针对我国喷药作业以经验为主,过量使用农药的问题,采用超红算子2R-G-B与OTSU算法结合的图像处理方法,研究叶片表面形态特征、雾滴粒径和叶片倾角3因素对雾滴沉积分布的影响。结果表明:1)该图像处理方法能有效分割雾滴与叶片背景,基于该方法的雾滴覆盖率测定结果与人工分割方法比较,相对误差<5%。2)叶片表面形态特征、雾滴粒径和叶片倾角3因素对雾滴覆盖率的影响均显著。3)在相同喷量条件下,雾滴覆盖率随叶片倾角增大而减小,但当倾角增大到30°时,粒径为138.2和157.6μm的雾滴在粗糙和光滑叶片表面上的覆盖率发生突增。4)雾滴覆盖率随粒径增大而减小,但当叶片倾角大于60°时,粒径为157.6和197.1μm的雾滴在相同叶片表面上的覆盖率差异不大。5)在相同叶片倾角条件下,粒径较小的2种雾滴的覆盖率在粗糙叶片表面上最大,在光滑叶片表面上最小。所提出的基于图像处理的雾滴覆盖率测定方法,可为雾滴在叶片表面上的分布研究提供评估手段。

【目的】分析喷雾方式对农药雾滴在水稻群体内沉积分布的影响,研究提出稻田合理的喷雾方式,提高稻田农药利用率。【方法】在水稻分蘖期、孕穗期和扬花期,用配有空心圆锥雾喷头的手动喷雾器叶面喷洒和配有气力式弥雾喷头的弥雾机下倾45°角喷洒指示剂丽春红-G溶液,收集并测定沉积在植株上层、中层和下层不同点位载玻片上的雾滴指示剂丽春红-G沉积量。【结果】以不同喷雾方式施药,水稻叶片正面、背面及垂直方向不同点位的丽春红-G沉积量有显著差异。在水稻分蘖期、孕穗期、扬花期用手动喷雾器叶面喷雾和弥雾机45°角下倾喷雾,丽春红-G的沉积量在水稻群体空间内的分布趋势均表现为上层>中层>下层。在水稻分蘖期用手动喷雾器叶面喷...

为科学用药防治灰飞虱提供理论依据,采用雾滴采集装置和水敏纸采集农药雾滴,通过Deposit Scan软件分析雾滴覆盖率和雾滴密度,并以示踪剂估测农药沉积量,从而分析两种喷雾方式下农药雾滴在小麦基部2个位点上的沉积分布与对灰飞虱防效的关系。结果表明,弥雾机下倾喷雾获得的雾滴覆盖率频次分布多倾向于高值区间,平均雾滴覆盖率分别为2.52%和0.48%,与弥雾机飘移喷雾下的雾滴覆盖率相比,差异分别达到显著和不显著水平;从雾滴密度来看,两种喷雾方式之间无显著差异。沉积量的结果表明,弥雾机下倾喷雾获得的沉积量均大于弥雾飘移方式下获得的沉积剂量,平均沉积剂量分别为0.427和0.422 mg·m-2,均显著...

自制应用于柑橘园施药的风送式喷雾机,并基于CFD建立喷雾机雾滴运动轨迹及沉积模型,考察该喷雾机雾滴沉积特性及送风方向对雾滴沉积的影响。根据喷雾机尺寸参数,建立喷雾流场二维模型,并确定DPM模型参数,模拟获得距喷头不同距离的垂直截面上雾滴沉积量。试验结果显示:在距喷头1.0 m的范围内,雾滴沉积特性与试验结果相符,且在1.0 m范围内,送风角度的增加对雾滴飘移影响较小,随着与喷头距离的增大,送风角度对底部雾滴飘移损失的影响逐渐加剧;在距喷头1.0 m范围以外,雾滴沉积特性与实际试验结果偏差较大,但雾滴沉积量随与喷头距离的增大而逐渐减少的规律是一致的。

作为智能农业的重要组成部分,植保无人机的使用大大提高了作业效率,但智能设备快速推广使用的同时也对环境产生了一定的风险及危害。为了实际检测植保无人机的喷施效果并评估施药风险,开展北方寒地玉米多旋翼植保无人机航空喷雾效果研究,着重对比3种不同施药量下雾滴在玉米冠层不同部位的沉积效果,同时就添加助剂对于雾滴沉积的影响效果进行分析。结果表明:自然风对雾滴沉积效果的影响程度要强于施药量的变化,尤其是当无人机使用孔口尺寸较小的常规压力喷头进行喷施作业时,若自然风风速较大会显著导致无人机有效沉积减少(p=0.045);在2m的喷施作业高度下,施药量为15L·hm~(-2)(1#、4#)和30L·hm~(-2)(2#)时雾滴沉积效果的差异并不是很大。只有当施药量增大为45L·hm~(-2)时,才可以在一定程度上增加喷施雾滴在玉米冠层间的沉积,但会导致雾滴的沉积均匀性变差以及沉积率降低,污染环境的风险也随之加大。研究还发现添加助剂会使航空喷施雾滴粒径显著增大,对于雾滴覆盖率和沉积密度的沉积分布效果也有一定影响作用,却并不显著。研究结果可以作为当前植保无人机施药作业的参考。

【目的】研究水稻叶片的表面特性和有机硅助剂Silwet-408溶液的单个雾滴在30°、45°和60°3个倾角水稻叶片正、反面的行为,以期为农药雾滴对靶叶面滞留控制机制提供依据。【方法】利用扫描电镜观察水稻叶片的表面特性,并通过Zisman图法测定稻叶的临界表面张力。同时测定0、3.91、7.81、15.63、31.25、62.50、125.00和250.00 mg·L-1 8个浓度的Silwet-408溶液的表面张力后,利用表面张力法测定出Silwet-408的临界胶束浓度,并借助于接触角测量仪测定8个溶液的单个雾滴在3个倾角水稻叶片上的接触角。【结果】电镜观察发现水稻叶片正、反面存在3种类型...

【目的】分析弥雾机和手动喷雾器在不同施液量条件下喷雾,农药雾滴在水稻冠层沉积分布特征,阐明农药剂量的沉积结构及空间分布对药剂防治效果的影响。【方法】以农药雾滴采集装置和水敏纸收集农药雾滴,通过DepositScan软件分析雾滴覆盖率和雾滴密度,并利用示踪剂估测农药沉积量。【结果】弥雾机和手动喷雾器不同施液量条件下喷雾,叶角45°和0°水稻叶片正面的雾滴覆盖率显著高于叶片反面。弥雾机在225、450、600 L·hm-2施液量条件下喷雾,叶角0°水稻叶片反面的雾滴密度均大于200个/cm2,施液量间差异显著。手动喷雾器在600、900、1 200 L·hm-2施液量条件下喷雾,叶角0°和45°水...

为了解无人机喷雾粒径对水稻冠层雾滴沉积效果的影响,以丽春红2R为示踪剂,检测了粒径分别为218、200、178、145μm的雾滴在水稻冠层上、中、下部的沉积分布。结果表明:雾滴在水稻冠层上、中、下部的沉积量之间差异显著,下部的雾滴沉积量高于上部和中部;不同粒径雾滴沉积量之间差异极显著,即喷雾粒径显著影响雾滴在靶标上的沉积量。不同粒径雾滴的小区试验中,采样点平均单位面积药液沉积量具有随喷雾粒径减小而增大的趋势,粒径218μm喷雾的冠层中部单位面积平均沉积量最小,为0.52μL/cm~2,粒径145μm喷雾的冠层下部的平均单位面积沉积量最大,为0.99μL/cm~2。粒径145μm喷雾在植株上、中、下部冠层采样点沉积量变异系数最低,分别为8.40%、17.86%、14.92%,粒径218μm喷雾的冠层采样点沉积量变异系数最高,分别为33.86%、32.04%、34.06%。以上结果说明,雾滴在水稻冠层的分布均匀性和穿透性都较好,且雾滴粒径越小,水稻冠层单位面积药液沉积量越大,分布均匀性越好。

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，而D_(V0.9)除了TeeJet11002型喷头呈现对称分布，CFA11002型和SF11002型喷头并没有表现出对称分布的特性，这可能与喷头的材质有关。同时，通过试验分析发现喷头喷施的雾滴粒径越小，喷雾越均匀，左右两侧的雾滴粒径大小与喷头处的相差越小，即该喷头的雾化效果也就越好。纵向轴线的分布特点：在固定喷施压力0.5 MPa的条件下，5种型号喷头的D_(V0.1)在各纵向高度测量点位的数值相差不大，但CFA11001、CFA11002、CFA110015这3种延长范围型喷头的D_(V0.5)、D_(V0.9)随着测试高度的增加呈现下降趋势；而对于标准扇形喷头，TeeJet11002型喷头的D_(V0.5)随着测试高度增加而增大，其D_(V0.9)则是随着测试高度增加有一个先减小后变大的趋势，而SF110015型喷头的D_(V0.5)、D_(V0.9)随着测试高度的增加均呈现增大的趋势，且D_(V0.9)的这种变化趋势要比D_(V0.5)更加明显。这一结果表明喷头类型对喷雾羽流雾滴粒径纵向分布具有较大的影响。研究结果可为扇形航空喷头的设计与选择提供参考，对优化植保无人机喷施作业方案也有一定指导意义。

采用3WQF120-12型油动单旋翼植保无人机进行喷雾试验,探索植保无人机在棉花上喷洒的雾滴沉积分布规律。以吡虫啉(imidacloprid)和丁硫克百威(carbosulfan)为试验药剂,在2种施药量(常规剂量和减量20%)、2种喷雾量(12、15L/hm~2)条件下喷雾,以诱惑红水溶液为药剂沉积指示剂,采用雾滴测试卡检测雾滴沉积分布情况,并利用图像分析软件DepositScan分析雾滴沉积分布状况。试验结果显示:喷液量对吡虫啉在棉花冠层的雾滴沉积分布影响较大,90g/hm~2吡虫啉施药时,采用12、15L/hm~2的喷液量进行无人机喷雾,在棉花冠层的沉积量分别为99.64、128.04μg/cm~2;按照72g/hm~2剂量喷雾时,2种喷液量处理在棉花上的沉积量分别为75.09、101.32μg/cm~2。施药量影响丁硫克百威在棉花上的沉积,喷液量为12L/hm~2时,施药量为480、600g/hm~2的喷雾处理在棉花上的沉积量分别为613.92、801.59μg/cm~2;喷液量为15L/hm~2时,2种施药量处理在棉花上的沉积量分别为620.17、870.64μg/cm~2。雾滴沉积分布结果显示,15L/hm~2的喷雾处理在棉花叶片背面的雾滴沉积密度较大,为0.8~238.9个/cm~2;12L/hm~2的处理在叶片正面和背面的雾滴密度较小,分别为1.4~65.9、1.1~110.7个/cm~2;上述2种喷雾处理在棉花叶片正面的雾滴粒径较大,分别为83~441、113~418μm,而在棉花叶片背面的雾滴粒径较小,仅为72~242、102~252μm。

对水稻无人机植保农药喷洒雾滴测试工程应用进行分析与抽取，提炼信号分析与处理的教学案例——雾滴测试卡图像的识别与分析，设计了信号分析处理教学案例的基本功能：雾滴测试卡图像读取、背景去噪、信号降维、雾滴数量解析和雾滴分布均匀性评估等，并给出信号分析处理教学案例图像处理的理论算法与Ｍａｔｌａｂ仿真实现。

为了探明雾滴体积和测量时间对接触角测量的影响程度,以蜡膜和载玻片为参照,研究了不同体积和不同测量时间下液滴在稻叶表面的接触角,并通过扫描电镜观察了稻叶的表面特性。结果表明:液滴体积越大,在稻叶上的接触角越小,测量体积可选择1~5μl,测量时间可选择在液滴滴下后40~60 s。液滴在滴下后的10 s内接触角变化率较大,其中以亲水的载玻片上的接触角变化率(0.66±0.03)最大,随着时间的延长接触角变化率显著降低。电镜观察结果表明:稻叶为疏水界面很大程度取决于其表面的SiO2-蜡质复合体所形成的乳头状突起,其正、反面的密度分别为(1778.4±13.2)和(1563.6±35.2)个·mm-2。

通过采集3个沉积物柱芯对梁子湖沉积物中不同形态氮、磷及孔隙水中NH4+-N、NO3--N和全磷在剖面的分布特征进行了研究。结果表明入水口附近沉积物氮、磷的含量较湖心和出水口附近高。沉积物和孔隙水中,NO3--N含量从表层到底层呈下降趋势,而NH4+-N含量则逐渐增加;沉积物中全氮和有机氮随深度增加而明显降低。沉积物中全磷及不同化学相磷含量随深度增加而降低,而孔隙水中全磷含量随深度递增。

　对2003-07在渤海湾采集的柱状沉积物中氮、磷的分布进行研究。结果表明,渤海湾柱状沉积物中氮、磷空间分布特征是近岸高,远岸低;近岸P含量达0.410mg/g,远岸含量为0.233mg/g。其中磷主要以无机磷形式存在,无机磷约占总磷的50%以上;渤海湾沉积物中氮含量较高,平均达5.96mg/g。