CN114616993A - 一种利用农业无人机进行棉花化学打顶的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用农业无人机进行棉花化学打顶的方法，属于农业技术领域。本发明公开的一种利用农业无人机进行棉花化学打顶的方法，当棉花株高在65‑75cm、单株有效果枝台数4‑5台、节间长度5‑7cm时喷施药液；喷施的药液由化学打顶剂、甲哌嗡可溶性粉剂和水组成；喷施作业过程中，按照选择的飞行参数和既定的航线进行作业。本发明利用农业无人机进行棉花化学打顶，是空中喷施作业，不伤棉株，高压力式喷头喷施化学打顶药剂雾滴粒径小，药液的覆盖面积大且均匀性好，其旋翼产生的向下气流增加了雾滴穿透性，与机车化学打顶相比节水可达90％，节药50％以上，可实现喷施过程精准、高效、节本，同时提高棉籽产量。

Description

一种利用农业无人机进行棉花化学打顶的方法

技术领域

本发明涉及农业技术领域，更具体的说是涉及一种利用农业无人机进行棉花化学打顶的方法。

背景技术

人工打顶作为新疆棉花打顶的传统方式和主要方式，传统棉花打顶是用人工掐除棉花主茎生长点，费工、费时、成本高，而且质量和效果也不好，越来越不能满足棉花生产全程机械化和节本高效的要求。现阶段棉花打顶是实现新疆棉花全程机械化的唯一制约环节，目前业界认为化学打顶是解决这一问题的最佳技术。化学打顶技术是利用植物生长调节物质强力延缓或抑制棉花顶尖生长，达到类似人工打顶的目的，可替代人工打顶。化学打顶不仅节本增效，实现棉花全程机械化，而且能够解放劳力，缩短打顶时间。它的出现对新疆棉花产业的发展发挥了重要作用。

目前棉花化学打顶技术包括机车化学打顶和植保无人机化学打顶两种方式，机车化学打顶采用地面机车牵引喷杆式喷雾机喷施作业，机车在行走过程中拖拽棉枝与棉蕾易造成机械损失，在地头转弯时碾压棉株导致产量损失；喷杆喷雾器产生的药剂雾滴粒径较大，雾滴穿透性和均匀性差，化学打顶药剂浪费严重；机车作业过程中还存在碾压滴灌干管导致管道破裂和作业人员直接接触有毒物质的风险，从而导致降低棉花产量，增加植棉成本，危害作业人员的身体健康。农业无人机化学打顶采用空中喷施作业不伤棉株，可实现喷施过程精准、高效、节本，是当前最有前景的棉花打顶技术。

因此，提供一种利用农业无人机进行棉花化学打顶的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种利用农业无人机进行棉花化学打顶的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用农业无人机进行棉花化学打顶的方法，具体步骤如下：

(1)喷药时间：当棉花株高在65-75cm、单株有效果枝台数4-5台、节间长度5-7cm时喷施药液，喷药时间为7月10日-16日；喷药时间与灌水时间需进行调整，喷药时间应在上下两次灌水的第3天；

(2)喷施的药液由化学打顶剂、甲哌嗡可溶性粉剂和水组成；所述化学打顶剂的用量按照产品说明书上的推荐用量范围，用低容量喷雾原则，根据棉花的长势和整齐度适当调节化学打顶剂的使用剂量；长势稳健的棉田，化学打顶剂使用推荐用量的中间值剂量+甲哌嗡可溶性粉剂5-6g/亩；棉花长势偏弱、早熟品种的棉田，化学打顶剂使用推荐用量的下限值剂量+甲哌嗡可溶性粉剂2-3g/亩；田间密植度大、棉花长势旺盛及晚熟品种的棉田，化学打顶剂使用推荐用量的上限值剂量+甲哌嗡可溶性粉剂6-7g/亩；兑水1-1.5kg/亩；

(3)喷施作业过程中，按照选择的飞行参数和既定的航线进行作业，农业无人机喷药喷幅3-6m，飞行高度距离棉花冠层顶部1-3m，飞行速度控制在 4-6m/s，螺旋桨转速2000-2600r/s，喷液量1-1.5kg/亩，喷施雾滴粒径为 100-200μm，作业区域内雾滴数量不少于15个/cm²。

进一步，步骤(1)所述喷药时间应在上下两次滴水的第3天，具体为：滴水后3天喷药或喷药后3天滴水。

进一步，步骤(2)所述喷施的药液经二次混合稀释后使用，具体方法：

A、先将称量好的甲哌嗡可溶性粉剂加入盛有一半用量水的容器a中，再将称量好的化学打顶剂加入盛有一半用水量的容器a中，搅拌均匀，配制混合母液；

B、在容器b内加入一半用量的水，将容器a中的混合母液倒入容器b内，搅拌均匀。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种一种利用农业无人机进行棉花化学打顶的方法，农业无人机棉花化学打顶采用空中喷施作业，不伤棉株，高压力式喷头喷施化学打顶药剂雾滴粒径小，药液的覆盖面积大且均匀性好，其旋翼产生的向下气流增加了雾滴穿透性，与机车化学打顶相比节水可达90％，节药50％以上，可实现喷施过程精准、高效、节本，同时提高棉籽产量。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

使用农业无人机与化学打顶剂要求：

使用农业无人机要求：(1)农业无人机应符合NY/T 3213的规定；(2) 农业无人机应具有5小时以上的续航能力、10-40kg的载重能力及高压/离心喷头；(3)农业无人机应具有全自主作业的能力，可实现自主测绘、自主规划航线、精准定位、精准喷撒、5G通信技术；(4)农业无人机应具有无人驾驶航空器经营许可证，并按要求完成实名登记；(5)农业无人机应具备作业过程数据监管的能力，实现作业数据可追溯及实时分享；(6)农业无人机使用者应取得相应农业无人机操作资格证书。

使用化学打顶剂要求：(1)化学打顶剂产品需按农药登记证登记，且在生产中应用3年以上无不良记录；(2)化学打顶剂产品说明书上需注明配方和使用方法及注意事项；(3)化学打顶剂应遵循现配现用的原则，一般应在 1小时内使用完毕；(4)应依据农业无人机结构及特点选择适合农业无人机喷雾作业的化学打顶剂型，包括塑性型、封顶剂型等；(5)使用化学打顶剂的棉农需熟悉种植棉花的品种特征特性、能熟练掌握棉花化控与水肥管理栽培技术及前期有使用化学打顶剂经验；(6)选用化学打顶剂前需对棉花长势与结铃情况进行调查，确定是否使用棉花化学打顶剂；(7)喷施化学打顶剂前后两次随水施肥过程中，要减少氮肥的用量(严格控制在≤2kg/亩)，可适当增施磷钾肥，同时适当缩短滴水时间。

作业前准备：

制定棉花化学打顶作业方案：根据化学打顶作业区地形地势、地块大小、棉花种植特点及作业效果要求等确定作业区域，进行作业路径规划，制定合适的作业方案。

设备检查：(1)作业前完成农业无人机检査，如农业无人机部件安装是否正确、安全和牢固，机体、螺旋桨及电池或油箱是否无损坏，电池电量是否充足或油箱内油量是否充足，油泵、油管和喷头等是否正常，空气阀是否排出空气，IMU参数和平衡仪都否调整好，操控系统软件和固件版本是否需要更新等，确保农业无人机在工作时处于最佳状态；(2)作业前应调试通讯设备，确保作业时无人机操作人员与辅助人员沟通顺畅；(3)作业时采用 GPS(全球定位系统)、北斗定位系统或其他定位系统对作业区域进行定位与导航，确定作业起点、航线和作业终点等信息；(4)农业无人机正式作业前应进行试喷，即在药箱中加入5L的清水，依据化学打顶作业地图及定位系统显示的作业路线信息进行试航，观察农业无人机飞行情况及喷雾情况；(5) 作业前应对药箱进行全面清洁，保持药箱洁净。(6)作业前应选择干净无杂质的清水作为施药用水，不应使用强碱强酸的水。

现场喷施方法：

喷药时间：(1)棉花苗期至吐絮期前的化学调控、水肥管理及病虫害防治等栽培措施按照当地棉花品种常规管理进行；(2)根据不同地域的土质、水资源、气候条件、棉花品种，当棉花株高在65-75cm、单株有效果枝台数 4-5台、节间长度5-7cm时，喷药时间应较当地人工打顶的时间向后推迟7-8 天进行，7月10日-16日开始使用；(3)喷药时间与灌水时间需进行调整，喷药最佳时间应在上下两次灌水的第3天，即滴水后3天喷药或喷药后3天灌水。

用药剂量：化学打顶剂的使用量按照其产品说明书上的推荐用量范围，用低容量喷雾原则，根据棉花的长势和整齐度适当调节化学打顶剂的使用剂量，长势稳健的棉田可使用推荐用量的中间值剂量+甲哌嗡可溶性粉剂5-6g/ 亩，对于棉花长势偏弱、早熟品种的棉田，可使用推荐用量的下限值剂量+甲哌嗡可溶性粉剂2-3g/亩，对于田间密植度大、棉花长势旺盛及晚熟品种的棉田，使用推荐用量的上限值剂量+甲哌嗡可溶性粉剂6-7g/亩，兑水1-1.5kg/亩，以保证化学打顶效果。

配药方法：药液需进行二次混合稀释后使用，具体方法：(1)配药前准备好盛水小容器一个，水桶一个，量筒一个，以保证配药的准确性；(2)先将称量计算好的甲哌嗡可溶性粉剂倒入量筒，倒入盛有一半用量水的小容器中，然后用量具称量计算好的化学打顶剂剂量，再次倒入盛有一半用水量的小容器中，搅拌均匀，配制混合母液；(3)在水桶内加入一半用量水，将小容器中盛有混合母液倒入水桶配制好最终母液，再次搅拌均匀；(4)配药前应将原包装化学打顶剂摇匀后使用；(5)配药时化学打顶剂与甲哌嗡可溶性粉剂包装应及时回收，妥善处理，不应将使用后的空包装丢弃在作业区域。

喷施作业要求：(1)农业无人机组装后检查各部位连接应牢靠紧密，机架无变形损伤，螺旋桨运转灵活平稳；通电检查飞行控制系统各部件功能齐备；校准指南针、平衡仪、流量计；检查各药液管道、接头安装牢靠，无滴漏现象，各喷头正常喷洒，无堵塞、无滴漏，喷头朝向正确。(2)喷洒时作业人员及相关人员选择上风口位置站立，与农业无人机保持10m以上安全距离，作业人员需佩戴防护面具，穿着防护鞋服。(3)喷施作业过程中，按照选择的飞行参数和既定的航线进行作业，农业无人机喷药喷幅3-6m，飞行高度应距离棉花冠层顶部1-3m，飞行速度控制在4-6m/s，螺旋桨转速 2000-2600r/s，喷液量1-1.5kg/亩，喷施雾滴粒径为100-200μm，作业区域内雾滴数量不少于15个/cm²，飞行距离应在飞手可视的范围内以利于随时关注高压/离心喷头雾化、喷幅等喷洒效果，保证喷洒作业质量；(4)作业过程中如需临时中止，应切断农业无人机动力电源，避免意外启动；(5)作业过程中需及时关注电池电量或药液量等变化，如更换电池或加注药液，需严格按照相关规定程序进行操作；(6)作业过程需及时关注飞机参数设置与预定计划是否相符，作业区域周围障碍物、人员等安全影响因素是否出现异常，如出现异常，需及时做好相应处置方可继续作业；(7)作业过程中需及时关注农业无人机与控制终端的传输信号变化，避免信号丢失；(8)作业时，应按照农业无人机定位系统显示的信号或协助作业人员发出的信号作业，防止漏喷、重喷。(9)农业无人机喷施化学打顶剂与甲哌嗡可溶性粉剂后，结合棉田长势情况进行最后一次甲哌嗡常规化控，每亩棉田喷施磷酸二氢钾80-100g。

注意事项：(1)不应在雨天、雷暴、沙尘等恶劣气候环境中作业；(2) 不应在三级(含三级)以上大风气候环境中作业；(3)作业过程中要远离高压线和电线杆，并严禁酒后操作无人机，不得使农业无人机在人、动物头顶上方飞行；(4)农业无人机作业区与其它非喷雾作物区之间的间隔带应不小于5m的宽度，避免非作业区作物受到药剂影响；(5)作业结束前，确保药箱内药液喷施完，如有残留的药液要就地喷完；(6)作业结束后，应先解除动力电池连接，再解除控制电路连接，最后关闭遥控器，并及时记录作业情况；(7)作业结束后，应使用湿布清洁农业无人机机体，用清水反复清洗喷洒系统(药箱、连接管道、过滤网、喷头)2-3次，直至清洗干净，确保无药剂残留和杂质；(8)及时检查农业无人机各零部件是否完好并进行保养维护并妥善贮存，以延长无人机的使用寿命；对动力电池及时进行充电；(9)作业期间出现可能威胁人身安全的情况，如无关人员或其它动物闯入作业区域、天气突变等，应在保证安全的情况下立即停止作业，待危险因素排除后再进行作业；(10)化学打顶剂不可与农药、叶面肥混合使用；(11)喷药时应避开中午阳光直射时段，以在上午11点之前或下午18点后进行喷施效果最佳；(12)喷药后8小时内有降水，需要重新喷施。

应用试验：

(1)2021年新疆农垦科学院农试场试验地2号田，面积110亩，品种为金垦1565，4月17日播种。

7月13日喷施由张家口长城农药有限公司生产的长城兄弟棉花打顶水剂 50ml/亩+郑州信联生化科技有限公司生产的缩节胺(98％甲哌鎓可溶性粉剂) 5g/亩，兑水1kg/亩。

按照上述方法进行农业无人机化学打顶，8月上旬棉花实现自封顶，最终棉花株高85-90cm，果枝台数较人工打顶对照增加2-3台；单株结铃10.6个，较人工打顶对照增加0.4个；籽棉产量502kg/亩，较人工打顶对照488kg/亩增产14kg/亩，增产2.87％。

(2)2021年新疆石河子农业科学研究院棉花所试验地中4号田，面积30 亩，品种为新陆早80号，4月14日播种。

7月15日喷施由河南东立信生物工程有限公司生产的土优塔棉花打顶水剂50ml/亩+郑州信联生化科技有限公司生产的缩节胺(98％甲哌鎓可溶性粉剂)5g/亩，兑水1kg/亩。

按照上述方法进行农业无人机化学打顶，8月上旬棉花实现自封顶，最终棉花株高75-80cm，单株铃数和单铃重分别较人工打顶对照多0.3个和0.1g；籽棉产量425kg/亩，较人工打顶对照421kg/亩增产4kg/亩，增产0.95％。

(3)2021年第三师前海种业试验地，面积30亩，品种为新陆中78号，4 月17日播种。

7月16日喷施由河南东立信生物工程有限公司生产的万佳丰棉花打顶水剂50ml/亩+郑州信联生化科技有限公司生产的缩节胺(98％甲哌鎓可溶性粉剂)6g/亩，兑水1.5kg/亩。

按照上述方法进行农业无人机化学打顶，8月上旬棉花实现自封顶，最终棉花株高85-90cm，果枝台数较人工打顶对照增加2-3台；单株结铃7.5个，较人工打顶对照增加0.9个；籽棉产量409kg/亩，较人工打顶对照392kg/亩增产17kg/亩，增产4.34％。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种利用农业无人机进行棉花化学打顶的方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)喷药时间：当棉花株高在65-75cm、单株有效果枝台数4-5台、节间长度5-7cm时喷施药液，喷药时间为7月10日-16日；喷药时间与灌水时间需进行调整，喷药时间应在上下两次灌水的第3天；

(2)喷施的药液由化学打顶剂、甲哌嗡可溶性粉剂和水组成；所述化学打顶剂的用量按照产品说明书上的推荐用量范围，用低容量喷雾原则，根据棉花的长势和整齐度适当调节化学打顶剂的使用剂量；长势稳健的棉田，化学打顶剂使用推荐用量的中间值剂量+甲哌嗡可溶性粉剂5-6g/亩；棉花长势偏弱、早熟品种的棉田，化学打顶剂使用推荐用量的下限值剂量+甲哌嗡可溶性粉剂2-3g/亩；田间密植度大、棉花长势旺盛及晚熟品种的棉田，化学打顶剂使用推荐用量的上限值剂量+甲哌嗡可溶性粉剂6-7g/亩；兑水1-1.5kg/亩；

(3)喷施作业过程中，按照选择的飞行参数和既定的航线进行作业，农业无人机喷药喷幅3-6m，飞行高度距离棉花冠层顶部1-3m，飞行速度控制在4-6m/s，螺旋桨转速2000-2600r/s，喷液量1-1.5kg/亩，喷施雾滴粒径为100-200μm，作业区域内雾滴数量不少于15个/cm²。

2.根据权利要求1所述的一种利用农业无人机进行棉花化学打顶的方法，其特征在于，步骤(1)所述喷药时间应在上下两次滴水的第3天，具体为：滴水后3天喷药或喷药后3天滴水。

3.根据权利要求1所述的一种利用农业无人机进行棉花化学打顶的方法，其特征在于，步骤(2)所述喷施的药液经二次混合稀释后使用，具体方法：

A、先将称量好的甲哌嗡可溶性粉剂加入盛有一半用量水的容器a中，再将称量好的化学打顶剂加入盛有一半用水量的容器a中，搅拌均匀，配制混合母液；

B、在容器b内加入一半用量的水，将容器a中的混合母液倒入容器b内，搅拌均匀。