植保无人飞机喷雾防治小麦赤霉病雾滴沉积量的气象影响因子分析及预报模型构建

为阐明不同气象条件对植保无人飞机防治赤霉病过程中冠层雾滴沉积的影响规律, 采用大疆T40四轴八旋翼植保无人飞机在不同麦区进行喷雾施药处理, 利用诱惑红示踪剂、聚酯卡、水敏纸等采集雾滴, 计算雾滴沉积量和覆盖率, 并对实时记录的田间气象条件进行分级, 其中温度分为A1(10℃≤T＜20℃)、A2(20℃≤T＜30℃)、A3(30℃≤T＜40℃)等级, 相对湿度分为B1(30%≤RH＜50%)、B2(50%≤RH＜70%)、B3(70%≤RH＜90%)等级, 风速分为C1(0 m/s≤V＜1.6 m/s)、C2(1.6 m/s≤V＜3.4 m/s)、C3(3.4 m/s≤V＜5.5 m/s)等级。应用方差分析、主效应多重比较等统计方法, 揭示不同气象等级组合条件对雾滴沉积量和覆盖率的影响趋势, 并基于气象因子构建沉积量和覆盖率的预报模型。结果表明:温度、相对湿度、风速对雾滴沉积量的有利程度按等级排序分别为:A1≥A2＞A3、B3＞B2＞B1、C1≥C2＞C3。不同气象等级对覆盖率的影响规律与对沉积量的影响规律基本一致, 其中相对湿度对雾滴覆盖率和沉积量影响显著, 温度和风速的交互作用对覆盖率也具有显著影响。基于气象因子构建的冠层上层雾滴沉积量和覆盖率预报模型准确率分别为88.15%、82.82%, 均方根误差分别为0.030 μL/cm2、1.33%, 具有较高的可信度, 可应用于植保飞防气象预报服务。研究结果对植保无人飞机适时开展药剂喷洒作业、提高防治效果、减轻农药对农田生态环境的污染具有参考作用。     

水稻高温热害强度时空变化特征与预报模型构建

构建定量表征水稻高温热害强度的指数,揭示时空变化特征,并建立中长期预报模型,准确预报高温热害发生的强度趋势对提前部署抗高温工作至关重要。该研究充分考虑高温热害累积效应,结合致灾指标,构建了强度指数,并采用Fisher分割法对其进行了客观化分级;根据中长期天气预报原理,基于海温和大气环流指数两类预报因子,利用二维寻优技术,分别构建了水稻高温热害强度指数预报模型,并进行了验证和比较。结果表明：1）2010年以来江苏水稻高温热害年频次增加且强度明显增强,其中2013年、2022年高温热害强度均达最高等级4级,高温热害强度指数存在明显的年代际差异,从20世纪90年代开始江苏省水稻高温热害强度逐年代增强,空间上呈现出高温热害强度指数年代累加值≥10的区域从南向北随年代逐步扩大,至21世纪10年代已扩展至淮北西部,其中淮河以南水稻高温热害强度增强明显,为历年代最强。2）构建的两类水稻高温热害强度指数预报模型可在7月初进行预报,预报提前量均为1～2个月,总体都能较好地模拟出强度指数的年际波动特征,但模拟值波动幅度与实际值存在不同程度的差异。3）通过拟合检验和试报检验,预报因子经过最优化相关技术处理后,能有效增加因变量和自变量的相关度,提高预报模型的模拟效果,其中海温因子经最优化处理后的高温热害强度指数预报模型效果最佳,可在农业气象业务服务中进行应用。研究结果对主动防御高温灾害和保障粮食安全具有重要科学意义和参考价值。