施药液量对植保无人飞机低容量喷雾防治番茄晚疫病药效的影响

无人机飞防省时、省力、高效,逐渐受到广大种植户的认可,市场需求不断增加。晚疫病是威胁番茄生产的重大毁灭性病害,如果防治不及时,会造成严重的减产和品质下降,目前生产上多采用常规大容量喷雾法防治,不仅费水费工,而且大水量提供了有利于病害暴发的高湿环境,防治效果往往不理想。本文以常规大容量喷雾处理作对照研究了植保无人飞机低容量喷施不同药液量和药剂量对番茄晚疫病防效的影响。研究结果表明:1)随着植保无人飞机施药液量的增加,其对晚疫病的防治效果显著增加,而药液量超过3L/667m2后,药效不再增加;施药液量2L/667m2时,植保无人飞机低容量喷雾效果与常规大容量喷雾(60L/667m2)效果相当,而施药液量3L/667m2时的防效显著好于常规大容量喷雾。2)植保无人飞机低容量喷雾在农药减量25%情况下,施药液量3L/667m2的处理与常规大容量喷雾的防治效果相当。试验结果明确,植保无人飞机低容量喷雾防治番茄晚疫病具有较强的可行性。     

植保无人飞机低空低容量喷雾技术应用与展望

近十年来,我国植保无人飞机迅猛发展,应用的农作物范围越来越广,不仅在水稻、小麦、玉米等主要粮食作物得到了应用,在橡胶、槟榔等高大植株的病虫害防治中更有其独特优势,已经初步形成了我国植保无人飞机低空低容量喷雾的喷头配置、配套药剂、飞防助剂、作业参数等技术体系,对于重要农作物病虫害如稻纵卷叶螟、水稻纹枯病、小麦蚜虫、玉米黏虫等防治效果均在80%以上,在各地病虫害防控中发挥了重要作用。但是,植保无人飞机喷雾作业过程中,还存在炸机或失控、雾滴飘移药害、药液分层结块、防治效果不稳定等问题。通过汇总分析植保无人飞机在重要病虫草害防治工作的成功经验和安全事故,本文提出植保无人飞机低容量喷雾技术将会得到更广泛的应用,植保无人飞机专用药剂和配套助剂、变量施药、多传感器数据融合、多机协同、精准施药、施药标准和规范等都将得到长足的发展,为现代农业和智慧农业发展提供技术支持。     

喷头类型对植保无人机低容量喷雾雾滴在稻田冠层沉积分布及防治效果的影响

为减少植保无人机施药过程中的雾滴飘移,提高农药有效沉积率,选用多旋翼植保无人机探讨喷头类型和添加迈飞助剂对10%溴氰虫酰胺可分散油悬浮剂喷雾雾滴的沉积分布及其防治水稻二化螟Chilo suppressalis效果的影响。结果表明：IDK120-01型喷头+1.0%迈飞助剂处理在水稻冠层、中层、底层的雾滴体积中径D_V50均显著高于其他处理,在冠层的单位面积沉积量和农药有效沉积率分别为1.57 μg/cm²和63.89%,也均显著高于其他处理,且单位面积沉积量以冠层最高,中层次之,底层最低;喷头与助剂互作对防飘移率的影响显著,IDK120-01型喷头+1.0%迈飞助剂处理的防飘移率为76.08%,显著高于其他处理,该条件下喷施10%溴氰虫酰胺可分散油悬浮剂对二化螟的防治效果可达74.58%,水稻理论产量为8 905.80 kg/hm²,均显著高于其他处理。表明在溴氰虫酰胺药液中添加1.0%迈飞助剂,采用IDK120-01型喷头进行植保无人机喷洒作业防治水稻二化螟时,能有效减少雾滴飘移,增加单位面积沉积量及农药有效沉积率,提升对二化螟的防治效果。     

植物油助剂Aero-mate 320对植保无人机稻田低容量喷雾沉积利用率的提升效果及其机理分析

为明确添加植物油助剂Aero-mate 320对植保无人机施药体系的影响,评价其作为航空喷雾助剂的可行性,通过在15%甲维·茚虫威悬浮剂和325 g/L苯甲·嘧菌酯悬浮剂药液中添加0.3%、0.6%和1.0%的Aero-mate 320,测定并评估其对药液体系理化性质、抗蒸发性以及雾滴在水稻田沉积分布和沉积利用率的影响。结果表明,助剂Aero-mate 320的适量添加可以改善药液的理化性质,提高喷雾的均匀性,减少蒸发,增加雾滴在水稻冠层的覆盖及沉积,并能显著增加农药沉积利用率。其中,添加0.6% Aero-mate 320后药液的表面张力以及在水稻叶片上的接触角显著减小,分别降低13.3%和30.3%,黏附张力由-9.7 mN/m增加至9.1 mN/m,黏附功增加51.3%,药液更易润湿叶片;雾滴粒径显著增大,雾滴谱相对跨度显著变窄,雾滴分布更加均匀,小雾滴数量显著降低,减少了雾滴的飘移;对喷雾雾滴蒸发的抑制率为25.0%;同时药液在水稻冠层中的沉积密度和覆盖率增大,沉积量显著增加,农药沉积利用率增至66.8%。     

植保无人机低空低容量喷雾在茶园的雾滴沉积分布及对茶小绿叶蝉的防治效果

为研究植保无人机低空低容量喷雾技术在实现茶园农药减量中的作用,通过在茶园喷施20%吡虫啉可湿性粉剂,比较其与传统大容量喷雾技术对茶小绿叶蝉Empoasca flavescens的防治效果。结果表明,使用3种植保无人机喷雾,安装有TEEJET110015#喷头的植保无人机的雾滴沉积密度为24.1～127.4个/cm~2,平均值为75.8个/cm~2,沉积量为0.002～1.15μg/cm~2,均值0.58μg/cm~2;安装有TEEJET11001#喷头的植保无人机的雾滴沉积密度为15.0～80.4个/cm~2,平均值为47.7个/cm~2,沉积量均值为0.01～1.38μg/cm~2,均值0.70μg/cm~2;安装有TEEJET11003#喷头的植保无人机的雾滴沉积密度为9.2～18.2个/cm~2,平均值为13.7个/cm~2;沉积量为0～1.14μg/cm~2,均值0.57μg/cm~2。农药利用率为49.3%～58.2%。使用3种传统器械喷雾,担架式动力喷雾机喷雾得到的沉积量为0.02～0.30μg/cm~2,均值0.16μg/cm~2,背负式手动喷雾器喷雾得到的沉积量为0.01～0.46μg/cm~2,均值0.23μg/cm~2,背负式电动喷雾器喷雾得到的沉积量为0.01～0.65μg/cm~2,均值0.33μg/cm~2。农药利用率为33.7%～39.6%。结果表明,3种植保无人机喷雾的农药沉积量和利用率均高于3种传统的施药器械,但其喷雾的均匀性还有待提高。施药后4 d,植保无人机低空低容量喷雾对茶小绿叶蝉防治效果为85.8%～90.4%,传统大容量喷雾对茶小绿叶蝉防治效果为91.8%～93.2%,两者差异不显著。药后10 d,前者对茶小绿叶蝉防治效果为72.9%～75.6%,后者防治效果为65.8%～71.6%,说明植保无人机低空低容量喷雾对茶小绿叶蝉的防治效果优于传统大容量喷雾。研究结果表明,植保无人机低空低容量喷雾有着更长的持效期,为茶园的农药减施增效提供了可能性。     

喷雾助剂对烟嘧磺隆药液特性及减施除草活性的调节作用

为了评价喷雾助剂对除草剂减量施用下的增效调节作用,采用仪器分析和田间试验的方法研究了7种助剂对烟嘧磺隆的药液特性和除草活性的调节作用。结果表明,7种助剂均能显著降低药液的表面张力、接触角,增加药液铺展直径。杰效利对药液表面张力和接触角的降低作用和药液铺展直径的增加作用好于其他助剂,添加杰效利0.05%～0.2%后烟嘧磺隆药液的表面张力降低了41.52%～47.69%,接触角降低了49.87%～66.23%,铺展直径增加了59.94%～150.13%;渗透者、倍创和迈丝可以显著延长液滴干燥时间,与未添加助剂相比干燥时间分别增加了3.84%～36.69%、17.20%～23.57%、3.02%～18.01%;田间试验结果表明,渗透者和迈丝对烟嘧磺隆的增效作用好于其他助剂,能够降低烟嘧磺隆使用量达25%～40%,可以作为烟嘧磺隆的有效助剂选择使用。     

喷雾助剂及施液量对植保无人机喷雾雾滴在水稻冠层沉积分布的影响

为提高农药沉积率,利用黏度计、表面张力仪、药液润湿性测试卡、激光粒度仪测定不同喷雾助剂添加量对蒸馏水溶液性质的影响,并分析喷雾助剂及施液量对水稻冠层不同位置雾滴沉积密度、沉积量以及有效沉积率的影响。结果表明,添加喷雾助剂对蒸馏水溶液的性质有显著影响,与蒸馏水相比,当添加喷雾助剂为0.5%和1.0%时,雾滴体积中径变为108.9、98.7μm,表面张力降低64.7%、64.9%,黏度增加为2.3、2.3 m Pa·s,铺展系数为蒸馏水的74.5、58.5倍,能有效促进雾滴铺展并避免药液流失;植保无人机喷施试验结果显示,增加施液量可显著提高雾滴沉积密度,添加喷雾助剂可以显著提高雾滴沉积量以及有效沉积率,当施药量为13.5 L/hm~2且添加1.0%喷雾助剂时,雾滴在水稻冠层的有效沉积率最大,为48.9%。     

植保无人机低容量喷雾防除玉米田杂草的雾滴沉积特性及除草效果

为探索植保无人机在4~6叶期玉米田喷施除草剂雾滴沉积分布规律及杂草防除效果, 通过改变药液雾滴粒径及喷液量测定了靶标杂草的雾滴沉积规律及对药效的影响?结果表明, 相同喷液量条件下, 靶区雾滴覆盖率和雾滴沉积量随雾滴粒径增大而增加, 雾滴密度随雾滴粒径增大而减少; 施药后30 d对杂草的株防效为72.87%~92.63%, 鲜重防效为83.07%~97.30%?研究结果为玉米田除草剂合理喷施?安全喷施提供了参考数据?     

机动喷雾器低容量喷雾防治水稻田杂草技术初探

机动喷雾器防治农作物病虫技术得到广大农民的一致认可,但用于防治水田杂草技术尚处于探索阶段。2010年,在孝南区三汊一农场有20hm^2机插中稻田采用机动喷雾器低容量防除水田杂草,取得较好效果。     

植保无人飞机喷雾参数及助剂类型对杀虫剂防治棉蚜的增效作用

为研究植保无人飞机喷雾参数对棉蚜防治效果的影响及评价助剂对药剂的增效作用,本研究通过田间试验分析了飞行高度、飞行速度和喷头型号等喷雾参数对棉蚜防效的影响,并评价了5种喷雾助剂ND-600、ND-800、G2801、倍达通和N380对22%氟啶虫胺腈悬浮剂(SC)和21%噻虫嗪SC的增效作用。结果表明:植保无人飞机飞行高度对棉蚜防效的影响显著,其中飞行高度为2 m时防效最佳,最优参数组合为飞行高度2 m,飞行速度3 m/s,喷头型号IDK120-01。添加助剂后,22%氟啶虫胺腈SC和21%噻虫嗪SC对棉蚜的防效有不同程度的提高,药后7 d,除ND-600外,ND-800、G2801、N380和倍达通对22%氟啶虫胺腈SC均有增效减量作用,其中ND-800的效果较好,G2801、倍达通和N380的增效作用一般;21%噻虫嗪SC对棉蚜的防治效果较好,除不添加助剂的处理外,其余处理药后7 d的防效均在90%以上,5种助剂的减量增效作用均较好。     

多旋翼植保无人机喷施新烟碱类杀虫剂对蜜蜂的飘移风险

为明确植保无人机喷施新烟碱类杀虫剂对非靶标生物蜜蜂的飘移风险,在田间试验场景下,比较分析多旋翼植保无人机和背负式电动喷雾器喷施新烟碱类杀虫剂时的雾滴飘移量及对蜜蜂的影响。结果表明:应用背负式电动喷雾器和多旋翼植保无人机进行施药作业时,距离施药区下风向5 m处的雾滴飘移率分别为0.50%和23.98%;而多旋翼植保无人机施药时,即使距离施药区下风向17 m处的雾滴飘移率仍高达2.79%,且多旋翼植保无人机施药时的飘移总量显著高于背负式电动喷雾器。喷施新烟碱类杀虫剂时,应用背负式电动喷雾器作业时距离下风向5 m处的蜜蜂在施药后1 d内的死亡数量为75头,分别是距离下风向17 m处和对照组的2.4倍和1.8倍,施药后2～8 d内蜜蜂的死亡数量与对照组无明显差异;应用多旋翼植保无人机作业时距离下风向5 m处的蜜蜂在施药后1 d内的死亡数量为4 721头,分别是距离下风向17 m、29 m处和对照组的3.0倍、6.1倍和112.4倍,施药后2～8 d内蜜蜂的死亡数量明显降低,但距离施药区较近的蜜蜂其死亡数量明显高于对照组,表明多旋翼植保无人机喷施新烟碱类杀虫剂对蜜蜂存在较高的飘移风险。     

喷雾参数及助剂类型对植保无人飞机在棉花中期喷雾雾滴沉积分布的影响

采用大疆MG-1P型电动四旋翼植保无人飞机在棉花生长中期进行喷雾施药处理,探讨了喷雾参数及添加的助剂类型对农药雾滴在棉花植株叶片上沉积分布的影响。以22%氟啶虫胺腈悬浮剂及3种飞防助剂(倍达通、ND-800和G-2801)为试验药剂,在不同喷雾参数及飞防助剂条件下在棉花生长中期进行喷雾处理,以诱惑红作为药剂沉积指示剂,采用雾滴测试卡和滤纸检测雾滴沉积分布情况,利用分光光度计测定滤纸洗脱溶液的吸光度值,计算单位面积的药液沉积量,利用DepositScan软件分析雾滴密度。结果显示:植保无人飞机的飞行速度对雾滴沉积分布的影响最大,而飞行高度则对其无显著影响。添加不同助剂对棉花植株叶片正反面的雾滴沉积分布影响不同:3种助剂均可使棉花冠层上、中、下部叶片正面的雾滴密度显著提高;而对于叶片反面,则仅添加ND-800后棉花冠层上、中、下部叶片反面的雾滴密度分别增长688.9%、590.9%和327.5%,而添加G-2801与倍达通助剂则无显著影响。     

环境风速及飞行参数对多旋翼植保无人机雾滴飘移特性的影响

为评估植保无人机低空低容量施药下的喷雾飘移风险,以国内市场主流机型电动多旋翼植保无人机为施药机械,研究不同环境风速及飞行参数（高度和速度）下喷雾雾滴飘移特性,构建雾滴飘移率与飘移距离之间的函数关系,并将测试结果与侧风速度及飞行参数进行相关性分析和回归分析。结果表明：在温度为16.5~25.2℃,相对湿度为21.7%~64.4%的条件下,植保无人机喷雾地面雾滴飘移率与下风向距离的关系满足指数函数λ=a·e^bx,相关系数R²均大于0.914;在侧风速度为1.1~7.0 m/s的条件下,雾滴累计飘移率在13.0%~56.2%之间,90%飘移雾滴沉降在喷雾区下风向7.0~27.3 m距离范围内;侧风速度、飞行高度均与雾滴累计飘移率和90%累计飘移距离呈极显著正相关,且3个因素对雾滴飘移率的影响大小为侧风速度 > 飞行高度 > 飞行速度,对90%累计飘移距离的影响大小为飞行高度 > 侧风速度 > 飞行速度,对喷幅内沉积率的影响大小为飞行高度 > 侧风速度 > 飞行速度。研究结果可用于多旋翼植保无人机实际作业中雾滴飘移风险的控制及飘移缓冲距离的确定。     

植保无人机施药沉积飘移监测系统设计与应用

为提升植保无人机施药沉积飘移监测智能化水平,研发植保无人机施药沉积飘移监测系统,该系统机载监测终端实时获取药械状态参数、植保无人机状态参数及位置参数,通过数据处理服务系统将其发送至平台软件,基于作业参数利用沉积飘移预测模型实时监测药液沉积区域及飘移范围。该系统同时具有作业面积计量、飞行轨迹回溯、作业质量空间分析等功能。2015年4月于山东省威海市文登区泽头镇眠虎岭区域对该系统进行性能测试,植保无人机规划靶区作业面积为433 hm²,最终监测作业面积为405 hm²,施药覆盖率为93.5%;施药过程中实时监测沉积区域和飘移范围,受环境侧风影响,药液最大飘移距离可达40 m,系统整体达到预期设计要求。截至目前该系统已在山东、安徽、江苏、云南、河南、浙江、天津等多个省市应用。     

植保无人飞机低容量喷雾在山东设施茶园防治半翅目害虫的应用研究

利用四旋翼植保无人飞机在山东设施茶园防治主要害虫, 研究两种类型的植保无人飞机和传统背负式电动喷雾器施药在不同冠层茶树叶片上雾滴密度?沉积量和覆盖率分布情况以及对茶树主要半翅目害虫的防治效果?结果表明, Ⅰ型植保无人飞机?Ⅱ型植保无人飞机和背负式喷雾器在茶树叶片上平均雾滴密度分别为102.72?50.58个/cm2和29.83个/cm2, 沉积总量分别为0.175?0.371 μL/cm2和53.562 μL/cm2, 雾滴覆盖率均值分别为1.95%?2.52%和19.42%?不同施药器械对茶树各层的雾滴密度?沉积量和覆盖率有显著影响?两种类型植保无人飞机施药雾滴密度总体为茶树树冠上层>中层>底层, 正面>背面?背负式电动喷雾器施药的雾滴沉积量和覆盖率显著高于植保无人飞机, 叶片正面沉积量和覆盖率明显高于叶背面?Ⅰ型植保无人飞机喷施22%氟啶虫胺腈悬浮剂240 mg/L 3 d和5 d后对黑刺粉虱的防治效果为82.20%和71.73%, 该处理对防治茶树黑刺粉虱具有速效性且持效性较好?Ⅰ型植保无人飞机喷施22%氟啶虫胺腈悬浮剂240 mg/L 3 d和5 d后对小贯小绿叶蝉的防效为84.44%和77.25%; Ⅱ型植保无人飞机喷施25 g/L溴氰菊酯乳油60 mg/L 3 d后对小贯小绿叶蝉的防效为98.18%, 具有较好的速效性?植保无人飞机施药对黑刺粉虱的防效优于背负式喷雾器, 但对叶蝉的防效与背负式喷雾器相当?不同施药器械不同药剂处理中瓢虫的数量没有差异?