航空喷雾植保技术的发展与探讨

航空喷雾在我国农作物病、虫、草害防治中得到了广泛应用。为促进航空喷雾技术的发展,本文对国内外航空喷雾的发展历程、作业技术以及作业设备进行了简要概述和总结,并结合我国航空植保技术的现状,在航空喷雾作业机型、应用技术以及作业装置等方面进行了探讨。通过综述分析,作者认为在我国航空喷雾技术领域,应重视和逐步发展直升机、无人机的应用,加强作业设备控制系统的研发和喷洒部件的系列化与配套,深入进行航空喷雾飘移控制技术研究,以提高我国航空植保应用水平。     

Wood losses and economical threshold of Btk aerial spray operation against spruce budworm

BACKGROUND: Spruce budworm, Choristoneura fumiferana (Clem.), causes cumulative defoliation and hence annual growth loss of the balsam fir, Abies balsamea (L.) Mill, host tree. Annual growth increments of mixed balsam fir stands were measured by stem analysis over a 9 year period (1994–2002), when Bacillus thuringiensis ssp. kurstaki (Btk) was applied to control spruce budworm defoliation. With this approach, it was possible to quantify the change in stand volume growth after aerial spray applications of Btk. RESULTS: Differences between the periodic volume increment of protected and unprotected plots were statistically significant, while differences between protected and budworm‐free plots were not significant. After 9 years, the difference in periodic increment between protected and unprotected plots was 20 m³ ha^?1, and the difference in periodic mortality was 20.5 m³ ha^?1. CONCLUSION: An economic assessment of Btk treatments indicates that biopesticide aerial spraying operations are justified, as they prevented substantial balsam fir mortality and growth losses over the 9 year study. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry     

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%。     

小型无人机低空喷洒在玉米田的雾滴沉积分布及对玉米螟的防治效果初探

2012年8月在河南省夏玉米生长中后期,利用Af-811小型无人机喷洒毒死蜱不同剂型开展了玉米螟防治试验.结果表明:(1)在试验设定的3个飞行高度中,喷雾高度2.5m时10％毒死蜱超低容量液剂的防治效果最好,达到80.7％;此时,农药雾滴在玉米雌穗部位达到15.6个/crm2.(2)无人机喷洒10％毒死蜱超低容量液剂对玉米螟的防治效果为80.7％,而42％毒死蜱乳油对水稀释药液的防效只有69.1％,而当往42％毒死蜱乳油药液中添加雾滴蒸发抑制剂后,防效增加到75.8％.本次试验中,小型无人机的飞行速度为5 m/s,流量为1L/min,施药液量为0.42L/667m2,处理667m2需要25s,与地面自走式高杆喷雾机相比,省工、省时、省水,但从防效分析,无人机的喷雾技术还需要进一步优化.     

不同喷雾因子对植保无人飞机防除小麦田杂草效果的影响

为明确施药液量、雾滴粒径大小和助剂等不同喷雾因子对极飞P-20植保无人飞机防除小麦田杂草效果的影响,于2019年以30 g/L甲基二磺隆悬浮剂+20%双氟·氟氯酯水分散粒剂为试验药剂,研究了上述喷雾因子对药剂雾滴沉积量以及对杂草防除效果的影响。药剂沉积量测定结果表明:低施药液量(11.25 L/hm^2)处理的沉积量最低,仅为0.67μg/cm^2,沉积率为22.37%,其次是大雾滴粒径,沉积量为1.07μg/cm^2,沉积率为35.62%,这2个处理药剂的沉积量略低于其他飞防处理(沉积量在1.16~1.52μg/cm^2之间,沉积率在38.73%~50.83%之间),但所有飞防处理的沉积量均明显低于常规喷雾器处理(沉积率为67.00%)。杂草防效结果表明:于小麦田应用极飞P-20植保无人飞机防除杂草,最适宜的施药液量为15.0~22.5 L/hm^2,在3个施药液量11.25、15.0和22.5 L/hm^2下,杂草总鲜重防效分别为74.8%、85.9%和88.2%;最适宜的雾滴粒径为中型,在小、中、大不同雾滴粒径下,杂草总防效分别为84.2%、86.2%和78.2%;最适宜的两种助剂是易滴滴F和迈飞,杂草总鲜重防效分别为88.9%和87.4%。农户常规喷雾药液沉积量为2.01μg/cm^2,杂草鲜重防效为87.6%。极飞P-20植保无人飞机在合适的喷雾因子下,具有省时省水的优势,虽然雾滴沉积量低于常规喷雾,但最终防效与常规喷雾差异不大。     

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。     

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。     

三类喷雾助剂在植保无人飞机精准果树作业模式下对丘陵柑橘雾滴沉积分布的影响

为明确航空喷雾在丘陵果园对柑橘的影响,在植保无人飞机精准果树作业模式下,研究了3类喷雾助剂 (植物油类助剂倍达通、非离子表面活性剂类助剂Y-20079和有机硅类助剂806) 对丘陵柑橘冠层及地面的沉积量分布规律。结果表明:在同一作业参数条件下,与空白对照 (CK) 相比,不同类型助剂、同一助剂不同体积分数对雾滴密度、覆盖率、沉积量的影响均不同。其中:添加倍达通体积分数1.0%的优于0.5%的,且差异显著,雾滴密度、覆盖率及沉积量最高分别可提高42.0%、92.3%及33.6%;添加Y-20079体积分数1.0%的优于0.5%的,且差异显著,雾滴密度、覆盖率及沉积量最高分别可提高101.0%、86.5%及36.0%;添加806体积分数0.5%的优于0.25%的,且差异显著,雾滴密度、覆盖率及沉积量最高分别可提高43.9%、76.0%及35.0%。添加助剂后供试药液对柑橘冠层上部和下部的穿透性可分别提高10.2%~41.5%和4.0%~42.0% (倍达通)、101.0%和7.3%~78.7% (Y-20079) 及10.2%~43.9%和41.3%(806)。与空白对照相比,添加助剂后农药在冠层投影区域的沉积量分别减少38.2%~48.5% (倍达通)、10.1%~46.3% (Y-20079) 和42.1%~56.2%(806),在相邻植株间的空白区域农药沉积量分别增加3.7%~39.3% (倍达通)、7.0%~50.9% (Y-20079)和22.3%~41.4% (806)。研究结果表明,在对山地丘陵柑橘园进行精准航空施药时,在药液中添加体积分数为1.0%的倍达通、1.0%的Y-20079或0.5%的806,均可有效提高丘陵柑橘冠层的施药效果。     

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。     

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。     

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。     

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。     

喷雾量及助剂对棉花苗期植保无人飞机作业效果的影响

采用大疆MG-1P型植保无人飞机在棉花苗期进行喷雾,探讨喷雾量及助剂对农药在棉花上的沉积分布及对棉蚜防治效果的影响。以5%啶虫脒乳油为试验药剂,在3个喷雾量(15.0、22.5和30.0 L/hm²)及添加2种飞防助剂(YS09和倍达通)条件下进行喷雾,以诱惑红为雾滴沉积和农药利用率测定的指示剂,采用Deposit-Scan软件分析雾滴密度和雾滴覆盖率。结果表明：采用植保无人飞机施药,棉花叶片上的雾滴密度和覆盖率随着喷雾量的增加而提高,其中,喷雾量为30.0 L/hm²时叶片正面和背面的雾滴密度最高,分别为43.42和58.04个/cm²,雾滴覆盖率分别为6.44%和6.34%。3个喷雾量下农药沉积率分别为3.53%、3.70%和4.00%,低于背负式电动喷雾器喷雾处理,药后1～3 d对棉蚜的防效也低于背负式电动喷雾器喷雾处理。喷雾量为22.5 L/hm²时,添加助剂YS09和倍达通对叶片上雾滴密度、雾滴覆盖率及农药利用率无显著影响,但可提高对棉蚜的防效,药后1 d防效为86.24%和84.40%,...     

Reductive metabolism of heptachlor,parathion, 4,4′-dichlorobenzophenone,and carbophenothion by rat liver systems

An attempt was made to survey systems which carry out reduction of four pesticidal chemicals, heptachlor, parathion, 4,4-dichlorobenzophenone, and carbophenothion sulfoxide, in rat liver microsomes and in the supernatant in vitro. On the basis of the stimulatory effects of nicotinamide cofactors (NADPH and NADH), a flavin cofactor (FAD), localization of the systems, and their sensitivities to heat-inactivation treatment, four different reductive systems were recognized. They are (a) the mixed-function oxidase-coupled reductive systems, (b) an independent NADH-stimulated (instead of NADPH as above) microsomal system for parathion reduction, (c) FAD-stimulated system for reduction of carbophenothion sulfoxide and parathion, present specifically in the supernatant, and (d) a heat stable, nonenzymatic reduction system in the microsomes operated by flavoproteins and a flavin cofactor.     

Glutathione-dependent degradation of parathion and its significance for resistance in the housefly

Glutathione-dependent degradation of parathion was studied in six strains of houseflies to find out whether it might be important as a cause of resistance. When supernatant fractions of high-speed centrifuged homogenates were fortified with glutathione and incubated with parathion, water-soluble products were formed. The rate of parathion detoxication was highest in a malathion-resistant strain (c. 4 μg parathion degraded per abdomen per hour), lowest in a susceptible strain, and intermediate in some other organophosphate-resistant strains. In one of the latter strains, E₁, the gene for glutathione-dependent degradation is located on the second chromosome, closely linked with gene cm⁺. This is the same chromosome on which gene a for low ali-esterase activity and hydrolytic detoxication of paraoxon is located. It is not likely that the gene for glutathione-dependent degradation is identical with gene a, since it is also present in strain Nie which lacks gene a, and, therefore, the presence of a separate gene which is called gene g is postulated.     

Electroretinographic study of the white mouse intoxicated by organophosphorus: Methylparathion,parathion, and paraoxon

Methylparathion, parathion, and paraoxon have an almost identical influence on the electrical ocular response of the white mouse: action on the photoreceptors, synaptolytic effect, and possible damage of the bipolar neurons. However, methylparathion and parathion can be differentiated from paraoxon by their immediate action on the photoreceptors, action which might result from the presence of sulfur in their molecular structure.