植保无人飞机与静电喷雾机对水稻病虫害的防效对比研究

2019年张家港市杨舍镇开展了植保无人飞机与静电喷雾机对水稻病虫害的防效对比试验。结果表明,在病虫害中等偏轻发生年份,采用植保无人飞机对稻纵卷叶螟的杀虫防效为91.3%、保叶效果为55.2%,对纹枯病的病株防效为66.7%、病指防效为66.7%,对稻飞虱杀虫防效为90.7%,均较农户普遍使用的静电喷雾机防治效果略高或相近;同时劳动力成本节省37.5%,单机作业时间减少90%以上,达到了节本增效的目的,缓解了病虫害防治期间劳动力紧张、防治窗口期短的矛盾。因此,植保无人飞机是水稻病虫害防治的理想替代器械。     

稻田无人植保飞机施药对主要病虫害防效试验

通过无人植保飞机施药对水稻田主要病虫害的防控效果试验,早稻田飞防处理1次,药后7 d对螟虫和稻纵卷叶螟防效分别为652%和467%,对纹枯病防效为311%,对螟虫、纹枯病的防效低于常规喷施,而对稻纵卷叶螟的防效高于常规喷施;飞防处理2次对螟虫、稻纵卷叶螟防效明显提高,分别达756%和808%,对纹枯病防效达590%,对稻纵卷叶螟防效仍优于常规喷施,但对螟虫、纹枯病防效要低于常规喷施。单季稻田飞防处理药后7 d,对稻飞虱、稻纵卷叶螟防效分别为987%和795%,对纹枯病防效为569%,对稻飞虱、稻纵卷叶螟的防效高于常规喷施,而对纹枯病的防效明显低于常规喷施;飞防处理药后15 d,对稻飞虱、稻纵卷叶螟的防效分别为673%和769%,对纹枯病防效为674%,对稻纵卷叶螟防效接近常规喷施,但对稻飞虱、纹枯病的防效要低于常规喷施。     

植保无人飞机与静电喷雾机对水稻病虫害的防效比较

2019年张家港市杨舍镇开展了植保无人飞机与静电喷雾机对水稻病虫害的防效对比试验,试验结果表明：在病虫害中等偏轻发生年份,采用植保无人飞机对稻纵卷叶螟的杀虫防效为91.3%、保叶效果为55.2%,对纹枯病的病株防效为66.7%、病指防效为66.7%,对稻飞虱杀虫防效为90.7%,均比农户普遍使用的静电喷雾机防治效果略高或相近;同时劳动力成本节省37.5%,单机作业时间减少90%以上,达到了节本增效的目的,缓解了病虫害防治期间劳动力紧张、防治窗口期短的矛盾。因此植保无人飞机是水稻病虫害防治的理想替代器械。     

无人植保飞机防治水稻田间杂草效果分析

探索了无人植保飞机超低量防治水稻田间杂草情况,对防治效果及效率进行了考证,试验表明:24 L/hm2药液量可有效防治水稻分蘖期田间稗草和三棱草;同时验证了宁夏视博公司ZB-810L无人植保飞机的续航蓄电能力,续航能力为6 min,最大载药量为8.0 L,最佳防治单元以0.2 hm2为宜。     

松阳县无人植保飞机防治病虫害探讨

介绍松阳县无人植保飞机病虫害防治展示情况,分析其优势及影响防治效果的因素,以期为更好地利用无人植保飞机进行病虫害防治提供参考。     

添加飞防助剂对植保无人飞机喷雾在茶园中雾滴沉积分布的影响

为验证飞防助剂对植保无人机喷雾沉雾滴沉积的影响,为今后茶园飞防农药减施增效以及植保无人机的改进提升提供科学依据,在四川主要茶叶产区进行飞防助剂与植保无人机的施药效果试验。结果表明,添加飞防助剂可以提高喷施药剂与植保无人机的兼容性,改善雾化效果,同时也能避免用无人机施药所导致的药液漂移大、沉积量少、挥发快等诸多问题,能够显著提高喷雾雾滴在茶园冠层中的雾滴沉积效果,对于提高防治效果有积极作用。     

植保无人机对水稻病虫害防治条件与防效的研究

为了探索植保无人机对水稻病虫害防治条件和防治效果,研究了植保无人机飞行高度、飞行速度、飞防助剂等条件对农药雾滴特性的影响,同时研究了两种不同施药方式对水稻纹枯病、稻曲病、螟虫防效的影响。结果表明,在植保无人机飞行高度距离水稻冠层2 m、飞行速度3 m·s^-1时,雾滴沉降密度（22.3个·cm^-2）最大,雾滴在水稻冠层不同部位的沉降密度存在差异：上部＞中部＞下部;添加飞防助剂药液湿润面积增加764%,雾滴中直径、覆盖率由未添加助剂前 256.3 μm、5.56%增加至327.5 μm、9.82%,雾滴密度由未添加助剂前20.3个·cm^-2降低至16.4个·cm^-2。在水稻孕穗期,相同药剂配方条件下,植保无人机喷施化学药剂和生物药剂对水稻纹枯病的防治效果分别为86.20%、83.20%,显著优于传统人工电动喷雾器喷洒防治效果;而对稻曲病的防治效果分别为86.51%、84.01%,对螟虫的防治效果分别为89.32%、81.47%,两种喷药方式的防治效果无显著差异。研究结果表明,植保无人机在最适飞行高度、飞行速度和添加飞防助剂等条件下,对水稻病虫害防治效果显著,具有大面积推广应用价值。     

喷嘴类型对植保无人飞机喷雾性能的影响

【目的】植保无人飞机具有喷雾效率高、适用性好、作物损伤小和操控人员安全系数高等特点,但飘移严重制约着其推广应用,喷嘴作为核心组件,是影响雾滴飘移的关键因素。本文旨在明确不同类型喷嘴对植保无人飞机喷雾的雾化性能及雾滴飘移的影响,为选择合适喷嘴提供理论依据。【方法】筛选20种常见的扇形、气吸型和圆锥形喷嘴,采用激光粒度仪系统测定并计算喷嘴的分布跨度、体积中径(D50)及尺寸<150μm的雾滴占全部雾粒体积的百分比(ΦVol<150μm)等表征雾化性能的参数,在开放式风洞中首先测定不同喷嘴在0.3 MPa下的流量,然后采用相片纸法和麦拉片法评价喷嘴型号对喷雾飘移和飘移沉积雾滴粒径特征的影响。【结果】在0.3MPa喷雾压力下测定不同喷嘴雾化性能表明,在常规扇形喷嘴中,F110-01、F110-015、F110-02和F110-03随着型号的增加,分布跨度和D50显著增加,而ΦVol<150μm显著减低,气吸型扇形喷嘴AFC-01—AFC-05和圆锥形喷嘴HCC80-0075—HCC80-025具有相同的规律,但相同型号的气吸型扇形喷嘴,ΦVol<150μm均显著小于扇形...     

不同药剂应用植保无人机防治小麦赤霉病田间防效试验

随着小麦赤霉病发生北移,其在宿州市由偶发病害转变为常发病害,给宿州市粮食生产安全带来严重威胁。为有效解决防治期内对宿州市小麦赤霉病实施全面防治的问题,宿州市植检植保站开展了应用植保无人机喷施药剂的试验示范。结果表明:植保无人机喷施药剂防治赤霉病具有较好的防治效果,同时大幅度提高了防治效率。     

基于激光测量的典型扇形航空喷头喷雾羽流雾滴粒径空间分布研究

近年来，植保无人机在现代农业中展现出了明显的优势，但植保无人机所适配的典型扇形喷头的雾化性能尚待进一步研究，尤其是喷雾羽流的雾滴粒径空间分布特性亟待明确。使用DP-02激光粒度仪分别对CFA11001、CFA11002、CFA110015、SF11002、SF110015、TeeJet11002、TeeJet110015共7种典型扇形航空喷头进行了喷雾羽流雾滴粒径空间分布特性测定。试验分为横向和纵向轴线两种测定形式，其中研究横向轴线雾滴粒径的分布时，固定喷施压力0.8 MPa，等间距选取了7个连续的横向测量点，喷头选择CFA11002、SF11002和TeeJet11002型；研究纵向轴线雾滴粒径的分布时，固定喷施压力0.5 MPa，等间距选取了5个连续的纵向测量点，喷头选择CFA11001、CFA11002、CFA110015、SF110015和TeeJet110015型。结果表明：横向轴线的分布特点：在固定喷施压力0.8 MPa的条件下，3种型号喷头的D_V0.1、D_V0.5在各横向测量点位的数值变化不大，并且两侧关于中心点呈较好的对称分布...     

中国植保无人机发展形势及问题分析

植保无人机作为我国农业航空产业的重要组成之一,近年来的迅猛发展和应用引起了人们广泛的关注。为全面、深入地了解中国植保无人机的发展形势及存在的问题,农业农村部农机化司委托华南农业大学国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心统计和撰写了“2016年我国农用植保无人飞机发展形势分析与政策建议”的报告。在此报告的基础上,本文对我国植保无人机的类型、生产企业及保有量分布情况进行了统计和分析,比较全面地展示了中国植保无人机行业的发展状况,总结和提出了目前植保无人机行业发展中在关键施药技术研究、相关标准制订以及监督管理这3个方面存在的主要问题及建议,并对植保无人机的市场前景、关键技术和作业服务模式的发展趋势进行了预测,以期为国内科研机构和企业的科学研究及应用提供参考,加快我国植保无人机产业的发展进程,促进和推动我国植保无人机产业的健康快速发展。     

植保无人机施药技术研究进展

农用植保无人作业机是农业生产中防治病虫害的新兴植保装备之一。通过分析、总结近几年植保无人机在田间病虫害防治、智能调控、作业航路规划等方面的施药技术研究与应用,分析植保无人机作业模式与作业特点,明确了现阶段利用植保无人机进行病虫害防控的发展趋势,以期为植保无人机的推广应用提供参考。     

侧向风对航空植保无人机平面扇形喷头雾滴飘移的影响

目的 侧向风是影响植保无人机航空喷施雾滴飘移和作业效果的主要因素。探究航空植保喷施过程中侧向风对雾滴沉积和飘移的影响,为植保无人机航空喷施作业参数的选择和作业关键部件的改进提供数据支持和理论指导。方法 以常用平面扇形喷头Lechler系列的LU 120-015和LU 120-03标准压力喷头为研究对象,基于计算流体力学离散相模型的粒子跟踪技术,在适宜的边界条件下对喷施作业过程中风洞内雾滴流场和农药喷洒离散相进行模拟试验;通过仿真模拟对平面扇形喷头喷施的雾滴沉积和飘移分布情况进行可视化分析,探究雾滴粒子在不同侧风风速条件下的飘移特性;在农业航空专用风洞中,采用近似条件对雾滴的沉积飘移特性进行试验验证和分析。结果 仿真模拟结果表明,随着侧向风速的增加,离散相雾滴粒子飘移程度越严重,雾滴水平飘移越明显。随着侧向风速的增加,模拟离散相雾滴粒子的准确沉积率(R_a)呈指数下降,由14.11%下降到0.66%;水平飘移率(R_h)呈线性增加,由14.25%增加到60.58%。风洞试验结果表明,在侧风风速分别为1、3和6 m/s的条件下,雾滴的R_h分别为0.4%、48.1%和75.1%,且雾滴在风洞内部会随着侧风风速的增加发生一定程度的卷扬现象。仿真模拟与风洞测试试验的R_h具有显著相关性(R²=0.963,P<0.05)。结论 仿真模拟对航空喷施条件下的雾滴飘移具有较好的预测效果;采用仿真模拟辅助风洞试验测试的方法,可以比较准确地得出航空植保无人机作业中常用平面扇形喷头的雾滴沉积与飘移情况。     

基于无人机的田间地膜识别算法研究

为了满足基于机器视觉的田间地膜智能识别要求,对垂直拍摄的6叶期单垄单行烟田图像进行研究,分析图像中地膜、烟苗和土壤的RGB和HSV分量的直方图,发现B分量和V分量采用阈值分割法能分割出地膜。对地膜图像进行手动阈值分割、迭代阈值分割、大律法分割和基于遗传算法的最大熵值法等分割算法比较,发现迭代阈值分割算法目标识别率最高,为71%,且处理过程用时较短。通过对无人机不同飞行高度下地膜识别情况分析,发现50 m飞行高度下的地膜识别率最高,为80.06%,地膜识别面积为246.83 m²,地膜覆盖率为30.12%。该研究为残膜的智能识别提供方法和参考。     

小型无人机振动特性对超声波传感器的影响

【目的】安全避障是目前无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)领域迫切需要解决的一个难题,利用超声波传感器是无人机避障的重要手段之一,针对无人机飞行过程中机械振动的特性以及对超声波测距传感器的影响进行了研究,以提高超声波测距传感器的精准度,改善无人机作业稳定性。【方法】通过采集无人机不同油门开度的振动数据,进行多信号分析,得到无人机振动强度的空间和频域分布,并根据振动强度的空间分布,测定无人机振动对于超声波测距传感器的误差影响。【结果】随着离无人机中心距离的增加,无人机机臂上振动强度的空间分布存在减弱和加强交替出现的现象,离无人机中心最远处出现最大振动强度;振动幅度随着频率的增加而降低;无人机在载桨运行过程中对于机载超声波测距传感器水平测距影响最大,最大误差达到0.69 m,垂直方向的误差最大为0.20 m。【结论】随着离无人机中心距离和油门的增大,振动强度增大;调整传感器的振动频率可以减少无人机振动对传感器的影响。本研究结果为超声波传感器在农业无人机安全避障方面的应用提供了参考。     

基于图像识别的无人机精准喷雾控制系统的研究

【目的】针对传统的植保无人机喷雾作业时化肥农药浪费大,利用率低,造成环境污染的问题,研制一种基于图像识别的无人机精准喷雾控制系统。【方法】利用中值滤波算法对田间航拍图像进行去噪,采用分层K_means硬聚类算法实现对农田航拍图像的分割,提取非作物区域的颜色、纹理特征空间的22个特征参数,设计支持向量机分类器进行分类识别。根据优选的17个特征参数,利用以径向基函数作为核函数的支持向量机对非作物区域图像进行识别,并根据识别结果控制喷头,实现精准喷雾。【结果】测试样本的识别率可达为76.56%,在无干扰风场情况下,当P_阀为10%时,减施率可达32.7%。【结论】本系统为农业航空精准喷雾控制技术的应用提供了参考方向和决策支持。     

无人机遥感在宁夏盐池县城区绿地调查中的应用

无人机遥感具有成像分辨率高、数据获取灵活等优点,是遥感数据获取的重要工具之一.通过对宁夏盐池县城区进行无人机航拍,获得高分辨率影像数据,并对盐池县城区的绿地分布进行遥感目视解译,对数据进行统计分析.调查结果可以为盐池县创建国家园林县城工作提供重要的参考依据.     

无人机飞防技术现状及在我国棉田应用前景分析

目的通过植保无人机在棉花苗期喷雾,探讨纳米农药在棉田的沉积分布及对棉蚜的防治效果。方法采用安阳全丰3WQF120-12型植保无人机在2个飞行高度 (1.5 和2.5 m) 下喷施纳米农药 (3.5%啶虫脒·高效氯氟氰菊酯水性制剂) 和常规农药 (5%啶虫脒+2.5%高效氯氟氰菊酯),以诱惑红为雾滴沉积和农药利用率测定的指示剂,采用Image J软件分析雾滴密度和雾滴覆盖率。结果植保无人机在1.5 和2.5 m飞行高度下喷施常规农药或纳米农药,在棉花上的雾滴沉积密度和覆盖率均无显著差异 (P>0.05),但纳米农药的雾滴密度 (73.84~95.12个/cm²) 和覆盖率 (1.92%~3.22%) 低于常规农药的雾滴密度 (108.57~116.59个/cm²) 和覆盖率 (3.86%~4.08%) ;喷施纳米农药的利用率 (2.39%~2.75%) 低于常规农药 (3.89%~4.09%) ;纳米农药的雾滴粒径更小,施药后7 d的防效 (89.79%~95.23%) 显著高于常规农药的防效 (70.52%~79.01%) (P<0.05),且在1.5 m高度下对棉蚜的防效达到人工喷雾水平。结论在棉花苗期采用植保无人机在1.5 m飞行高度下喷施3.5%啶虫脒·高效氯氟氰菊酯纳米农药可以有效防治棉蚜,可在棉田大面积推广应用。     

无人机技术在油气管道巡护中的应用

中国长输油气管道具有运行里程长、分布范围广、沿线环境复杂等特点,提高管道安全管理水平,尤其是有效的线路巡护,对于减少管道安全事故、降低管道安全风险、保障管道平稳安全运行具有重要意义。受油气管道沿线地理条件限制和自然环境影响,传统的人工巡护方式表现出一定的局限性,制约了巡护质量和效率。为了解决该问题,研究利用无人机技术对油气管道进行巡护的方法,并结合油气管道企业实际情况开展了可行性验证。结果表明:无人机巡护技术可以有效地弥补人工巡护方式的不足,同时降低巡护成本,提高巡护效率,能够促进油气管道企业现代化管理水平的提升,是未来管道巡护发展的重点方向。     

基于文献计量的全球农用无人机研发应用比较

为全面掌握全球农用无人机的研发态势,对2000—2019年Web of Science数据库中的论文和Derwent数据库中的专利进行分析。结果显示:中国、美国、西班牙、德国、日本和印度是农用无人机研发的主要国家;无人机论文数量前五强机构均来自中国,专利数量前五强机构以美国的公司为主,但农用无人机及植保无人机专利数量前五强机构来自中国的最多;中国在植保无人机研究中占据主导地位,论文和专利数量占全球的比例分别为61%和78%;农用无人机重要论文的产出国为西班牙和美国,而重要专利的产出国为美国和中国;农用无人机研发关注作业系统、测控系统和方法原理等方面,其中植保无人机研发侧重于作业系统和部件;农用无人机在遥感监测、长势监测与估产、植物保护中有广泛应用,在畜禽监管、播种授粉、农业灌溉等方向也逐步得到推广。作业对象信息特征的提取和分析是农用无人机推广应用的关键,未来的研发既要关注终端的作业设备研究,还要深入开展作业对象表型的研究,开发出高敏感度的传感器,适应精准农业的要求。