利用直升机R44和固定翼飞机Y5B挂载自主研制的航空静电喷雾系统设备进行机场和野外航空静电喷雾与非静电喷雾的比较试验。结果表明:静电喷雾在地面和空中靶标表面、树冠中上部叶片正面的沉积效果明显优于非静电喷雾:雾粒细小、分布均匀、沉积密度提高1倍以上,最高达1.75倍;直升机静电喷雾在叶片背面的沉积率为非静电喷雾的2.15倍,是常规航空喷雾的3.31倍。Y5B静电喷雾在叶片背面的沉积率为非静电喷雾的2.38倍,是常规航空喷雾的3.44倍。

【目的】优化静电喷雾液剂配方,研究助剂对静电喷雾液剂电导率及沉积量的影响,探寻二者之间的关系,为降低农药使用量,实现农业可持续发展提供科学依据。【方法】采用新型环保溶剂HDBE和NCC,以二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮和异佛尔酮作为助溶剂,设定助溶剂用量分别为0、3%、5%、7%和10%,以传统溶剂S200#作为对照。根据静电喷雾液剂质量技术指标对不同配方进行筛选。分析助剂种类及用量的变化对阿维菌素和呋虫胺两种静电喷雾液剂电导率的影响。同时,在施药前测定靶标叶面积,施药后用丙酮反复冲洗、过滤、旋蒸、定容,最后采用高效液相色谱(HPLC)测定靶标叶片上农药有效成分的沉积量,探究助剂种类和用量对黄瓜和番茄叶片正、背面沉积量的影响,分析制剂电导率与沉积量之间的关系,评价静电喷雾包抄效应。【结果】筛选出6个符合质量技术指标要求的环保型静电喷雾液剂配方;制剂电导率并非各组分电导率的加权平均数,而是各组分相互作用的结果;对于极性不同的农药有效成分配制的静电喷雾液剂,助剂种类和用量的改变对电导率和沉积量的影响趋势相同。当有效成分为非极性农药阿维菌素时,其对制剂整体电导率几乎无影响,而当采用极性较大的农药呋虫胺时,制剂整体的电导率得到显著提高,在相同助剂条件下,高出阿维菌素制剂近百倍。当溶剂为HDBE时,电导率较小,电导率和沉积量随助溶剂质量分数的提高增幅较大,差异显著。当溶剂为NCC时,由于其本身电导率较大,二者随助溶剂用量的提高增幅较小,不同配方之间的电导率差异减小。当助溶剂同为二甲亚砜时,由HDBE、NCC作为溶剂制备的静电喷雾液剂电导率及沉积量较传统溶剂S200#均显著增加,其中电导率高出5倍以上,沉积量高出1.5倍以上;静电喷雾液剂在黄瓜叶片正、背面的沉积量均大于番茄;不同配方在靶标正、背面沉积量之比在1.17—2.11。【结论】环境友好的HDBE、NCC可代替S200#成为静电喷雾的优良溶剂;助剂的种类和用量的改变对静电喷雾液剂电导率及沉积量有重要影响,通过提高制剂的电导率可以显著改善沉积量,从而提高农药有效利用率;所配制的静电喷雾液剂具有良好的静电包抄效应。

利用玻片计数法测定了 1 5× 10 4 V、3× 10 4 V、5× 10 4 V 3种电压下的静电喷粉效果 ,并与常规喷粉效果作了比较。结果表明 ,5× 10 4 V、3× 10 4 V和 1 5× 10 4 V高压下的粉粒在靶标上的沉积密度分别是常规喷粉的 3 77、3 2 4和 1 72倍。实际应用中 ,应用 3万伏高压即可达到理想的喷粉效果。

以风送静电喷雾机为例,描述了杀虫剂药液被气流剪切式喷嘴雾化时雾滴的诱导充电过程,建立了一个树冠静电喷雾过程的电子—机械简化模型,用于分析雾滴沉积过程中作用于荷电雾滴的静电力(镜像力、空间电荷力和空间电荷引力)和机械力(重力和拉力)。静电力的相对大小是通过与机械力的力比值作比较的,50μm和100μm两种充电雾滴的典型的力比值说明空间电荷引力在雾滴沉积过程中起着重要的作用。

设计一种气助式静电感应喷头,对其工作原理和关键结构进行了研究。在室内对它进行了雾化性能试验和荷电效果试验。由试验结果分析了充电电压、气体压力与流量、液体压力与流量、喷孔直径等参数对雾化质量和荷电效果的影响,综合分析气体压力为0.4 MPa,液体压力为0.25 MPa,喷孔直径为2.0 mm时气助式静电感应喷头具有最优化性能。

为了解无人机喷雾粒径对水稻冠层雾滴沉积效果的影响,以丽春红2R为示踪剂,检测了粒径分别为218、200、178、145μm的雾滴在水稻冠层上、中、下部的沉积分布。结果表明:雾滴在水稻冠层上、中、下部的沉积量之间差异显著,下部的雾滴沉积量高于上部和中部;不同粒径雾滴沉积量之间差异极显著,即喷雾粒径显著影响雾滴在靶标上的沉积量。不同粒径雾滴的小区试验中,采样点平均单位面积药液沉积量具有随喷雾粒径减小而增大的趋势,粒径218μm喷雾的冠层中部单位面积平均沉积量最小,为0.52μL/cm~2,粒径145μm喷雾的冠层下部的平均单位面积沉积量最大,为0.99μL/cm~2。粒径145μm喷雾在植株上、中、下部冠层采样点沉积量变异系数最低,分别为8.40%、17.86%、14.92%,粒径218μm喷雾的冠层采样点沉积量变异系数最高,分别为33.86%、32.04%、34.06%。以上结果说明,雾滴在水稻冠层的分布均匀性和穿透性都较好,且雾滴粒径越小,水稻冠层单位面积药液沉积量越大,分布均匀性越好。

[目的]针对雾滴在叶背面覆盖密度低的问题,设计了一种风送静电喷头。[方法]根据感应充电模型,同时进行理论计算,从而设计出电极及电极帽的尺寸。电极设计成锥形电极,开角为80°,高10 mm,厚2 mm,材料为铜,具有高导电性;电极帽设计成仿锥形,防止电极被药液腐蚀,材料选用环氧树脂制作,可提高介电常数,增大感应充电电场电荷。并对喷头进行了3个方面的性能试验,包括荷质比测量、静电雾滴覆盖密度对比试验和田间验证试验。[结果]荷质比测量表明:雾滴在喷头处的最大荷质比为1.167 m C·kg-1,并且距离喷头1 m处的雾滴仍然带电。雾滴覆盖密度对比试验表明:静电及喷雾距离对正、背面覆盖密度影响显著,在喷雾距离1～2 m内,背面覆盖密度相对增幅可达70%以上。田间验证试验证明:静电作用同时作用了叶片正、背沉积;风机转速对荷质比的影响与对叶片正、背沉积量的影响结果一致。[结论]研究证明该静电喷头具有明显的静电喷雾效果,可为果园风送静电喷头的设计与效果检验提供参考。

自制应用于柑橘园施药的风送式喷雾机,并基于CFD建立喷雾机雾滴运动轨迹及沉积模型,考察该喷雾机雾滴沉积特性及送风方向对雾滴沉积的影响。根据喷雾机尺寸参数,建立喷雾流场二维模型,并确定DPM模型参数,模拟获得距喷头不同距离的垂直截面上雾滴沉积量。试验结果显示:在距喷头1.0 m的范围内,雾滴沉积特性与试验结果相符,且在1.0 m范围内,送风角度的增加对雾滴飘移影响较小,随着与喷头距离的增大,送风角度对底部雾滴飘移损失的影响逐渐加剧;在距喷头1.0 m范围以外,雾滴沉积特性与实际试验结果偏差较大,但雾滴沉积量随与喷头距离的增大而逐渐减少的规律是一致的。

建立了基于分子量测定海藻中无机砷含量的新方法——电喷雾质谱法。探讨了提取方法、溶液pH、还原剂、螯合剂、提取剂、质谱仪参数等实验条件对实验准确度、灵敏度的影响。在优化条件下,As(Ⅲ)的线性范围为0~151.4 ng/mL,As(Ⅴ)的线性范围为0~175.0 ng/mL,相关线性回归系数均在0.99以上,方法检出限(S/N>3)0.024 mg/kg,方法定量限(S/N>10)0.048 mg/kg。实验在不同浓度下加标回收率为81.0%~95.6%,相对标准偏差为2.52%~7.54%。该方法简单,灵敏度高,重现性好,避免了有机砷引起的假阳性现象,适用于海藻中无机砷的测定,可为海藻中无机砷...

【目的】分析木门旋杯式静电喷涂表面漆膜厚度及均匀性的影响因素和作用机制,为旋杯式静电喷涂技术在木门涂装领域的应用提供理论基础。【方法】利用数值计算方法,建立木门旋杯式静电喷涂漆膜厚度理论模型,分析喷枪垂直方向移动速度、木门进给速度、喷枪水平方向移动行程和喷枪垂直方向移动行程、喷枪间距等工艺参数对于木门表面漆膜厚度及均匀性的影响规律。【结果】喷枪垂直方向移动速度对漆膜厚度平均值的影响较小,但是对漆膜厚度标准差(均匀性)有一定影响,且漆膜厚度标准差与喷枪垂直方向移动速度不呈线性关系;木门进给速度对漆膜厚度平均值的影响较大,但是对漆膜厚度标准差的影响较小;随着喷枪水平方向移动行程增加,漆膜厚度平均值先增加后逐渐趋于稳定,漆膜厚度标准差先减小后逐渐趋于稳定;喷枪垂直方向移动行程对于漆膜厚度平均值及标准差均有较大影响;喷枪间距对漆膜厚度平均值的影响较小,但是对漆膜厚度标准差有一定影响,且漆膜厚度标准差与喷枪间距呈周期性变化关系。【结论】木门旋杯式静电喷涂漆膜厚度理论模型能够预测木门静电喷涂后表面的漆膜厚度及其标准差,可为木门旋杯式静电喷涂设备运行参数的优化提供理论指导。

【目的】研究在三唑磷喷雾液中添加不同润湿剂及其与增黏剂组合,以及喷药0、1、2、4、8h后人工模拟降雨对三唑磷在水稻叶片上沉积量的影响。【方法】利用残留分析的气相色谱检测方法测定三唑磷喷雾药液在水稻叶片上的沉积量。【结果】润湿剂中仅6501能提高三唑磷在水稻叶片上的沉积量;润湿剂与增黏剂组合,特别是增加增黏剂的用量,可以显著提高药液在水稻叶片上的沉积量及耐雨水冲刷的能力,最佳助剂组合是质量分数为0.025%的6501与0.02%聚丙烯酸钠,其沉积量高达77.4μg·g-1,是对照处理的8倍多。【结论】添加合适的助剂在同等药效下可以减少用药量,达到降低用药成本和减少环境污染的目的。

【目的】分析弥雾机和手动喷雾器在不同施液量条件下喷雾,农药雾滴在水稻冠层沉积分布特征,阐明农药剂量的沉积结构及空间分布对药剂防治效果的影响。【方法】以农药雾滴采集装置和水敏纸收集农药雾滴,通过DepositScan软件分析雾滴覆盖率和雾滴密度,并利用示踪剂估测农药沉积量。【结果】弥雾机和手动喷雾器不同施液量条件下喷雾,叶角45°和0°水稻叶片正面的雾滴覆盖率显著高于叶片反面。弥雾机在225、450、600 L·hm-2施液量条件下喷雾,叶角0°水稻叶片反面的雾滴密度均大于200个/cm2,施液量间差异显著。手动喷雾器在600、900、1 200 L·hm-2施液量条件下喷雾,叶角0°和45°水...

【目的】分析喷雾方式对农药雾滴在水稻群体内沉积分布的影响,研究提出稻田合理的喷雾方式,提高稻田农药利用率。【方法】在水稻分蘖期、孕穗期和扬花期,用配有空心圆锥雾喷头的手动喷雾器叶面喷洒和配有气力式弥雾喷头的弥雾机下倾45°角喷洒指示剂丽春红-G溶液,收集并测定沉积在植株上层、中层和下层不同点位载玻片上的雾滴指示剂丽春红-G沉积量。【结果】以不同喷雾方式施药,水稻叶片正面、背面及垂直方向不同点位的丽春红-G沉积量有显著差异。在水稻分蘖期、孕穗期、扬花期用手动喷雾器叶面喷雾和弥雾机45°角下倾喷雾,丽春红-G的沉积量在水稻群体空间内的分布趋势均表现为上层>中层>下层。在水稻分蘖期用手动喷雾器叶面喷...

作为智能农业的重要组成部分,植保无人机的使用大大提高了作业效率,但智能设备快速推广使用的同时也对环境产生了一定的风险及危害。为了实际检测植保无人机的喷施效果并评估施药风险,开展北方寒地玉米多旋翼植保无人机航空喷雾效果研究,着重对比3种不同施药量下雾滴在玉米冠层不同部位的沉积效果,同时就添加助剂对于雾滴沉积的影响效果进行分析。结果表明:自然风对雾滴沉积效果的影响程度要强于施药量的变化,尤其是当无人机使用孔口尺寸较小的常规压力喷头进行喷施作业时,若自然风风速较大会显著导致无人机有效沉积减少(p=0.045);在2m的喷施作业高度下,施药量为15L·hm~(-2)(1#、4#)和30L·hm~(-2)(2#)时雾滴沉积效果的差异并不是很大。只有当施药量增大为45L·hm~(-2)时,才可以在一定程度上增加喷施雾滴在玉米冠层间的沉积,但会导致雾滴的沉积均匀性变差以及沉积率降低,污染环境的风险也随之加大。研究还发现添加助剂会使航空喷施雾滴粒径显著增大,对于雾滴覆盖率和沉积密度的沉积分布效果也有一定影响作用,却并不显著。研究结果可以作为当前植保无人机施药作业的参考。

近年来，植保无人机在现代农业中展现出了明显的优势，但植保无人机所适配的典型扇形喷头的雾化性能尚待进一步研究，尤其是喷雾羽流的雾滴粒径空间分布特性亟待明确。使用DP-02激光粒度仪分别对CFA11001、CFA11002、CFA110015、SF11002、SF110015、TeeJet11002、TeeJet110015共7种典型扇形航空喷头进行了喷雾羽流雾滴粒径空间分布特性测定。试验分为横向和纵向轴线两种测定形式，其中研究横向轴线雾滴粒径的分布时，固定喷施压力0.8 MPa，等间距选取了7个连续的横向测量点，喷头选择CFA11002、SF11002和TeeJet11002型；研究纵向轴线雾滴粒径的分布时，固定喷施压力0.5 MPa，等间距选取了5个连续的纵向测量点，喷头选择CFA11001、CFA11002、CFA110015、SF110015和TeeJet110015型。结果表明：横向轴线的分布特点：在固定喷施压力0.8 MPa的条件下，3种型号喷头的D_(V0.1)、D_(V0.5)在各横向测量点位的数值变化不大，并且两侧关于中心点呈较好的对称分布，而D_(V0.9)除了TeeJet11002型喷头呈现对称分布，CFA11002型和SF11002型喷头并没有表现出对称分布的特性，这可能与喷头的材质有关。同时，通过试验分析发现喷头喷施的雾滴粒径越小，喷雾越均匀，左右两侧的雾滴粒径大小与喷头处的相差越小，即该喷头的雾化效果也就越好。纵向轴线的分布特点：在固定喷施压力0.5 MPa的条件下，5种型号喷头的D_(V0.1)在各纵向高度测量点位的数值相差不大，但CFA11001、CFA11002、CFA110015这3种延长范围型喷头的D_(V0.5)、D_(V0.9)随着测试高度的增加呈现下降趋势；而对于标准扇形喷头，TeeJet11002型喷头的D_(V0.5)随着测试高度增加而增大，其D_(V0.9)则是随着测试高度增加有一个先减小后变大的趋势，而SF110015型喷头的D_(V0.5)、D_(V0.9)随着测试高度的增加均呈现增大的趋势，且D_(V0.9)的这种变化趋势要比D_(V0.5)更加明显。这一结果表明喷头类型对喷雾羽流雾滴粒径纵向分布具有较大的影响。研究结果可为扇形航空喷头的设计与选择提供参考，对优化植保无人机喷施作业方案也有一定指导意义。