第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 植保机械与施药技术的功用与特点 2
1.2.1 植保机械的功用与特点 2
1.2.2 施药技术的特点 3
1.3 中国植保机械与施药技术的发展现状及问题 3
1.4 我国常用的典型植保机械的发展历程 5
1.4.1 压缩式喷雾器 5
1.4.2 背负式手动喷雾器 6
1.4.3 背负式机动喷雾喷粉机 6
1.4.4 担架式喷雾机 6
1.4.5 喷杆喷雾机 7
1.4.6 果园喷雾机 7
1.4.7 低空低量航空施药机具及植保无人机 8
1.4.8 其他机型 9
1.5 施药技术 9
1.5.1 超低容量手动喷雾技术 10
1.5.2 节约水量的高效喷雾技术——小喷片施药技术 1
1.5.3 手动吹雾技术 10
1.5.4 静电喷雾技术 10
1.6 前景展望 10
1.7 国外植保机械与施药技术的发展趋势 11
1.8 思路对策 13
1.8.1 加强植保机械生产、流通和使用上的管理 13
1.8.2 加强植保机械的引进和研制开发,尽快实现植保机械的更新换代 13
1.8.3 加强施药技术和方法的研究与推广 14
1.8.4 广泛开展施药技术培训和植保机械使用指导 14
参考文献 15
第2章 植保机械的主要类型及特点 16
2.1 手动植保机械 17
2.1.1 手动喷雾器 17
2.1.2 手动喷粉器 21
2.2 机动植保机械 23
2.2.1 背负式喷雾喷粉机 23
2.2.2 担架式喷雾机 26
2.2.3 喷杆式喷雾机 29
2.2.4 果园喷雾机 32
参考文献 32
第3章 植保机械的主要工作部件 34
3.1 液泵 34
3.1.1 柱塞泵 34
3.1.2 活塞泵 35
3.1.3 隔膜泵 35
3.1.4 滚子泵 36
3.1.5 泵的保养 36
3.2 风机 37
3.2.1 离心风机 38
3.2.2 轴流风机 38
3.3 喷头 38
3.3.1 液力喷头 38
3.3.2 气力喷头 40
3.3.3 离心喷头 40
3.3.4 喷粉喷头 41
3.4 搅拌装置 41
3.5 喷头的选用 42
3.5.1 大田农作物带状/行上喷雾喷头的选用 42
3.5.2 空间灌木作物农药喷雾喷头的选用 44
3.5.3 防飘喷头的选用 44
3.6 控制装置 46
参考文献 47
第4章 农药雾滴雾化与喷雾方法 49
4.1 农药雾滴雾化 49
4.1.1 液力雾化 50
4.1.2 离心雾化 51
4.1.3 气力雾化 52
4.2 喷雾方法 52
4.2.1 大容量喷雾 52
4.2.2 低容量喷雾 53
4.2.3 超低容量喷雾 53
4.3 雾化的基本原理 54
4.4 喷头的特性曲线和参数 54
4.5 喷头喷雾的横向分布 55
4.5.1 单个喷头喷雾的横向分布 55
4.5.2 多个喷头排列喷雾的横向分布 56
4.5.3 大面积植保作业时横向分布沉积的误差 56
参考文献 58
第5章 农药雾滴的沉积与飘失 59
5.1 雾滴的运行 59
5.1.1 雾滴运行的分析 59
5.1.2 雾滴运行速度 60
5.1.3 雾滴的飘失 61
5.2 雾滴在作物冠层中的穿透特性 65
5.2.1 雾滴速度对穿透性的影响 65
5.2.2 雾滴运行方向对穿透性的影响 65
5.2.3 喷杆高度对穿透性的影响 65
5.2.4 喷雾机行驶速度对穿透性的影响 66
5.2.5 作物密度对穿透性的影响 66
5.2.6 雾滴大小对穿透性的影响 67
5.2.7 喷头喷射方向对雾滴沉降的影响 68
5.3 农药雾滴在喷雾靶标上的沉积 69
5.4 农药的施用剂量与喷施部位 73
5.5 农药雾滴沉积飘移特性研究 75
5.5.1 现状 75
5.5.2 农药飘移 76
5.5.3 国内外的防飘移技术研究进展 78
5.6 农药沉积特性的影响因素 79
5.7 农药药效的影响因素 80
5.7.1 农药的物理化学特性、施药次数与时效 80
5.7.2 环境因素 81
5.7.3 施药技术 82
5.8 标准扇形雾喷头与防飘喷头的雾滴粒径 83
5.8.1 雾滴测量方法 83
5.8.2 测量仪器及材料 84
5.8.3 雾滴粒径大小及雾滴粒径分布(RSF) 84
5.8.4 雾滴谱图结果 85
5.9 标准扇形雾喷头与防飘喷头的雾化特性 88
5.9.1 研究方法 88
5.9.2 仪器与材料 89
5.9.3 雾化过程 89
5.9.4 雾化特征与沉积模型 90
5.10 标准扇形雾喷头与防飘喷头的沉积特性 98
5.10.1 研究方法 98
5.10.2 仪器及材料 99
5.10.3 沉积过程 99
5.10.4 沉积特征 100
5.11 不同施药技术对草甘膦的药效与防效 101
5.11.1 材料与方法 101
5.11.2 草甘膦的药效与防效 104
参考文献 111
第6章 喷杆喷雾机 114
6.1 喷杆喷雾机的分类 114
6.2 喷杆喷雾机的结构和工作原理 115
6.3 常用喷杆喷雾机的类型 118
6.3.1 悬挂式喷杆喷雾机 119
6.3.2 风幕式喷杆喷雾机 119
6.3.3 高地隙自走式喷杆喷雾机 120
6.3.4 吊杆喷雾机 121
6.4 喷杆喷雾机的使用 121
6.4.1 机具准备 121
6.4.2 喷雾作业 121
6.5 自走式精准变量喷杆喷雾机的研究应用 123
6.5.1 国内外精准变量施药技术发展概况 123
6.5.2 自走式喷杆喷雾机设计 124
6.5.3 自走式喷杆喷雾机精准变量系统设计与研究 130
6.5.4 自走式喷杆喷雾机精准变量性能分析 137
6.5.5 自走式精准变量喷杆喷雾机田间作业性能测试 140
参考文献 144
第7章 果园喷雾机 146
7.1 概述 146
7.2 果园风送喷雾机结构 146
7.3 果园风送喷雾机的主要类型 150
7.4 果园风送喷雾机风量的选择与计算 154
7.4.1 置换原则 154
7.4.2 末速度原则 154
7.5 果园风送喷雾机的应用 155
7.5.1 果园风送喷雾机标定 155
7.5.2 施药后技术规范 158
参考文献 158
第8章 设施农业施药设备与施药技术 161
8.1 设施农业施药技术的要求及限制 161
8.2 保护地常用施药技术及施药设备 162
8.2.1 喷雾技术 162
8.2.2 喷粉技术 162
8.2.3 烟雾技术 162
8.2.4 土壤处理技术 162
8.3 典型保护地施药设备及使用 163
8.3.1 常温烟雾机 165
8.3.2 热烟雾机 166
8.4 常温烟雾机在日常温室中的应用研究 168
8.4.1 常温烟雾机的发展 168
8.4.2 常温烟雾雾滴沉积特点的相关研究 169
8.4.3 温室流场的CFD模拟 169
8.4.4 温室流场测试 170
8.4.5 常温烟雾机温室雾滴沉积试验研究 170
参考文献 173
第9章 航空施药装备与施药技术 175
9.1 航空施药飞机的类型与性能 175
9.1.1 有人驾驶农林喷雾飞机 176
9.1.2 无人驾驶农林喷雾飞机 179
9.2 施药设备 182
9.2.1 有人驾驶飞机施药设备 182
9.2.2 无人驾驶飞机施药系统 187
9.3 影响飞机施药质量的因素 189
9.3.1 航空喷雾中飞机翼尖的涡流 189
9.3.2 气象因素的影响 190
9.3.3 作业参数的影响 190
9.4 航空施药的导航 193
9.5 基于CFD的多旋翼植保无人机喷雾及流场模拟 193
9.5.1 我国农用植保无人机喷雾效果研究与发展 193
9.5.2 六旋翼植保无人机的空气流场模拟 194
9.5.3 六旋翼植保无人机喷雾的数值模拟 198
9.5.4 六旋翼植保无人机喷雾作业的数值模拟 205
9.5.5 结论 215
9.6 多旋翼植保无人机农药雾滴沉积飘失特性研究 217
9.6.1 多旋翼植保无人机农药雾滴沉积飘失特性研究内容 217
9.6.2 水稻田间生产条件 217
9.6.3 水稻冠层雾滴沉积分布、穿透性 217
9.6.4 水稻田雾滴沉积飘失 219
9.6.5 水稻农药残留 220
9.6.6 结果分析 221
参考文献 226
第10章 自动对靶喷雾技术 229
10.1 概述 229
10.2 靶标探测技术 229
10.2.1 基于地理信息的靶标探测技术 229
10.2.2 基于红外光电的靶标探测技术 230
10.2.3 基于超声波传感器的靶标探测技术 232
10.2.4 基于机器视觉的靶标探测技术 233
10.2.5 基于LIDAR的靶标探测技术 235
10.3 红外自动对靶喷雾机 236
10.4 基于视觉技术的自动对靶变量喷雾技术 239
10.4.1 基本组成 239
10.4.2 基本原理 240
10.4.3 图像处理模块 240
10.4.4 对靶变量精准度验证 241
参考文献 242
第11章 精准变量施药技术 244
11.1 概述 244
11.1.1 精准施药技术的定义 244
11.1.2 精准施药的意义 245
11.2 精准施药技术的原理 246
11.2.1 注入式变量施药系统 246
11.2.2 压力式变量施药技术 248
11.2.3 速度调节变量施药技术 248
11.2.4 基于PWM变量施药技术 248
11.2.5 变量喷头 249
11.2.6 基于地理信息系统的变量施药系统 250
11.2.7 基于实时传感器技术的变量施药系统 250
11.3 变量控制系统 253
11.3.1 信息采集处理系统 253
11.3.2 自动控制系统 255
11.4 精准施药技术实施原则 256
11.4.1 操作实用性原则 256
11.4.2 渐进阶段性原则 257
11.4.3 整体协调性原则 257
11.5 果园风送喷雾机变风量技术 258
11.5.1 风量调节控制方式 258
11.5.2 果园风送变量喷雾系统 260
参考文献 261
第12章 循环喷雾技术 264
12.1 概述 264
12.2 循环喷雾技术的原理 264
12.3 循环喷雾技术的特点 264
12.4 循环喷雾机的类型 265
12.5 循环喷雾机的组成 266
12.5.1 雾滴拦截装置 267
12.5.2 药液回收装置 269
12.5.3 风送辅助喷雾系统 270
12.6 “?”型循环喷雾机防飘性能研究 272
12.6.1 测试方法 272
12.6.2 布点方式 273
12.6.3 飘失量测定 273
12.6.4 “?”型循环喷雾机与果园风送喷雾机药液飘失情况比较 274
参考文献 275
第13章 防飘喷雾技术 277
13.1 概述 277
13.1.1 农药的飘失 277
13.1.2 减少农药飘失的途径 278
13.2 防飘喷头 279
13.2.1 雾化原理 279
13.2.2 分类 279
13.3 辅助气流喷雾技术 280
13.3.1 风送式喷雾机的结构组成 281
13.3.2 辅助气流喷雾技术的特点 282
13.4 罩盖喷雾技术 282
13.4.1 罩盖结构的种类 282
13.4.2 罩盖防飘原理 283
13.5 风送式喷杆喷雾机减少雾滴飘失的仿真研究 284
13.5.1 概述 284
13.5.2 仿真试验设计及计算模拟 287
13.5.3 气流速度场模拟试验研究 294
13.5.4 风送喷杆喷雾机加导流板与不加导流板模拟试验的对比 304
13.5.5 结论 309
参考文献 309
第14章 静电喷雾技术 312
14.1 农药静电喷雾技术研究进展 312
14.1.1 国外研究进展 312
14.1.2 国内研究进展 313
14.2 静电喷雾原理及雾滴荷电原理 314
14.2.1 药液雾化及输运过程 314
14.2.2 雾滴充电 315
14.3 静电喷雾机具 317
14.3.1 手持式静电超低量喷雾机 317
14.3.2 背负式静电喷雾机 318
14.3.3 大田静电喷杆喷雾机 318
14.3.4 果园静电喷雾机 319
14.3.5 航空静电喷雾 320
14.3.6 温室静电喷雾机 321
14.3.7 静电喷雾的特点 321
14.4 感应式静电喷头的研制 321
14.4.1 扇形雾感应式静电喷头结构设计 321
14.4.2 东方红-18型背负式喷雾机静电喷头结构设计 322
14.4.3 气液两相流静电喷头的结构设计 323
14.5 感应式静电喷雾剂型技术研发应用 324
14.5.1 油剂在农药中的应用及前景 324
14.5.2 油剂在感应式静电喷雾中的应用理论 326
14.5.3 水对油基液体荷电效果的影响 331
14.5.4 助剂对喷雾剂型荷电效果的影响 341
14.5.5 感应式静电喷雾雾滴沉积试验研究 342
14.5.6 结论 345
14.6 静电喷雾农药雾滴沉积特性研究 345
14.6.1 概述 345
14.6.2 农药静电喷雾中的技术参数 352
14.6.3 喷雾装置及评价 357
14.6.4 基于响应面方法的荷电雾滴沉积回归模型 367
14.6.5 基于ANN模型的荷电雾滴沉积函数模 374
14.6.6 结论 382
参考文献 383
第15章 农药喷施过程中人体肌肉疲劳与农药暴露污染研究 387
15.1 背景 387
15.1.1 农药的利用现状与污染现状 387
15.1.2 职业性农药接触对农业劳动者的健康危害 388
15.1.3 影响农业劳动者农药接触中毒的原因 388
15.1.4 我国植保机械的使用现状 389
15.2 运动性疲劳及检测方法 390
15.2.1 运动性疲劳的概念 390
15.2.2 肌电信号与肌肉疲劳的关系 390
15.2.3 心血管与运动性疲劳的关系 390
15.3 问卷统计分析 391
15.3.1 问卷调查的对象与方法 391
15.3.2 结果与分析 393
15.4 农药喷雾作业对施药者体表的污染 401
15.4.1 试验材料与仪器 401
15.4.2 试验对象与方法 401
15.4.3 结果与讨论 403
15.5 农药喷雾作业对施药者的表面肌电及心率的影响 411
15.5.1 试验材料与仪器 411
15.5.2 试验对象与方法 412
15.5.3 结果与分析 414
15.6 背带负荷对施药者运动疲劳的影响 417
15.6.1 试验材料与仪器 417
15.6.2 试验对象与方法 417
15.6.3 结果与分析 418
15.7 结论 419
参考文献 421
索引 426