智能施药机器人关键技术研究现状及发展趋势

喷施化学农药是病虫害防治最主要的手段,对保证作物的产量起着至关重要的作用。传统的施药机械工作效率低,且使用同一施药量进行连续喷施作业易造成农药浪费、环境污染。随着农业智能化发展,机器人被广泛应用到农业植保作业中,智能施药机器人以减少劳动力投入、提高农药利用率、减少农药施用量以及减少环境污染为目的,实现了更加高效、精准的病虫害防治。智能施药机器人是集复杂农业机械、智能感知、智能决策、智能控制等技术为一体的现代农业施药装备,可自主、高效、安全、可靠地完成施药作业任务。为明确智能施药机器人及关键技术的国内外研究现状,本文总结了适用于不同作业场景的施药机器人的应用进展,从智能施药机器人的移动平台设计、喷雾装置设计、导航技术、智能识别技术4个方面进行分析,结合施药机器人作业环境的复杂多变性,分析智能施药机器人关键技术的现存问题,阐述智能施药机器人未来的发展趋势是精准变量施药、自主导航以及无人化作业,以期为智能施药机器人在未来的研究提供参考。     

生物有机肥用量对地黄生长和土壤养分的影响

针对黄河地区地黄品种退化、产量下降、功效降低的问题,从改善地黄产地土壤入手,以怀地黄为试材,研究生物有机肥用量对地黄生长、养分含量以及土壤根际与非根际土养分变化的影响.结果表明,与常规施肥相比,施用生物有机肥处理显著增加地黄的块根数和根粗,提高地黄产量和品质.随着生物有机肥用量的增加,地黄块根中大量元素积累量在增加,尤...     

不同氮肥水平对文昌市水稻产量的影响

以水稻品种“特优458”为试验材料,采用大田随机区组试验,设置不同氮肥水平处理,研究不同氮肥水平对水稻生物性状、产量及肥料利用率的影响.结果 表明:氮肥对水稻的生长发育有很大的影响,在低氮条件下,施用氮肥能显著提高水稻株高、千粒重、结实率、产量等生物性状;但当氮肥用量达到一定程度时,株高、千粒重、结实率、产量等指标随着...     

几种生长调节剂对四翅滨藜全光喷雾扦插效果的影响

四翅滨藜全光照喷雾嫩枝扦插试验结果表明:采用NAA、ABT 2号生根粉、IBA等3种外源植物生长调节剂处理插条2 h,对插条具有良好的促根作用,其中100 mg/L NAA为最好,生根率可达到93.6%;100 mg/LABT2号生根粉和100 mg/L IBA次之,生根率分别可以达到92.6%,92.3%.     

杂交水稻抛秧栽培大田肥料科学运筹的研究

通过对杂交水稻抛秧栽培大田肥料运筹小区试验结果进行分析研究,找出符合该种栽培生育特点的肥料运筹方法:重施基肥,少施或不施蘖肥,稳施穗粒肥。增产效果较对照达极显著水平。     

草莓干冰喷射速冻过程的数值模拟与优化

为了有效提高速冻后草莓的品质,该研究提出干冰喷射速冻草莓的方法,设计了干冰喷射速冻草莓的速冻间和干冰喷射装置,利用Comsol软件对速冻间内干冰喷射草莓速冻过程的温度场、速度场和压力场进行模拟,研究了不同干冰喷入速度(0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.40、0.50m/s),喷入口半径(18、20、23、25、30mm),以及干冰喷入速度为0.20、0.30 m/s时模型内干冰体积分数变化对草莓速冻效果的影响。结果表明:随着干冰入口半径的增加和干冰喷入速度的提高,草莓会更快的冻结。在入口半径为25 mm,流速为0.30 m/s情况下,可以高效实现草莓速冻。对干冰速冻草莓降温性能进行分析,并与现有液氮喷淋速冻草莓降温性能进行比较,结果表明:干冰速冻草莓通过最大冰晶带和草莓完全冻结的时间分别减少63.9%和41.7%,草莓能最大限度地保持原有的新鲜状态和营养成分。对优化的结果进行试验验证,草莓表面温度和中心温度达到标准时误差分别为3.70%和6.03%,草莓干冰速冻前后的品质指标均优于草莓速冻标准。研究结果为进一步开发节能环保的干冰速冻草莓装置提供参考。     

基于网络RTK的离心式无人机变量施药可行性初探

针对植保无人机施药准确性和作业效率需求的提高,验证网络实时动态(Real-Time Kinematic,RTK)载波差分技术在无人机施药上的可行性,设计了一种基于网络RTK的离心式变量施药系统。采用STM32F103为控制核心,通过串口获取GPS定位信息,并连接DTU模块实现网络RTK技术,通过脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)技术调节占空比的大小,从而调节离心喷头的转速以及蠕动泵的流量。系统在工作时,通过农情信息完成处方图构建,通过高精度GPS模块获取经纬度信息,在施药过程中系统实时检索无人机所在位置,调出处方决策信息,按照处方信息调节离心喷头和蠕动泵的输出比例,从而控制无人机的施药粒径大小和施药量大小,并将作业数据上传至监控平台。通过试验表明系统能正确执行变量施药任务;在使用离心喷头进行变量施药任务时,受到系统稳定性和离心喷头特性的影响,在处方交界区域会存在一个不稳定区域;离心喷头在较高转速下进行变化时,在处方交界区域粒径大小的变化越平滑。该结果满足预期试验设计,可为植保无人机变量施药技术改良提供基础与参考。     

氮肥减量配施有机肥对苹果产量品质及土壤生物学特性的影响

为改善当前苹果园不合理施肥现状,探究适合苹果园提质增效的施肥方案,以红富士苹果为试材,设置常规施肥、优化减氮、有机肥替代25%氮肥、有机肥替代50%氮肥4个处理,其中后3个处理的总施氮量一致,为常规施肥的一半,试验连续进行两年后测定果实产量、品质、土壤微生物量碳氮以及土壤酶活性。结果表明:优化减氮处理产量与常规施肥差异不显著,氮肥偏生产力是常规施肥的2倍以上;有机肥替代50%氮肥处理的产量最高,比常规施肥处理增加5.4%。优化减氮处理和有机肥替代氮肥处理的果实可溶性糖和糖酸比均显著高于常规施肥;施用有机肥的处理可滴定酸显著低于施化肥处理,糖酸比相反;有机肥替代50%氮肥处理的品质最佳,可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比分别比常规施肥高1.8%、2.7%、16.9%。土壤微生物量碳氮、土壤酶活性与土层深度及有机肥的施用有关,特别是在20～40 cm土层深度,有机肥替代氮肥处理的土壤微生物量碳氮、土壤β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶、β-1,4-葡萄糖苷酶、纤维二糖水解酶活性均显著高于常规施肥处理,且两两之间呈显著或极显著正相关关系。因此,在陕西省苹果园可以推荐常规施氮量减少一半的情况下用有机肥替代50%氮肥,以节省化肥、增加产量、改善品质、提升土壤质量,促进果园的可持续发展。     

洱海流域不同有机肥替代对土壤理化性质及油菜产量的影响

为探究洱海流域油菜种植合理的施肥方式,研究不同有机肥替代对土壤理化性质及油菜产量的影响,在云南大理农田生态系统国家野外观测研究站进行油菜田间试验。田间试验设置不施肥（CK）;常规化肥施用（CF）;以CF氮素折纯计算,设30%固体、液体有机肥替代（T1、T4）;70%固体、液体有机肥替代（T2、T5）;100%固体、液体有机肥替代（T3、T6）,共8个处理。结果表明：与试验前土壤相比,除CF和T6处理土壤全氮含量提升2.66%和6.57%外,各施肥处理土壤全氮和全磷含量有下降趋势,T1、T2、T3土壤全磷含量与有机肥配施比例增加呈正相关,而T4、T5、T6呈负相关,施用液体有机肥使土壤铵态氮、硝态氮、有效磷含量在短时间内大幅提高;除T4处理外,有机肥的施用对土壤有机质含量均有提升作用,其中T5处理效果最好,提升了28.66%;T1、T2、T4处理均导致土壤容重较试验前土壤上升,上升幅度分别为15.84%、16.83%、17.82%;液体有机肥替代处理均导致土壤pH值较试验前土壤有所下降,单施液体有机肥下降幅度最大,降低5.17%;与CF处理相比,随着有机肥替代比例增加,油菜株高、角果长度、单株角果数、千粒质量、油菜产量均呈下降趋势,T1~T6处理油菜产量减少18.06%~76.65%,30%有机肥替代（T1、T4）与CF处理差异较小。综合考虑不同施肥处理对环境和油菜产量的影响,30%固体有机肥替代（T1）是较优的施肥方式。     

不同遮阴处理下施肥对水稻生长及生理特性的影响

太阳辐射减弱是气候变化的重要特征之一,研究太阳辐射减弱对水稻生产的影响,探讨通过施肥能否减缓太阳辐射减弱对水稻生长及生理代谢影响,具有重要的生产实际意义。采用田间模拟试验探讨了不同生育期遮阴条件下施用复合肥和施用硅肥对水稻生长和光合生理特性的影响。采用3因素3水平正交试验设计,遮阴设3水平,即不遮阴（S0,遮阴率为0）、开花-成熟期遮阴（S1,遮阴率为64%）和分蘖-成熟期遮阴（S2,遮阴率为64%）;施用复合肥（N-P₂O₅-K₂O）设3水平,即100（F1）、200 kg·hm^-2（F2）和300 kg·hm^-2（F3）;施用硅肥设3水平,即不施硅（R0）、钢渣200 kg·hm^-2（R1）和钢渣400 kg·hm^-2（R2）。结果表明,遮阴降低水稻株高、叶面积指数（LAI）和胞间CO₂浓度（Ci）,降低产量。与S0对比,S1、S2分别降低产量43.99%和54.24%。S1增加净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）,降低叶绿素含量（SPAD值）,S2则增加SAPD值和Tr,降低分蘖数、Pn和Gs;施用复合肥可提高水稻株高、分蘖数、SPAD值、Pn和Tr,降低Ci和Gs。与F1相比,F2处理下LAI降低10.13%,F3则增加12.13%。与F2相比,F3处理下株高、分蘖数、SPAD值、Pn增加1.28%、8.21%、4.16%、7.64%,Tr则降低0.64%;施用硅肥可提高LAI、Pn、Gs和Tr,降低SPAD值和Ci。与R0相比,R1处理下株高和分蘖数减少1.27%和5.00%,R2处理下则增加0.50%和13.77%。研究认为,模拟太阳辐射减弱条件下,施用复合肥300 kg·hm^-2和硅肥400 kg·hm^-2,可有效减缓遮阴对水稻植株生长和光合作用的不利影响,保持较高产量。