基于农林植物表型的智能喷雾机械研究进展

传统喷雾机械通常仅关注无生命的机械作业性能，而忽略了有生命的植物因素，造成喷雾机械智能化水平不高。文中在分析农林植物表型对喷雾机械设计方法和喷雾性能影响的基础上，系统综述国内外开展的智能喷雾机械研究，提出基于植物表型的智能喷雾机械设计方法研究展望，探讨分析基于农林植物表型特征参数的新型、高水平智能化喷雾机械，并指出农林植物表型技术的发展必将推动绿色智能喷雾机械的创新。     

茶树植保机械及减量施药技术研究进展

农药防治是茶树病虫害综合防治的重要组成部分,其在病虫害突发或爆发时具有快速高效的防治优势。茶树叶片表面具有亲水性,常量施药会造成茶叶农残超标、生态环境破坏等问题,实现茶树减量施药是减少茶叶农残的有效手段。系统综述了茶树生物特性、茶树病虫害预测诊断及防治方法、茶树植保机械及施药技术,强调提高茶树低容量喷雾的农药有效利用率是实现茶树减量施药的关键。针对目前茶园地面工况复杂及农药利用率低的问题,本文从低容量仿形喷雾机、茶树病虫害喷雾决策及智能终端等六个方面提出茶树病虫害施药技术及装备的研究建议,指出低量化、精准化及智能化是未来茶树植保喷雾机械及施药技术的发展方向。     

植保无人机旋翼风场模型与雾滴运动机理研究进展

近几年，植保无人机施药技术在中国获得广泛应用，并逐渐发展为国内主要植保技术之一。但由于对植保无人机施药技术基础理论研究不够深入，相关机理尚不明晰，且植保无人机作业平台的稳定性依然有待提高，导致国内植保无人机施药效果不够理想。深入研究植保无人机施药技术的基础理论，理论结合试验结果共同指导植保无人机田间施药是提高其施药效果的经典方法。该研究综述了植保无人机旋翼风场分布特性、雾滴与无人机旋翼风场交互机理、雾滴沉降与飘移机理、雾滴与叶片表面的交互机理及雾滴分散和蒸发特性等植保无人机施药技术基础理论及其模型构建情况的国内外研究现状，并结合其基础理论与模型构建的国内外研究现状，给出植保无人机施药技术的未来发展建议，以期为植保无人机施药技术的发展提供参考。     

大型喷杆喷雾机钟摆式主被动悬架自适应鲁棒控制研究

针对大型喷雾机喷杆钟摆式主被动悬架系统存在的参数不确定性和随机干扰导致控制精度低、稳定性差的问题，对基于模型补偿的自适应鲁棒控制算法进行研究。建立了钟摆式主被动悬架的非线性动力学模型和调节机构几何方程，基于模型设计了自适应鲁棒控制器，综合悬架系统和电液位置伺服系统模型中存在的参数不确定性，同时兼顾系统未补偿的摩擦力和外部扰动等不确定非线性因素，通过理论分析和试验证明，在同时存在模型参数不确定和不确定非线性的情况下，设计的控制器可以保证系统输出跟踪控制的暂态性能和稳态精度。以单出杆液压作动器驱动的28m大型喷杆主被动悬架为例，借助建立的大型喷杆悬架半实物仿真平台进行了控制算法的试验验证，并使用Stewart六自由度运动平台模拟底盘的运动干扰，与反馈线性化控制器、鲁棒反馈控制器、PID控制器进行了试验对比，结果表明，设计的基于模型补偿的自适应鲁棒控制器最大跟踪误差0.148°，而反馈线性化控制器最大跟踪误差0.201°，鲁棒反馈控制器最大跟踪误差0.51°，PID控制器最大跟踪误差0.48°。设计的控制器在同时存在参数不确定性和扰动的情况下，使用较小的反馈增益能够保证渐进跟踪性能和稳态跟踪精度。     

Evaluation of the pattern of spray released from a moving multicopter

BACKGROUND

Multicopters are used for releasing particulates seeds, fertilizer and spray. Their low cost and high manoeuvrability make them attractive for spraying in steep terrain and areas where overspray is undesirable. This article describes a model of multicopter wake and its influence on particulate dispersion, which is computationally economical compared to many computational fluid dynamics (CFD) approaches, yet retains reasonable accuracy.

RESULTS

A model was successfully implemented in OpenFOAM . It features source terms for the rotor wash, Lagrangian particle tracking, an evaporation model, and a porous medium approach to model the effect of the ground vegetation. Predictions were validated against the field tests of Richardson et al. which used a DJI Agras MG-1 multicopter in three different flights with airspeeds of 3.2–4.9 m s⁻¹, ground speeds of 2.1–2.9 m s⁻¹ and cross-wind speeds of 0.04–2.2 m s⁻¹. The effective swath width (30% line separation) was predicted to within one standard deviation. Sensitivity to a rotor rotational speed, flight height, flight velocity, multicopter roll and yaw angles, surface roughness length, plant height and leaf density was checked.

CONCLUSION

In all flight trials, the modelled swath was closest to the experimentally obtained swath when the surface roughness of the fetch was equal to 0.5 m (bushes) and the rotational speed of all rotors was equal to 2475 rpm with 0.75R (0.2 m) tall plant canopy (grass) introduced to the model. The model showed acceptable validity for flight velocities of ≤2.8–5 m s⁻¹ when flight parameters can be approximately estimated. © 2022 The Authors. Pest Management Science published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.     

基于机器视觉的树木图像实时采集与识别系统

研究了树木图像的实时采集与识别技术 ,以及树木图像处理及分析软件系统的开发 ,并自行设计制作了室内模拟实验系统。树木图像处理技术包括图像的获取、图像的增强、图像边缘检测、图像分割和图像的特征提取与识别。本文的研究能够为分离施药目标与非施药目标提供依据 ,有助于精确农药喷雾的实现。     

8个中山杉新无性系耐盐力的水培试验研究

用水培法对8个中山杉新无性系进行不同质量分数氯化钠液处理,以相对生长量(RG)、盐害指数(SI)和相对电导率(RL)为指标,进行耐盐力评估。经聚类分析和相关性分析,结果表明:在水培条件下,不同无性系的耐盐力达0.30%~0.45%。中山杉118号具有较好的耐盐性,耐盐力为0.4%~0.45%;中山杉136号、1号、146号和149号耐盐力中等,为0.35%~0.40%;而中山杉102号,27号和24号的耐盐性较差,为0.3%~0.35%。RG与RL以及RG与SI两两均呈极显著负相关,RL和SI之间呈极显著正相关。相对生长量、盐害指数和相对电导率均可作为中山杉耐盐能力综合评价指标。     

无人机施药对棉蚜的防治效果及经济效益分析

为探讨采用无人机防治新疆南部地区棉蚜的可行性并筛选防治效果好的杀虫剂及具有增效作用的杀虫剂助剂，研究了采用大疆MG-1S型无人机喷施不同的杀虫剂+助剂对棉蚜的防治效果，并对无人机飞防的经济效益进行了分析。结果表明:采用MG-1S型无人机喷施22%氟啶虫胺腈悬浮剂(SC) 225 mL/hm2(制剂量，下同)时对棉蚜的防治效果最好，优于喷施70%吡虫啉水分散粒剂(WG) 30 g/hm2和70%啶虫咪WG 60 g/hm2。在添加助剂方面，以分别在70%啶虫脒WG 60g/hm2和70%吡虫啉WG 30g/hm2中添加15 mL/hm2的高工效通用助剂的防治效果最好，其次为聚合物类助剂和飞防增效剂；而在22%氟啶虫胺腈SC(150 mL/hm2)中，以添加150 mL/hm2的飞防增效剂的效果最好，其次为矿物源类、有机硅类和聚合物类助剂。采用无人机施药，在施药后3 d和5 d的防治效果与采用机械+人工拖管施药相比均无显著性差异，但无人机田间作业施药液量减少1/3，工作效率提高3倍，机械作业费减少60元/hm2，可满足现代农业高效、节药和降低成本的需要。     

用茉莉酸甲酯局部喷施长白落叶松苗对落叶松毛虫体内防御酶的影响

为明确茉莉酸甲酯局部处理林木对落叶松毛虫解毒代谢的影响，本研究以3种不同浓度的茉莉酸甲酯(MeJA，0.01、0.10和1.00mmol/L)局部处理长白落叶松苗的侧枝，分析不同处理对取食其针叶的落叶松毛虫3~5龄幼虫体内保护酶和解毒酶活性的影响。研究发现，3个浓度的MeJA局部处理长白落叶松对松毛虫幼虫体内保护酶和解毒酶活性均有显著影响(P < 0.05)，酶活变化趋势一致，但未呈浓度依赖关系。各处理组幼虫体内的SOD和POD活性均在第4龄显著高于CK(P < 0.05)，但3、5龄幼虫体内的SOD和POD活性与CK差异不显著(P>0.05)；而ACP、AKP和GSTs活性先在第3龄低于CK、第4龄均显著低于CK(P < 0.05)，后在第5龄不同程度地高于CK。表明用MeJA局部喷施能诱导提高长白落叶松的系统抗性，且其对食叶害虫具有广谱性，能干扰落叶松毛虫的解毒代谢，抵御其危害；落叶松毛虫能在逐渐适应后，通过提高保护酶和解毒酶的活性去响应诱导抗性造成的毒害。