结构基础上进行拓扑优化设计,以增强其结构强度。在受损情况最为严重的大豆田中,拓扑优化后固定支架最大应力由原来的652.4 MPa降至123.8 MPa,降了81%,机械抗振性也有大幅度的增强。该结果为企业生产优质的拨禾板式喷杆喷雾机提供技术支持。     

基于Venturi效应的两相流雾化喷嘴设计与性能试验

现有的两相流雾化喷嘴普遍存在着出口气流速度低、雾滴粒径大且雾滴粒径分布不均匀等缺点,不适合应用于设施农业的植物防治。为解决上述问题,结合Venturi阀芯可以产生高的气液两相速度差和负压吸水的效应,设计了一种基于Venturi效应的两相流雾化喷嘴。运用CFD数值模拟的方法分析了Venturi式两相流雾化喷嘴的流场密度、压力、速度及喷嘴出口平面速度分布规律,数值仿真结果表明,气压在0.2、0.3、0.4 MPa时,对应的出口速度分别为338、410、426 m/s;对试制的雾化喷嘴的物理样机进行性能试验,主要测试喷嘴的出气口风速和雾滴粒径大小与分布,探究不同气压对Venturi式喷嘴雾化性能的影响规律。试验结果表明,气压在0.2、0.3、0.4 MPa时,对应的出口速度分别为345.5、425.7、437.4 m/s,喷嘴出口速度的实测值与仿真值得相对偏差在5%以内;当气压在0.2、0.3 MPa时,Venturi式雾化喷嘴的雾滴粒径在3～65μm内,达到85%以上,而当气压达到0.4 MPa时,雾滴粒径在3～65μm内,达到98%;气压在0.2、0.3、0.4 MPa时,分别为45.64、43.16、36.75μm,可以得出Venturi式雾化喷嘴的雾滴粒径细小,达到烟雾级且分布均匀;在相同水压下,随着气压的增大,雾滴粒径的D_(10)、D_(50)、D_(90)和Dav均呈现减小趋势。该研究可为Venturi式两相流雾化喷嘴在植物保护领域的应用提供参考。