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浅述精准施药的必要性和关键性技术

更新时间:2009-03-28

科学技术是第一生产力,在科技的推动下,我国农业正在从传统意义上的“靠天吃饭”,向精准化、智能化的现代农业演进。精准农业已经成为了当今世界农业发展的新潮流,精准施药更是有害生物化学防治的必由之路。

1 什么是精准农业

用通俗的话来说,精准农业的理念就是需要多少给多少,需要什么给什么;精准农业的具体含义就是按照农业操作每一单元的具体条件,精细淮确地调整各项农业管理措施,在每一生产环节最大限度地优化各项农业投入,以获取最大经济效益和环境效益。而精准施药实际上就是精准农业的思想在航空施药中的应用,我们通常所说的精准施药,其实也就是通过空中和地面遥感,采集并解析具有地理位置的农田中的作物长势、病虫草害等农情信息,再将农田分为作业网格,依据不同的农情制定不同的喷雾作业处方,并对网格进行按需喷药,实现无人操作,精细化作业,有效减少农药的使用。

2 为什么我国更需要精准施药

首先,我国农业人口人均耕地数量少,农户土地经营规模小,人均可耕地面积远不及世界平均水平;其次,农业机械化水平低,我国农业航空的作业面积仅占耕地总面积的2.6%左右,远没有达到美国等农业航空发达国家30%~50%的平均水平;再者,我国农业化肥、农药投入水平高,对环境及人类健康都有不良影响。

3 实施精准施药的关键技术

精准施药涉及的主要问题包括病虫草害的监控、数据采集及定位、数据分析及处理(包括作业处方图的形成)、喷雾时喷量的监控和喷雾实施的速度及位置的监控等等。它的支持性技术包括:3S技术,即全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS);作物生产管理决策支持系统DSS(Decision Support System);作物长势、病虫草害信息采集和传感器技术等;变量喷雾控制技术和装备等。

3.1 什么样的定位系统可以做到精准定位

GPS尽管经常被人们用来导航,但是由于各种因素的干扰,其定位精度大于1米,甚至高达几十米。人们被坑的案例也举不胜数,比如目的地偏移好几十米。

实践性强是医学学科的一大特点。模拟医学教学的主要特点是教学场景高仿真、可重复。在医学诊断学,医学解剖学等领域已取得了显著效果[18]。由于患者隐私权保护,维权意识提高,寻求医疗服务质量的心理需求等因素下,全科医生仍然缺乏直接对患者行有创操作的机会。模拟医学教学环境创造了安全可靠的教学平台,且有利于激励全科医生全面提高技能。

有关研究表明,不同的生物靶标捕获的雾滴粒径范围不同,只有在最佳粒径范围内,靶标捕获的雾滴数量最多,防治效果也最佳,这就是“生物最佳粒径理论”。具体生物参数如下:

我国农田田块小,农田里作物种植间隔远远小于1米,而且树木、房屋、电线陈杂,如果无人机采用GPS这么粗糙的定位,那么极大可能造成错喷、漏喷、重喷以及飞行器损毁。这是就需要一种精确到厘米级的定位了-极飞 RTK定位系统。

3.2 极飞RTK定位系统

雾滴粒径小,会相对易受气流影响而发生漂移,可能对相邻农作物造成危害。但细小雾滴在作物叶片表面的覆盖密度和覆盖均匀度远优于粗大雾滴,而且附着能力好、不易流失,农药利用率高。

 

3.3.1 精准变量

利用泸州当地酱香型新鲜酒糟加以油枯和牛粪等辅料通过发酵腐熟能够制成酒糟有机肥,制备的酒糟有机肥养分和重金属等有害成分含量以及蛔虫卵死亡率、粪大肠杆菌群数均符合相关技术标准。

3.3 如何精准喷洒

基于RTK精准定位,如何实现精准施药?

我们都知道不同的农作物对于药剂的需求是不同的,无人机在高速飞行的过程中如何保证均匀喷洒,并且有效提高农药利用率,这是精准农业最关键的一环。

目前,关于植保无人机的精准施药,业内主要关注的是如何精准地控制喷头的喷洒流量,而忽略了喷雾雾滴粒径对农药防治效果的影响,尤其是对于精准变量喷洒的认识不够深入。

搭载了RTK系统的极飞P系列植保无人机,都能够实现全自主飞行控制、精准导航。不仅如此,极飞2018款P系列植保无人机还搭载了双目避障和地形视觉模块,实现自动避障和感知环境。无人机在农田作业时,倒伏的树木、新生长的树枝、新增加的电线杆或者是突然闯入作业区域的人,都不会影响作业的正常运行。

3.3.3 生物最佳粒径与农药的防治效果

3.3.2 雾滴粒径大小对无人机喷洒效果的影响

农药喷施过程中,粒径大的雾滴易沉降,不易随风漂移或蒸发散失,但分布不均匀、附着能力差,容易因弹跳和滚落而造成药液流失,大大降低了农药的防治效果,也污染了水土环境。

RTK(Real-timekinematic)全称实时动态载波相位分差定位技术,是一种能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量及定位方法,它是基于全球导航卫星系统(GNSS)定位技术实现的,该项技术主要包括以下3个环节:

无人机在作业时速度是在不断变化的,如果以恒定的喷洒流速,不管植保无人机飞得快还是慢,每分钟所喷洒的药量是一样的,这显然是与精准喷洒相悖的。要做到精准喷洒,就必须要做到变量喷洒。

基于以上分析,广西大学行健文理学院专创融合的市场营销专业师资队伍的建设已有较好的基础,未来应有效利用面临的机遇充分发挥挖掘现有优势、弥补不足,同时尽力以优势去迎接挑战。以科学发展观主动适应经济新常态发展、区域经济、产业经济转型升级的需求,坚持复合应用型市场营销人才培养的办学理念,深化有地域特色的专创融合的师资队伍的打造。

输水系统部分:提水泵站布置于距大坝约800 m处,泵站装机3台,单机560 kW,总装机1 680 kW,其中一台备用;提水流量1.089 m3/s,最大提水扬程51.14 m;引水线路总长16.019 km,设计引用流量1.089 m3/s,前后段输水管道采取双管布置,管径均为DN800,前段输水管道采用预制混凝土管,长 1.116 km,后段输水管道采用预应力混凝土管,长9.053 km,管道出口接水厂;中段输水隧洞为城门洞形无压隧洞,长5.85 km,过水断面为2 m×2 m。建3.5万kV变电站1座。

这是因为GPS信号通过电离层与对流层时信号的路径要发生弯曲,传播路径发生变化从而使信号传输时间△t发生偏差,导致GPS的定位精度≥1米。

JIANG Yue, SHEN Hong-jian, SHEN Fang, ZHANG Ping, WU Tao, DENG Ben-qiang

  

适合使用的雾滴最佳粒径范围(单位:微米)10~50 m防治叶面爬行类害虫的杀虫剂 40~100 m防治植物病害的杀菌剂 30~150 m除草剂 100~300 m不同农药类型(针对不同的生物标靶)防治飞行类害虫的杀虫剂

也就是说,雾滴过大或过小都不利于病虫害的防治,只有当雾滴粒径与雾滴数目达到最优组合时,才会产生最好的防治效果。

3.4 破解之道

在植保无人机喷洒作业过程中,药液经过无人机雾化部件的作业而分散,形成细小的雾滴颗粒,成雾过程中,喷头是农药雾化的核心部件。也就是说,只要开发出精准可控变粒径的喷头,就能有效解决精准施药效果问题。

极飞P20超低容量高速离心雾化喷头,可将农药雾化至100m以下的小雾滴,并可根据风速和飞行速度的不同,精准控制喷头的喷洒量、喷速、喷幅。特别是,P20离心喷头的喷雾粒径可在90fffffbm~120fffffam之间进行连续调节,也就是说,能精准地控制雾滴的直径大小,满足不同农作物病虫害防治的作业需求,从而达到良好的施药效果,实现对喷洒流量和雾滴粒径的双精准控制。

4 结语

极飞P系列植保无人机通过全自主的精准RTK飞行、定位模式,在提升农药利用效率的同时,绝不会出现由导航精度低而引起的漏喷或重喷现象;通过变量喷洒技术,在保证喷洒效率的基础上,也获得了高利用、少污染的效果,让精准喷洒成了现实,对于推动我国精准施药发展具有重要的意义。

普通患儿一天蓝光照射治疗仅需几个小时,却要占用24小时床位,“其实没必要。”于是,中心将其治疗统一实行门诊日间照射治疗模式,孩子既可以回家,妈妈也可以喂奶,还能节省医院的水、电、人员支出等住院消耗。

 
假晶旭
《湖北植保》 2018年第02期
《湖北植保》2018年第02期文献

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