点喷将如何影响喷雾器的设计

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关于Tom Wolf (Nozzle_Guy)

Tom Wolf总部位于SK的萨斯卡通,在喷涂业务方面有33年的研究经验。他在曼尼托巴大学获得植物科学学士学位(1987年)和硕士学位(1991年),并在俄亥俄州立大学获得农学博士学位(1996年)。Tom专注于以研究为基础的实用建议,以提高生产者的效率。

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几年前,一位朋友推荐我读书引爆点马尔科姆·格拉德威尔著。在这本书中,格拉德威尔试图理解为什么有些东西流行起来,而有些东西不流行。这是一本引人入胜的读物,充满了格拉德威尔的标志性故事和他熟练解读科学研究的技巧。他谈到了连接器、专家和销售人员,以及“粘性因素”(衡量某样东西有多令人难忘),这些都是产品和想法成功的关键。当我思考农业领域的许多好思想时,我经常想起这本书,其中许多思想从未被广泛采用。

其中一个好办法就是定点喷洒。在20世纪90年代初,绿色对棕色的检测首次被引入。有人记得协和探测器喷雾吗?这很好,但时机不对,因为抗药性不是大问题,草甘膦价格即将下滑。几年后,Green-on-brown发展成为NTech(后来的Trimble) WeedSeeker。Rometron的WEEDit建立在Trimble的成功基础上,并在过去十年中在澳大利亚广泛采用。在此期间,局部喷药在北美没有取得任何进展。

澳大利亚在很多方面都是独一无二的,其中最重要的是他们的夏季喷洒实践。夏天是炎热干燥的季节,土地通常处于休耕状态,喷洒除草剂可以控制杂草(啊,宁静)。在一片土地上进行多次喷洒,再加上需要控制一些更大、更耐寒的植物,成本很高,而定点喷洒可以节省很多成本。节省下来的钱可以用来使用更有效的除草剂罐混合物,延迟除草剂抗性的发生。在澳大利亚,斑点喷雾很快就能收回成本。

在北美北部平原,这是一个更大的挑战,那里的休耕季节包括积雪覆盖,在播种前和收获后的短时间内发生燃烧。但尽管如此,斑点喷雾剂也有许多相同的原因。

WEEDit是第一个在北美市场取得重大进展的系统,已经有几十个系统被改造为高间隙喷雾器。三季检测精度高,硬件可靠性好。

2021年3月2日,约翰迪尔带着See & spray Select进入了棕色斑点喷涂区。这并不是竞争。相反,大品牌的进入提供了只有大型制造商才能提供的概念验证。是的,我们已经到了一个临界点。

虽然第一个Green-on-brown单元正在建立,但Green-on-green,即检测作物杂草的能力,仍在世界各地继续发展。法国初创公司Bilberry已经在澳大利亚获得了足够的收益,将其产品与Agrifac一起推向市场,在那里它被称为AIC Plus。在农民田间试验中,他们已经在西澳大利亚州的野生萝卜中实现了90%的检测准确率,并声称他们已经为小麦、大麦和燕麦中的阔叶杂草识别做好了准备。澳大利亚的Goldacres油田和法国的Berthoud油田也将采用Bilberry公司的技术。其他创业公司,尤其是以色列的Greeneye Technology,计划在不久的将来在美国推出Green-on-green系统。德国农业设备巨头亚马逊(Amazone)与Xarvio和博世(Bosch)合作,在Agritechnica上宣布计划在2021年之前拥有一个商业部门。

这项技术将对喷雾器的设计理念产生重大影响。目前,生产能力等同于生产能力,大型坦克与相应的重型和强大的拖拉机单位占主导地位。现场喷洒的节省将取决于杂草密度和硬件分辨率,但预计可以减少50%至90%的喷雾量。一个1600加仑的油箱将不再需要。在框架重量和马力的节省将是显著的,因为从不那么激烈的招标要求节省时间。这些节省将抵消传感技术带来的较低的驾驶速度,总体而言,为自动驾驶提供了较低的标准。我们可能会看到更轻的特种喷雾器。

在规模上的节省将被日益复杂的技术所抵消。更好的吊臂高度管理对于点喷至关重要,这不仅可以让传感器正确地看到目标,并估计吊臂到达目标点所需的时间,还可以让点喷本身提供正确的剂量。在任何风扇喷雾中,地面的带宽随高度而变化,当然,这与剂量有关。拖曳式吊杆可以很容易地解决这个问题。

但并不是每个人都想要一个特殊的斑点喷雾器,这需要额外的通过领域。随着土壤残留除草剂应用的日益广泛,采用小罐就地喷洒、大罐撒播的双罐喷洒方式是有意义的。大型喷雾器框架可以容纳一个额外的小罐,第二个泵,并容易探测臂。

植物检测和鉴定带来了其他机会。根据植物大小调整剂量是第一种,或者是较难控制杂草种类。

斑点喷雾依赖于喷嘴的快速、精确响应,这由快速反应的螺线管提供,螺线管是脉宽调制(PWM)系统的一部分。在广播喷雾器上,这些螺线管可以通过改变脉冲的占空比,在一定的范围内立即改变发射剂量。然而,这在有重叠的喷雾模式的情况下效果最好。单波段喷雾不会轻易随占空比改变剂量。

高剂量将是一个机会,多个喷嘴机构,能够喷洒一个,两个或多个喷嘴在同一地点同时。这些产品在欧洲已经很普遍,很受欢迎。

这也带来了直接注入。目前的系统将活性成分引入到喷嘴上游的臂架中,使其有时间与水混合。然而,对于真正的点喷实用,直接喷射应该在喷嘴处。只有这样,才能在现货基础上应用自定义混合和费率。以前也有人这样做过,只是为了证明向喷雾机输送均匀的剂量是多么困难。

斑点喷雾传感器具有农艺效益。通过记录喷洒的位置,可以绘制杂草斑块。随着植物识别成为可能,可以想象从喷雾通道获得植物物种和阶段分布图,这将使喷雾器成为高分辨率的作物侦察工具。随着机器学习和传感器技术的发展,其他植物和土壤参数也可以被绘制出来。这种地图的农艺价值是巨大的,特别是如果它是在生长季节制作的。当然,数据密度、处理、存储和分析会限制这一点。

如果说过去教会了我们什么的话,那就是人们似乎对农业设备的投资有兴趣。一段时间以来,喷雾器一直是农场最常用的工具,尽管价格大幅上涨,但它们的受欢迎程度仍在继续。这些新功能只会为这些实现增加价值。做好价格震惊的准备,然后是接受和采用。

未来的现场喷雾器会是什么样子?尽管它将有油箱和吊杆,但其电子设备的复杂程度将使它更加多功能,我们还无法想象它可能会被使用的所有方式。但在我看来,形势已经发生了变化,我们已经在加速走向未来。

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