扇形雾喷头磨损对微生物农药施药性能的影响

农林病虫害防治中,微生物农药因其具有不污染环境、防治作用持久、无残留、杀伤特异性强等优点,已逐渐成为研究热点和重要方向,但因利用率较低、施药技术落后、专业施药器械匮乏等原因限制了其在农林病虫害防治中的应用。笔者分析了扇形雾喷头球头结构与雾滴尺寸、雾滴沉积量和农药中的活体微生物存活率等微生物农药活性衡量指标的相关性。建立了喷头磨损测试系统,雾滴沉积量和微生物农药活性测试系统,利用三维测量仪和激光粒度仪等试验测试了扇形雾喷头球头结构尺寸与雾滴沉积量和农药中活体微生物的存活率的变化关系。采用SPSS软件通过线性回归分析方法量化分析微生物农药活性各性能指标与扇形雾喷头球头尺寸之间的相关性,建立了线性回归数学模型。分析认为:目前沿用的喷头失效评估方法不适用于微生物农药施药,为保持微生物农药活性,满足其使用要求,TP11002型扇形雾喷头磨损率应小于6.74%,球头短轴尺寸不能超过0.5 mm,TP8004扇形雾喷头磨损率应小于6.91%,球头短轴尺寸不能超过0.45 mm。结果表明,微生物农药活性不能仅以农药中的活体微生物存活率为衡量指标,应考虑到雾滴沉积量和活体微生物存活率的综合影响。扇形雾喷头球头结构尺寸与雾滴沉积量和活体微生物存活率存在线性关系,根据扇形雾喷头球头结构尺寸的变化判断微生物农药活性是可行的。本研究结果为微生物农药施药时对施药器械的失效评估和提高微生物农药防治效果提供了理论和技术支撑。     

基于林木病虫害防治的移动喷雾参数对雾滴穿透性影响分析

林木病虫害防治过程中,常采用皮卡搭载喷雾系统进行移动喷雾,以达到快速高效的目的。为了研究移动喷施农药过程中喷雾技术参数对雾滴穿透性的影响,本研究构建了由供液模块、喷雾压力调控和速度实时显示模块、喷头高度和角度调节模块、速度控制调节模块和防冲撞限位模块5大部分组成的移动喷雾测试系统。通过研制的移动喷雾测试开展试验分析,分别设置了3种喷施压力、4种搭载平台行驶速度、国产和进口不同的多个喷头,对仿真树靶标进行了喷雾试验,在仿真树冠层内设置8个采样点铺放卡纸来测定雾滴沉积覆盖率,采用iDASPRO雾滴沉积分析数据,以此来测试喷雾技术参数对雾滴穿透规律的影响。经过统计分析,得到影响喷头穿透效果大小的因素次序:喷雾压力>搭载平台移动速度>喷头孔径,采用Design Expert试验分析软件,建立以喷头孔径、搭载平台移动速度和喷雾压力为自变量、以雾滴覆盖率为应变量的多元非线性回归模型。结果表明:雾滴沉积量随着喷雾压力的增加呈现增加的趋势,当移动速度为最小的0.25m/s时,雾滴沉积量明显高于移动速度为0.50m/s和0.75m/s时的值,研究结果对于植保作业中移动喷雾参数确定和器械选择提供了理论依据与应用参考。     

农药助剂对空中和地面防控林业有害生物的雾滴粒径影响

【目的】量化分析农药助剂对空中和地面防控林业有害生物的雾滴粒径影响,为农药助剂的生产应用、喷头的操作使用提供技术依据,为进一步研究新型农药助剂、设计新型喷头和喷雾设备提供理论支持。【方法】利用开路式风洞和激光粒度仪对农药助剂在空中和地面防治时不同风速、喷头类型、喷头孔径、喷施压力、喷雾介质等情况下的雾滴粒径、分布跨度进行研究,并根据美国S572. 1标准判断喷头雾谱等级,分析农药助剂配比、喷头结构参数、施药技术因素对雾滴粒径分布的影响。【结果】压力增大和喷头孔径减少,均会导致喷头的雾滴体积中径变小。相较于水作为喷雾介质,当以飘移抑制剂41A作为喷雾介质时,所有喷头的雾滴粒径变大,分布跨度增大,雾谱等级改变。当以表面活性剂LI700和润湿剂CHEMWET作为喷雾介质时,地面国产喷头的雾滴粒径稍变小,雾谱等级维持不变;对于空中CP系列扇形喷头,导流板设置的喷雾偏转角度增大,雾滴粒径减小,雾滴谱分布跨度变小,雾滴雾化均匀性更好。【结论】农药助剂与体积中径、分布跨度显著相关。进行空中施药时,为了降低雾滴飘移,需要添加合适的农药助剂(如飘移抑制剂41A)增大雾滴粒径,提高附着性;进行地面施药时,为了确保覆盖面积和冠层穿透性,需要添加合适的农药助剂(如表面活性剂LI700)降低雾滴粒径,增强沉积率。蜡质层较厚的树木叶片,其表面较难被药液润湿,对于此类靶标喷施农药时,应使用润湿剂CHEMWET,以增加药液在靶体表面的润湿性能和黏附性能。     

基于函数模型的喷杆式组合喷头雾滴沉积效果研究

大田喷杆式喷雾机在喷雾作业时,雾滴沉积均匀性会极大影响农药利用率和施药效果。目前对于喷头雾滴沉积的研究鲜见较为准确的分布预测模型。针对平面扇形喷头XR8002、XR8004和XR8006,探讨了不同喷雾高度下不同喷孔尺寸的喷头雾滴雾化规律,进而对单喷头雾滴沉积分布进行函数拟合,建立喷头雾滴沉积分布模型,研究单喷头及其组合喷头的雾滴沉积分布规律。结果表明:喷孔尺寸越小,雾滴完全雾化所需喷雾高度越大。当喷雾高度为50 cm时,3种喷头理想的安装间距均为65 cm;当喷雾高度为70 cm时,XR8002的最佳安装间距为70~75 cm,XR8004和XR8006则均为75 cm。本研究建立的单喷头及组合喷头的雾滴沉积分布模型具有较高的精度,为喷杆式喷雾机喷头最佳安装间距的选择提供了一种有效的方法。     

无人机雾化喷头对雾滴在竹林中沉降分布及害虫防效的影响

为明确不同喷头型号对无人机喷雾雾滴在竹林中沉积分布和防效的影响,揭示无人机喷雾的关键技术，研究选用不同型号雾化喷头，开展无人机喷雾雾滴检测和林间防治试验，分析不同喷头型号对雾滴的覆盖密度、沉降率、有效喷幅、密度变异系数和防治效果的影响。结果表明：无人机喷洒系统的雾化喷头对雾滴沉积分布的影响较大，在竹林喷雾中，无人机雾化喷头以SX110015VS型号为宜，其雾滴在竹林中的沉积分布状况最佳，雾滴穿透性最强，防治效果最理想。     

面向林业病虫害防治的生物农药喷施系统

【目的】面向林业病虫害防治,设计开发针对生物农药的专用雾化喷头和喷施技术,为确定专门喷施生物农药的风送转盘式离心雾化机构提供理论支持,为预测不同测试范围、操作技术参数和转盘喷头结构下的雾滴粒径尺寸提供科学依据。【方法】设计制造风送转盘式生物农药喷头,构建雾滴粒径性能测试系统,雾滴在植物中的穿透性测试系统以及生物农药活性测试系统,通过改变离心雾化转盘喷头的结构参数(转盘外径、斜角、齿数)以及操作技术参数(流量、转速、风送机构风速)进行雾滴粒径、生物农药活性试验。【结果】1)转盘齿数和转盘斜角对雾滴粒径的影响不显著,而转盘外径、输药流量、转速和喷雾距离与雾滴粒径相关,雾滴粒径随着输药流量增大、转盘外径减小、转速降低和喷雾距离增加而变大。2)构建以输药流量、转盘外径、转速、喷雾距离等参数为自变量,以转盘喷头雾化后的雾滴体积中径为应变量的回归模型,经检验,回归模型调整R~2为0.917,具有显著统计意义。3)通过放置在目标树木不同冠层的水敏纸分析雾滴覆盖率,转盘喷头与风送机构结合,使雾化后的雾滴借助风力的吹送作用,能够更好地穿过树木冠层,迎着喷施方向前层植物上的雾滴覆盖率明显高于中层和后层,且随着风速升高,各层的雾滴覆盖率显著增大。4)以白僵菌作为喷雾介质,测试孢子萌发率来衡量生物农药喷施后的活性损伤情况。转盘喷头的雾滴粒径与转盘齿数和斜角的相关性极弱,而与转盘外径、输药流量、转速和喷雾距离密切相关,影响生物农药活性的转盘喷头结构参数和操作技术参数因素次序为:风速转盘外径转速输药流量转盘斜角转盘齿数。【结论】转盘喷头在风送机构的吹送作用下,可提高喷雾覆盖率,增强防治效果。综合雾化性能和防治性能数据,转盘外径0.1 m、输药流量20 L·h~(-1)、转速314 rad·s~(-1)、风送机构风速5 m·s~(-1)为面向林业病虫害防治生物农药喷施系统的最佳参数设置。     

农药精确施用模型及其与林木虚拟生长模型协同研究综述

林木虚拟生长模型是应用计算机模拟树木在三维空间中的生长发育状况,而农药精确施用模型是应用计算机模拟农药按需定量喷施、与目标植物接触以及产生药效等一系列喷施作业情况。如果把两者耦合起来,将直观模拟出林木正常生长、受病虫害侵染、农药发挥效果、长势有所好转等一系列交互效果,可为调整植物保护策略、制定农药喷施方案和研制新型植保机械提供理论支持和技术支撑。文中分析了农林病虫害防治情况和农药精确施用的重要性,在综述国内外喷头雾化性能模型、沉降沉积模型（飘移模型）、施药量调节模型、雾化特性预测模型等农药施用模型研究现状的基础上,通过分析探讨两模型协同机理和林木虚拟生长模型及耦合模型实时性协同环境,提出了基于农药施用过程与防治药效的模型协同研究、基于林木形态结构模型的仿形对靶喷雾模型研究以及农药精确施用多模型交互协同研究的建议。     

对冲喷头设计与雾化试验

【目的】针对植保机械扇形喷头雾滴粒谱较宽、雾滴粒径均匀度较差等不足,基于射流和撞击流耦合作用原理,提出一种新型喷头结构方案,以改善喷头雾滴粒径均匀性和雾滴谱。【方法】采用快速成型制造技术的光敏液相固化成型(SLA)工艺,选用C-UV9400立体光造型树脂材料,制造出喷头终端喷孔出水口形状相同、出水口孔径d_1=1 mm、切槽角α=30°的扇形喷头和新型对冲喷头;利用喷头雾化性能测试系统检测2种喷头的雾滴粒径和雾滴分布情况,使用分布跨度评价雾滴粒径均匀性。【结果】在距喷头终端喷孔出水口100 mm处,喷施压力在0.3～0.8 MPa范围内变化时,扇形喷头和新型对冲喷头的分布跨度分别在1.65～1.82和1.07～1.23之间,分布跨度小表明雾滴粒径均匀性好、雾滴谱窄,且从测得的雾滴分布图发现,新型对冲喷头的雾滴分布较集中;当喷施压力大于0.6 MPa时,扇形喷头雾滴粒径变化趋向稳定,而新型对冲喷头雾滴粒径随喷施压力增大还能不断减小,表明新型对冲喷头具有调压范围宽的良好调压特性;撞击后会形成较大雾滴,较大雾滴并有一定速度具备较好的穿透性能和抗飘移能力;为使喷头达到较佳的病虫害防治效果,建立了喷头雾滴粒径多项式回归模型,为喷头选用提供依据。【结论】基于射流和撞击流耦合作用的对冲喷头具有雾滴粒径均匀性较好、雾滴谱较窄、调压范围宽和抗飘性较强的特点,可为开发精准施药植保机械装备提供技术支持。     

移动喷雾施药对杂草防治效果的风洞试验

设计并构建了一套移动喷雾施药对杂草防治效果的风洞试验平台,该试验平台能精确控制移动喷雾施药时的外部环境风速与喷雾移动速度。为了研究风速与喷雾移动速度对雾滴沉积量密度的影响,进行了2因素(风速、喷雾移动速度) 3水平的全面试验,分析了雾滴沉积量密度随风速、喷雾移动速度变化趋势及其原因。以杂草马齿苋为例,在不同风速与喷雾移动速度条件下,研究烟嘧磺隆对不同生长时期马齿苋的防治效果。采用配比为0.013 3%质量分数烟嘧磺隆药液对二叶、四叶和六叶一心生长时期马的齿苋喷雾施药,分析了风速、喷雾移动速度与烟嘧磺隆沉积量密度对不同生长时期马齿苋的防治效果。试验结果表明:从风速、喷雾移动速度对雾滴沉积量密度显著性分析结果可知,风速、喷雾移动速度均对雾滴沉积量密度有显著性影响,且风速对雾滴沉积量密度显著性影响程度高于喷雾移动速度。烟嘧磺隆沉积量密度分别至少达到1.52,3.22和6.09μL/cm2时,二叶、四叶和六叶一心生长时期的马齿苋鲜质量防治效果可达到80%以上,在相同烟嘧磺隆沉积量密度条件下,二叶、四叶和六叶一心生长时期的马齿苋鲜质量防效明显高于株防效。喷施烟嘧磺隆防治马齿苋的最佳时期是马齿苋生长的二叶至四叶时期。试验结果为移动喷雾施药防治杂草的应用中选择合适的喷雾参数、合理利用环境条件提供了参考依据。     

静电喷雾防治病虫害综述和展望

本文综述了静电喷雾技术中的雾滴充电方法和喷雾性能，并对静电喷雾技术在林木育苗大棚和果园的病虫害防治、林业化学除草、航空农药喷洒等方面的前景进行了探讨和展望。     

固定翼飞机喷雾作业雾滴飘移规律研究

为了研究固定翼飞机喷雾作业雾滴飘移的规律,针对GP-81A航空喷头的3~#、4~#、5~#喷嘴,以农用航空常用的Y-5B飞机为平台进行航空喷雾作业试验,采用采样杯采样方法,通过改变雾滴粒径、航高、侧风风速3个因素开展雾滴的飘移沉积试验研究。通过SPSS软件对试验结果分析可知,3个因素对雾滴飘移均有显著性影响,对沉积量的影响权重大小为:雾滴粒径侧风风速航高;通过回归方程估算出不同试验条件下总沉积量的大小,进一步分析了3个因素对沉积量大小的影响;根据拟合结果及比较分析综合来看,当喷头型号为5~#,航高为5 m,侧风风速为1.5 m/s时作业喷洒效果最佳;通过AGDISP对不同雾滴粒径条件下雾滴的飘移轨迹及沉积量进行模拟分析,验证了雾滴粒径对航空喷雾飘移的显著影响。研究结果可为固定翼飞机实际喷洒作业中减少雾滴飘移、提高农药使用效率提供了科学依据。     

静电喷雾防治病虫害综述的展望

本文综述了静电喷雾技术中的雾滴充电方法和喷雾性能，并对静电喷雾技术在林木育苗大棚和果园的病虫害防治，林业化学除草，航空农药喷洒等方面的前景进行了探讨和展望。     

农用固定翼飞机的喷头喷雾特性

为获得航空AT系列固定翼飞机常用喷头的雾滴粒径分布情况,选取了CP-03喷头并对其进行了风洞和飞行条件2种情况下的雾滴粒径分布测试。试验中收集水敏纸,试验结束后利用扫描仪扫描,再导入iDAS PRO雾滴沉积分析软件进行雾滴粒径分布情况、雾滴覆盖率及回收率情况分析。试验结果表明,在喷头型号一定的情况下,随着出口风速的增大,雾滴粒径呈递减趋势。当出口风速分别为51.5,60.7和70.4 m/s时,1~#孔+A的雾滴粒径最大,分别为374.4,297.1和229.6μm,同时,喷头的结构(孔径和喷雾面的导流角)也对雾滴粒径有直接的影响。该研究为航空喷头的作业参数提供了依据,在实际作业时,需要根据作业对象和防治要求合理匹配喷头结构、作业飞行速度、飞行高度参数,从而达到最佳作业效果。     

无人机作业航速对喷雾雾滴在竹林中沉降分布及害虫防效的影响

采用无人机开展竹林喷雾施药防治试验,通过设置5个不同无人机作业航速,分析雾滴在竹林中的沉降率、覆盖密度、密度变异系数、有效喷幅和防治效果,明确无人机的作业航速对喷雾雾滴沉积分布及防效的影响,为构建无人机喷雾施药关键技术体系提供技术支撑。结果表明：无人机作业航速对雾滴沉积分布和防效有较大的影响,当无人机作业航速为2.0 m/s时,竹冠水平与垂直方向雾滴的沉积分布最好,可获得较理想的防治效果。     

超低容量喷雾技术在林业病虫害防治中的应用

超低容量（又称超低量）喷雾技术是防治林业病虫害的一项新技术。使用东方红-18型喷雾机,进行地面超低容量喷雾防治松毛虫,具有工效高、省药、成本低、效果好、设备简便和易于推广等优点。当然,超低容量喷雾技术也有一定的局限性,因雾滴较小,易受风力、风向和上升气流的影响,造成雾滴雾化、远距离漂移和散失,在作业时受射程与地形的限制等。但是超低容量喷雾技术,将随着各国工业化程度和规模化农业的发展而发展,从而使这项喷雾技术呈现出更加广阔的应用前景。     

基于农药热力烟化雾化机理研究的可视化测试装置

烟雾载药防治技术具有防效高、用药省、无需用水等显著优点,广泛应用于农林病虫害的快速防治。目前国内外对该技术的研究大都停留在热力烟化后的效果层面上,而对热力烟化雾化过程及机理缺乏深入认识、相关测试装置十分匮乏。因此,笔者在现有热烟雾机热力烟化技术基础上,采用高纯度耐高温石英材料,研制出用于农药热力烟化雾化机理研究的可视化测试装置,实现了对油溶剂或水基型农药热力烟化雾化中破碎、裂化、蒸发及冷凝形成雾滴的过程的可视化研究,以及对雾滴粒径、热力烟化雾化管轴向温度和压力及其出口气流速度分布的测试,从而为农药热力烟化雾化机理的探讨提供方法和依据。     

不同助剂对无人机喷雾雾滴在竹林中沉降和飘移的影响

为探究不同助剂对无人机喷雾雾滴沉降和飘移的影响，评价其作为喷雾助剂的可行性，破解无人机喷雾的关键技术，该研究以无添加助剂为对照，在喷雾药液中分别添加不同用量的5种助剂，开展雾滴检测和野外防治试验，分析不同助剂及其不同用量对雾滴的沉降分布、飘移及防效的影响。结果表明：与对照相比，添加U伴、加加乐等5种助剂均能显著降低雾滴的飘失，最适用量均为90mL/hm²，助剂可大幅提高雾滴在靶标区域的沉积量，提升防治效果。     

静电喷雾的工作原理及分析

对静电喷雾技术原理进行了分析,阐述了静电喷雾的工作的原理,尤其是药液的雾化过程以及雾滴的充电及运动过程的工作原理,研究表明:由于静电喷头与农作物之间的静电场力作用,使雾滴具有了一定的方向性,从而向农作物各个部位运行,为静电喷头的研制提供参考。     

风送式静电喷雾技术防治林木病虫害研究与展望

使用传统的化学防虫不可避免地会造成农药浪费和环境污染。文中通过分析比较风送式喷雾技术、静电喷雾技术和风送静电喷雾技术的优点，综述了基于车载低量高射程喷雾机的风送静电喷雾技术在高大林木病虫害防治上的研究和应用前景，可为今后的进一步研究工作奠定基础。     

空中拖拉机喷雾系统及喷雾技术

摘要：空中拖拉机是当前我国农化作业效率最高的飞机之一。其先进的喷雾系统由药箱、高压泵、喷杆、喷头、加药设备及控制系统等部分组成。空中拖拉机飞行高度在平原和山区分别为树梢以上10～15m和20m以上,AT-504和AT-402B的有效喷幅分别为80m和60m。大多数雾滴直径100～200μm,雾化程度高,可以通过改变喷头角度来调整雾滴密度和大小。