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。     

3种助剂对无人机喷雾雾滴沉积及防治稻瘟病效果的影响

通过开展植保无人机施药试验,研究3种助剂对药液雾滴在水稻冠层沉积分布的影响以及助剂配合无人机施用30%肟菌·戊唑醇悬浮剂防治稻瘟病的效果。结果表明,喷雾助剂倍达通、杰效飞、一满除的加入,降低了雾滴在水稻冠层的沉积密度,提高了其在水稻冠层的覆盖率、沉积量、有效沉积率以及对稻瘟病的防效。加入杰效飞的施药处理防效最高,为87.40%,未加入助剂的施药处理防效为77.10%。     

风洞环境下喷头及助剂对植保无人飞机喷雾飘移性的影响

为探究和减少植保无人飞机喷雾施药过程中的雾滴飘移,采用由单个旋翼与喷头组成的喷雾单元,在可控风洞环境条件下进行了模拟飞行喷雾试验,控制风洞条件为风速5 m/s、喷雾压力0.3 MPa及旋翼转速2300 r/min不变,对比研究了11种喷头、4种代表性助剂以及不同温度/相对湿度条件对雾滴飘移的影响,采用飘移潜在指数(DIX)及相对减飘率(DPRP)两项指标进行对比评估。结果表明:在温度/相对湿度为20℃/RH 80%条件下,不同类型喷头喷雾药液在空中垂直面和水平距离上的飘移沉积量分布均呈现显著的规律性变化趋势,与对照喷头F110-03相比,喷头飘移潜在性从大到小依次为:TR80-0067>ST110-0067>XR110-01>ST110-015>TR80-01>ST110-02>XR110-03>对照F110-03>IDK系列,其中IDK120-01与IDK120-015喷头的减飘移效果相近并为最好;在30℃/RH 40%条件下,采用XR110-01喷头,分别添加助剂0.5%Silwet DRS-60、1.0%"迈飞"(MF)和1.0%Y-20079后,与不添加助剂的对照相比,平均减飘率分别为43.3%、15.6%和5.2%,表明不同助剂对飘移的影响不同,需考虑助剂类型及其减飘效果合理选用;在20℃/RH 40%、20℃/RH 80%、30℃/RH 40%和30℃/RH 60%条件下,XR110-01喷头与添加1.0%MF助剂组合有利于空中飘移的减少,尤其是高温/低湿条件下,添加助剂的减飘移效果较好。该研究结果可为植保无人飞机的喷头选择、喷雾助剂筛选和实际应用提供参考和指导,并为进一步研究喷头及助剂的减飘技术提供数据基础。     

助剂对氯虫苯甲酰胺药液理化性质及在玉米叶片上沉积分布的影响

为选择用于植保无人机作业的喷雾助剂，利用全自动张力仪和接触角测量仪测定添加4种不同喷雾助剂后0.5%氯虫苯甲酰胺药液的表面张力及在玉米叶片上的接触角，应用大疆T20型植保无人机进行田间喷雾，分析添加4种喷雾助剂对玉米冠层不同位置雾滴密度、雾滴覆盖率和雾滴沉积量的影响。结果显示，添加迈飞和Agrospred 910喷雾助剂后，药液的表面张力分别较未添加助剂时显著降低19.6%和30.1%；不同喷雾助剂对药液在玉米叶片上接触角的影响各不相同，添加Agrospred 910助剂后液滴接触叶片60 s后接触角降至11.92°；添加4种喷雾助剂能够有效提高玉米冠层的雾滴密度、雾滴覆盖率和雾滴沉积量，其中添加Agrospred 910助剂后雾滴密度、雾滴覆盖率及雾滴沉积量分别较对照增加了36.93%、35.92%和61.90%。表明在玉米田间使用植保无人机喷雾施药时，可以优选使用Agrospred 910喷雾助剂。     

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%。     

不同助剂、喷头及喷雾压力对自走式喷杆喷雾机稻田喷雾效果的影响

以亿丰丸山3WP-500CN型号自走式喷杆喷雾机为研究对象,以诱惑红85作为指示剂,测定了6种喷雾助剂 (红太阳、倍力、迈丝、融透、印楝油和哈速腾)、3种喷头 (TEEJET-VP80015、ASJ-VP110015和LICHENG-VP11003) 以及3种喷雾压力 (0.2、0.4 和0.6 MPa) 对农药沉积利用率、药液雾化性能 (D₅₀值雾滴密度等)、雾滴分布均匀性等喷雾参数的影响,以及240 g/L噻呋酰胺悬浮剂对水稻纹枯病防治效果及水稻产量的影响。结果表明:采用TEEJET-VP80015喷头,在0.4 MPa喷雾压力条件下,助剂哈速腾雾滴分布均匀性显著高于其他助剂,变异系数为0.11,同时对雾滴估计沉积量 (45.74 μL/cm2) 与分布跨度 (1.29) 的影响显著高于其他助剂;助剂迈丝对雾滴密度 (103.78个/cm2) 和农药沉积利用率 (83.88%) 的影响均显著高于其他助剂。采用TEEJET-VP80015喷头,在未添加助剂条件下,不同喷雾压力对雾滴分布跨度、雾滴附着率和农药沉积利用率影响差异显著,其中在0.6 MPa压力下,分布跨度为1.18,雾滴附着率为33.32%,农药沉积利用率为78.19%。在未添加助剂、0.4 MPa喷雾压力条件下,喷头LICHENG-VP11003对雾滴分布均匀性的影响显著高于另外两种喷头,变异系数为0.12,同时对雾滴覆盖率 (69.37%)、雾滴估计沉积量 (42.77 μL/cm2) 和农药沉积利用率 (75.79%) 的影响也显著高于另外两种喷头。各测定条件下,240 g/L噻呋酰胺悬浮剂对水稻纹枯病的防治效果与雾化性能和雾化参数结果一致,其中添加助剂迈丝后防治效果达到89.27%,显著高于添加其他助剂,增大喷雾压力到0.6 MPa,防治效果达到88.67%,显著高于其他压力条件;采用TEEJET-VP80015喷头,在0.4 MPa喷雾压力下,水稻产量为8301 kg/hm2,显著高于人工喷雾。因此,助剂与喷头类型均对自走式喷杆喷雾机施药时的农药沉积利用率、雾滴分布均匀性以及雾滴参数和雾化效果有显著的影响,在适当的喷雾压力下添加助剂可提高农药的防治效果。     

飞防助剂和施药液量对植保无人飞机喷施雾滴沉积和棉花蓟马防效的影响

为明确飞防助剂和施药液量对植保无人飞机喷施在棉花冠层的雾滴沉积和对棉花上蓟马防效的影响,选择倍达通、功倍、杰效丰和迈丝4种飞防助剂,设置3种施药液量,通过田间试验研究了植保无人飞机喷施25%噻虫嗪水分散粒剂后其在棉花冠层的雾滴密度、覆盖率、沉积量和雾滴均匀性以及对棉花上蓟马的防效。结果表明,4种飞防助剂和3种施药液量对植保无人飞机喷施的雾滴沉积和蓟马防效均有显著影响。增加施药液量可显著增加雾滴在棉花冠层的密度与覆盖率,添加飞防助剂对雾滴密度的提升效果显著。4种助剂对农药雾滴在棉花冠层上、中、下部的覆盖率的影响趋势较为一致,与棉花冠层上部相比,对中、下部位覆盖率的影响较低。施药液量为2 L/667 m²时,添加倍达通、功倍、杰效丰、迈丝及无助剂对照的雾滴穿透性分别为46.0%、49.1%、33.6%、36.1%和44.3%,该施药液量下各处理雾滴穿透性均较好。随着施药液量增加,药后1、3、7 d对棉花蓟马的防效也显著提升。在相同施药液量下,25%噻虫嗪水分散粒剂药液中添加飞防助剂倍达通和杰效丰相较于功倍和迈丝,对棉花蓟马具有更高的防治效果。试验结果为植保无人飞机防治...     

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。     

丘陵茶园自动喷药装置设计与试验

为实现丘陵山区茶园自动化喷药,解决目前丘陵茶园自动化程度低、药液浪费严重和大中型装置无法进入等问题,设计了一种茶园自动喷药装置。根据丘陵山区茶园实际条件,对自动喷药装置的主要零部件进行结构设计及理论分析,装置采用水平方向和45°角方向喷射的喷药模式,结合超声波测距模块自动对靶,实现喷头与茶树冠表层之间位置的定位,并计算得到喷杆长度为1.1 m,单侧喷杆上设置3个喷头,喷头间距为0.5 m。喷药控制系统以STC89C52作为微控制器,运用C语言编程实现对喷杆喷药距离的自动调节和对电机和电磁阀的控制。选取冠层梯度、喷雾高度和行走速度为试验因素,以雾滴沉积密度为性能指标进行正交试验,结果表明：冠层梯度对雾滴沉积密度有极显著影响（P<0.001）,喷雾高度和行走速度对其影响不显著（P>0.05）,对雾滴沉积密度的影响程度从大到小依次为冠层梯度、喷雾高度、行驶速度,不同冠层梯度下各点位雾滴平均沉积密度均大于26个·cm^-2,满足喷幅界定的20个·cm^-2要求。     

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%。     

Effects of nozzle type and spray angle on spray deposition in ivy pot plants

BACKGROUND: Fewer plant protection products are now authorised for use in ornamental growings. Frequent spraying with the same product or a suboptimal technique can lead to resistance in pests and diseases. Better application techniques could improve the sustainable use of the plant protection products still available. Spray boom systems—instead of the still predominantly used spray guns—might improve crop protection management in greenhouses considerably. The effect of nozzle type, spray pressure and spray angle on spray deposition and coverage in ivy pot plants was studied, with a focus on crop penetration and spraying the bottom side of the leaves in this dense crop. RESULTS: The experiments showed a significant and important effect of collector position on deposition and coverage in the plant. Although spray deposition and coverage on the bottom side of the leaves are generally low, they could be improved 3.0–4.9‐fold using the appropriate application technique. CONCLUSIONS: When using a spray boom in a dense crop, the nozzle choice, spray pressure and spray angle should be well considered. The hollow‐cone, the air‐inclusion flat‐fan and the standard flat‐fan nozzle with an inclined spray angle performed best because of the effect of swirling droplets, droplets with a high momentum and droplet direction respectively. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

Effect of spray application technique on spray deposition in greenhouse strawberries and tomatoes

BACKGROUND: Increasingly, Flemish greenhouse growers are using spray booms instead of spray guns to apply plant protection products. Although the advantages of spray booms are well known, growers still have many questions concerning nozzle choice and settings. Spray deposition using a vertical spray boom in tomatoes and strawberries was compared with reference spray equipment. Five different settings of nozzle type, size and pressure were tested with the spray boom. RESULTS: In general, the standard vertical spray boom performed better than the reference spray equipment in strawberries (spray gun) and in tomatoes (air‐assisted sprayer). Nozzle type and settings significantly affected spray deposition and crop penetration. Highest overall deposits in strawberries were achieved using air‐inclusion or extended‐range nozzles. In tomatoes, the extended‐range nozzles and the twin air‐inclusion nozzles performed best. Using smaller‐size extended‐range nozzles above the recommended pressure range resulted in lower deposits, especially inside the crop canopy. CONCLUSIONS: The use of a vertical spray boom is a promising technique for applying plant protection products in a safe and efficient way in tomatoes and strawberries, and nozzle choice and setting should be carefully considered. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry     

喷头和施药液量对水稻植株上农药沉积和药剂防治效果的影响

为明确喷头及施药液量对水稻植株上农药沉积及药剂防治效果的影响,采用丽春红-G示踪法测定了4种喷头ST11001、ST11002、TR8001、TR8002在不同施药液量条件下喷雾农药在水稻植株上的沉积分布特性,并比较了4种喷头施用相同剂量的40%氯虫苯甲酰胺·噻虫嗪WDG对水稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis和褐飞虱Nilaparvata lugens的防治效果。结果表明,选择ST11002和TR8001喷头,在施药液量300 L/hm~2条件下喷雾,单株水稻上的丽春红-G沉积量分别达到27.55μg和28.16μg;选择ST11001和TR8002喷头,在施药液量900 L/hm~2条件下喷雾,单株水稻上的丽春红-G沉积量仅分别为12.27μg和14.86μg。喷头和施药液量的改变不影响水稻植株上农药沉积分布特性,均为上层沉积量中层沉积量下层沉积量。当施药液量从300 L/hm~2增加到900 L/hm~2,4种喷头ST11001、ST11002、TR8001、TR8002喷雾在水稻基部的雾滴密度分别增加了8.21、8.54、7.79和9.69倍;但在相同施药液量下,4种喷头在水稻基部的雾滴密度没有显著差异。同一剂量下,喷头和施药液量不同组合的防治效果间差异显著。表明针对稻田不同防治对象,选择合适的喷头及施药液量将有助于提高农药沉积及防治效果。     

山地管道恒压喷雾中喷雾压力和孔径对雾滴粒径的影响

为提高农药利用率,研究山地果园管道恒压喷雾系统中喷雾压力和孔径对雾滴粒径参数的影响,利用激光粒度仪,测量3种孔径空心圆锥雾喷头在8种压力下的6种雾滴粒径参数数据,分析各粒径级雾滴的分布情况,给出雾滴粒径大小及其随压力和孔径的变化趋势,进行了雾滴参数的多元线性回归,建立基于压力的雾滴参数模型。结果表明:粒径大于100μm的雾滴(小于0.3%)和粒径为0~20μm的雾滴(小于0.5%)可忽略不计,雾滴粒径主要分布于20~40μm(79.5%~92.8%);雾滴均较细小,全部为气溶胶;孔径越小,压力越大,雾滴越细小;6种雾滴粒径参数与孔径和压力均有良好的二元线性关系(R2分别为0.928、0.956、0.949、0.949、0.889和0.815);6种雾滴粒径参数均随压力呈二次多项式变化规律,决定系数R2均达到了0.894以上。研究结果对山地果园管道恒压喷雾中喷头的选型、喷雾压力的调整及喷雾效果的优化有重要参考意义。     

Effect of spray volume on the deposition, viability and infectivity of entomopathogenic nematodes in a foliar spray on vegetables

BACKGROUND: Spray volume can influence the amount of free water on the leaf surface and subsequently the ability of entomopathogenic nematodes (EPNs) to move. In this study, an investigation was made of the effect of spray volume (548, 730 and 1095 L ha⁻¹) on the deposition, viability and infectivity of EPNs against Galleria mellonella on savoy cabbage, cauliflower and leek. RESULTS: Increasing spray volume decreased nematode deposition on 7.1 cm² leek leaf discs at a 15° angle with the spray nozzle. Although the number of living nematodes observed on leek after 240 min of exposure was not significantly different between the low-volume application (548 L ha⁻¹) and the high-volume application (1095 L ha⁻¹), a greater infectivity was obtained in the latter application. The higher number of droplets deposited on the leek discs in the high-volume application may have stimulated nematode movement. No significant effect of spray volume was observed on the relative deposition of Steinernema carpocapsae on the bottom side of cauliflower and savoy cabbage leaf discs. In spite of the low S. carpocapsae deposition on the bottom side of the savoy cabbage discs, high infectivity was obtained against G. mellonella. Using the lowest spray volume on savoy cabbage, infectivity decreased with increasing exposure time, while infectivity was not affected by exposure time when a spray volume of 730 L ha⁻¹ or more was used. CONCLUSION: Spray volume is an important application parameter, as it affects nematode infectivity. Future research should investigate the effect of spray volume in the field and its influence on the effect of adjuvants. Copyright © 2012 Society of Chemical Industry     

Effect of the spray application technique on the deposition of entomopathogenic nematodes in vegetables

BACKGROUND: The present study compared entomopathogenic nematode delivery at the base of savoy cabbage and cauliflower, at the lower side of savoy cabbage and cauliflower leaves and in leek stems and the ground deposition using a five‐nozzle spray boom equipped with an ISO 08 flat fan, an air induction flat fan and Twinjet spray nozzles. Additionally, an air support system and a row application system were evaluated. RESULTS: Approximately 40% of the applied nematodes did not reach the foot of the cabbage plants. The use of an air support system or a row application system improved nematode deposition at the savoy cabbage base. Relative nematode deposition on the lower side of savoy cabbage leaves was 27.20%, while only 2.64% of the applied nematodes reached the lower side of cauliflower leaves. After spraying leek with a standard boom, a low relative nematode deposition (26.64%) was measured in the leek stem. Nozzle type affected the distribution of nematodes in droplet spots. CONCLUSION: Nozzle type has a minor effect on the number of entomopathogenic nematodes delivered on difficult‐to‐reach targets. The use of modified spray application techniques directing the spray to the target site are necessary to increase the chances of contact of entomopathogenic nematodes with their target. Copyright © 2011 Society of Chemical Industry     

一种基于智能手机的航空喷雾质量检测系统研发及应用

为改进和优化航空喷雾作业质量检测技术,进一步提高检测准确性与效率,本文通过对比分析国内外雾滴采集与检测技术,提出了基于智能手机拍照方式获取雾滴沉积图像,并利用数字图像处理技术,测算雾滴体积直径的新方法。设计开发了基于智能手机的航空喷雾质量检测系统(J-02),该系统主要包括便携式检测仪、专业检测软件、数据管理平台三部分。最后,通过与雾滴沉积分析系统(IDAS PRO)和显微镜(Leica M80)等传统检测手段对比测试验证表明,基于智能手机的航空喷雾质量检测系统适用于航空喷雾质量现场检测,且检测结果准确可靠。