Challenges and opportunities of unmanned aerial vehicles as a new tool for crop pest control

The application of pesticides is not simply delivering chemicals to the target area. It also involves considering the negative aspects and developing strategies to deal with them during the application process, to ensure the maximization of pesticides use efficiency and the maintenance of the ecosystem. Unmanned aerial vehicle (UAV) sprayers demonstrate unique advantages compared to traditional ground sprayers, particularly in terms of maneuverability and labor intensity reduction, showed great potential for chemical application in pest control. It is undeniable that there exist challenges in the practice of UAV spraying, such as higher potential risks of pesticide drift or pathogen transmission, uncertainty canopy deposition for different crops, and unexpected leaf breakage induced by downwash flow. Maximizing the utilization of downwash flow while avoiding lateral air movement outside the intended target crop area is a major issue for chemical application with UAV sprayers, particularly in light of the increasingly apparent consensus on the need for enhanced environmental protection during the chemical application process. It must be considered that the operation strategy in different scenarios and for different crop targets is not the same, unique requirements should be given on nozzle atomization, flight parameters, adjuvants and aircraft types in specific working situations. In future, the implementation of spray drift prediction, technical procedures development, and other solutions aimed at reducing pesticide drift and improving deposition quality, is expected to promote the adoption of UAV sprayers by more farmers. © 2023 Society of Chemical Industry.     

生物质能源作物——能源甜菜的开发利用

随着全世界能源物质的不断扩展,可再生的生物质能源将是21世纪主要的能源物质。能源甜菜是新兴的可再生能源作物,它具有生物学产量高,乙醇转化率高,含糖量适中等特点,是取之不尽、用之不竭的环保能源,对环境几乎没有污染;同时又是糖饲兼收的作物。利用能源甜菜通过酒精发酵创造乙醇燃料新能源,可以减轻或消除与粮食争地的矛盾,是保证粮食安全和能源安全的双赢举措。     

果蔬产品变色原因分析及其控制

分析了果蔬产品在加工贮存中变色的原因,综述了目前生产中常用的行之有效的护色措施,包括生物、化学和物理等方面的处理方法。     

基于气温预报和神经网络的参考作物腾发量预报

采用反向传播人工神经网络(BP-ANN)逼近气象因子-参考作物腾发量ET0函数关系,以天气预报中的最高和最低气温为输入进行短期ET0预报。收集了南京站实测的2010年7月1日至2013年7月7日逐日气象数据和2012年7月1日至2013年6月30日逐日对未来7d的气象预报数据,以最高、最低气温及相应的日序数为3个输入因子,ET0为输出建立一个包含一个隐含层的3层BP网络,以2010年7月1日至2012年6月30日实测气象数据及通过FAO-56PM公式计算的ET0进行网络,以2012年7月1日至2013年6月30日实测气象数据及通过FAO-56PM公式计算的ET0进行网络验证。将2012年7月1日至2013年6月30日逐日对未来7d的气象预报中的最高、最低气温输入训练及验证后的网络,得到2012年7月1日至2013年6月30日逐日对未来7d的ET0预报值,并与FAO-56PM公式计算的ET0值进行比较以验证预报精度。结果表明,预见期1~7d内,预报的ET0和计算的ET0变化趋势基本一致,预报精度随着预见期的增加而降低;平均准确率(±1.5mm/d以内)达88.08%,相关系数为0.77,均方根误差为1.28mm/d,显示出了较高的预报精度。在局部时间段内出现的ET0,PM和预报ET0的较大差别的原因是该时段内的ET0更多地受到除了日最高和最低气温之外的其他因素的影响。提出的方法 ET0预报,随着气象预报准确度的提高,可实现较为精确的ET0预报。     

柴油机燃用菜籽油的耐久性试验研究

柴油机燃用菜籽油植物油的短期耐久试验证明了植物油可作为一种代用燃料,但同时也暴露出了一系列的问题.试验后观察试验柴油机的主要零部件可看到:燃烧室的表面有大量的积碳、喷油器结焦、气门黏滞、缸套轻微刮伤等现象.这导致了柴油机性能的下降、油耗的升高和经济性的下降.其中,喷油器结焦和气门黏滞是性能下降的主要原因.     

保护地蔬菜栽培不同灌水方法对表层土壤盐分含量的影响

通过 3年连续保护地栽培蔬菜小区试验 ,对滴灌、渗灌、沟灌 3种灌水方法的土壤盐分积累状况进行了比较研究。试验后 0～ 2 0 cm土层土壤全盐含量以沟灌最高 ,渗灌次之 ,滴灌最低 ;滴灌土壤 p H下降幅度明显低于渗灌和沟灌土壤。在 0～ 2 0 cm土层内全盐含量呈幂指数形式分布 ,即地表处含量最高 ,随深度增加逐渐下降 ;而土壤 p H则随深度增加而直线上升。另外 ,土壤中可溶性盐的阴离以 NO-3 为主 ,阳离子以 Ca2 + 为主。这说明选择合理灌水方法 ,是防止土壤退化、提高保护地作物产量和质量的有效途径。     

蔬菜种子物理特性和空气动力学特性试验研究

蔬菜穴盘精量播种是蔬菜工厂化育苗的关键问题,而气力式播种是广泛采用的精量播种方法之一.为此,通过实验研究了黄瓜、蕃茄、茄子和辣椒等蔬菜种子的物理性质和空气动力学特性,测定了形状、尺寸、千粒质量、孔隙率、休止角、漂浮速度和漂浮系数等有头稀理特性,作为设计蔬菜穴盘气力式精量播种装置结构和性能参数的依据.     

杨凌区降雨对作物生长适应性的模糊分析

依据模糊数学理论 ,采用模糊综合评判方法 ,从降雨“适量”、“适时”和“有效程度”3个指标出发 ,就杨凌区降水资源对农作物生长发育适应性做了评价分析 ,并提出降雨对作物生长的适宜度模型。通过实地调查与计算分析 ,该模型较好地反映了杨凌区主要作物对该区降雨特征的适宜能力 ,同时也较好地反映了本区降雨资源的地域特征 ,为该地区农作物合理布局决策提供了科学依据     

基于三维点云的蔬菜大棚杂草识别方法

为实现蔬菜大棚内自动化除草的目的,针对其中的杂草识别环节,提出了一种基于三维点云的新型蔬菜大棚杂草识别方法。采用RGB-D相机获取青菜田、生菜田的三维点云图像,采用超绿色算法去除其中的土壤等背景,采用体素滤波法在保留点云图像形状特征的同时降低点云数量,然后采用欧式聚类法分割出单株青菜和单棵杂草的点云簇,分别计算得到每个点云簇的最高点的Z坐标值,最后结合深度信息Z坐标值实现蔬菜大棚杂草识别。结果表明:这种基于三维点云的杂草识别方法能够有效的识别出杂草,识别率为86.48%。该方法能够对蔬菜大棚中的杂草进行准确识别,为蔬菜大棚自动化除草提供有效的解决方案。