近日，山东农业大学的刘雪美教授及其研究团队在国际知名期刊《Pest Management Science》上发布了一项新的研究，标题为“灵活的冠层开放机制提升密集作物冠层的喷雾覆盖率：建模与田间评估”。该论文的第一作者是机电学院的博士研究生于世辉，刘雪美教授则担任通讯作者。在大豆的生长后期，由于冠层闭合度较高，喷雾雾滴常常被上层的枝叶阻挡，导致中下层及叶片背面的喷雾覆盖不足，这对精准施药效果产生了不利影响。目前使用的机械开冠技术多采用刚性结构，与作物接触时可能会造成较大的机械损伤，因此，如何在有效打开作物冠层的同时，改善雾滴向内部的输送，并降低对植物的机械损害，是密集冠层施药中急需解决的问题。
对此，研究团队提出了一种柔性开冠辅助喷雾的方法，并设计了一种柔性开冠喷杆喷雾机。他们结合显式有限元模拟、高速摄影和田间水敏纸实验，对开冠过程、植物机械响应及喷雾覆盖效果进行了系统的研究。结果显示，该模型对最大开冠距离的预测平均绝对百分比误差为7.37%；在开冠深度从株高的10%增加到30%时，平均最大开冠距离从187.15毫米增加至385.91毫米。在30%开冠深度和0.75 m/s的行进速度下，中层及下层叶片正面水敏纸的覆盖率分别达到52.25%和20.77%。而在正面和背面层间的覆盖变异系数较不开冠处理分别降低了62.37%和40.15%。研究表明，采用柔性开冠的技术在密集大豆冠层中能够显著改善喷雾的覆盖率及层间分布的均匀性，为精准施药设备的结构设计和作业参数的优化提供了新的技术思路。
