[发明专利]一种植保机械精确施药智能决策方法

说明书

本发明提供一种植保机械精确施药智能决策方法，它能实时集合影响施药质量的技术因素、器械因素和环境因素进行决策，为用户提供在各种因素组合下提供施药质量的数据，如雾滴体积中径、雾滴速度、农药雾滴顺风沉积量，为使用者选择适宜的施药条件提供参考数据，提高农药的药效、降低环境的污染。该方法使用的决策系统包括信息输入模块、专家施药决策模块、喷雾沉积预测模块，该方法包括以下步骤：通过信息输入模块输入喷头的型号、喷雾压力下及该喷雾压力的雾滴体积中径DV₅₀；专家施药决策模块根据输入的信息，决策生成雾滴速度；喷雾沉积预测模块根据雾滴速度、喷施高度、顺风距离和风速气象信息预测不同顺风距离下的雾滴沉积量。

技术领域

本发明涉及一种植保机械精确施药智能决策系统，属于农药精确使用领域。

背景技术

喷施农药能迅速有效地控制农林病虫害的爆发和蔓延，然而农药药液从喷雾机喷头喷射出去后，不可能完全按照操作者的意愿全部沉积到靶标植物上，而是雾滴通过空气输运分别沉积到靶标植物表面(叶片或其它部位)、地面(土壤表层)以及大气(随风飘移)。沉积到靶标植物表面(叶片或其它部位)的药剂被叶片吸收(如除草剂、杀菌剂)及在昆虫体内消化(如杀虫剂)，从而发挥药效；沉积到地面(土壤表层)的药剂通过降解消失部分药性，通过地表径流、排水系统影响着地表水，通过大孔隙流、渗透、淋溶等用药性影响着地下水，通过吸附滞留在土壤中；在大气中(随风飘移)的药剂随着蒸发影响着空气流失到土壤中的药液，通过对地表水的污染会直接破坏天然水产资源并影响饮用水的质量，进而威胁人类的健康。

农林施药过程是一个涉及到喷雾介质、喷施器械、施药技术和气象环境之间的互作效应等多方面因素的问题。施药质量包含了生物效果、作业效率、环境安全这三个方面的问题，只有这三个方面的问题都兼顾到了，才是实现了真正意义上的安全高效施药。因此，如何提高农药的利用率，以最少的化学农药使用量，获得最佳的病虫害防治效果，最大程度保护农田生态环境，显得尤为迫切。施药时，不仅要考虑对病虫害的致死效果，还要预测环境风险，评估农药施用对周围不同对象的影响。优化喷雾介质、喷施器械、施药技术和气象环境各个影响因素的配置，制定科学合理的农药喷施技术方案，对提高农药在农作物上的沉积量、降低农药在非靶标环境中的投放量具有重要意义。传统方法导致农民和从业者在喷施农药时仅能依靠经验盲目选择，难以达到科学合理环保施药的要求，这就需要一套在植物保护中应用的农药施用气象环境监控与植保机械共同协作、智能施药决策系统。

农药喷施效果和气象环境关系密切，风速对于病虫害防治效果有显著的影响，风速过高，会导致喷施的农药发生大比例的飘移，致使农药的浪费以及所喷农药的分布不均匀，加速药剂的挥发从而使药剂被吹走；风速太低，会使农药雾滴的沉积效率下降，使药剂的沉降延缓。

因此，施药过程中，应根据实际情况选择喷雾介质、喷施器械、施药技术和气象环境，达到大幅度减少农药用量的效果。我国的喷头生产厂家很多，然而，却没有统一规范的喷头技术手册和指导说明，导致农民和从业者在选用喷头时仅能依靠经验盲目选择，而无法根据防治靶标有害生物的特征、喷雾介质和气象环境精确选择产生不同雾滴粒径的喷头，也无法根据喷头、喷雾介质和气象环境等实际情况预测喷雾飘移影响的距离。农药施用过程具有变量多源、耦合性强、环境复杂等特点，因此常规的决策方法很难实现。

现有公开的专利，专利号201510709461.0，公开了一种农药喷洒的决策与控制系统的技术方案，但是仅能根据温度和降雨决策判断适宜的农药，忽视了风速在农药施用中的关键作用，无法实现根据风速决策是否施药，无法决策包含喷头的型号、喷雾介质、喷施高度、喷雾压力的喷雾器械和操作技术，无法在此基础上预测雾滴速度和雾滴体积中径值，也无法预测在当前植保机械作业情况、操作参数和气象环境参数下的农药雾滴顺风飘移的距离、喷雾隔离带、缓冲区、敏感区域的污染。

发明内容