地面弥雾机与六旋翼植保无人机在芒果冠层中雾滴沉积性能对比

为解决芒果园传统植保作业中农药用量大、施药不均匀、作业效率低等问题,并构建智慧芒果园,本研究对比了地面弥雾机和六旋翼植保无人机两种果园施药机具在芒果冠层中的药液雾滴沉积性能。将芒果冠层分为上中下层,以柠檬黄为示踪剂,使用高清相纸与滤纸采集药液雾滴,通过图像处理等手段分析雾滴沉积分布均匀性。试验结果表明,植保无人机在芒果树上部冠层叶片表面的雾滴覆盖率显著高于地面弥雾机,在其余冠层部位,两种施药机具在叶片表面药液无显著差异覆盖;植保无人机处理组叶片正反面平均覆盖率均为地面弥雾机的1.5~2倍,对叶片背面的防治优于地面弥雾机。地面弥雾机处理组叶片正面雾滴密度显著高于植保无人机,叶片背面无显著差异,植保无人机处理组正反面均未满足低量喷雾20个/cm2的病虫害防治要求。地面弥雾机药液沉积集中在中下冠层（61.1%）,植保无人机集中在上部冠层（43.0%）,冠层内部沉积比例地面弥雾机（48.6%）＞植保无人机（25.5%）,但地面弥雾机在冠层上部沉积能力不足,沉积占比仅为17%。研究表明,相较于植保无人机,地面弥雾机适用于芒果冠层中下部及内部病虫害防治,同时该机具较高的雾滴覆盖密度在喷洒杀菌剂时也有明显优势,植保无人机适用于针对芒果上部冠层如蓟马、炭疽等易发于外部花絮的病虫害防治。     

典型干旱区绿洲春季土壤盐分空间分布特征分析

干旱区绿洲春季土壤盐渍化问题十分严重。以新疆第二师31团灌区为例,在GIS技术的支持下,运用经典统计学和地统计学方法,对春季灌区内不同深度土层的盐渍化特征与空间分布格局进行分析,探讨了这一地区土壤盐渍化规律,为当地农业生产和土壤改良提供了理论依据。结果显示:春季灌区内土壤pH值范围在8.01 ~ 8.32,总体呈碱性;土壤盐分呈表聚型,盐分阳离子以K+和Na+为主,阴离子在耕地土壤以SO₄2?、在非耕地土壤以Cl?为主;盐分类型耕地以氯化物－硫酸盐型为主,非耕地以硫酸盐－氯化物型为主。不同深度土层土壤盐分含量在水平方向均具有较强的变异性且大多具良好的空间相关性;其中,40 ~ 60 cm土层土壤盐分含量空间相关性强烈,0 ~ 20 cm、20 ~ 40 cm、80 ~ 100 cm土层空间相关性中等。在垂直方向上,0 ~ 20 cm、40 ~ 60 cm土层土壤盐分含量较高,在1.59 ~ 8.91 g kg ?1之间;20 ~ 40 cm、80 ~ 100 cm土层盐分含量相对较低,在2.44 ~ 3.95 g kg ?1之间。在水平方向上,不同深度土层的土壤盐分含量空间分布状况基本一致,研究区中部及东北部盐分含量相对较高,且由中部向两侧逐渐递减。中部荒漠化程度高,地势低洼之处盐分含量达3.00 ~ 8.91 g kg?1;西北和东南部盐分含量相对较低,在1.59 ~ 3.00 g kg ?1之间。     

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。     

氮肥施用对库尔勒香梨园土壤有机碳和无机碳剖面分布的影响

为给香梨生产过程中氮肥的合理施用提供科学依据,对树龄为6年的库尔勒香梨树进行研究,在香梨年生长的不同生育期,采用土钻分层取土法取样,研究了0、150、300、450 kg/hm² 4个施氮水平(分别用N0、N1、N2、N3表示)下对库尔勒香梨园土壤碳素剖面分布和累积的影响。研究表明,随生育期的进行和土层深度的加深,果园土壤有机碳、无机碳、全碳含量和累积量都逐渐减少。有机碳剖面分布以表层(0～20 cm)含量最高,随土层的加深逐渐降低。无机碳剖面分布以表层(0～20 cm)最高,随土层加深呈现出高-低-高-低型波动变化。0～20 cm土层土壤中有机碳组分占比和累积量占比都较100～120 cm底层的占比大,无机碳则相反。无机碳含量与有机碳含量显著正相关,相关系数为0.221,二者之间存在转换关系,部分有机碳转化为碳酸盐。施氮处理较不施氮处理能够显著提升土壤中有机碳、无机碳、全碳含量和累积量,以N2处理效果为佳,在膨果期N2处理较N0处理有机碳、无机碳、全碳含量分别提高20%、40%、31%。以减少果园土壤碳素流失、提高碳素含量为目的,推荐6年树龄库尔勒香梨生产过程中以300 kg/hm²的施氮量为最佳。