【摘要】：植株的藥液利用率與植株冠層內(nèi)部的沉積狀況作為噴霧質(zhì)量的衡量指標(biāo),一直被廣泛關(guān)注,國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者從各個(gè)不同角度對(duì)其展開研究。植株的藥液利用率主要受藥液在植株冠層上的沉積影響。在噴桿噴霧過程中,藥液通過植株冠層內(nèi)部枝葉間的孔隙,從上而下層層穿透,沉積到各層葉片上,所以植株內(nèi)部藥液沉積的前提是藥液穿透。植株冠層孔隙率及其分布,決定了霧滴穿透量的多少,而穿透量決定了藥液在植株冠層內(nèi)部及下方枝葉的沉積量,尤其對(duì)于高郁閉度冠層的植株,枝葉茂密,孔隙較少,藥液不容易穿透,逐層衰減,導(dǎo)致下方植株枝葉很難獲得藥液,使得整體沉積狀況極為不均勻。研究植株冠層內(nèi)部孔隙的分布、大小以及孔隙與穿透量的關(guān)系對(duì)研究藥液在枝葉上的沉積狀況具有重要意義。本研究以花鈴期棉花作為研究對(duì)象,探究高郁閉度植株冠層孔隙率與穿透量的關(guān)系,通過分層分區(qū)域的研究形式,基于高斯過程,構(gòu)建出各種分層分區(qū)形式下的植株冠層孔隙率對(duì)穿透量的預(yù)測(cè)模型,并驗(yàn)證了模型的可靠性。具體完成內(nèi)容如下:(1)植株冠層分層分區(qū)孔隙率的測(cè)量與統(tǒng)計(jì)選取四株植株圍成矩形區(qū)域,將其均勻分為三層,且各層之間相互獨(dú)立。利用激光測(cè)距原理對(duì)其孔隙率進(jìn)行測(cè)量,通過區(qū)域劃分的方式,得出各層各區(qū)域的孔隙率大小及其分布情況。(2)植株冠層各層霧滴穿透量的測(cè)量根據(jù)測(cè)量孔隙率時(shí)的植株冠層分層方式,在兩層之間放置隔板承接霧滴,測(cè)得霧滴通過植株冠層的穿透量。(3)植株冠層各層區(qū)域總穿透量的預(yù)測(cè)將植株冠層各層不同分區(qū)的孔隙率作為輸入量,區(qū)域總穿透量作為輸出量,通過高斯過程進(jìn)行回歸擬合,構(gòu)建并確立各層區(qū)域總穿透量的預(yù)測(cè)模型,各模型預(yù)測(cè)效果較為準(zhǔn)確,上層的相對(duì)誤差均值為1.31%,中層為1.46%,下層為6.10%。(4)植株冠層各層分區(qū)穿透量的預(yù)測(cè)將各層穿透量進(jìn)行分區(qū)統(tǒng)計(jì),得到兩區(qū)域和四區(qū)域的穿透量分布,同樣利用不同的孔隙率分區(qū)形式獲得孔隙率對(duì)分區(qū)域穿透量的預(yù)測(cè)模型,得出兩區(qū)域的各層預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)的相對(duì)誤差均值均在10%以內(nèi),四區(qū)域穿透量各層預(yù)測(cè)模型的相對(duì)誤差均值最大在30%左右。對(duì)于區(qū)域總穿透量的預(yù)測(cè)有明顯的物理意義,預(yù)測(cè)效果最好。兩區(qū)域穿透量的預(yù)測(cè)效果次之。這是由于霧滴在兩區(qū)域之間有橫向飛行和運(yùn)輸上的相互影響,對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果有一定影響。這種現(xiàn)象在四區(qū)域穿透量預(yù)測(cè)時(shí)更為明顯,說明預(yù)測(cè)區(qū)域的大小會(huì)影響其預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)效果,當(dāng)選擇預(yù)測(cè)區(qū)域過小時(shí),各區(qū)穿透量受其他區(qū)域的穿透量影響較大,說明區(qū)域選擇的合理化是預(yù)測(cè)準(zhǔn)確的前提。論文通過測(cè)量分層孔隙率在植株群體上的分布規(guī)律,并且考慮農(nóng)藝參數(shù)對(duì)孔隙率的影響,建立孔隙率分布與霧滴穿透量的關(guān)系,構(gòu)建通過孔隙率預(yù)測(cè)穿透量的高斯過程回歸預(yù)測(cè)模型,并驗(yàn)證了模型的可靠性,該模型可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出植株冠層的穿透量,為后續(xù)植株內(nèi)部沉積量的研究以及通過輔助氣流等方式改變高郁閉度冠層孔隙率來增加藥液在植株內(nèi)部沉積量提供理論支撐。
【圖文】：

比例隨之變高（張慧春等，2017）。孫國(guó)祥和祁力鈞等均利用 CFD 仿真的建立了三維虛擬噴霧環(huán)境噴霧沉積預(yù)測(cè)模型和果園風(fēng)送式噴霧機(jī)霧滴沉積分別試驗(yàn)了根據(jù)風(fēng)速和噴霧高度預(yù)測(cè)霧滴沉積分布情況以及在約束條件下的跡和不同層面上的沉積比率（孫國(guó)祥等，2012；祁力鈞等，2010）。王冰清本身出發(fā)，建立三維微觀樹冠模型，以此來表征樹冠復(fù)雜的形態(tài)結(jié)構(gòu)，對(duì)冠流動(dòng)等特性進(jìn)行捕捉研究（王冰清，，2016）。丁維龍等在 Dorr 等人的研究orr et al.，2014）提出了一種針對(duì)不同傾角的植物葉片與液滴交互行為的模擬計(jì)了一種新的液滴彈跳方向計(jì)算方法，為植物冠層與大量霧滴交互的沉積量模植物場(chǎng)景與霧場(chǎng)交互的實(shí)施繪制提供了技術(shù)參考（丁維龍等，2017）。申速攝影系統(tǒng)對(duì)霧滴在水稻葉片間的穿透過程進(jìn)行可視化研究，如圖 1-1 所示圖如圖 1-2 所示，重點(diǎn)對(duì)不同風(fēng)幕風(fēng)速和噴霧壓力下的霧滴穿透效果進(jìn)行試驗(yàn)風(fēng)幕風(fēng)速以及噴霧壓力的增大均可提高霧滴的穿透作用（申彬，2017）。

噴霧測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S491;S562

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 苑進(jìn);胡敏;Kesheng Wang;劉雪美;侯加林;米慶華;;基于高斯過程建模的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)不確定性度量與預(yù)測(cè)[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2015年05期

2 劉雪美;苑進(jìn);張曉輝;左文龍;;氣流輔助式噴霧工況參數(shù)對(duì)霧滴飄移特性的影響[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2012年S1期

3 孫國(guó)祥;汪小e

本文編號(hào)：2668988