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农药液滴在水稻叶面的动态润湿铺展行为

中国农业科学 2024年第13期57卷 2583-2598页

作者：张建桃黄路生刘广彬兰玉彬文晟华南农业大学数学与信息学院农业农村部华南热带智慧农业技术重点实验室国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心华南农业大学工程学院

【目的】探究表面张力、液滴粒径和叶片倾角对农药液滴在水稻叶片近轴面、远轴面动态润湿铺展行为的影响，为通过调控农药液滴在水稻叶面的动态润湿铺展行为实现水稻施药的“减施增效”提供依据。【方法】通过调节Silwet-408的浓度配制... 详细信息

【目的】探究表面张力、液滴粒径和叶片倾角对农药液滴在水稻叶片近轴面、远轴面动态润湿铺展行为的影响，为通过调控农药液滴在水稻叶面的动态润湿铺展行为实现水稻施药的“减施增效”提供依据。【方法】通过调节Silwet-408的浓度配制出表面张力为21.4、33.2、43.7 mN·m-1的Silwet-408溶液代替农药药液，利用液滴发生器生成532、627、746、830、957μm的单液滴，对其在倾角为40°、65°、85°水稻叶片近轴面、远轴面的动态润湿铺展行为进行全因子试验。【结果】表面张力、液滴粒径、叶片倾角均显著影响（P施药场景中，由于叶片倾角无法人为调节，因此可根据施药的目的调节药液的表面张力和液滴粒径进而调控液滴的动态润湿铺展行为。研究结果有助于理解农药液滴在水稻叶面动态润湿铺展的机理，并可为水稻施药场景中合理选择药液表面张力、液滴粒径提供理论支持与指导。

关键词：农药液滴水稻叶面动态润湿铺展接触角润湿滞后表面张力

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我国葡萄植保机械化技术发展现状与对策

中国农机化学报 2024年第1期45卷 76-82页

作者：李敏闫成功马帅谭好超康云友徐丽明山东潍坊市寒亭区农业技术推广中心山东潍坊261100 中国农业大学工学院北京市100083 山东省农业机械技术推广站济南市250000

目前中国葡萄总产量位居世界第一,种植面积仅次于西班牙。植保作业作为葡萄种植过程中的重要环节,其工作量约占葡萄管理总工作量的30%。我国的葡萄植保作业已基本实现机械化,但主要应用的植保机械还普遍存在农机农艺融合困难、先进施药... 详细信息

目前中国葡萄总产量位居世界第一,种植面积仅次于西班牙。植保作业作为葡萄种植过程中的重要环节,其工作量约占葡萄管理总工作量的30%。我国的葡萄植保作业已基本实现机械化,但主要应用的植保机械还普遍存在农机农艺融合困难、先进施药技术集成度低、智能化机具实用性不足和防治效率低等问题。首先,系统地阐述我国现阶段葡萄的主要种植模式、葡萄植保机械的应用现状和存在问题;然后,从“葡萄专用植保机具的创新与研制”“气雾场的仿真与优化”和“先进植保技术的探索与试验”3个方面出发,对近年来我国葡萄植保机械化技术的研究进展进行综述和分析;最后,根据当前我国葡萄植保机械的发展现状和实际国情,提出未来一段时间内的发展对策与具体措施,以期为提升我国葡萄植保机械化水平提供参考。

关键词：葡萄植保机械病虫害防治农机农艺融合

基于YOLOv5s改进模型的小白菜虫害识别方法

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农业工程学报 2024年第13期40卷 124-133页

作者：郑俊键兰玉彬熊万杰李硕杨润娜董昕华南农业大学电子工程学院(人工智能学院) 广州510642 国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心广州510642 广东省智慧农业工程技术研究中心广州510642 广州国家现代农业产业科技创新中心广州510520

小白菜是中国种植面积较广、深受大众喜爱的蔬菜,真实菜地环境中虫害往往出现在叶片的特定区域,且受环境因素如光照和背景干扰较大,影响对其的智能检测。为提高小白菜虫害的检测效率和准确率,该研究提出一种基于YOLOv5s网络框架改进的YO... 详细信息

小白菜是中国种植面积较广、深受大众喜爱的蔬菜,真实菜地环境中虫害往往出现在叶片的特定区域,且受环境因素如光照和背景干扰较大,影响对其的智能检测。为提高小白菜虫害的检测效率和准确率,该研究提出一种基于YOLOv5s网络框架改进的YOLOPC(YOLO for Pak Choi)小白菜虫害识别模型。首先,引入CBAM(convolutional block attention module)注意力机制,将其放在CBS(卷积层Convolution+归一化层Batch normalization+激活函数层SILU)的输入端构成CBAM-CBS的结构,动态调整特征图中各个通道和空间位置的权重;使用上采样和1×1卷积操作来调整特征图的尺寸和通道数,实现不同层次特征的融合,增强模型的特征表示能力。同时,改进损失函数,使其更适合边界框回归的准确性需求;利用空洞卷积的优势提高网络的感受野范围,使模型能够更好地理解图像的上下文信息。试验结果表明,与改进前的YOLOv5s模型相比,YOLOPC模型对小白菜小菜蛾和潜叶蝇虫害检测的平均精度均值(mean average precision, mAP)达到91.4%,提高了12.9%;每秒传输帧数(Frame Per Second, FPS)为58.82帧/s,增加了11.2帧/s,增加幅度达23.53%;参数量仅为14.4 M,降低了25.78%。与经典的目标检测算法SSD、Faster R-CNN、YOLOv3、YOLOv7和YOLOv8相比,YOLOPC模型的平均精度均值分别高出20.1%、24.6%、14%、13.4%和13.3%,此外,其准确率、召回率、帧速率和参数量均展现出显著优势。该模型可为复杂背景下小白菜虫害的快速准确检测提供技术支持。

关键词：图像处理图像识别小白菜虫害 YOLOPC模型注意力机制目标检测损失函数空洞卷积

基于轻量化YOLOv4的死淘鸡目标检测算法

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中国农机化学报 2024年第5期45卷 195-201页

作者：漆海霞李承杰黄桂珍华南农业大学工程学院广州市510642 国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心广州市510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州市510642

针对目前死淘鸡目标检测研究较少,高精度检测算法体积大难以部署至移动式设备等问题,提出一种基于YOLOv4的轻量化死淘鸡目标检测算法。采集大规模蛋鸡养殖工厂笼中死淘鸡图片,建立目标检测数据集;在算法中引入MobileNetv3主干提取网络... 详细信息

针对目前死淘鸡目标检测研究较少,高精度检测算法体积大难以部署至移动式设备等问题,提出一种基于YOLOv4的轻量化死淘鸡目标检测算法。采集大规模蛋鸡养殖工厂笼中死淘鸡图片,建立目标检测数据集;在算法中引入MobileNetv3主干提取网络与深度可分离卷积来降低模型体积;并在最大池化层前添加自注意力机制模块,增强算法对全局语义信息的捕获。在自建数据集中的试验结果表明,改进算法在死淘鸡目标检测任务中有更高的准确度,其mAP值与召回率分别达到97.74%和98.15%,模型大小缩小至原算法的1/5,在GPU加速下帧数达到77帧/s,检测速度提高1倍,能够满足嵌入式部署需求。

关键词：死淘鸡识别深度学习轻量化网络 MobileNet 深度可分离卷积

基于CiteSpace的农药雾滴润湿展布研究进展可视化分析

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中国农机化学报 2024年第8期45卷 69-76,85页

作者：黄路生彭铭键高荣文晟兰玉彬张建桃华南农业大学数学与信息学院广州市510642 国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心广州市510642 华南农业大学工程学院广州市510642 农业农村部华南热带智慧农业技术重点实验室广州市510642

为精准把握农药雾滴润湿展布领域的研究现状、热点及趋势,借助CiteSpace软件,基于CNKI和WOS数据库获得的近30年的文献样本,从发文量、国家、机构、作者、研究热点、演进趋势等方面进行可视化分析。结果表明:当前国内外关于农药雾滴润湿... 详细信息

为精准把握农药雾滴润湿展布领域的研究现状、热点及趋势,借助CiteSpace软件,基于CNKI和WOS数据库获得的近30年的文献样本,从发文量、国家、机构、作者、研究热点、演进趋势等方面进行可视化分析。结果表明:当前国内外关于农药雾滴润湿展布的研究均处于飞速发展阶段,年发文量呈现激增态势,2021年中、外文文献的发文量分别达到78篇和53篇,而且已形成稳定的核心作者群及发文机构,但各群体、机构间的合作关系较弱;在该领域,中、美是主要的研究国家,中国的发文量最多(109篇),但文献的影响力(中介中心性0.09)却远不如美国(中介中心性0.46);在研究热点方面,国内的研究侧重点在于探索喷施参数、雾滴行为分析、药剂选择组合等实践层面,而国际上的侧重点还包括研制新型农药物资、开发新型施药设备及技术等创新层面的研究;未来,与无人机施药技术相关的研究将会是该领域的研究热点。

关键词：农药雾滴润湿展布知识图谱无人机施药可视化分析

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基于农药喷施溯源的精准变量喷药监控系统设计与试验

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农业机械学报 2024年第2期55卷 160-169页

作者：翟长远张焱龙邹伟宋健韩长杰窦汉杰新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐830052 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 国家农业智能装备工程技术研究中心北京100097

针对现有大田精准施药系统主要以药量变量控制为主,缺乏农药喷施作业数据远程监测与溯源管理等问题,本文设计了基于农药喷施溯源的精准变量喷药监控系统,可实现农药精准变量喷施,作业地块、作业时间、作业面积、农药种类与配比、喷施药... 详细信息

针对现有大田精准施药系统主要以药量变量控制为主,缺乏农药喷施作业数据远程监测与溯源管理等问题,本文设计了基于农药喷施溯源的精准变量喷药监控系统,可实现农药精准变量喷施,作业地块、作业时间、作业面积、农药种类与配比、喷施药量、喷雾压力、实时流量和作业速度等信息的在线监测、实时显示和溯源管理。基于该系统分别开展了施药量计算精度、作业面积计算精度、物联网数据传输稳定性、变量调控系统动态响应、变量调控精度和农药喷施均匀性等试验。试验结果表明,北斗定位测速最大误差为1.33%,平均误差为0.82%,施药量计算误差为1.73%,作业面积计算误差为2.61%,数据丢失率为3.51%;速度连续变化下系统稳定调节时间为4~5 s;不同设定施药量和作业速度下,变量调控精度误差为2.45%;雾滴沉积点密度大于20滴/cm^(2)下,在喷雾机行走和喷雾方向上的喷雾覆盖率变异系数均小于10%,满足精准变量作业要求。本研究可在实现药量变量调控下对农药喷施数据进行溯源管理,为后续开展大田作物农药残留风险评估提供支撑。

关键词：喷杆喷雾机精准施药变量控制远程监测溯源管理

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喷雾机搅拌模型构建与应用

农业机械学报 2007年第11期38卷 36-39,51页

作者：何雄奎 Kleisinger S 中国农业大学药械与施药技术研究中心 Hohenheim University

分析了喷雾机悬浮液在液力搅拌下固体颗粒的起动、悬浮过程,建立了固体颗粒在液力搅拌下起悬的临界流速模型,在给定流量和压力的条件下,采用模型模拟与试验相结合的方法研究液力搅拌规律和影响搅拌性能的因素,并用流体力学的原理加以分... 详细信息

分析了喷雾机悬浮液在液力搅拌下固体颗粒的起动、悬浮过程,建立了固体颗粒在液力搅拌下起悬的临界流速模型,在给定流量和压力的条件下,采用模型模拟与试验相结合的方法研究液力搅拌规律和影响搅拌性能的因素,并用流体力学的原理加以分析和说明。对邯农-650型喷雾机进行了改进和优化设计,确定了其液力搅拌器在药箱中的合理位置:s=7cm,h=8cm,θ=50°,搅拌喷头的间距为50mm;临界流速下得出最小搅拌流量为41.37L/min,搅拌均匀度在91%以上,达到国际标准。

关键词：喷雾机液力搅拌器数学模型性能

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滴灌棉花源库器官对化学打顶的响应特征

新疆农业科学 2024年第2期61卷 288-299页

作者：毛廷勇刘婵杨北方李亚兵周均王栋陈国栋万素梅塔里木大学农学院新疆阿拉尔843300 中国农业科学院棉花研究所河南安阳455000 喀什海关技术中心新疆喀什844000 绍兴海关综合技术服务中心浙江绍兴312000

【目的】研究化学打顶对棉花光合特性及不同部位棉铃物质积累的影响和变化规律,为棉花优质高产提供基础。【方法】以新陆中70号和新陆中82号为材料,设置2种化学打顶药剂,人工打顶为对照。【结果】在喷施药剂10 d后,化学打顶处理的主茎... 详细信息

【目的】研究化学打顶对棉花光合特性及不同部位棉铃物质积累的影响和变化规律,为棉花优质高产提供基础。【方法】以新陆中70号和新陆中82号为材料,设置2种化学打顶药剂,人工打顶为对照。【结果】在喷施药剂10 d后,化学打顶处理的主茎功能叶净光合速率较人工打顶高,中上部叶片SPAD值化学打顶处理高于人工打顶处理,而新陆中82号下部叶片SPAD值表现为化学打顶低于人工打顶;新陆中70号积累量大于新陆中82号,但积累速率小于新陆中82号;化学打顶处理的全铃干物质积累表现为前2个花期促进后期棉铃的物质积累,2个品种分别是发育35和28 d后,而7月21日开花期促进是前期棉铃的物质积累,分别是发育28和21 d内;化学打顶处理的前2个开花期的增长特征值时间较人工打顶处理的有所推迟或增加,而7月21日开花期表现为化学打顶处理较人工打顶均有前移和增加,最大增长速率均表现为化学打顶处理大于人工打顶处理。【结论】化学打顶可以提高棉花主茎功能叶的光合作用,加速棉铃物质积累速率,有利于棉铃集中吐絮。

关键词：棉花化学打顶光合特性棉铃发育物质积累

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荷电雾滴沉积效果的多因子响应面模型

高电压技术 2007年第2期33卷 32-36页

作者：李烜何雄奎仲崇山于辉李杨中国农业大学药械与施药技术研究中心北京100094

针对农药静电喷雾中荷电雾滴在靶标背部的沉积效果,基于正交试验和单因子试验,采用2因子5水平中心组合设计及响应面分析,评价了工作电压、喷施速度、喷施距离以及靶标材质4项因子对雾滴在叶片靶标背部的沉积效果,建立并验证了二次回归模... 详细信息

针对农药静电喷雾中荷电雾滴在靶标背部的沉积效果,基于正交试验和单因子试验,采用2因子5水平中心组合设计及响应面分析,评价了工作电压、喷施速度、喷施距离以及靶标材质4项因子对雾滴在叶片靶标背部的沉积效果,建立并验证了二次回归模型,探讨了主要影响因子及其最佳水平范围。结果表明,回归模型预测结果与实际试验相符。

关键词：响应面模型静电喷雾荷电雾滴靶标背部沉积效果