Preliminary Study of Variable Rate Application – Organic Liquid Fertilizer by Using SPAD Chlorophyll Meter on System of Rice Intensification (SRI) Cultivation

Knowing actual nutrient requirements for rice plants is crucial in supplying the correct amount of fertilizer, especially nitrogen since nitrogen is one of the most key limiting nutrients in rice cultivation. A preliminary study of variable rate application (VRA) on System of Rice Intensification (SRI) planting by using organic foliar fertilizer was carried out to determine the effectiveness of precision fertilization. Foliar fertilizer was formulated based on actual nitrogen needed by rice plants using Soil-Plant Analyses Development (SPAD) chlorophyll meter measurements. The experiment was laid out in a randomized complete block design (RCBD) with four treatments (50% fixed rate, 100% fixed rate, 150% fixed rate and VRA) and four replications for each treatment. Plant growth performances (plant heights, number of tillers, number of panicle and flower) and yield performances (grain yield, number of grain, 1000-grain weight and number of spikelets) were recorded during the study. The results showed that foliar application of VRA resulted in significantly higher yield performances; grain yield (13.65 g), number of grain (807.50), 1000-grain weight (16.79 g), and number of spikelets (7.50) compared to uniform fertilizer applications. VRA treatments had the highest SPAD readings at every planting stage during the experiment; however, a high nitrogen supply was needed during the mid-tillering stages (35 DAT) compared to other fertilizer rates. Besides, VRA application shows the most savings in term of total nitrogen supply (415 µg) compared to uniform rates application; 50% fixed rate (400 µg), 100% fixed rate (810 µg), and 150% fixed rate (1210 µg).     

基于高光谱苹果品种叶片铁含量估测模型

【目的】 在叶片水平上构建基于高光谱的苹果品种叶片铁素含量估测模型,为探寻实时、高效、无损的果树树体营养诊断提供技术途径。【方法】以苹果品种岩富10号为材料,测定岩富10号叶片光谱数据和铁素含量,采用光谱分析和相关分析法,筛选与叶片铁素含量相关性较强的光谱组合,利用偏最小二乘法构建苹果叶片铁素含量光谱估测模型。【结果】岩富10号苹果叶片一阶微分光谱与铁素含量的敏感波段为R′₉₉₀、R′_{1 113}、R′_{1 360}、R′_{1 408},相关系数最高为-0.698 9。对敏感波段两两进行加、减、乘、除运算,最优波段组合形式R′₉₉₀×R′_{1 048}与铁素含量相关系数为0.846 2。估测模型拟合度(R²)最高为0.827 5。【结论】苹果叶片一阶微分光谱组合与铁素含量显著相关(P<0.05),光谱组合能够明显提高其相关性,偏最小二乘法与逐步回归建模相比估算模型的精度更佳,可以用于苹果叶片铁素含量的光谱估算。     

基于林木病虫害防治的移动喷雾参数对雾滴穿透性影响分析

林木病虫害防治过程中,常采用皮卡搭载喷雾系统进行移动喷雾,以达到快速高效的目的。为了研究移动喷施农药过程中喷雾技术参数对雾滴穿透性的影响,本研究构建了由供液模块、喷雾压力调控和速度实时显示模块、喷头高度和角度调节模块、速度控制调节模块和防冲撞限位模块5大部分组成的移动喷雾测试系统。通过研制的移动喷雾测试开展试验分析,分别设置了3种喷施压力、4种搭载平台行驶速度、国产和进口不同的多个喷头,对仿真树靶标进行了喷雾试验,在仿真树冠层内设置8个采样点铺放卡纸来测定雾滴沉积覆盖率,采用iDASPRO雾滴沉积分析数据,以此来测试喷雾技术参数对雾滴穿透规律的影响。经过统计分析,得到影响喷头穿透效果大小的因素次序:喷雾压力>搭载平台移动速度>喷头孔径,采用Design Expert试验分析软件,建立以喷头孔径、搭载平台移动速度和喷雾压力为自变量、以雾滴覆盖率为应变量的多元非线性回归模型。结果表明:雾滴沉积量随着喷雾压力的增加呈现增加的趋势,当移动速度为最小的0.25m/s时,雾滴沉积量明显高于移动速度为0.50m/s和0.75m/s时的值,研究结果对于植保作业中移动喷雾参数确定和器械选择提供了理论依据与应用参考。     

喷雾参数间互作效应对农药雾滴飘移的影响

为了了解喷雾参数间互作效应对农药雾滴飘移的影响.建立了风速调节是0~6 m/s的低速风洞,采用碳纤维棒收集垂直方向和水平方向上含荧光素钠的雾滴,由荧光分光光度计测定了收集杆上的荧光素钠的含量,利用SPSS软件进行分析.结果发现：雾滴飘移沉积与喷头类型、压力、喷雾介质、风速密切相关,影响雾滴飘移沉积的喷头结构参数和操作技术参数因素次序依次为风速、喷头类型、喷雾介质、压力.喷雾参数之间存在互作效应,喷雾介质与喷头类型、风速与喷头类型、风速与喷雾介质、喷雾介质与喷头类型与风速之间的互作效应较显著,其余喷雾参数之间的互作效应不显著.随着垂直高度和水平距离的增加,雾滴的沉积减少,随着喷雾压力和风速的增大,雾滴飘失严重,为了减少飘移,在实际田间喷雾作业时,要注重风速的选择.防飘移助剂 Greenwet 720有效的控制了雾滴的飘移沉积,表面活性剂Greenwet X-100增大了雾滴的飘移沉积.研究喷雾参数对雾滴飘移的互作效应的机理能减少雾滴飘移,提高施药的作业效率、增强病虫害防治效果、减少环境污染,对农业生产具有重要的理论和现实意义.     

果园风送喷雾机导流板角度对气流场三维分布的影响

风送喷雾条件下,雾滴是在空气流携带下进入果树冠层的各个部位,所以喷雾机气流场的运动和分布对雾滴的分布和穿透非常重要。为了研究果园风送喷雾机导流板角度变化对外部气流速度场三维空间分布的影响,该文采用ICEM建立几何模型,并进行全结构网格划分,采用k-ε湍流模型和CFX求解器进行数值求解。通过变换上导流板角度(30°、45°、60°、90°)与下导流板角度(0°、10°、20°、30°),来模拟分析风机外部流场在各工况下的空间稳态流场、湍流状态,以及对气流场空间分布的影响。结果表明,下导流板角度由0°增加至30°过程中,由于地面摩擦阻力对气流的影响逐渐减小,同时地面摩擦阻力与两侧空气阻力形成的夹角越来越大,因此单一气流束逐渐分成3条气流束,这样的气流分布优于单一方向气流对果树枝叶的吹动效果,有利于气流携带雾滴进入果树冠层;上下导流板导向气流主要集中在导流板指向区域,因此,导流板的角度设置应根据树冠高度、树干高度来调整。通过设置合理的导流板角度,使得风场分布与果树冠形相吻合,达到仿形喷雾效果。对于行距4 m、树高3.0~3.2 m的果园喷雾,上、下导流板角度均为30°;对于棚架果园,上导流板角度为90°(或卸掉上导流板),下导流板为30°。该研究有利于指导田间喷雾作业、喷雾参数调整,可达到更好的喷雾效果、减少环境污染。     

基于驻波与ZigBee实时监测雾滴蒸发系统设计与试验

雾滴在叶面上蒸发时间长短,会改变叶面对农药的吸收效率.为了阐述药液在叶面的蒸发情况,该文设计了基于驻波与Zig Bee无线传输的雾滴蒸发实时监测装置.该装置以STM32为核心搭建Zig Bee网络,雾滴采集传感器信号由RS232串口传至基于Lab View2014设计的远程终端,并通过波形图实时在线监测雾滴蒸发状况.试验证明该装置能够准确测量药液在叶面的蒸发散失量并显示雾滴面积铺展的波动曲线,较图像处理方法误差小,易操作,更具实用性.试验还表明:1)蒸发时间与粒径大小呈正相关,随粒径增大而增长,但当粒径超过242.3μm时,蒸发时间随粒径增大而增长的趋势更为明显.2)蒸发时间与面积铺展率呈负相关,随面积铺展率的变大而减少.当有机硅体积分数由0.025%增到0.050%时,雾滴面积铺展率呈变大趋势,但当由0.050%增到0.100%时,雾滴铺展率增长幅度相对缩小.3)该装置不仅能够实现远程检测,避免接触药液,而且实时分析雾滴在叶面的蒸发时间与面积铺展率,合理选择有机硅体积分数与雾滴粒径,有助于改善叶面对药液的吸收效率.     

锌肥与三唑酮配合喷施对冬小麦锌营养品质的影响

于2013—2014年小麦生长季,在陕西关中地区进行田间喷施试验,设置CK、喷Zn、喷三唑酮、喷Zn+三唑酮4个处理,以揭示锌与三唑酮配合喷施对小麦锌营养品质的影响。结果表明:不同喷施方式对小麦籽粒千粒重及产量均无明显影响;喷三唑酮、喷Zn+三唑酮及喷Zn使籽粒Zn含量由CK的25.9 mg·kg~(-1)分别提高到32.2、52.4 mg·kg~(-1)和52.7 mg·kg~(-1),增加幅度分别为24%、102%和103%;喷三唑酮和喷Zn+三唑酮处理降低了小麦籽粒植酸含量,相比对照分别降低23.8%、15.9%,使植酸/Zn摩尔比明显降低,从而显著提高了籽粒锌生物有效性。Zn与三唑酮配合喷施下提高籽粒锌含量及其生物有效性的效果十分明显,同时还能兼顾防治小麦白粉病、条锈病等。     

基于变量喷雾的果园自动仿形喷雾机的设计与试验

为提高果园喷雾机自动化与精准喷雾作业性能,设计了一种基于变风量与变喷雾量的果园自动仿形喷雾机,喷雾系统以冠层分割模型作为变量处方,采用扫描精度高的激光传感器作为探测源,以电磁阀和无刷直流风机为执行元件,通过探测果树冠层体积调节电机和电磁阀的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)信号以实时调节风机转速和喷头流量。设计了可独立调节风量和喷雾量的雾化单元,通过各个独立风机产生的高速气流协助雾滴穿透冠层;喷雾机最大作业高度4.2 m。田间试验结果表明,在行株距为5 m×2 m的单株苹果树左右两侧平均沉积量分别为1.92和1.37 u L/cm2,最少雾滴数为46.2个/cm2,大于常用方法对风送喷雾中雾滴喷幅界定的20个/cm2;树冠轮廓与沉积量和风速变化拟合结果显示,设计的喷雾机能够根据树冠信息实现仿形变量施药。该研究为果树病虫害防治提供新方法与新装备,为精准植保机具的结构设计和性能优化提供理论与方法参考。     

喷水推进转向式遥控渔药喷施机的设计

为解决人工泼洒渔药工作劳动强度大、施药效率低且施药过程中渔药对施药人员身体的危害大等问题,利用Solid Works软件进行建模,设计了由直流自吸水泵驱动,自动混药、施药的新型无线遥控喷水推进转向式遥控渔药喷施机。喷施机由船体、动力装置、喷水推进转向系统、施药系统、无线遥控系统以及配套的水管管路系统组成,样机机身质量约为26 kg,并对样机进行测试。结果表明,该渔药喷施机运行平稳可靠、噪音小,作业时的平均行驶速度为1.0 m/s,最大喷施效率约为2.4 hm2/h(传统的人工泼洒效率约为0.4 hm2/h),喷施效率约是人工的6倍。通过遥控控制喷施机完成渔药的喷施,保证了操作人员的安全,同时对渔药进行在线混合,从而避免喷施药液配置过多造成浪费和污染环境,适用于水产养殖。     

戊唑醇防治小麦赤霉病施药时期及安全性评价

为了明确戊唑醇防治小麦赤霉病的关键施药时期及其安全性,进行了戊唑醇防治小麦赤霉病施用浓度和时期的田间试验。结果表明,25%戊唑醇EC在有效成分150g/hm2和75g/hm2两个施用剂量下对小麦赤霉病的防治效果没有显著差异,对病穗率和病情指数的防治效果分别为83.7%、86.0%和85.1%、88.5%;25%戊唑醇EC在有效成分150g/hm2施用剂量下在齐穗期到灌浆初期喷施对小麦安全,以盛花期施药对小麦赤霉病的防治效果最好,对病穗率和病情指数的防治效果分别为80.6%和84.1%,其次为齐穗期和初花期施药,对病穗率和病情指数的防治效果分别为53.9%、53.3%和54.6%、56.8%,灌浆初期施药的防治效果最差。