[01778511]林业有害生物高效防治装备的关键技术创新及产业化

中国是林业有害生物发生、危害最为严重的国家之一。“十一五”期间，年均发生面积1.7亿亩，每年因森林病虫害致死树木4000多万株，损失达1100多亿元。及时和高效防治林业有害生物是长期困扰中国森林保护的一大难题，针对森林有害生物防治面积广、树体高大、冠层浓密、地形复杂、突发性强等特点，该项目集成森林保护学、林业机械学、林业机械化与电气化等多学科前沿技术，系统开展了防治技术与装备的研究。经过20多年的理论研究和产业化推广，构建了林用农药喷雾、喷烟、喷粉、静电喷雾等喷洒技术结合。航空，车载、便携式等工作方式结合的立体式高效防治技术体系，创制了多种高效、环保、机械化、自动化、智能化的林业有害生物防治装备。1、提出了高效、环保的防治方法，创造性解决了施药的关健技术。①首次提出基于树术特征图像的智能对靶喷雾方法，发明了一种GPS定位数据采集系统，集成开发了基于FPGA的智能对靶喷雾装置，突破了实时树木图像采集、深度信息提取、精确对靶施药等关键技术。图像采集与处理速度小于0.05s/帧。②提出了高大林木低量风送农药喷雾方法，研究了风送低量喷雾下的雾滴雾化、运行、沉积、扩散及蒸发规律，实现了垂直射程最高达45m、防治效率最大达40hm<'2>/h、药剂利用率提高50％以上的高射程高效喷雾功能。③创立了烟雾高效载药技术，发明了烟雾机的新型动力-稳态燃烧器和并联式脉冲燃烧器，解决了高效烟雾载药的关键技术，喷烟量最高达420L/h，防治效率最大达85hm<'2>/h。④解决了航空喷雾高速飞行条件下雾滴荷电的关键技术，发明了内嵌式环状电极诱导电场单喷嘴和双喷嘴的航空静电喷头，农药利用率平均提高51.6％。⑤突破了背负喷雾喷粉机功率小于3kW、射程低于15m的技术瓶颈，集成小型高速离心风机及拉伐尔喷管射流雾化技术，解决了高射程与便携性的矛盾，提高了出口风速(出口流速达到162.5m/s)和雾化效果，垂直射程达18m。2、研制了与高效防治技术配套的5类装备共11个机型。研制了基于林术图像的智能对靶喷雾装置，填补了国内外空白，开发了智能对靶喷雾机；研制了国内外首台全自动遥控车载低量风送高射程喷雾机，开发出不同规格和作业参数的5个型号系列产品；在国内，首次发明了车载烟雾机，形成2个产品；首次研制了适用固定翼、旋翼、轻型机挂载的，由单、双航空静电喷头组成的航空静电喷雾系统；研发了首台大功率背负高射程喷雾喷粉机。该项目共获发明专利3项，实用新型专利13项(其中3项实用新型专利进行了专利检索，全部权利要求具有新颖性和创造性)，制定林业行业标准2项，出版著作1部，发表学术论文94篇(其中SCI收录3篇，EI收录32篇)。10年来，项目成果推广应用到全国，出口5个国家。累计销售高射程喷雾机6230多台、智能对靶喷雾机10台、大型车载烟雾机83台、背负式高射程喷雾喷粉机97800多台；直接经济效益4.6亿元。航空静电喷雾系统推广4套。累计防治面积达3.1亿亩；共挽回林木材积生长损失约380多亿元，生态效益显著。