辅助气流作用下棉花冠层茎叶变形及雾滴沉积性能试验研究

发布时间：2020-09-29 15:15

　　现阶段针对病虫害的防治方法主要依靠农药喷施,但是农药的有效利用率仅为30%,造成了农药的严重浪费。现代农艺要求合理密植以提高产量,但是密植作物生长到中后期,形成了高郁闭度冠层,虽然此时药剂地面流失率减小,但是植株中下层或冠层内部沉积衰减,导致喷药整体均匀性差,有效利用率并不高。施药机具喷嘴出来的雾滴云沉积到植株表面首先被浓密的表层叶片截获,未被截获的雾滴继续向内穿透,但是雾滴量开始递减,雾滴在植株内部的沉积率远低于植株表层沉积率,因此高郁闭度冠层成为雾滴穿透的最大障碍。本论文主要以高郁闭度冠层的气流辅助喷雾为工程背景,选取生长至花铃期的高郁闭度棉花为典型作物,针对辅助气流作用下棉花冠层茎叶变形规律以及两者对雾滴在作物内部沉积规律的影响进行研究,具体内容如下:(1)辅助气流作用下棉花茎叶弯曲变形试验通过辅助气流作用下棉花茎秆、叶片弯曲变形试验,利用高速摄像与图片分析技术,分析辅助气流风速与不同部位茎秆弯曲变形的规律,研究风速与不同叶面积叶片弯曲变形之间的关系,绘制了风速与茎叶弯曲变形的关系曲线,求解了叶片变形量与茎秆弯曲变形量的拟合公式。(2)辅助气流作用下棉花茎叶弯曲变形有限元分析提出一种利用仿真计算模拟茎叶弯曲变形的方法。利用ANSYS Workbench有限元分析软件仿真不同部位茎秆、不同叶面积大小的叶片在不同风速下的变形情况,并将模拟结果跟物理试验结果进行对比,结果表明不同风速下茎叶弯曲变形仿真结果与试验结果相吻合,为以后研究茎叶弯曲变形提供了有限元分析方法。(3)棉花植株试验模型的搭建参照国外D.Dekeyser等人利用人造树比较七种果园喷雾应用技术在树内沉积质量的方法,按照真实植株的生长参数,搭建植株模型以供我们顺利进行试验。按照棉花花铃期生长结构,采用3/8生长规律,参考主茎叶以及果枝长度参数,选择合适的模型材料,搭建棉花植株模型。(4)辅助气流与茎叶变形对雾滴沉积规律影响研究利用解耦合的方法设计三种试验方案,分别研究辅助气流、茎叶弯曲变形单独作用下以及两者综合作用下的雾滴在作物内部的沉积规律。通过解耦的方法分别分析辅助气流与茎叶弯曲变形两者单独作用下对于沉积均匀性及有效利用率的影响,对三种方案下雾滴在植株内部整体沉积量以及各层沉积量进行比较,研究雾滴沉积规律,通过比较两者对于沉积均匀性及有效利用率的影响效果,结果表明变形能够提高雾滴沉积均匀性,辅助气流能够提高雾滴有效利用率。
【学位单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S491
【部分图文】：

郁闭度,作物,雾滴

图 1-1 高郁闭度作物植保作业Fig. 1-1 Plant protection operation of high canopy density抑制“雾滴沉积衰减”现象，提高雾滴穿透性，促使雾滴均匀沉积的首选方助喷雾。其原因在于当作物处于高郁闭度时期，枝叶间遮蔽严重，雾滴很难度冠层沉积到作物内部叶片，如果采用小雾滴、静电喷雾的方式虽有利于冠层无法解决雾滴穿透的难题，不能使雾滴在作物内部枝叶间运输能力增强。然喷雾不仅能够对雾滴进行二次雾化，而且能够改变作物冠层孔隙率，形成通风针对此现象，气流辅助喷雾的方式能够促使雾滴均匀沉积。但是现有研究只流辅助对于雾滴沉积效果的影响，而没有考虑到辅助气流对于植株茎叶变形。同时辅助气流与有效沉积也是一对矛盾体，如果采用不恰当的气流穿透可雾滴的叶表沉积。本课题主要以高郁闭度冠层的气流辅助喷雾为工程背景，选取生长至花铃期棉花为典型作物，针对辅助气流作用下棉花冠层茎叶变形规律以及不同风速

悬臂梁,茎秆

数学模型的分析各向同性的弹性材料，当风作用在棉弯曲变形。由于茎秆本身具有抗弯强下使得侧枝茎秆另一端绕主茎上节点间相互碰撞的情况下，其茎秆在风载运动，茎秆变形也符合其相应的变形对于弯曲变形有下面定义：对于一个线，使原为直线的轴线变形后成为曲主的杆件习惯上称为梁。所以从物理，如图 2-1 所示。图中简化梁的一端。

示意图,茎秆,受力,示意图

习惯上称为梁。所以从 2-1 所示。图中简化梁的图 2-1 悬臂梁Fig. 2-1 Cantilever beam曲强度垂直于茎秆的中轴向轴转动，产生偏移位移模型与力学分析

【参考文献】