本發(fā)明涉及封閉除草，具體而言，涉及一種適用于丘陵區(qū)黏重土壤的封閉除草系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、封閉除草是在土壤表面形成一層藥膜，阻止雜草萌發(fā)的一種除草方法。封閉除草劑通過在土壤表面噴灑藥物，形成一層藥膜。當雜草種子從土中出芽時，接觸到這層藥膜，就會被殺死，無法長大。封閉除草的關(guān)鍵在于藥膜的完整性。為了保證藥膜的有效性，土壤必須保持平整，否則藥膜可能會被破壞，導(dǎo)致封閉失敗。此外，封閉除草劑的作用機制是通過藥物在土壤表面形成一層藥膜，當雜草的幼芽或根系觸碰到這層藥膜時，會被吸收并殺死，從而達到除草的效果。

2、在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，除草技術(shù)的精確性和效率直接影響作物的生長和收成。對于丘陵地區(qū)的黏重土壤，傳統(tǒng)除草方法往往面臨諸多挑戰(zhàn)。丘陵區(qū)的地形復(fù)雜，土壤具有較高黏性和較重質(zhì)地，導(dǎo)致土地平整度難以控制，機械作業(yè)易受影響，造成除草不均勻。此外，丘陵地區(qū)風速和濕度波動較大，這使得農(nóng)藥噴灑的控制難度增加。風速可能導(dǎo)致農(nóng)藥飄散，從而影響噴灑精準性，而環(huán)境濕度則可能影響藥液在土壤表面的停留時間和滲透效果。特別是在油菜等精量直播作業(yè)中，農(nóng)藥噴灑量和壓力的精確調(diào)控對于封閉除草的效果至關(guān)重要。然而，封閉除草技術(shù)對土壤表面平整度要求較高，且噴灑速度和壓力對藥膜形成的完整性起到關(guān)鍵作用。過快或過慢的噴灑速度，或不當?shù)膰婌F壓力，均可能導(dǎo)致藥膜覆蓋不均勻、藥效降低甚至藥液浪費。此外，不同的環(huán)境濕度條件下，藥液的蒸發(fā)速度和土壤滲透效果也會有所不同。

3、因此，有必要提供一種適用于丘陵區(qū)黏重土壤的封閉除草系統(tǒng)及方法用以解決現(xiàn)有技術(shù)在丘陵地區(qū)黏重土壤上進行封閉除草時，受限于地形復(fù)雜、土壤黏性高、風速濕度波動等因素，導(dǎo)致噴灑不均勻、藥效降低及藥劑浪費的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明提出了一種適用于丘陵區(qū)黏重土壤的封閉除草系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)在丘陵地區(qū)黏重土壤上進行封閉除草時，受限于地形復(fù)雜、土壤黏性高、風速濕度波動等因素，導(dǎo)致噴灑不均勻、藥效降低及藥劑浪費的問題。

2、一方面，本發(fā)明提出了一種適用于丘陵區(qū)黏重土壤的封閉除草系統(tǒng)，包括：

3、采集模塊，用于采集地形平整度和環(huán)境信息，其中，所述環(huán)境信息包括風速和環(huán)境濕度；

4、處理模塊，用于根據(jù)所述地形平整度確定油菜精量直播機的噴灑初速度，根據(jù)所述環(huán)境濕度判斷是否對所述噴灑初速度進行調(diào)整，若判斷為需要調(diào)整，根據(jù)所述環(huán)境濕度對所述噴灑初速度進行調(diào)整，得到噴灑速度終值；

5、所述處理模塊還用于根據(jù)所述風速確定所述油菜精量直播機的噴霧初壓力，根據(jù)所述環(huán)境濕度判斷是否對所述噴霧初壓力進行調(diào)整，若判斷為需要調(diào)整，根據(jù)所述環(huán)境濕度對所述噴霧初壓力進行調(diào)整，得到噴霧壓力終值；

6、決策模塊，用于根據(jù)所述噴灑速度終值和噴霧壓力終值對地面噴灑除草農(nóng)藥。

7、進一步的，所述采集模塊用于采集地形平整度和環(huán)境信息時，包括：

8、在待噴灑除草農(nóng)藥的地面均勻選定若干點，使用激光水平儀測量每個點的高度；

9、根據(jù)各點的高度構(gòu)建高度序列h＝{h1，h2，h3，…，hn}，其中，n＝1,2,3，…，n；

10、

11、將所述高度序列中的數(shù)值升序排列；

12、計算高度序列中除最小值外每個數(shù)值與最小值的高度差，計算所述高度差的平均值，根據(jù)所述平均值評估所述平整度。

13、進一步的，所述根據(jù)所述平均值評估所述平整度時，包括：

14、通過下式根據(jù)所述平均值計算高度數(shù)值的標準差：

15、

16、上式中，σ表示標準差，n表示高度序列中的數(shù)值數(shù)量，h?i表示高度序列中的第i個數(shù)值，表示平均值；

17、通過下式根據(jù)所述標準差計算變異系數(shù)：

18、

19、上式中，cv表示變異系數(shù)，σ表示標準差，表示平均值；

20、其中，所述平整度與變異系數(shù)成反比：p＝1/cv，其中，p表示平整度，cv表示變異系數(shù)。

21、進一步的，所述處理模塊用于根據(jù)所述地形平整度確定油菜精量直播機的噴灑初速度時，包括：

22、設(shè)置第一平整度和第二平整度，其中，所述第一平整度大于所述第二平整度；

23、若所述平整度大于所述第一平整度，則確定油菜精量直播機以第一速度噴灑；

24、若所述平整度小于或等于所述第一平整度，且大于或等于所述第二平整度，則確定油菜精量直播機以第二速度噴灑；

25、若所述平整度小于所述第二平整度，則確定油菜精量直播機以第三速度噴灑；

26、其中，所述第一速度大于所述第二速度，所述第二速度大于所述第三速度。

27、進一步的，所述根據(jù)所述環(huán)境濕度判斷是否對所述噴灑初速度進行調(diào)整時，包括：

28、設(shè)置環(huán)境濕度最小值，若所述環(huán)境濕度大于或等于所述環(huán)境濕度最小值，則判斷不對所述噴灑初速度進行調(diào)整；

29、若所述環(huán)境濕度小于所述環(huán)境濕度最小值，則判斷對所述噴灑初速度進行調(diào)整。

30、進一步的，所述若判斷為需要調(diào)整，根據(jù)所述環(huán)境濕度對所述噴灑初速度進行調(diào)整，得到噴灑速度終值時，包括：

31、設(shè)置第一濕度值和第二濕度值，所述環(huán)境濕度最小值大于所述第一濕度值，所述第一濕度值大于所述第二濕度值；

32、若所述環(huán)境濕度大于所述第一濕度值，則采用第一調(diào)節(jié)系數(shù)對所述噴灑初速度進行調(diào)整；

33、若所述環(huán)境濕度小于或等于所述第一濕度值，且大于或等于所述第二濕度值，則采用第二調(diào)節(jié)系數(shù)對所述噴灑初速度進行調(diào)整；

34、若所述環(huán)境濕度小于所述第二濕度值，則采用第三調(diào)節(jié)系數(shù)對所述噴灑初速度進行調(diào)整；

35、其中，1＞第一調(diào)節(jié)系數(shù)＞第二調(diào)節(jié)系數(shù)＞第三調(diào)節(jié)系數(shù)＞0。

36、進一步的，所述處理模塊還用于根據(jù)所述風速確定所述油菜精量直播機的噴霧初壓力時，包括：

37、設(shè)置第一風速和第二風速，其中，所述第一風速大于所述第二風速；

38、若所述風速大于所述第一風速，則確定油菜精量直播機以第一壓力進行噴霧；

39、若所述風速小于或等于所述第一風速，且大于或等于所述第二風速，則確定油菜精量直播機以第二壓力進行噴霧；

40、若所述風速小于所述第二風速，則確定油菜精量直播機以第三壓力進行噴霧；

41、其中，所述第一壓力小于所述第二壓力，所述第二壓力小于所述第三壓力。

42、進一步的，所述根據(jù)所述環(huán)境濕度判斷是否對所述噴霧初壓力進行調(diào)整時，包括：

43、設(shè)置環(huán)境濕度最大值，若所述環(huán)境濕度小于或等于所述環(huán)境濕度最大值，則判斷不對所述噴霧初壓力進行調(diào)整；

44、若所述環(huán)境濕度大于所述環(huán)境濕度最大值，則判斷需要對所述噴霧初壓力進行調(diào)整。

45、進一步的，所述若判斷為需要調(diào)整，根據(jù)所述環(huán)境濕度對所述噴霧初壓力進行調(diào)整，得到噴霧壓力終值時，包括：

46、設(shè)置第三濕度值和第四濕度值，其中，所述第三濕度值小于所述第四濕度值；

47、若所述環(huán)境濕度小于所述第三濕度值，則通過第一調(diào)整系數(shù)對所述噴霧初壓力進行調(diào)整；

48、若所述環(huán)境濕度大于或等于所述第三濕度值，且小于或等于所述第四濕度值，則通過第二調(diào)整系數(shù)對所述噴霧初壓力進行調(diào)整；

49、若所述環(huán)境濕度大于所述第四濕度值，則通過第三調(diào)整系數(shù)對所述噴霧壓力進行調(diào)整；

50、其中，1＞第一調(diào)整系數(shù)＞第二調(diào)整系數(shù)＞第三調(diào)整系數(shù)＞0。

51、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：首先，本發(fā)明的采集模塊能夠?qū)崟r監(jiān)測地形平整度以及關(guān)鍵環(huán)境信息如風速和環(huán)境濕度，為油菜精量直播機的精準操作提供了詳實數(shù)據(jù)。通過處理模塊，系統(tǒng)可以根據(jù)地形平整度自動設(shè)定噴灑的初速度，確保藥膜覆蓋的均勻性和有效性。在濕度較高或較低的情況下，處理模塊會對噴灑速度進行自動調(diào)整，從而適應(yīng)不同濕度條件，防止藥液滲透過深或流失，保持除草效果。此外，處理模塊通過風速信息調(diào)節(jié)噴霧初壓力，并在需要時根據(jù)環(huán)境濕度進一步調(diào)整壓力，使噴灑效果更精準。這一調(diào)整有效減少了噴霧在風速和濕度變化下的漂移和蒸發(fā)，使得藥液更多地留在目標區(qū)域，從而降低了環(huán)境污染和藥劑浪費，這種雙重動態(tài)調(diào)控不僅優(yōu)化了噴灑覆蓋率，還保障了封閉除草藥膜的穩(wěn)定性，使系統(tǒng)適用于丘陵地形和黏重土壤中復(fù)雜的環(huán)境條件。總的來說，該系統(tǒng)提升了噴灑的精準性和一致性，有助于改善丘陵區(qū)油菜田的雜草控制，節(jié)省藥劑，提升除草效率。

52、另一方面，本技術(shù)還提供了一種適用于丘陵區(qū)黏重土壤的封閉除草方法，包括：

53、采集地形平整度和環(huán)境信息，其中，所述環(huán)境信息包括風速和環(huán)境濕度；

54、根據(jù)所述地形平整度確定油菜精量直播機的噴灑初速度，根據(jù)所述環(huán)境濕度判斷是否對所述噴灑初速度進行調(diào)整，若判斷為需要調(diào)整，根據(jù)所述環(huán)境濕度對所述噴灑初速度進行調(diào)整，得到噴灑速度終值；

55、根據(jù)所述風速確定所述油菜精量直播機的噴霧初壓力，根據(jù)所述環(huán)境濕度判斷是否對所述噴霧初壓力進行調(diào)整，若判斷為需要調(diào)整，根據(jù)所述環(huán)境濕度對所述噴霧初壓力進行調(diào)整，得到噴霧壓力終值；

56、根據(jù)所述噴灑速度終值和噴霧壓力終值對地面噴灑除草農(nóng)藥。

57、可以理解的是，本技術(shù)提供的適用于丘陵區(qū)黏重土壤的封閉除草系統(tǒng)及方法具有相同的有益效果，在此不再贅述。