基于多旋翼無人機(jī)的梨樹噴霧授粉技術(shù)

摘要：隨著中國農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)模逐漸擴(kuò)張，梨樹種植開始受到遼寧地區(qū)的廣泛關(guān)注。梨樹經(jīng)濟(jì)價(jià)值表現(xiàn)優(yōu)秀，對(duì)于環(huán)境需求較低，因此能夠在遼寧省凌源市得到良好種植。在實(shí)際種植過程中，由于梨樹本身需要進(jìn)行授粉處理，因此往往需要消耗大量人力資源，容易導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益下降。通過分析采用多旋翼無人機(jī)進(jìn)行噴霧授粉，能夠明確相關(guān)技術(shù)實(shí)施的主要影響，能夠?yàn)槲磥磉M(jìn)一步開展梨樹種植活動(dòng)提供重要參考。關(guān)鍵詞：多旋翼無人機(jī)；梨樹授粉；噴霧技術(shù)1案例地區(qū)介紹與無人機(jī)梨樹噴霧授粉簡(jiǎn)介

1.1

案例地區(qū)遼寧省凌源市處于丘陵地形中部，其內(nèi)部俗語平行嶺谷地貌，地勢(shì)處于西東傾斜狀態(tài)。全地區(qū)海拔平均為552.1m，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，寒冷時(shí)間較長、季風(fēng)風(fēng)力級(jí)別高，降雨相對(duì)較為集中且日照條件良好。境內(nèi)年平均氣溫為8.7℃，夏季平均氣溫為24℃，年平均降水量為479.4mm。凌源市造林面積達(dá)到了19813.3hm2，苗木產(chǎn)量達(dá)到3000萬株，基礎(chǔ)面積為200萬hm2。通過探索無人機(jī)梨樹噴霧授粉方式，可以顯著降低種植人力需求，為削減成本提高經(jīng)濟(jì)效益夯實(shí)基礎(chǔ)條件。1.2

無人機(jī)梨樹噴霧授粉無人機(jī)方案屬于信息化社會(huì)發(fā)展的重要產(chǎn)物之一，其可以通過遙控方式進(jìn)行控制，靈活性較為良好，同時(shí)能夠解決授粉過程中存在的地形障礙問題。近年來無人機(jī)方案已經(jīng)開始部署于雜交水稻種植行業(yè)，取得了較為優(yōu)秀的表現(xiàn)。因此，需要針對(duì)相關(guān)技術(shù)方案進(jìn)行分析，明確其主要應(yīng)用價(jià)值。2技術(shù)應(yīng)用材料與條件分析2.1

噴霧液處理在應(yīng)用無人機(jī)授粉技術(shù)時(shí)，需要選擇恰當(dāng)?shù)膰婌F液材料。這次遼寧省凌源市展開的技術(shù)實(shí)驗(yàn)主要采用圓黃梨花噴霧液進(jìn)行處理，其內(nèi)部包含黃原膠、蔗糖、硼酸等配料。在配置過程，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)配比標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理，并確保營養(yǎng)液能夠處于最佳分散狀態(tài)，避免出現(xiàn)渾濁問題。2.2

無人機(jī)裝置與實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)在試驗(yàn)階段，梨樹開花率高于70%，基礎(chǔ)行間距為8m、株距為4m，梨樹高度為4m、頂部位置冠幅為6m。噴霧無人機(jī)械采用大疆T20型號(hào)，其基礎(chǔ)起飛質(zhì)量為47.5kg，最高載荷為20L。在理想條件下，該機(jī)械裝置極限飛行速度為7m/s，采用的噴霧裝置為高效率噴頭，數(shù)量為8個(gè)。單一噴頭最高流量為3.6L/min。在飛行高度存在差異的情況下，其噴幅范圍處于4~7m之間。在針對(duì)實(shí)際噴霧效果進(jìn)行評(píng)價(jià)的過程中，需要采用人工授粉與無人機(jī)授粉兩種方式進(jìn)行對(duì)照處理，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠得到充分明確。3技術(shù)應(yīng)用研究

3.1

噴霧粒徑通過應(yīng)用多旋翼無人機(jī)裝置展開噴霧授粉處理，并收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠發(fā)現(xiàn)，噴霧相關(guān)參數(shù)對(duì)于霧滴粒徑存在較為顯著的影響。例如，無人機(jī)兩個(gè)試驗(yàn)處理點(diǎn)位的霧滴體積為914.0、742.6μm，點(diǎn)位數(shù)據(jù)實(shí)質(zhì)上不存在顯著差異。這兩個(gè)點(diǎn)位的沉積霧滴體積實(shí)質(zhì)上小于其他方案的體積，因此多旋翼無人機(jī)方案的沉降霧滴粒徑與單位內(nèi)噴霧量存在正相關(guān)聯(lián)系。3.2

噴霧沉積與霧滴粒徑的分布狀態(tài)存在顯著關(guān)聯(lián)，在應(yīng)用多旋翼無人機(jī)設(shè)備進(jìn)行噴霧處理的過程中，多旋翼無人機(jī)的噴霧主要集中于梨樹上端區(qū)域，人工方式主要集中于下方區(qū)域。與常規(guī)覆蓋率相對(duì)比，各種處理方式所產(chǎn)生的霧滴在覆蓋密度層面不存在顯著差異。無人機(jī)處理方式由于單位面積噴霧量較低，同時(shí)集中于梨樹冠層上端，因此下層霧滴密度僅為54.1個(gè)/cm2。其他處理方案平均為100個(gè)/cm2，因此在上層與下層的沉積量不存在顯著差異。3.3

坐果率噴霧參數(shù)本身對(duì)于坐果率存在較為顯著的影響，多旋翼裝置的單位噴霧面積越大，其授粉效果越為優(yōu)秀。在噴霧量為102L/hm2的情況下，處理花序與基礎(chǔ)坐果率分別為16.3%、7.8%。在噴霧量為165L/hm2的情況下，處理花序與基礎(chǔ)坐果率分別為20.3%、10.5%。在噴霧量為218L/hm2的情況下，處理花序與基礎(chǔ)坐果率分別為37.2%、15.2%。3.4

技術(shù)部署結(jié)果通過結(jié)合遼寧省凌源市實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與探究，能夠發(fā)現(xiàn)采用人工授粉方式進(jìn)行種植處理的梨樹坐果成功率相對(duì)較高，因此其得到了較為廣泛的應(yīng)用，屬于經(jīng)典措施之一。通常情況下，梨樹僅需達(dá)到5%坐果率，即可滿足種植經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。多旋翼無人機(jī)設(shè)備在部署過程中，基礎(chǔ)試驗(yàn)結(jié)果高于5%坐果率標(biāo)準(zhǔn)，但在生產(chǎn)后期階段，由于生理性落果等原因，實(shí)際坐果率仍然無法達(dá)到背負(fù)式噴霧方案，同時(shí)容易增加減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。因此，為確保相關(guān)技術(shù)措施能夠得到正確應(yīng)用，需要積極采取飛行參數(shù)優(yōu)化與噴霧量優(yōu)化方案，并確保噴霧液能夠提高花粉萌芽概率，實(shí)現(xiàn)理想應(yīng)用目標(biāo)。4結(jié)語

綜