Способ мелкодисперсного дождевания Российский патент 2019 года по МПК A01G25/00 

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства. Оно может быть использовано для предотвращения возникновения температурного стресса у растений в период засухи, а также в наиболее жаркое время суток.

Сущность проблемы состоит в том, что растения для поддержания температуры поверхности листьев, необходимой для осуществления процесса синтеза органического вещества, испаряют влагу через устьица, покрывающие их нижнюю поверхность. Однако при превышении температурой приземного слоя воздуха определенного максимума (для картофеля +25°С) растения не успевают испарять достаточного количества влаги и во избежание увядания листьев резко снижают скорость испарения, закрывая устьица. Это приводит к резкому замедлению процесса синтеза органического вещества и, как следствие, снижению урожайности.

Известен способ снижения температурного стресса у растений картофеля. Согласно этому способу при температуре воздуха выше +25°С поверхность листьев покрывают слоем мелкодисперсных капель. Благодаря мелкой величине (50-100 мКм) капли удерживаются на поверхности листьев и испаряясь снижают ее температуру, а также повышают влажность воздуха, что способствует возобновлению процесса синтеза органического вещества. Эффект от разового опрыскивания сохраняется в течение 20-30 минут. В течение дня такое опрыскивание повторяют несколько раз. Прибавка урожайности от такого опрыскивания составляет 20%. При этом оросительная норма по сравнению с поливом дождевание машиной ДДА 100 м снижается в 8 раз. (В.В. Бородычев, Мелкодисперсное дождевание картофеля // Гидротехника и мелиорация, №6, 1976 г, С 75-77.)

Недостатком этого способа является низкая точность назначения времени опрыскивания по температуре воздуха в определенные часы дня, что носит усредненный характер и не всегда соответствует фактическому состоянию температуры поверхности листьев, не учитывает микрорельеф поля, особенности его ландшафта. И в результате приводит к нерациональному использованию воды.

Известен способ определения сроков полива при мелкодисперсном дождевании, включающий назначение мелкодисперсного дождевания по перепаду температур в системе лист/воздух от +1 до 3°С. (Патент РФ №2113110, МПК A01G 25/00, опубл. 20.06.1998 г.)

Недостатком этого способа является сложность определения температуры листа с помощью датчика, устанавливаемого на его поверхности, ограниченность площади, на которую распространяются результаты измерения, отсутствие возможности учета микрорельефа поля и особенностей ландшафта.

Устранить указанные недостатки позволяет способ мелкодисперсного дождевания, включающий измерение температуры поверхности листьев и при достижении ею критической величины проведение мелкодисперсного опрыскивания, в котором, согласно изобретению, измерение температуры поверхности листьев производят с помощью тепловизора, установленного на беспилотном летательном аппарате, при этом сначала поле делят на участки, площадь которых соответствует площади орошения локального дождевателя и определяют высоту съемки выделенных участков поля с учетом угла обзора объектива тепловизора и допустимых искажений на получаемой термограмме, затем определяют спутниковые координаты локальных дождевателей и используют их в качестве точек тепловизионной съемки при разработке маршрута движения коптера с заданными высотами точек съемки, а при наступлении жаркой погоды и превышении температуры воздуха критической величины, например +25°С, производят систематический облет поля по маршруту на заданной высоте с проведением съемки тепловизором и передачей снимков на компьютер, управляющий работой локальных дождевателей на орошаемом участке, который при достижении температуры поверхности листьев критического уровня в зоне конкретного дождевателя подает команду на его включение для мелкодисперсного опрыскивания поверхности листьев.

Новый технический результат от применения предложенного способа состоит в том, что тепловизорная съемка в привязке к локальным дождевальным аппаратам позволяет произвести измерение температуры листьев на всей зоне действия дождевателя и осуществить локальное мелкодисперсное дождевание на конкретном участке поля в момент достижения температуры поверхности листьев критической величины.

Реализация предложенного способа осуществляется следующим образом:

Поле, оборудованное автоматизированной дождевальной системой с локальными дождевателями, снабженными мелкодисперсными дождевальными аппаратами, управляемыми компьютером с центрального пульта дождевальной системы, делят на участки, площадь которых соответствует площади орошения локального дождевателя. Коптер оборудуют тепловизором, обеспечивающим определение температуры поверхности поля в диапазоне 0- +100°С, системой позиционирования, стабилизации и передачи информации на компьютер центрального пункта. Затем определяют высоту съемки из соотношения угла обзора объектива тепловизора и допустимых искажений на получаемой термограмме. После этого определяют спутниковые координаты локальных дождевателей и используют их в качестве точек тепловизорной съемки при разработке маршрута движения коптера с заданными высотами точек съемки. При наступлении жаркой погоды и превышении температуры воздуха критической величины, например +25°С, производят систематический облет поля по маршруту и проведение съемки тепловизором с передачей снимков на компьютер, управляющий работой локальных дождевателей, который при достижении температуры поверхности листьев критического уровня в зоне конкретного дождевателя проводит сопоставительный анализ полученных результатов с базой данных и подает команду на опрыскивание поверхности листьев. Полеты коптера с тепловизором над полем продолжаются в течение 3-4 часов с интервалом 30-40 мин.

Таким образом, осуществляя предлагаемый способ, производят измерение температуры листьев на всей зоне действия дождевателя, что дает возможность произвести локальное мелкодисперсное дождевание в момент достижения температуры поверхности листьев критической величины на конкретном участке поля и тем самым предотвратить возникновение температурного стресса у растений.

Изобретение может быть использовано для предотвращения возникновения температурного стресса у растений в период засухи, а также в наиболее жаркое время суток. Измеряют температуру поверхности листьев. При достижении ею критической величины проводят мелкодисперсное опрыскивание. Измерение температуры поверхности листьев производят с помощью тепловизора, установленного на беспилотном летательном аппарате. Сначала поле делят на участки, площадь которых соответствует площади орошения локального дождевателя. Определяют высоту съемки выделенных участков поля с учетом угла обзора объектива тепловизора и допустимых искажений на получаемой термограмме. Затем определяют спутниковые координаты локальных дождевателей и используют их в качестве точек тепловизионной съемки при разработке маршрута движения коптера с заданными высотами точек съемки. При наступлении жаркой погоды и превышении температуры воздуха критической величины, например +25°С, производят систематический облет поля по маршруту на заданной высоте с проведением съемки тепловизором и передачей снимков на компьютер, управляющий работой локальных дождевателей на орошаемом участке. Компьютер при достижении температуры поверхности листьев критического уровня в зоне конкретного дождевателя подает команду на его включение для мелкодисперсного опрыскивания поверхности листьев. Обеспечивается возможность проведения локального мелкодисперсного дождевания в момент достижения температуры поверхности листьев критической величины на конкретном участке поля и тем самым предотвращения возникновения температурного стресса у растений.

Способ мелкодисперсного дождевания, включающий измерение температуры поверхности листьев и при достижении ею критической величины проведение мелкодисперсного опрыскивания, отличающийся тем, что измерение температуры поверхности листьев производят с помощью тепловизора, установленного на беспилотном летательном аппарате, при этом сначала поле делят на участки, площадь которых соответствует площади орошения локального дождевателя и определяют высоту съемки выделенных участков поля с учетом угла обзора объектива тепловизора и допустимых искажений на получаемой термограмме, затем определяют спутниковые координаты локальных дождевателей и используют их в качестве точек тепловизионной съемки при разработке маршрута движения коптера с заданными высотами точек съемки, а при наступлении жаркой погоды и превышении температуры воздуха критической величины, например +25°С, производят систематический облет поля по маршруту на заданной высоте с проведением съемки тепловизором и передачей снимков на компьютер, управляющий работой локальных дождевателей на орошаемом участке, который при достижении температуры поверхности листьев критического уровня в зоне конкретного дождевателя подает команду на его включение для мелкодисперсного опрыскивания поверхности листьев.