植保无人飞机不同施药模式对Y形梨树雾滴沉积分布研究

为了研究油动单旋翼植保无人飞机采用“行间飞”和“Y间飞”2种飞行施药模式对Y形梨园进行喷雾作业后雾滴在Y形梨树冠层中的沉积分布规律,以30 g/L的诱惑红85水溶液为喷雾剂,铜版纸为雾滴收集卡,设计了4种不同作业速度梯度对Y形梨树喷雾效果试验,研究对比了不同飞行速度条件下2种飞行施药模式的雾滴沉积分布情况。试验结果表明：采用“行间飞”飞行施药模式喷雾时,雾滴在Y形梨树主枝外部的沉积密度高于在内部的沉积密度雾滴,且飞行速度为2 m/s和3 m/s时的沉积密度比飞行速度为4 m/s和5 m/s的沉积密度显著偏高。“Y间飞”飞行施药模式下雾滴在Y形梨树冠层不同位置的雾滴沉积分布更均匀。在风速小于1.3 m/s的微风条件下,当使用油动单旋翼植保无人飞机以距离Y形梨树冠层顶部2 m的高度喷雾作业时,应当采用“Y间飞”飞行施药模式,同时飞行速度以2?3 m/s为宜,此时雾滴的沉积密度在冠层内部和外部均大于15个/cm2。研究结果可以为使用植保无人飞机防控梨园病虫害提供喷雾技术依据。     

大载荷无人直升机静电喷雾沉积特性试验研究

为探索在大载荷植保无人直升机下洗气流作用下各因素对静电喷雾沉积特性的影响规律,将正交试验与Box-Behnken响应面试验相结合,在定性分析的基础上,建立起沉积特性参数与荷电电压、飞行参数等影响因素之间的数学预测模型,定量地分析了各因素对沉积特性的影响.结果表明:大载荷无人直升机静电喷雾沉积特性受施药过程中荷电电压和飞行参数的影响显著.雾滴单位面积沉积量与荷电电压成正相关,与飞行速度、飞行高度成负相关.相同飞行参数下(飞行速度5m/s、飞行高度4m),荷电电压8kV的静电喷雾单位面积沉积量为0.3180μL/cm²,比非静电喷雾单位面积沉积量提高了1.17倍.与此同时,沉积量变异系数与飞行速度成正相关,与荷电电压、飞行高度成负相关,即增加荷电电压、降低飞行速度或者提高飞行高度能有效改善雾滴的沉积均匀性.     

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。     

国外农业航空静电喷雾技术研究进展与借鉴

农业航空静电喷雾技术作为中国发展精准农业航空应用技术的内容之一,对农药的有效利用和减少环境污染有积极意义.农业航空静电喷雾技术在国外发展较早也相对成熟,美国已有应用于有人机的商业化产品,并在美国、巴西等国各类粮食作物、经济作物和杂草防治作业中开展了大规模田间应用.该研究首先从基础研究、田间应用和优化工作等方面梳理了国外...     

Effects of temperature and lipid droplet adherence on mortality of hatchery-reared southern hake Merluccius australis larvae

Effects of exogenous (water temperature) and endogenous (lipid droplet adherence) factors were experimentally tested on early survival of southern hake Merluccius australis reared under controlled conditions. Experiments to determine the effect of temperature (10, 12 and 14 °C) on larval growth rates and yolk-sac absorption rates of unfed southern hake were carried out under laboratory conditions. There was no significant differences in growth rates at the temperature range tested (ANCOVA, F = 0.164, p > 0.25), but yolk-sac absorption rates and mortality increased with temperature (ANCOVA, F = 53.84, p < 0.001). A high percentage (between 31 and 81%) of hake eggs showed a lipid droplet not adhered (i.e., freely moving in the yolk, and not located in the posteriormost portion of the yolk-sac). In a second experiment, fed southern hake larvae with the lipid droplet not adhered during embryonic development did not survive after yolk-sac absorption. This study provides the first data on the influence of the lipid droplet absorption on larval survival of cultured hake, and can be used as an early indication of the quality of the batch.     

侧风影响下喷头倾斜角度对雾滴飘移补偿

为研究植保喷雾作业中在不同风速和喷头倾斜角度下对水平喷雾的雾滴飘移的影响,设置3个风速水平（1、2、3 m/s）与4个喷头倾斜角度水平（0°、15°、30°、45°）进行喷雾试验,测定了不同水平的雾滴分布,以风速为0、喷头倾斜角度为0°的常规作业水平作为对照组,对垂直和水平两个方向的雾滴质量分布中心与变异系数进行分析。结果表明,垂直方向上,侧风风速与喷头倾斜角度对垂直雾滴质量分布中心的影响在±3 cm范围内整体影响较小,而侧风风速与喷头倾斜角度的增大都会使垂直方向变异系数减小,在1～3 m/s的风速下垂直方向变异系数减小的最大值分别为12.3、6.0、16.0个百分点,提高了雾滴在垂直方向上的均匀性。水平方向上,不同风速和喷头倾斜角度都会对雾滴飘移产生影响,随着喷头倾斜角度的增大,雾滴受风速的影响程度会减小,当喷头倾斜角的补偿量超过了当前风速下对雾滴的飘移量,会使雾滴飘移产生过补偿,在高风速时喷头倾斜角度的改变会带来更大的雾滴飘移改变。侧风风速与喷头倾斜角度对水平方向上变异系数会产生较大影响：随着喷头倾斜角度的增大,水平变异系数也随之增大,而风速的变化使水平变异系数呈现先增大后减小的趋势。拟合了喷头倾斜角度与风速对雾滴飘移的影响模型,并计算出在1、2、3 m/s风速条件下,最佳补偿的喷头倾斜角度分别为3°、7°、11°。该研究为植保作业中雾滴飘移改善技术提供参考。     

果园在线混药型静电喷雾机的设计与试验

为提高果园轻型机动喷雾机的作业性能,设计了一种果园在线混药型静电喷雾机,进行了混药均匀性与稳定性试验和静电喷雾沉积试验。试验测得混药均匀性和混药稳定性的最大变异系数分别为4.46%和3.51%。采用风辅静电喷雾方式的无冠层采样架上采样点正面的雾滴附着率相对于无风辅无静电喷雾方式分别提高了9.3%、46.3%和53.2%,采样点反面的雾滴附着率分别提高了82.9%、164.3%和184.2%。风辅静电喷雾下在仿真柑橘树冠层内部叶片正面的雾滴附着率为48个/cm2左右,叶片反面为37个/cm2,相对于无风辅无静电方式分别提高了166.7%和428.6%。试验结果表明：所设计的在线混药系统具有良好的混药性能,风辅静电式喷雾系统可提高雾滴吸附能力和穿透能力,能够满足25个/cm2的病虫害防治附着率要求。该研究为果园喷雾机的机构设计和性能优化提供参考。     

高速气流条件下标准扇形喷头和空气诱导喷头雾化特性

标准扇形喷头与空气诱导喷头均为地面喷雾常用喷头,其在低速条件下的雾化特性已有较多研究,而在高速气流下的雾化特性尚不清楚。为了探究对比2种喷头在高速气流条件下的雾化特性,以及其用作航空喷头的可能性,基于北京农业智能装备技术研究中心自行设计制造的IEA-I型高速风洞,采用马尔文Spraytec喷雾粒度仪对德国Lechler公司生产的LU-120-03标准扇形压力喷头和IDK-120-03空气诱导喷头进行了测试。试验结果表明,两种类型喷头在距离出口0.15 m时,雾滴并未完全雾化。而在距离出口0.35 m时雾滴均已充分雾化。其中LU-120-03扇形压力喷头雾滴体积中径随风速增大从210μm逐渐减小至130μm,在管道压力达0.4 MPa以上时,其雾滴粒径分布跨度随风速增大逐渐从1.3增至1.5。而IDK-120-03空气诱导喷头产生的雾滴粒径相对较大,在风速为120 km/h时,达420~450μm,但其随着风速进一步增加快速减小,在风速达305 km/h时,其产生的雾滴体积中径降低到150μm。试验还发现管道压力变化对LU-120-03扇形压力喷头产生雾滴体积中径影响较大,而对IDK-120-03空气诱导喷头产生的雾滴体积中径影响较小。该研究可为固定翼有人机航空施药方案,如喷头选型、压力选择、作业速度选择等提供试验数据指导。     

喷灌压力、喷嘴直径和喷洒历时对土壤入渗性能的影响

选取适宜的允许喷灌强度是避免喷灌条件下水土流失的重要措施之一。通过田间试验,测定了不同喷灌压力与喷嘴直径条件下土壤结皮厚度、表层土壤容重以及土壤入渗性能随喷洒历时的动态变化。试验处理包括2种质地土壤(壤质砂土和粉质黏壤土)、3个喷灌压力(103,138,172 kPa)和3个喷嘴直径(3.97,5.95,7.94 mm)。结果表明,喷灌压力越大,土壤结皮厚度和表层容重越小,土壤稳定入渗率越大。喷嘴直径越大,土壤结皮厚度和表层容重越大,土壤稳定入渗率越小。土壤结皮厚度和表层容重随着喷洒历时的增加显著增大,而土壤稳定入渗率则随之对数减小。喷洒动能强度是一个描述喷洒水滴对土壤入渗率影响的优选参数。研究结果为允许喷灌强度的确定提供科学依据。     

Drop size dependence of soil-water contact angle in relation to the droplet geometry and line tension

The soil-water contact angle is used as a measure of the surface hydrophobicity of soils. The contact angle for particular solid–liquid combination is considered to vary with the drop size. In this paper, we focused on examining the drop size dependence of contact angle on soil surfaces compared with homogeneous solid surfaces, and determining its relation to the droplet geometry and line tension. The contact angle estimated using geometric parameters of the droplets (θ _G) showed decreasing trend with increasing drop size from 5 to 50?µL irrespective of the deformations in the droplet shape in larger drops. This was considered to be a result of the corresponding deviations of the geometric parameters of the droplets. The directly measured contact angle (θ _A) first decreased and then increased with increasing drop size from 5 to 50?µL. The drop size at lowest θ _A for hydrophobized silica sand with 1?g?kg^–1 stearic acid (SA) and the acryl surfaces was 20?µL, whereas that for hydrophobized silica sand with 5?g?kg^–1 SA and siliconed paper was 30?µL. The decrease in θ _A with increasing drop size was explained as a result of the line tension effect using the modified Young's equation. Despite the surface heterogeneity, all the surfaces tested in this study showed positive line tensions on the order of 10?µJ?m^–1. Irrespective of the heterogeneity of the surfaces, the θ _A in this experiment agreed with the modified Young's equation for drop sizes up to about 20–30?µL, where the θ _A and θ _G were also in good agreement. Drop size dependence of contact angle was independent of the level of surface hydrophobicity. The θ _A on all the examined surfaces started to increase with increasing drop size when the deformation index, I _d, exceeded 5%, where the wetting radius, R exceeded the capillary length. The increase in θ _A with increasing drop size was attributed to the deformations of water drops due to the effect of gravity.