蔬菜高效施药装备与技术研发应用

随着经济的高速发展,人们的生活水平有了显著提高,也对生活质量提出了更高的要求,因此对每天所需的蔬菜品质极为关注。由于气候、环境等的影响,蔬菜的病虫害也呈逐年多样化、严重化的趋势,施药是最直接、快速防治病害的措施,但并不是说可以任意的喷洒,施药应注重安全,包括用药量、浓度、方式等。那么怎样做到高效、安全施药呢?本期业界观察将邀请中国农业大学药械与施药技术研究中心何雄奎教授为大家解读国内外蔬菜高效施药装备与技术的研究及应用现状,分析我国蔬菜植保施药装备与技术存在的问题,提出相应的对策,分析其应用价值,并对其未来的发展趋势进行展望,以期为从事蔬菜种植的生产者及研究者们提供参考。     

助剂类型及浓度对不同喷头雾滴飘移的影响

为探究助剂类型及浓度对不同喷头飘移的影响,该研究利用风速、温度、湿度可调风洞及荧光分析仪spectrofluorophotometor RF-1501比较分析了不同浓度抗蒸发助剂Agrospred 730(又名AS-2)、防飘移助剂Break—thru Vibrant、Silwet DRS-60、Greenwet 360对离心喷头、平面扇形雾喷头Lechler ST 110-015、空心圆锥雾喷头TR 80-015以及德国联邦农作物研究中心施药技术研究所(Julius-Kühn-Institut,JKI)规范中的对比参考喷头Lumark F110-03的飘移潜在指数(drift potential index,DIX)的影响,并利用spraytec雾滴粒径仪测试其雾滴体积中径(volume median diameter,VMD)。结果表明:AS-2的体积分数为0.05%时,与水相比可将离心喷头DIX增加81.8%,VMD增加16.7%;Silwet DRS-60、Break—thru Vibrant、Greenwet 360体积分数分别为0.8%、0.4%、0.3%时防飘效果最好,对TR80-015防飘效果最为显著,可将其DIX(相比于水)依次减小98.7%、58.2%和80.1%,3种助剂分别在上述体积分数下对3种液力式喷头的防飘效果均依次为TR80-015ST110-015Lumark F110-03;对于助剂Silwet DRS-60和Greenwet 360,VMD75μm的雾滴所占体积百分比越大,喷头DIX越大,二者之间呈现正相关性(相关系数R0.5);VMD越大,喷头DIX越小,即VMD变化与DIX变化呈现负相关性,VMD及VMD75μm的雾滴所占体积百分比均为影响喷头DIX的重要因素。该研究可为田间实际生产中助剂的添加与选择提供依据,为进一步研究新型农药助剂、新型喷头及喷雾设备的生产提供理论基础。     

改变我国植保机械和施药技术严重落后的现状

中国已经加入了WTO,农业生产标准化是必然之路,但我国落后的植保机械和农药使用技术与之不相适应,带来了诸如农药有效利用率低、农产品中农药残留超标、环境污染等问题.植保机械不同于其他的农业机械,发达的欧美国家在上个世纪70年代就将植保机械列入特种农业机械行列,有其专门管理部门和机构.该文根据我国植保机械和施药技术的现状,提出了减少农药用量、保障农产品安全的关键在于改变我国植保机械和施药技术严重落后的现实,并提出解决相关问题的对策.     

手动喷雾器摆动喷施除草剂药剂分布均匀性探讨

手动喷雾器摆动喷施除草剂药剂分布均匀性探讨袁会珠何雄奎（中国农业科学院植物保护研究所北京１０００９４）（中国农业大学随着国民经济的发展,农村劳动力的转移,我国化学除草剂的使用面积迅速增长,近年来已超过２７０万ｈｍ２。但除草剂的施用技术仍很落后,广大...     

雾滴大小、叶片表面特性与倾角对农药沉积量的影响

为提高农药的有效利用率,研究雾滴大小、叶片表面性质与倾角对农药雾滴沉积量的影响,选用6种喷头ST110-01、ST110-02、ST110-03、ST110-04、ST110-05及IDK120-03,在设定叶片倾角为0°、15°、30°、45°、60°、75°时在棉花、水稻与小麦叶片上进行试验研究。结果表明:叶片表面性质、叶片倾角对沉积量影响差异显著,喷头类型,即雾滴大小,对沉积量影响不显著;减小叶片倾角有助于增加沉积量;叶片微结构可能是作物影响沉积量的原因。该研究可为农药有效利用率的提高提供参考。     

基于LIDAR技术的喷雾量三维空间分布测试方法

为解决喷雾量分布测试中耗时长、工序繁琐、无法进行实时动态三维空间分布测量的问题,该研究开发了一种基于激光雷达探测技术的喷雾量三维空间分布的测试方法。针对植保作业过程中常用的空心圆锥雾、防飘空心圆锥雾、扇形雾和防飘扇形雾4类共7种喷头,采用喷雾量实测方法对距离喷头50 cm处雾流区截面的雾量分布进行测试;利用十六线激光雷达对雾流区进行三维探测,实时获取喷雾量点云数据信息,通过数据包解析、仿射矩阵空间转换、坐标系解算获取点云坐标及密度,并利用神经网络将喷雾量实测结果与激光雷达测试结果进行拟合。结果显示,7种喷头训练集拟合相关系数r≥0.995,验证集r≥0.935,测试集r≥0.877,扇形雾喷头总体拟合相关系数r≥0.990,证明激光雷达探测是一种可行且准确的喷雾量分布测试方法;进一步对各喷头喷雾量点云数据进行分层网格化计算得到雾流区三维空间雾滴分布特征,结果表明3种圆锥雾喷头空心段长度大小依次为ITR、TR和HCI喷头,IDK喷头等距离喷雾截面积均大于LU喷头。该方法可准确地完成三维空间喷雾量化分析,同时也可为喷雾设备雾化质量检测、室内和田间雾滴飘移测量、植保机械田间快速调校及作业质量在线监测提供一种新思路。     

动力学因素和药箱充满程度对喷雾机液力搅拌器搅拌效果的影响

农药的喷施质量在农业生产中极为重要,评价农药喷施质量的重要指标是农药有效物质在喷施靶标上的均匀沉积分布,其前提条件是农药有效物质与载体从喷洒部件喷出前就要搅拌均匀。针对邯农－６５０型大田喷杆式喷雾机的药箱,对影响搅拌效果的动力学因素及药箱充满程度进行了研究。结果表明,当其他参数确定后,加大搅拌压强或流量,搅拌效果都明显改善,但加大流量比加大压强的效果要好;药箱中药液装得越满,越易搅拌均匀,充满程度越小,越不易搅拌均匀。     

施药条件对施药者体表污染的影响

该文主要研究了在夏季高温季节使用3WS-16型手动喷雾器和WFB-18AC型机动喷雾器施药对施药者体表的农药污染情况及影响施药者体表污染的主要施药条件。结果表明：使用手动喷雾器,左手、右手、右上臂和右前臂污染较多;使用机动喷雾器,左上臂和左前臂污染较多;施药者体表主要污染部位与次要污染部位间具有高度的线性相关;施药机具和喷头流量、作业环境、作物因素和施药方式等单因素均影响施药者体表污染;单因素交互作用后,风速和作物高度是影响施药者体表污染的主要因素。此研究结果对于改进施药技术,减少施药者体表污染具有实际的应用价值。     

挡板导流式喷雾机的防飘性能试验

为了测试新研制的挡板导流式喷雾机的防飘性能,本文对其与常规喷雾进行了仿真模拟试验与田间试验的对比研究.结果表明挡板导流式喷雾机改变了喷头周围的流场,使气流的水平速度减小,并产生了垂直向下的气流,减少了雾滴飘失的潜能并胁迫雾滴向靶标沉积.药液在小麦中、下冠层的沉积量分别增加了119.2%和112.3%,在冠层上总的沉积量增加了20.3%.上、中、下冠层叶面药液沉积量的变异系数分别为7.85%、6.37%和8.71%,都小于常规喷雾.     

高地隙自走式喷雾机多轮转向系统设计与试验

大型高地隙自走式喷雾机在田间作业过程中,由于整车地隙高、质量以及体积较大,导致换行及转场作业困难,影响作业效率。为提高喷雾机的机动性能和作业效率,设计了一套全液压多轮转向系统,并提出了基于PID控制方法的四轮转向系统控制方法。在建立全液压转向系统数学模型的基础上,应用Matlab/Simulink进行了转向系统仿真分析。仿真结果表明:四轮转向过程中后轮转角对前轮转角的跟随存在0. 04 s的滞后,最大转角跟随误差为2. 82°,误差在阿克曼转向理论允许范围之内,满足转向要求。基于研发的3WPG-3000型大型高地隙自走式喷雾机,搭建了多轮转向系统实车试验平台,进行了后轮对前轮转向角的跟随控制试验,试验结果表明:在田间随机转向试验过程中,最大转角跟随误差为2. 60°,满足四轮转向要求,验证了所设计的多轮转向系统的响应性、准确性和稳定性。