植物油混合助劑對飛防噴霧霧滴沉積效果的影響

沈蘭蘭，馬恒博，黃海燕，錢志剛，葉 珊，蔣 輝，錢濟華，秦 龍，周曙光

(浙江新安化工集團股份有限公司，浙江建德 311600)

隨著科技的迅速發展，農業相關的基礎設施也在不斷地改進。采用植保無人機代替傳統人工噴藥，大大減少了農業生產對勞動力的需求[1]。植保無人機噴藥具有成本低、效果好、節省時間等特點，對一些突發性災害的應付能力強，能夠適用于各種復雜地形[2]，在中國現代農業中具有巨大的發展潛力。

伴隨著植保無人機的快速發展，配套作業的飛防專用助劑也應運而生，用于解決植保無人機專用藥劑缺乏導致的兼容性差，霧化效果不佳，以及無人機施藥特性所致易漂移、易揮發、沉積量少等諸多問題。國內目前常用飛防專用助劑以植物油或其衍生物、農用有機硅、高分子聚合物為主，其中以甲酯化或乙酯化植物油應用最為廣泛。甲酯化或乙酯化植物油能增加噴霧液霧滴粒徑，改善噴施過程中飄移和揮發問題。霧滴粒徑的增加，意味著同等體積藥液產生的霧滴數少，單位面積有效霧滴個數是保證飛防作業效果的重要參數，因此，過度增大藥液霧滴粒徑會影響植保無人機飛防施藥均勻度?；谶@個現狀，結合甲酯化或乙酯化植物油的優勢與缺陷，筆者開展了植物油混合助劑的研制，以甲酯化植物油與其他類型助劑按特定比例組合，開發了一款植物油混合助劑——澤夕。本文將通過對植保無人機噴霧藥液霧滴沉積的測試，從霧滴粒徑分布和霧滴沉積兩個維度綜合評價澤夕在飛防上的應用效果。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試藥劑

75%肟菌·戊唑醇水分散粒劑、80%烯啶·吡蚜酮水分散粒劑、康丹(美國富美實公司)；澤夕(浙江新安化工集團股份有限公司)；農用有機硅(浙江新安化工集團股份有限公司)；水劑紅染料(天津秀波科技有限公司)。

1.1.2 試驗儀器

霧滴測試卡、雙頭夾、PU管、MG-1型植保無人機、DP-02激光粒度儀、MATABI手壓式噴霧器、EPSON掃描儀、Depositscan軟件、SPSS軟件。

1.1.3 試驗條件

2019年8 月18 日，在浙江省建德市航頭水稻田中進行，試驗田面積3.33 hm2(50畝)，為規則矩形，排灌方便，肥力中等。供試水稻為單季晚稻中浙優1，2018年6月份種植，試驗時水稻平均株高110 cm。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

1.2.1.1 霧滴沉降試驗設計

在同一水平面上，參照無人機作業噴幅選取 3條長度適宜的平行線，每條平行線上分別選取5個位點布置霧滴測試卡，由此3條平行線構成的水平面作為一個試驗小區。再由無人機進行施藥，通過該試驗小區，飛行結束后收集霧滴測試卡[3]。試驗共設3個處理(表1)，每個處理飛行噴霧1次，每次飛行噴霧的作業參數相同(表2)，每個處理的小區設計相同(圖1)。

1.2.1.2 霧滴粒徑試驗設計

模擬無人機噴霧，采用手壓式噴霧器連接無人機專用噴頭進行噴霧，將噴頭置于一定高度垂直向下噴霧，用DP-02激光粒度分析儀測定噴霧液粒度，試驗共設3個處理(A：自來水、B：1%澤夕水溶液、C：0.1%農用有機硅水溶液)，每個處理重復3次。

表1 試驗設計

圖1 霧滴采集點布局示意圖

表2 無人機作業飛行參數

1.2.2 試驗數據統計

1.2.2.1 霧滴沉降試驗數據統計

本次試驗將從單位面積的霧滴密度、霧滴覆蓋率、霧滴沉積量這3個角度來評價各處理的霧滴沉降效果，并比較各處理之間的差異性。具體統計方法如下：首先將收集的霧滴測試卡依次用EPSON掃描(1 200像素)成圖片輸入電腦，再用Depositscan軟件分析霧滴密度(計數紙上每平方厘米的霧滴數，單位：個/cm2)、霧滴覆蓋率(計數紙上每平方厘米的霧滴覆蓋率，單位：%)和霧滴沉積量(計數紙上每平方厘米的霧滴沉積量，單位：μL/cm2)，最后用EXCEL和SPSS軟件進行匯總統計。

1.2.2.2 霧滴粒徑試驗數據統計

本次試驗通過DP-02激光粒度分析儀自帶軟件生成霧滴粒徑報告，統計報告中的 D50(噴霧時噴霧液形成的霧滴體積累計分布50%時的霧滴粒徑，單位：μm)、D90(噴霧時噴霧液形成的霧滴體積累計分布 90%時的霧滴粒徑，單位：μm)、100～300 μm (噴霧時噴霧液形成的霧滴粒徑在 100～300 μm 的百分比)及300～500 μm (噴霧時噴霧液形成的霧滴粒徑在300～500 μm的百分比)數據，最后用EXCEL軟件進行匯總統計。

2 結果與分析

2.1 安全性

施藥后1、3、7、10 d觀察水稻植株的生長狀態、葉片形狀和顏色，與對照處理相比，未發現施藥對水稻正常生長造成不良影響。表明用無人機噴霧飛防專用助劑澤夕與各藥劑的高濃度噴霧液對水稻作物生長安全。

2.2 霧滴密度

從表3可知，無人機進行飛防藥液噴霧后，在噴霧液中添加飛防專用助劑和沒有添加助劑的處理，在同一水平面上的霧滴密度間無顯著差異。對照處理①霧滴密度為11.169個/cm2，添加桶混助劑的處理②和處理③霧滴密度分別為12.827個/cm2和15.260個/cm2，霧滴密度分別上升 1.658個/cm2和4.091個/cm2，從P＜0.05水平分析方差結果顯示，3個處理之間無顯著差異，即添加桶混助劑對噴霧液霧滴密度的影響不大。

表3 各處理同一水平面上的霧滴密度

2.3 霧滴覆蓋率

從表4可知，無人機進行飛防藥液噴霧后，噴霧液中添加飛防專用助劑的處理，在同一水平面上的霧滴覆蓋率最大。對照處理①霧滴覆蓋率為2.103%，添加桶混助劑的處理②和處理③霧滴覆蓋率分別為4.298%和1.967%，單位面積霧滴覆蓋率上升2.195%和-0.136%。P＜0.05水平分析方差結果顯示，處理②顯著優于處理①和處理③，處理①和處理③之間差異不顯著，即添加飛防專用助劑澤夕能顯著提高無人機噴霧藥液霧滴的覆蓋率，而常規有機硅助劑對霧滴覆蓋率沒有影響。

表4 各處理同一水平面上的霧滴覆蓋率

2.4 霧滴沉積量

從表5可知，無人機進行飛防藥液噴霧后，噴霧液中添加飛防專用助劑的處理，在同一水平面上的霧滴沉積量最大。對照處理①霧滴沉積量為0.223 μL/cm2，添加桶混助劑的處理②和處理③霧滴沉降量分別是0.686 μL/cm2和 0.243 μL/cm2，單位面積霧滴沉積量上升 0.463 μL/cm2和 0.02 μL/cm2，P＜0.05 水平分析方差結果顯示，處理②顯著優于處理①和處理③，處理①和處理③之間差異不顯著，即添加飛防專用助劑澤夕能顯著提高無人機噴霧藥液霧滴的沉積量，而常規有機硅助劑對霧滴沉積量沒有影響。

表5 各處理同一水平面上的霧滴沉積量

2.5 霧滴粒徑

從表6可知，模擬無人機飛防作業，添加飛防專用助劑的處理B霧滴粒徑顯著小于對照處理A和添加常規助劑的處理B，粒徑為300～500 μm的大霧滴數顯著少于對照處理 A和添加常規助劑的處理B，粒徑為100～300 μm的霧滴數顯著多于對照處理A和添加常規助劑的處理 B。大的噴霧液滴容易從靶標滑落，難以附著在靶標上，噴霧液的大霧滴數越多，噴霧液在靶標上的沉積量就越小，而粒徑為100～300 μm的霧滴數越多，噴霧液抗漂移的能力就越強，噴霧液在靶標上的沉積量就越大，即添加飛防專用助劑澤夕能顯著提高無人機噴藥的霧滴沉積量。

表6 各處理同一高度噴施時的霧滴粒徑

3 討論與分析

本試驗分別對75%肟菌·戊唑醇水分散粒劑、80%烯啶·吡蚜酮水分散粒劑和康丹設置3個處理，即分別為不加桶混助劑、加助劑澤夕、加農用有機硅助劑，在無人機進行飛防藥液噴霧后，綜合對比3個處理霧滴個數、霧滴覆蓋率和霧滴沉積量，情況如下：

從單位面積霧滴個數來看，3個處理之間數據差異不顯著，即植物油混合助劑澤夕對于植保無人機噴霧霧滴個數沒有影響；從霧滴覆蓋率和霧滴沉積量數據量看，植物油混合助劑澤夕對于提升單位面積霧滴覆蓋率和霧滴沉積量效果顯著。由此可證，植物油混合助劑在保證抗揮發和抗漂移功能基礎上，顯著改善單位面積霧滴個數，效果與農用有機硅相當。

秦維彩等研究表明，當噴霧液霧滴體積中徑為200 μm時，霧滴覆蓋密度較高[5]。本次試驗噴霧霧滴粒徑分析數據為，添加飛防專用助劑后，粒徑為100～300 μm的噴霧液霧滴數量顯著增加，且澤夕處理最多?？梢?，霧滴粒徑分布數據與霧滴覆蓋率和沉積量的測試結果相吻合。因此，可以推測粒徑為100～300 μm的霧滴占比越多，霧滴在靶標上的沉積量與覆蓋率就越大。

相對于農用有機硅助劑，澤夕可以顯著提升單位面積霧滴覆蓋率和霧滴沉積量，而農用有機硅助劑對于藥液霧滴粒徑有所改善，但是對霧滴覆蓋率和霧滴沉積量幾乎沒有影響。這進一步證實，澤夕除了改善藥液霧滴粒徑分布以外，其抗揮發功能顯著優于農用有機硅，能顯著減少藥液在下行至靶標的過程中因外力因素造成損失，保證了更好的沉積效果。

4 結 論

本試驗發現植物油混合助劑具有控制噴霧霧滴的優異性能，有效保證單位面積霧滴個數和有效霧滴個數，該款產品可以顯著提高噴霧液的霧滴覆蓋率和霧滴沉積量，從而提升植保無人機作業效果。