设施蔬菜自动对靶喷药技术研究现状与分析

杨征鹤，杨会民，喻 晨，陈毅飞，周 欣，马 艳，王学农

(1.新疆农业大学机电工程学院，乌鲁木齐 830052；2.新疆农业科学院农业机械化研究所，乌鲁木齐 830091)

0 引 言

【研究意义】我国的设施蔬菜的种植面积400×104hm2[1]，新疆的设施蔬菜栽培面积也达到3.57×104hm2[2]。在温室密闭、高温高湿的环境会导致病虫害发病重、繁殖快和防治困难，严重时损失高达50%以上，目前主要采取的措施是化学防治，但是使用农药的频次高、剂量大，每667 m2农药使用量为大田作物的十几倍，甚至更多[3]。农药有效利用率仅20%～40%[3]。随着自动化、信息化技术以及传感器技术应用于精准施药和智能机械的研发，发达国家的农药利用率已经提高到50%～60%的水平[5]。目前我国的施药技术和药械与外国相比存在一定差距[6-7]。使用自动对靶喷药技术对我国设施蔬菜进行变量施药，可减少农药污染。【前人研究进展】自动对靶喷药技术的发展主要经历了2个发展阶段[8]：第一阶段是能够引导喷药机器人在合适的路径上进行目标作物检测，从而进行的施药；如何雄奎等[9]研制的果园自动对靶静电喷雾机，通过红外传感技术探测靶标的有无，并使用静电喷雾技术，从而达到最佳的施药效果。第二阶段是随着导航技术、传感器技术和病虫害识别技术的发展，需要施药机器人自主判别靶标的有无、作物冠层的大小、目标作物病虫害及长势等特征，并按需喷药[10]，这种作业方式提高了农药使用率。Yang等[11]研制的杂草自动识别施药机，使用摄像机采集作物信息，处理器区分出杂草与作物，并且能够根据杂草的数量决定施药量。……