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植保无人机喷头和喷雾助剂对药液表面张力、雾滴密度、覆盖率的影响(二)
来源:烟草科技 浏览 15 次 发布时间:2024-11-13
2结果与分析
2.1添加助剂对药液表面张力和接触角的影响
喷雾助剂通过影响药液表面张力,进而影响药液的接触角。添加助剂可显著降低药液的表面张力和接触角(表3),添加倍达通、迈飞和迈道后,药液的表面张力显著降低,分别降低58.8%、57.0%和54.5%;在烟草叶片上的接触角分别降低64.3%、55.0%和46.6%,显著低于空白对照(处理Ⅳ)。表明添加助剂烟草叶片更容易被润湿,3种喷雾助剂都具有较明显的润湿铺展性,可实现有效铺展,对药液表面张力和接触角的影响依次为倍达通>迈飞>迈道。在施药过程中,药液经喷头喷出落在作物叶片上会形成不同的接触角,接触角越大叶片越难以被润湿。因此,在田间进行喷雾作业时,可以选择添加助剂提高雾滴铺展性,增加叶片的润湿性,从而提高药剂与病虫害的接触率。
表3添加喷雾助剂对药液表面张力和雾滴接触角的影响
注:表中数字为平均数±标准差;同列数据后不同小写字母表示经Duncan’s新复极差法检验处理和对照间在P<0.05水平上的差异显著性。下同。
2.2喷雾助剂及喷头类型对药液雾滴粒径的影响
在同一喷头条件下,与不添加助剂相比,加入1%助剂的药液雾滴粒径、小雾滴数量占比和雾滴谱相对跨度有显著差异,见表4。
表4喷雾助剂及喷头类型对药液雾滴粒径及分布的影响
2.2.1助剂对药液雾滴粒径的影响
采用SX110015喷雾时,3种助剂均能提高药液雾滴粒径,降低药液小雾滴数量占比和雾滴谱相对跨度。对DV0.5的影响依次为倍达通>迈飞>迈道,其中,迈飞对DV0.1、DV0.5和DV0.9均有显著效果,比未添加助剂的处理分别提高17.4%、13.8%和24.6%;添加迈飞小雾滴数量占比降低最为显著,降低22.7%;添加迈飞雾滴谱相对跨度最小,喷雾更均匀。
采用IDK120015喷雾时,3种助剂均能提高雾滴粒径、降低小雾滴数量占比和雾滴谱相对跨度,但处理间差异不显著。倍达通、迈飞和迈道DV0.5比未添加助剂的处理分别提高4.4%、3.6%和2.9%;小雾滴数量占比较未添加助剂的处理分别降低12.7%、20.9%和13.8%。
2.2.2喷头类型对药液雾滴粒径的影响
植保无人机采用不同喷头(SX110015处理1,IDK120015处理5)进行喷雾处理,处理5比处理1雾滴粒径显著提高,DV0.1、DV0.5和DV0.9分别提高67.0%、107.2%和140.9%;小雾滴数量占比明显降低,降低47.8%;雾滴相对谱跨度变化不大。可见,IDK120015喷头能显著提高药液雾滴沉降,减少药液雾滴的漂移。
2.3助剂对药液雾滴密度和覆盖率的影响
同一处理,烟草上、中、下冠层的药液雾滴密度和覆盖率具有显著差异,采用同一种喷头,不同处理间药液雾滴密度和覆盖率差异也达到显著水平,见图2。
图2喷雾助剂对各处理药液雾滴密度的影响
2.3.1助剂对药液雾滴密度的影响
采用SX110015喷雾时,添加助剂能够显著提高烟草上层和下层的药液雾滴密度。添加倍达通、迈飞和迈道烟草上层药液雾滴密度分别提高32.0%、13.7%和9.0%,下层分别提高202.8%、91.3%和130.6%。添加倍达通和迈飞处理的烟草中层药液雾滴密度分别提高42.1%和46.4%,而添加迈道的处理则降低56.6%。
采用IDK120015喷雾时,添加助剂能够提高药液雾滴在烟草上、中冠层的雾滴密度。烟草上层,添加倍达通、迈飞和迈道助剂的雾滴密度分别提高25.2%、1.4%和6.1%;中层分别提高20.5%、19.9%和1.9%;下层添加迈飞助剂的雾滴密度提高2.7%,而添加倍达通和迈道助剂则分别降低4.8%和0.2%。在烟草上、中、下冠层的药液雾滴密度均呈递减的趋势,下层雾滴密度分别占上层雾滴密度的26.2%、34.9%和32.4%。
2.3.2助剂对药液雾滴覆盖率的影响
如图3所示,采用SX110015喷雾时,添加助剂能够显著提高药液雾滴在烟草上、中和下冠层的覆盖率。其中,倍达通助剂的效果最为显著,分别提高97.9%、106.1%和141.5%,而迈道对烟草下层的药液雾滴覆盖率提高92.7%。
图3喷雾助剂对各处理药液雾滴覆盖率的影响
采用IDK120015喷雾时,3种助剂对提高雾滴在烟草冠层覆盖率的影响依次为迈飞>倍达通>迈道;迈飞显著提高烟草上层和中层雾滴覆盖率,分别提高58.3%和31.3%。
2.4喷头类型对药液雾滴密度和覆盖率的影响
如图4所示,与SX110015喷头相比,IDK120015喷头可提高药液雾滴密度,烟草上、中、下冠层分别提高92.9%、101.6%和160.7%;在烟草上、中冠层药液雾滴覆盖率分别提高10.0%和20.2%,但在烟草下冠层药液雾滴覆盖率则降低13.8%。这是由于IDK120015喷头孔径小,药液雾滴粒径更细,而SX110015喷头的喷雾药液雾滴的穿透性更强。因此,在使用时应根据天气条件和防治对象选择合适类型的喷头。
图4喷头类型对药液雾滴密度和覆盖率的影响
3讨论
烟草与其他作物相比,叶片易达到亲水状态。本研究结果表明,清水在烟草叶片的表面张力和接触角分别为71.8 mN/m和61.1°,添加3种喷雾助剂后药液的表面张力和接触角分别降低54.5%~58.8%和46.6%~64.3%,接触角越小则叶片越容易被润湿。因此,在烟草田进行喷雾作业时,可以选择倍达通、迈飞和迈道中的1种添加到药液中以提高雾滴铺展性,增加药剂接触病原物和害虫的概率。添加喷雾助剂改变了药液的理化性质,增加雾滴粒径,减少雾滴漂移,提高药液在作物冠层的沉积密度和覆盖率,进而减少药液流失。
药液雾滴在运动过程中产生蒸发和漂移,选择不同类型的喷头可以有效减少漂移,提高雾滴密度和覆盖率。本研究结果表明,采用SX110015喷头喷雾时,不同助剂处理间差异显著,DV0.5增加依次为倍达通>迈飞>迈道;采用IDK120015喷头喷雾时,不同助剂处理间差异不显著。在未添加助剂的情况下,与SX110015喷头相比,IDK120015喷头在烟草上、中、下冠层雾滴密度提高92.9%~160.7%,这是由于IDK120015喷头孔径小,雾滴粒径细,而SX110015喷头的喷雾药液雾滴穿透性强。可见,IDK120015喷头可在增加雾滴粒径、减少飘移的前提下,药液雾滴密度和覆盖率显著提高。因此,IDK120015喷头适宜在有风天气条件下喷洒保护性或内吸性药剂,在避免飘移的同时保证一定的药液雾滴覆盖率。
4结论
3种助剂和2种喷头可有效提高植保无人机在烟草田间的喷施效果。3种助剂能有效降低药液表面张力和接触角,降低小雾滴数量占比和雾滴谱相对跨度,增加药液雾滴在烟草冠层的沉积密度和覆盖率,提高药液雾滴均匀性。在烟草田中进行植保无人机喷雾时,建议作业喷幅为5.0 m,飞行速度为3.4 m/s。作业高度距离烟草上层3.5 m,喷雾量15.0 L/hm2,在风速≥0.6 m/s的天气条件下喷洒保护性或内吸性药剂时使用IDK120015喷头。