“无人机风场在水稻冠层分布规律的模型研究”科技成果登记公示

                        发布者:科技处发布时间:2019-04-04浏?#26469;?#25968;:1255

                        根据科技部《科学成果登记管理办法》(国科发计字〔2000542号)和《广东省科学技术厅关于科技成果登记与信息公开的实施办法》(粤科管字〔2013127号)的有关规定,现将我校拟进行科技成果登记的“无人机风场在水稻冠层分布规律的模型研究”成果相关内容进行公示,公示期自201944日至2019415日,共7个工作日。如对公示项目有异议,请于公示期内向科技处(成果与知识产权科)反?#22330;?#20197;个人名义反映情况的,请提供真实姓名(并签名)、联系方式和反映事项的证明材料等;以单位名义反映情况的,请提供单位名称(并加盖公章)、联系人、联系方式和反映事项的证明材料等。

                         

                        联 系 人:郑雪宜

                        联系电话:85282445

                        办公地点:行政楼414


                                                                                       科学技术处

                                                                                    201944

                         

                         

                        成果名称:

                        无人机风场在水稻冠层分布规律的模型研究

                        登记日期:

                        2019-03-12

                        完成单位:

                        华南农业大学

                        完成人员:

                        李继宇,张霞,卢玉华,彭孝东,陈盛德,王建伟,黄聪,刘琪

                        研究起止日期:

                        2015-08-012017-12-31

                        主要应用行业:

                        农、林、牧、渔业

                        社会经济目标:

                        农林牧渔业发展

                        评价单位:

                        广东省科学技术厅

                        评价日期:

                        2018-07-24

                         

                        成果简介:课题来源与背景杂交水稻辅助授粉是一项技术要求强、精度要求高、时间要求紧的作业,授粉效果受各种因素影响明显。其中作物性状因素包括父母本的高度差、花絮密度、花穗数量、柱头外露度、父母本花期重合度;环境因素包括温度、湿度、光照强度和风力;管理因素包括施?#30465;?#25490;水灌溉以及病虫害防治等。水稻花粉花期较短,盛花期710d,一般一天内只有1.52h的开花时间,?#19968;?#31881;寿命很短,只有45min,因此,必须在有限的时间内完成授粉作业,这样对于授粉方?#25945;?#20986;了很高的要求。现行的人工辅助授粉包括人力式和机械式。人力式授粉主要有单长竿赶粉法、双短竿推粉法和绳索拉粉法3种。通常做法是在中午的太阳下,人下到稻田里,左右手各拿一根细竹棍,将雄株推向雌株,雄株上的花粉在外力作用下随空气飞扬起来,然后散落到雌株的花上,俗称“赶粉”。“赶粉”时,动作要快,才能保证花粉弹得高,散得宽。另一种称为“拉花?#20445;?#20004;人分别站在对面田埂各拉住绳索的一端,将雄株拉向雌株,使雄株上的花粉散落到雌株柱头上。“拉花?#20445;?#34892;走要快,以保证足够的授粉幅宽,一次授粉结束后要等待花蕊继续开放,直到柱头上花粉密度达到一定程度,再重复进行“拉花?#20445;?#36825;种人力完成水稻授粉的方法,不但劳动强度大、效?#23454;停?#19988;授粉不均现象较明显,降低了制种的产量。机械式授粉相比人工授粉具有效率高、操作简便、适应于现代制种规模化生产的发展的优点,机械式授粉主要包括碰撞式和气力式两?#37073;?#30896;撞式对植株?#33258;?#25104;损伤,实际生产中气力式应用较多,如美国采用小型直升飞机进行杂交制种授粉。机械式授粉生产效率高、操作简便、适应于现代制种规模化生产的发展,但研制授粉机械的技术要求高、实际应用的授粉机型较少、授粉效果不够理想,适用于我国实际生产情况的杂交水稻制种授粉机还有待进一步研究和开发。 2.研究目的与意义 2.1研究目的 (1)研究完?#32856;?#21161;授粉效果参数采集系统 (2)对现有主流无人机型进行优选并决策出最佳飞行参数 (3)建立描述优选机型分布于水稻冠层风场规律的计算模型及模型验证 2.2意义⑴利用小型无人飞行器旋翼风力授粉代替传统授粉的方式能够提高辅助授粉机械效?#30465;?#20811;服田间环境复杂的缺点,为杂交水稻制种全程机械化打?#24405;?#23454;基础;⑵研究田间风场测量新方式,结合试验方法和流体力学计算方法构建风场模型,探寻旋翼风场参数在水稻冠层的分布规律;⑶利用风场模型计算揭示授粉效果与风场参数之间的关系,确定达到最佳授粉效果时的理想风场参数;?#28982;?#20110;飞行器田间实飞试验,对模型与理想参数进行验证,并结合农艺要求给出授粉飞行器结构与旋翼的设计建议。本成果针对目前杂交水稻辅助授粉效?#23454;?#19979;、现有机械式授粉方式不成熟的问题,提出利用小型无人飞行器的旋翼风力授粉取代传统授粉方式,对于水稻冠层风场参数的采集手段进行研究、以试验数据为基础对于旋翼风场进行计算构建模型,并通过模型研究授粉效果与风场参数之间的关系。揭示出旋翼风场在水稻冠层的分布规律,为设计合适的授粉飞行器结构与旋翼提供科学的理论依据。项目具有明显的研究意义与实际价值。 3.主要论点与论据(1)揭示无人飞行器旋翼风场在水稻冠层的分布规律;本项目研究使用无人飞行器的旋翼风力授粉代替人工授粉方法,为设计专用的授粉飞行器结构打下基础。对于实现旋翼风力取代人工授粉工作的目的,必须要弄清楚旋翼产生的风场参数与反映授粉效果的父本母本行宽比和母本异交结实?#25163;?#38388;的关系。 (2)揭示无人机旋翼风场下花粉密度分布规律,对实际授粉效果进行评价;无人机风场作用下水稻冠层关键位置的花粉密度大小是反应授粉效果的直接参数。通过获取风场关键位置处花粉密度数据的手段,基于花粉在一定风速作用下的?#30805;?#35268;律,三个方向风场各自对花粉密度分布的影响效果将是决定花粉在水稻冠层实际分布结果的重要因素。 4.创见与创新 4.1创见 (1)完?#32856;?#21161;授粉效果参数采集系?#24120;?/SPAN> (2)对现有主流无人机型进行优选并决策出最佳飞行参数。 (3)获取优选机型的风场分布规律与水稻冠层参数 (4)研究一定风速作用下花粉的?#30805;?#29305;征 4.2创新 (1)使用无人飞行器旋翼风力取代人工作业完成辅助授粉工作,提高机械效?#30465;?/SPAN>针对目前杂交水稻制种辅助授粉方式效?#23454;?#19979;,授粉效果不理想的问题,本项目利用无人飞行器的旋翼风力进行辅助授粉工作是创新之处。 (2)基于实际授粉效果研究旋翼风场下花粉密度分布规律并评价实际授粉效果。针对传统授粉效果不理想,选择性的研究父母本行宽比与旋翼风场在平行于冠层平面方向上花粉密度分布值之间的关系、研究提高机械效率与花粉密度分布值之间的关系,?#39029;?#20854;中的平衡关系并对实际授粉效果进行评价也是本项目的一个创新之处。

                         

                         

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