设施园艺植保装备及其精准施药技术研究进展.pdf

设施园艺植保装备及其精准施药技术研究进展 郭 娜1a 3 田素博2 须 晖1a 2 关旭生1b 李天来1a 2 1 沈阳农业大学a 园艺学院 b 工程学院 沈阳 110866 2 设施园艺省部共建教育部重点试验室 沈阳 110866 3 黄淮学院智能制造学院 河南驻马店 463000 摘 要 由于设施园艺生产中化学农药过量施用问题严重 因此精准施药技术和装备成为设施园艺高效生产的 迫切需求 为此 对国内外设施施药装备进行了分类介绍 从导航技术 变量施药技术 对靶施药技术 风送施药 技术 静电喷雾技术和可控雾滴粒径技术等几个方面对精准施药技术在设施生产中的研究进行了综述 总结分 析了各种设施精准施药技术的实现方式以及面临的问题和挑战 同时 对精准施药技术在设施园艺中的发展进 行了展望 指出适合我国温室作业环境的高效 低量 智能的设施施药技术和装备是设施高效生产的必然发展方 向 关键词 设施温室 施药装备 精准施药 导航技术 对靶施药 风送施药 中图分类号 S233 74 文献标识码 A文章编号 1003 188X 2022 11 0001 10 0 引言 设施园艺利用特定设施创造适应作物生长的环 境 是作物优质 高产 高效生产的现代农业模式 目 前 荷兰 美国 日本等设施园艺发达国家已完成机械 化和自动化 正处在信息化向智能化发展的进程 中 1 我国设施温室种植面积位居世界第一 但设施 生产仍主要依靠人工作业 机械化水平低 施药装备 是其中薄弱环节之一 化学农药仍是当前设施温室病虫害防治的主要方 法 农药用量为大田作物的几倍甚至十几倍 我国设 施温室施药装备仍以背负式手动或电动喷雾器为主 其雾滴粒径大 沉降快 易从作物靶标上流失 无法满 足生物最佳粒径理论 2 3 雾滴沉积分布均匀性差 严 重影响农药防治效果 机具作业效率低 产品标准化 程度不高 技术含量较低 农户为保障施药效果盲目 增加农药用量 导致农药利用率低 蔬菜产品农药残 留超标 生态环境污染等问题 且密闭环境对施药人 员健康伤害大 因此 开展精准 高效 智能施药技术 与装备研究是现代设施园艺高效生产的迫切需求 也 是目前国内外的研究热点 笔者对国内外设施园艺生产中常用的施药装备 收稿日期 2020 11 26 基金项目 国家重点研发计划项目 2016YFD0200708 作者简介 郭 娜 1983 女 河北保定人 讲师 博士 E mail guona stacy 163 com 通讯作者 李天来 1955 男 辽宁绥中人 院士 博士生导师 E mail ltl syau edu cn 进行了分类介绍 综述了导航技术 变量施药技术 对 靶施药技术 风送施药技术 静电喷雾技术 可控雾滴 粒径技术等在设施精准施药技术的研究进展 并对精 准施药技术未来的发展进行了展望 1 设施园艺施药技术及装备 目前 设施园艺生产中常用的施药技术和装备根 据其雾化原理可分为压力式和气力式两种 1 1 压力式施药技术与装备 压力式喷雾利用手动或喷药泵加压使混合液体经 过喷嘴喷孔破裂雾化喷出 改变喷雾压力与喷孔直径 可改变雾滴粒径和喷雾量 我国设施园艺生产中应 用广泛的背负式手动 电动喷雾器 推车式机动喷雾 机 悬挂式喷灌机等多采用该雾化原理 如图1所示 国外大型温室在黄瓜 西红柿等吊蔓栽培作物的施药 时多采用竖直喷杆喷药机 图1 d 为荷兰Metazet公 司的喷药机 但是 压力式施药技术所产生的雾滴粒 径多大于100 m 在作物冠层中穿透性较强 雾滴在 靶标上不易附着 造成农药流失严重 同时用水量大 会使温室内湿度增加 诱发作物其它病害 a 背负式电动喷雾机 b 推车式机动喷雾机 1 2022年11月 农机化研究 第11期 c 悬挂式喷灌机 d 竖直喷杆式喷药机 图1 设施园艺常用压力式施药装备 Fig 1 Pressure spray equipment in protected horticulture 1 2 气力式施药技术与装备 气力式雾化又称为气液二相流雾化 其利用高压 空气产生高速气流实现空气与药液混合雾化成均匀 细小的烟雾后喷出 4 其雾滴粒径小 附着性好 在 空气中长时间弥漫扩散沉降到靶标 施药用量较少 称为超低容量喷雾 且对温室湿度影响较小 是设施 园艺中普遍使用的新型高效施药技术 已成为国内外 学者的研究热点 气力式施药装备根据其气流产生方式分为常温烟 雾机和热烟雾机两种 其移动方式主要为背负式 固 定式和移动式 如图2所示 a 固定式常温烟雾机 b 背负式脉冲式热弥雾机 图2 设施温室常用气力式施药装备 Fig 2 Pneumatic spraying machine in protected horticulture 常温烟雾机利用常温高压高速气体把药液破碎成 细小雾滴 并辅助风机将雾滴送达远处作物 常温烟 雾机在塑料大棚中一般固定在大棚中轴线上 日光温 室多为移动式 可在温室北侧或上部轨道上行驶 并 改变喷头高度或角度来提高施药均匀性 5 6 国内 外学者对其性能参数 沉积分布特性等进行了大量试 验分析 发现雾滴覆盖率沿送风方向随距离增加 在 一定距离到达峰值后再逐渐减小 垂直送风方向上呈 两侧多中间小的趋势 7 10 且提出了各种提高雾滴沉 积均匀性的方法 11 12 热烟雾机利用高温高压气流将药液雾化成细小雾 滴 空气加热方式不尽相同 13 其中 脉冲式烟雾机 利用脉冲式汽油发动机的脉动燃烧在喷管内形成高 温紊流气流 广泛应用于温室 果园 林木及大田等作 物病虫害防治 防治效果较好 14 但存在噪音大 高温 气流易灼伤作物 部分农药剂型不适用及雾滴沉积分 布差异性大 15 的缺点 综上所述 压力式和气力式施药技术已比较成 熟 尤其是气力式施药装备的防治效果有明显提 升 15 16 但其雾滴沉积分布差异性较大 无法实现精 准施药 另外 国内外学者对离心式雾化 17 超声雾 化 18 19 等新型雾化原理进行了初步探索 但仍需进 一步研究其雾化原理和施药效果 2 设施精准施药技术研究现状 精准施药技术将自动控制技术 传感器技术 信 息技术 电子技术等先进技术应用到施药装备上 可 实现农药的低量 精准 少污染 高工效 高防效喷洒 提高了装备的可靠性 安全性及便捷性 2 国外已研 发出一系列精准施药装备 如图3所示 荷兰Berg Hortimotive公司的智能喷药机器人配合运输车可实现 喷药机器人在过道的自动移动 实现了全自动无人喷 药 荷兰Holland Green Machine公司的S55系列喷药 机器人在铺设的轨道上进入作物行间进行喷药 并可 配备双流体喷头提供更细小的雾滴和覆盖面积 也可 配备混药装置实现农药的在线配比 24 a 荷兰喷药机与运输车 b S55喷药机器人 图3 荷兰温室精准施药装备 Fig 3 Precision spraying equipment in Netherlands greenhouse 国内外学者对于设施精准施药技术的研究主要集 中在以下几个方面 2 1 设施施药装备的导航控制 导航控制能够实现作业机械在温室狭窄环境的自 主行驶 是实现温室内自动化施药 采摘 运输等作业 的基础技术 能够大幅减轻劳动强度 目前 温室设 备的导航策略大致可以划分为轨道导航 引导导航和 自动导航3种 2 1 1 轨道导航控制 轨道导航控制是指在温室铺设轨道或吊装的轨 道 施药装备只需沿轨道进行施药作业即可 对控制 算法要求较低 可靠性高且稳定性好 但该方法需要 前期投入大量建造成本 且只能沿轨道移动 灵活性 较差 国外设施农业强国的温室结构高 空间大 多 2 2022年11月 农机化研究 第11期 采用此种方法 利用作物行间铺设轨道或利用加温的 热水管路用于施药设备的自主行驶 20 22 如图4 a 所示 我国设施温室以塑料大棚 日光温室为主 作业 空间小 地面平整度较差 作物种植模式差异性大 环 境复杂 施药装备多温室通道或上方铺装轨道 利用 光电传感器 接近开关等判断作物行进行喷药 23 26 如图4 b 所示 a 澳大利亚喷药机 b 3M 50型温室弥雾机 图4 国外温室轨道式自动喷药机 Fig 4 Track type automatic spraying machine for greenhouse in abroad 2 1 2 引导导航控制 引导导航控制是指移动设备沿预先布置好的磁 条 色带等引导标志构成的路径行驶 技术比较成熟 且其导航路径与引导标志的布置 可根据温室环境调 整引导标志位置 具有一定的灵活性 电磁导航在温室预铺设电磁诱导线 车身布置的 电磁传感器检测诱导线获得路径信息 控制喷药设备 沿诱导线移动和自动喷雾 27 28 王鹏等利用视觉获 取直线路径的导航线实现直线导航 识别QR码进行 转弯控制 29 胡焉为提出一种基于信标识别和双目 视觉的定位与建图算法用于温室AGV车的定位和地 图构建 30 Juli n等利用激光发射器发射的激光在 作物行间和通道形成激光引导网络 利用摄像机识别 激光点 引导作业车在温室内行驶 31 2 1 3 测距导航 测距导航采用超声波传感器 红外传感器 激光 雷达等测量移动设备与周围物体的距离 控制车体始 终与路沿等处于相对稳定的位姿范围内行驶 也可用 于检测障碍物 实现实时避障 提高安全性能 测距导航适用于具有墙体 栽培槽等固定标志物 的环境 易于实现 陈小波等以大棚墙体为基准 通 过超声传感器分析得到横向导航信息 使车辆保持正 确的位姿 32 居锦等将7个光电开关沿特定半径圆 弧分布以检测移动平台的位姿 实现实时沿边导 航 33 Tomohiko等利用滚轮直接与水培槽接触来检 测车体与水培槽的距离 判断车体位置 引导车沿水 培槽行走 34 贾卫东等在机体两侧布置超声波传感器 实时检 测车体到作物行两边的距离 对喷雾机前进方向进行 调整 35 Gonz lez等利用声纳传感器测量车体与两 侧作物的距离 设计了特定的滤波算法以减少叶片间 隙造成的异常值影响 使喷药机始终沿作物中心线行 驶 36 2 1 4 自主导航控制 自主导航控制是移动机器人领域的研究热点 能 够实现自主行驶 环境适应性强 灵活性好 但控制算 法复杂 系统成本较高 还处于应用探测研究阶段 设施温室中常用的自主导航控制技术主要包括视觉 导航 激光导航 惯性导航及组合导航等 适合温室环 境的导航信息获取与路径规划 导航路径跟踪是设施 施药机械自主行驶的核心问题 1 导航信息获取与路径规划 导航信息获取与 路径规划是施药机械利用各种传感器实时获取作业 环境和机具位姿信息 自行规划出一条安全无碰撞路 径用于完成作业任务 36 是实现移动设备自主导航的 首要技术之一 视觉导航利用摄像机采集周围环境图像 处理后 实时规划出导航路径 识别出设备与导航线的相对位 置 鲁棒性强 实时性好的图像处理算法是该技术的 核心问题 基于计算量 实时性等问题的考虑 温室 导航控制多采用单目视觉 利用阈值分割 37 42 聚类 分割 43 44 等算法从图像中分离出道路和作物区域 根据道路边界 作物行中心线等利用最小二乘法 37 Hough变换 39 46 等拟合出导航路径 基于激光雷达的导航技术是目前移动机器人领域 主流的定位导航方法之一 广泛应用于无人驾驶 移 动机器人的定位与地图构建和导航中 48 49 贾士伟 等以特定俯角将激光测距仪安装在机器人正前方 获 取当前视场内路面 作物及障碍物信息 根据温室路 面平整度较高的特点检测道路边缘 使移动机器人保 持沿道路行走 49 侯加林等在车底盘头部和尾部分 别搭载二维激光雷达 实现草莓育苗温室环境下的地 图构建 路径规划和定位导航 51 惯性导航是指利用陀螺仪 加速度计 电子罗盘 编码器等传感器实时测量移动设备的三维航向和加 速度 经过积分运算得到其相对位置 不需要外在绝 对参照物进行定位 但该方法易受传感器误差影响 且误差随时间的积累而逐渐增加 因此 惯性导航多 与视觉 磁导航等方法组合使用 52 53 实现不同导航 方式优势互补 提高导航系统精度和稳定性 Grims tad利用2D激光雷达和惯性测量单元用于地图构建 3 2022年11月 农机化研究 第11期 和定位 双目视觉用于在通道识别作物行间轨道 以 实现机器人从通道到轨道的精准过渡 54 Cantelli等 构建了基于ROS Robot Operating System 的温室和果 园喷药机 将视觉 惯性 激光雷达 导航等结合 实现 崎岖地面环境的喷药作业 55 另外 基于超宽带 ZigBee等无线定位技术在温室 自主导航控制的应用也进行了探索研究 无线定位 系统由若干固定基站和移动节点通过一定的通信方 式组成 多是基于距离测量的定位算法 通过二 三个 位置信息已知的固定基站与放置在移动设备上的移 动节点之间的距离 计算其在无线网络中的位 置 56 59 但是 无线定位方法只能提供移动机具在温 室的位置 需与惯性导航等相结合应用以实现自主导 航控制 56 58 59 2 导航路径跟踪 导航路径跟踪是指移动设备 能够根据当前位姿做出车辆转向控制策略 以实现移 动设备准确 快速地沿规划后的作业期望路径行 驶 60 61 是温室施药机器人实现精准施药的关键 温室施药设备的导航控制策略多采用PID控 制 31 41 模糊控制 39 51 59 62 模糊PID控制 28 最优 控制 32 及滑模控制 63 等 其控制算法简单 易于实 现 但控制精度和鲁棒性仍有待提高 2 2 变量施药技术 变量施药技术源自于精确农业思想 是一种施药 量控制技术 可根据作物病虫害程度调整施药量 64 并可根据机具前进速度调整施药量 保证在机具前进 方向上单位面积施药量均匀 65 66 在大田 果园 无 人机施药中有着广泛研究和应用 67 流量调节的实现手段主要包括压力式 脉宽调制 式 Pulse Width Modulation PWM 及注入式3种 69 压力式变量施药通过直接或间接的方式调整喷头工 作压力来控制喷头的流量 实现简单 但喷头压力的 变化会对喷头雾化性能造成很大的影响 且流量调节 范围比较小 39 70 72 PWM式变量施药通过控制与喷 头相连的高速开关型电磁阀的脉冲信号占空比来实 现 73 76 注入式变量施药又称为在线混药式 农药与 水溶剂分别存放在不同的容器中 药液与水在管路中 实时混合 68 69 该技术在温室喷药中尚未见应用 但 能够实现农药的在线配比 避免人员与农药直接接 触 安全性更高 具有一定的研究价值 2 3 对靶施药技术 对靶施药技术 是指施药机具根据作物靶标的位 置 高度 冠层体积及病虫害情况 实时精确控制喷洒 位置和施药量 避免了药液的浪费 提高了施药精准 性 与基于实时传感器的变量喷药技术相似 69 77 2 3 1 基于靶标信息的对靶施药技术 由于部分作物冠层不连续的特点 基于靶标信息 的对靶施药技术以光电传感器 超声波传感器 视觉 激光雷达等方法探测作物位置 高度 冠层体积等靶 标特征 调整喷头喷洒位置 喷头的开闭和施药量 67 超声波传感器 光电传感器是检测不连续冠 层 71 作物高度 78 79 等靶标信息的最经济方式 另 外 多个超声传感器可组成探测阵列 利用超声波反 射信号的时间间隔 车辆的行驶速度 冠层高度等信 息 来获取作物冠层体积 作为施药的决策信 息 76 80 81 视觉传感器能够获取除作物高度外更多的靶标信 息 Chen等利用Kinect视觉传感器获取作物高度信 息 利用电磁阀控制竖直喷杆不同高度的喷头开 闭 82 赵栋杰等利用安装在喷药机器人前上方的场 景相机用于作物靶标的预定位 利用喷雾机械臂末端 的相机用于目标的跟踪对靶喷药 83 激光雷达除可用于自主导航控制外 也可用于实 时测量靶标作物的外形和体积 甚至冠层枝叶稠密程 度 67 根据作物体积和叶面积的变量施药测量 能够 有效减少农药施用量 84 85 2 3 2 基于病虫害程度的对靶施药技术 基于病虫害程度对靶喷雾技术可识别病虫害位置 和程度来调整施药量 是更高效的精准施药技术 其 技术核心是病虫害信息快速获取 吴亚垒等利用摄 像头获取粘虫板上害虫覆盖率 与超声波探测茄子冠 层高度作为模糊控制输入 以喷头流量和施药时间为 输出 实现了温室弥雾机的自动按需施药 76 张俊雄 等以黄瓜霜霉病为目标 利用双目视觉采集图像 处 理得到每个单元中感染面积与单元面积之比作为感 染程度 以调整喷药量 86 87 另外 国内外学者对病虫害检测技术展开了大量 研究 除上述机器视觉获得可见光图像 88 89 外 高光 谱 荧光等光谱分析方法 90 92 和电子鼻 93 等也逐渐 用来检测病虫害程度 取得了一定的研究成果 但算 法复杂 难以满足对靶施药中在线快速检测的需求 2 4 风送施药技术 风送施药技术利用辅助气流将雾滴进一步雾化成 细小雾滴 气流一方面可将雾化后的雾滴携带送入靶 标内部或到达较远靶标上 另一方面可促进叶片翻 动 提高雾滴在作物正反面获得更好的沉积效 果 94 97 该技术在大田 果园喷药领域被广泛研究和 应用 67 也逐渐成为温室高效施药技术的研究热点之 4 2022年11月 农机化研究 第11期 一 风速 气流流量 风送角度等风机状态参数对风 送施药技术的雾滴沉积效果有显著的影响 需进一步 优化 98 100 Jordi等对番茄行间的风送施药性能试验 表明 增加风速并不能增加雾滴沉积量 建立温室作 物与风送参数之间的关系是十分必要的 101 Eliza beth等试验研究表明 减少喷药量能够减少沉积量但 提高分布均匀性 减少气流流量能够增加沉积量但对 地面雾滴损失影响不大 99 102 Victor等设计了具有 竖直喷杆的遥控式风送番茄行间喷药机 发现在喷雾 穿透性和叶片背面的雾滴覆盖方面较好 但风送系统 仍需进一步优化 103 Li等对温室风送施药机进行了 优化 建立雾滴沉积分布和喷药姿态的关系 并利用 遗传算法离线对喷雾控制策略进行了离线优化 104 计算流体力学技术 Computational Fluid Dynam ics CFD 能够从理论对风送施药技术进行模拟仿真 分析 有利于进一步优化设计参数 102 中国农业大 学祁力钧团队研制了轨道式弥雾机 并运用CFD技术 分析喷孔气流速度 105 及喷头体倾角角度 106 对气流 速度场分布特性 气流场对雾滴沉积分布的影响 结 果表明雾滴沉积均匀性受温室壁面反射 喷头体角 度 喷雾高度 风送速度的影响较大 107 108 同时 利 用遗传算法对喷雾流量 喷雾距离 行走速度等喷雾 参数进行优化 109 并采用CFD分析靶标周围流场对 雾滴沉积影响 指出气流速度与雾滴粒径是雾滴附着 靶标的关键因素 110 风送施药技术的研究取得了一定的成果 但仍需 进一步根据温室的类型 作物类型 种植模式等 确定 合理的风送施药方式和气流参数 进一步提高机具施 药效果 2 5 静电施药技术 静电喷雾技术是指利用高压电极在喷嘴与靶标之 间建立静电场 使雾化后的雾滴带有电荷 在电场力 和其它外力的驱动下 向靶标做沉积运动的施药方 法 111 与常规施药技术相比 静电施药的雾滴粒径 小 在静电场的作用下在靶标附着率高 可深入靶标 作物的内部沉积到叶片的背面 且带同种电荷的雾滴 由于相斥在靶标作物分布更均匀 节省农药用量 30 50 防治成本降低50 左右 是提高农药利用 率的重要技术之一 16 112 113 目前 美国 英国 德国和日本等发达国家已有成 熟的各种型号的静电喷雾产品投入使用 我国从20 世纪70年代开始进行静电喷头的理论及应用研究 起步虽晚 但也取得了一定的成果 并逐渐开展航空 果树 温室等静电施药机的研究 114 117 适用于温室 施药环境的静电喷头及静电喷雾装置的研究还较少 为提高静电雾滴的穿透性 国内外学者将静电喷雾与 风送施药技术结合起来 以提高雾滴在靶标的沉积 量 增大了雾滴穿透力 118 119 2 6 可控雾滴技术 20世纪70年代中期提出的生物最佳粒径理论表 明 不同病虫害类型的最佳生物粒径范围不同 随着 研究的深入 兰玉斌等指出不同农药 不同靶标 不同 药液浓度甚至害虫的不同时期 农药的最佳喷雾粒径 也大不相同 3 120 可控雾滴技术 Controlled Droplet Application CDA 的概念在20世纪70年代已经提出 可根据病虫 害的类型来确定最佳粒径的雾滴粒径 121 122 能够有 效改善施药效果 目前 可控雾滴技术多采用离心雾 化原理实现 利用高速旋转的雾化盘将药液撕裂成雾 滴 具有雾滴均匀性好 雾滴粒谱范围窄 能实现低容 量施药等优点 123 126 且其雾滴粒径与雾化盘的旋转 速度有直接关系 可实现雾滴粒径的无极调控 17 3 展望 1 适合我国设施温室的精准施药技术 我国设 施温室种类多 北方主要为日光温室 南方则以塑料 大棚为主 温室结构多样 空间狭小 作物种类多 种 植模式多 缺乏标准化生产农艺流程 导致施药机械 工作环境复杂 精准施药技术与装备的研发应结合我国设施温室 结构 作物种类 种植模式 作物的生长阶段 农药的 剂型 病虫害特征等因素开展研究 以各地区温室植 保生产需求为研发依据 分析总结不同植保作业的共 同特征 研制适合不同温室工作环境 不同作物的专 业化精准施药机械 推进设施植保机械专业化 标准 化 轻简化 2 设施施药装备的智能控制技术 设施温室施 药装备智能控制技术应围绕导航控制和喷药控制逐 步展开 以温室无人自主精准施药为目标 从实际生 产出发考虑施药装备经济性 针对我国温室的生产环 境 构建灵活以激光发射器 磁标志 色带等为引导标 志的导航网络 结合测距导航和惯性导航 在优化直 线导航精度的基础上 重点开展施药机械在狭小地头 换行的转向控制策略研究 确定有效的施药装备底 盘结构 开展低成本 高效 稳定的全自动导航控制系 统研发 开展基于作物高度 体积 冠层稠密程度等靶 标信息的对靶施药技术 建立作物稠密程度与施药量 5 2022年11月 农机化研究 第11期 之间的模型 研制变量喷药控制系统 以实现对靶变 量喷药 减少农药使用量 提高农药利用率 同时 开展更为智能 高效的导航和喷药控制研 究 加强视觉 激光雷达等自主导航控制针对设施温 室作业环境的基础算法研究 探索其在温室的应用方 式 提高施药机械作业灵活性 结合温室作物病虫害 特征 对基于视觉 光谱 电子鼻等病虫害在线检测技 术进一步深入研究 尝试其它新的技术手段开展探索 研究 以实现病虫害程度在线快速探测 进一步提高 农药利用率 3 设施温室高效施药技术研究 设施温室高效 施药要结合气力式雾化 静电喷雾 风送施药 可控雾 滴等技术展开以实现低容量 超低容量喷雾 加强其 雾化理论和机理研究 加强雾滴沉积运动规律的研 究 加强喷头等低容量喷药系统关键部件的自主研 发 考虑作物冠层结构和病虫害类型 利用CFD技术 对风场和雾场进行仿真分析 分析风量 风速 风向 喷雾距离与角度等对雾滴沉积的影响 建立不同作物 的风送模式和风力需求模型 优化风送系统参数 以 提高施药均匀性和雾滴在冠层内部和叶片背面附着 率 参考文献 1 齐飞 李恺 李邵 等 世界设施园艺智能化装备发展对 中国的启示研究 J 农业工程学报 2019 35 2 191 203 2 何雄奎 中国精准施药技术和装备研究现状及发展建议 J 智慧农业 2020 2 1 133 146 3 袁会珠 王国宾 雾滴大小和覆盖密度与农药防治效果 的关系 J 植物保护 2015 6 9 16 4 汤伯敏 林光武 高崇义 等 二相流喷雾技术的研究 J 农业工程学报 2001 17 5 59 62 5 梅银成 祁力钧 冀荣华 等 温室自走式弥雾机远程控 制系统的设计与试验 J 中国农业大学学报 2015 20 1 170 175 6 徐瑞峰 张曼 冯青春 等 温室果蔬高效风送施药车设 计 J 农机化研究 2018 40 8 63 69 7 邱白晶 张振磊 汤伯敏 等 烟雾机雾滴沉积分布的空 间解析 J 农业机械学报 2010 41 4 65 68 8 汤伯敏 邱白晶 梁建 等 设施农业棚室空间烟雾的分 布及沉降 J 农业工程学报 2008 24 5 225 227 9 邱白晶 李成泉 汤伯敏 等 密闭空间药雾质量浓度分 布试验 J 农业机械学报 2010 41 2 58 61 10 JUAN J O VAL L USERA G Distribution and effective ness of pesticide application with a cold fogger on pepper plants cultured in a greenhouse J Crop protection 2011 30 8 977 985 11 管春松 胡桧 韩柏和 等 温室大棚用导风管式烟雾机 研究 J 中国农机化学报 2016 37 1 55 58 12 李雪 吕晓兰 张美娜 等 设施固定管道式二相流常温 烟雾系统雾滴沉积试验 J 农业机械学报 2018 49 S1 199 204 13 贾秀发 电动双重雾化热力烟雾机的设计与试验分析 D 泰安 山东农业大学 2019 14 蒋雪松 周杰 许林云 等 脉冲式烟雾水雾机工作频率 影响因素研究 J 农业机械学报 2019 50 11 85 91 15 李传友 赵丽霞 熊波 等 四种常用喷雾器在塑料大棚 番茄作物上施药效果比较 J 北方园艺 2018 21 90 98 16 吴丽媛 张兴 周一万 喷雾器械对药剂在大棚温室中 利用率影响初步研究 J 河北农业大学学报 2018 41 4 62 65 17 张晓 龚艳 陈晓 等 设施农业可控雾滴智能施药技术 研究与应用 J 中国农机化学报 2019 40 11 49 54 18 缪宏 张永京 张燕军 等 温室自走式黄瓜超声喷雾施 药机设计与试验 J 农机化研究 2021 43 7 126 130 19 LI Y LI Y CHEN R Evaluation of self propelled high energy ultrasonic atomizer on azoxystrobin and tebuconazole application in aunlit greenhouse tomatoes J International journal of environmental research and public health 2018 15 6 1088 20 SHAMSHIRI R R WELTZIEN C HAMEED I A et al Research and development in agricultural robotics a per spective of digital farming J International journal of agri cultural and biological engineering 2018 11 4 1 11 21 PHILIP J S TOMONARI F ANDREW B Autonomous pesticide spraying robot for use in a greenhouse C Aus tralasian conference on robotics b College of Engineering Shenyang Agricultural University Shenyang 110866 China 2 Key Laboratory of Protected Horticulture Ministry of Education Shenyang 110866 China 3 College of Intelligent Manufacturing Huanghuai University Zhumadian 463000 China Abstract Chemical pesticides are still the primary diseases and pest control method in the protected horticulture produc tion and the dosage far more than field crops which lead to a series of problems therefore the precision spraying tech nology and equipment are the urgent demand of efficient production In this paper the pesticide application equipment that widely used around the world nowadays is classified and introduced and the research progress of precision spraying technique in protected horticulture such as navigation control variable rate control toward target pesticide application air assisted spraying electrostatic spraying controlled droplet application were summarized and analyzed Finally the efficient low volume intelligent pesticide application technology that suitable for China s greenhouse operating environ ment is the future research direction Key words greenhouse facilities spray equipment precision applying pesticide navigation technology toward target pesticide application air assisted spraying 01 2022年11月 农机化研究 第11期