科创中国

农、林、牧、渔业,农业

针对我国水果产业的可持续发展困境，为提高我国植保机械精准作业与自动化水平，改变施药技术落后局面，2001 年开始，中国农业大学药械与施药研究中心在我国最先开始研发精准智能喷雾技术及植保装备，并结合国情，融合农学、植保、机电等相关学科优势，率先开发出一系列新型现代化植保精准施药技术装备，应用于农业生产实践。 在果树精准施药方面，2003 年成功研制出我国第一台基于红外探测的果园自动对靶喷雾机，实现“有靶标时进行喷雾，没有靶标不喷雾” 的作业要求。 同时，中心研究人员先后多次设计改进自动对靶系统，在 2010 年开发出可进行颜色识别的红外探测器，解决了喷雾机对非靶标作物的误喷问题，极大地提高了对靶施药精准度； 为解决喷雾机风量与冠层不匹配的问题，提高农药雾滴在冠层上的有效沉积，团队在 2013 年研制出适用于低矮密植果园的变风量风送喷雾机，通过步进电机驱动无极变速器，实现风机 300~1670r/min 无极变速，达到风量调节目的。为进一步提高农药利用率，提高果园喷雾机自动化与精准喷雾作业性能，中国农业大学药械与施药技术研究中心成功研制出基于 LIDAR探测的果园自动仿形精准变量量喷雾机。

LIDAR探测的果园自动仿形精准变量喷雾机，采用 LIDAR 激光传感器采集果树树冠信息，上位机根据探测数据及算法计算冠层各部位所需施药量和风量，风机和电磁阀根据指令调节转速和占空比，实现仿形变量施药。突破了果树不同部位冠层结构与风量和喷雾量难以匹配的难题，可根据树冠特征信息实时调节局部喷雾量和风量，实现“双变量” 的按需施药，提高了农药有效利用率，降低了喷雾作业过程中农药雾滴飘移与流失，保证按需变量作业，达到既不影响病虫害防治，又减少农药浪费，同时提高雾滴沉积均匀性及减少环境污染的效果。可实现减少施药量***%，雾滴空中飘移***%、地面流失***%。

中国农业大学药械与施药技术研究中心，是国家“211”工程、“985”工程高校重点建设基地，农业农村部“化学农药使用技术”A级重点实验室主要组成之一，自20世纪70年代始与德国霍恩海姆大学及联邦德国作物研究中心（JKI）合作，一直致力于改善农药沉积分布、减少农药飘移、提高农药有效利用等施药技术与装备的研发工作，现有科研人员58名，其中教授15人，副教授30人。 中心主任何雄奎教授，带领团队主要研究智慧农业技术与农业无人装备系统、智能植保装备与技术、农药施药技术基础理论、农药雾滴雾化沉积飘失规律、精准变量施药与减量施药技术等。 “十五”以来先后主持30多项国家级研究项目与课题，其中包括：国际科技合作项目，国家科技攻关与支撑计划项目，国家“863”高新技术研究项目，科技成果转化重大专项, 国家自然科学基金项目，新世纪人才计划项目等。以第一完成人获省部级一等奖2项，获省部级二等奖4项，获省部级三等奖3项，2005年获北京市教育创新标兵，国务院政府特殊津贴专家。作为主持人及第一完成人成功开发了20多项新产品, 获国家发明专利56项；主持制定国际ISO标准2项，国家与团体地方标准27项。

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