航空噴霧在農(nóng)作物病蟲害防治中的應(yīng)用

飛機(jī)噴霧是中國第一個(gè)飛機(jī)操作項(xiàng)目。1951年5月22日，中央軍委航空局在廣州宣布c-46號飛機(jī)在廣州進(jìn)行了蚊蒼蠅化和飛機(jī)操作，這表明新中國的航空航空事業(yè)已經(jīng)誕生。航空噴霧是中國農(nóng)業(yè)航空的主要運(yùn)營方式。在運(yùn)營范圍上，2012年末，航空航天工程約為4000小時(shí)，是總航空項(xiàng)目的第三個(gè)目的地。與當(dāng)?shù)氐娘w機(jī)霧劑相比，航空噴霧具有快速、高效、靈活、突然性強(qiáng)等特點(diǎn)，在航空安保、航空施肥、防疫等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。近年來,我國每年使用飛機(jī)噴霧防治農(nóng)作物病蟲害面積達(dá)70多萬hm2,防治草原蟲害面積54~70萬hm2,小麥葉面施肥140多萬hm2,為我國農(nóng)林業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。當(dāng)前,隨著我國低空空域管理改革的不斷推進(jìn)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化和規(guī)?；陌l(fā)展,以及植保技術(shù)精細(xì)化發(fā)展趨勢與要求,航空噴霧技術(shù)的研究和應(yīng)用將面臨新需求、新機(jī)遇,在此對航空噴霧技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行概述、總結(jié)與探討,對當(dāng)下促進(jìn)航空噴霧技術(shù)的進(jìn)步,推動(dòng)我國航空植保事業(yè)又好又快地發(fā)展,具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。1歷史與現(xiàn)狀1.1航空噴霧作業(yè)的現(xiàn)狀和基農(nóng)業(yè)航空噴霧技術(shù)是指如何利用航空器及其機(jī)載設(shè)備將噴施物應(yīng)用于靶標(biāo)區(qū)的作業(yè)技術(shù),航空器的航高航速、氣象條件、作業(yè)設(shè)備霧化性能以及藥液的理化性質(zhì)均對噴施效果有著不同程度的影響。該技術(shù)在國外開展得比較早,應(yīng)用得比較成熟。1911年德國人最早提出用飛機(jī)噴撒化學(xué)藥劑,以控制森林害蟲的計(jì)劃。1918年美國用雙翼飛機(jī)噴藥防治牧草害蟲取得成功。1922年用JN-6軍用飛機(jī)的改良型噴灑棉花,同年前蘇聯(lián)用飛機(jī)噴灑農(nóng)藥撲滅了蝗蟲。1929年,美國在加州用伊格爾羅光雙翼飛機(jī)播種水稻。1930年荷蘭教授維拉爾用飛機(jī)向云層撒干冰進(jìn)行人工降雨。第二次世界大戰(zhàn)后,各種殺蟲劑、殺菌劑和除草劑大量問世,要求用高效能的噴灑機(jī)具來滿足植物保護(hù)工作的需要,與此同時(shí),大量軍用飛機(jī)和駕駛員轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè),促使農(nóng)業(yè)航空迅速發(fā)展。1949年美國開始研制專門用于農(nóng)業(yè)的農(nóng)用飛機(jī),20世紀(jì)50年代開始設(shè)計(jì)制造多用途農(nóng)業(yè)飛機(jī),20世紀(jì)50年代末,直升機(jī)也加入農(nóng)業(yè)航空行列。隨著農(nóng)用飛機(jī)的不斷發(fā)展,航空噴霧技術(shù)也發(fā)生了很大的進(jìn)步,從噴灑量大于30L/hm2的常量噴灑,發(fā)展到5~30L/hm2的低量噴灑,再到小于5L/hm2的超低量噴灑,如美國1944年已有半數(shù)采用低量噴霧,噴液量為9~28L/hm2。20世紀(jì)60年代靜電噴霧技術(shù)開始應(yīng)用于農(nóng)業(yè)航空。美國是應(yīng)用航空噴霧最發(fā)達(dá)的國家,目前有農(nóng)用航空公司2000多家(包括500多家飛機(jī)及航空材料生產(chǎn)企業(yè)),擁有農(nóng)用飛機(jī)20多個(gè)品種9000多架(13%為農(nóng)用直升機(jī)),占世界總擁有量的28%,65%的農(nóng)業(yè)化學(xué)處理是由飛機(jī)承擔(dān),平均2萬hm2耕地便有一架農(nóng)用飛機(jī)。由于美國國土面積廣闊,耕地較多,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要以超大規(guī)模經(jīng)營的家庭農(nóng)場為單位,規(guī)?；N植從客觀上要求高效率的飛機(jī)投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn),以提高農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率和農(nóng)產(chǎn)品商品率。因此美國的農(nóng)用飛機(jī)以作業(yè)效率較高的有人駕駛固定冀飛機(jī)為主,農(nóng)用航空作業(yè)項(xiàng)目除了飛機(jī)播種、施肥、施農(nóng)藥外,還包括人工降雨、森林滅火、空氣清潔、殺滅病菌等。美國也是目前世界上應(yīng)用航空噴霧技術(shù)最為成熟的國家,具有較為完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和先進(jìn)嚴(yán)密的管理與技術(shù)支持研究機(jī)構(gòu)。美國聯(lián)邦航空局(FAA)頒布的《聯(lián)邦航空規(guī)章》(FAR)中有關(guān)航空噴灑的內(nèi)容涵蓋航空器的飛行、運(yùn)行、作業(yè)多方面,所制定的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有《農(nóng)業(yè)航空噴灑設(shè)備校準(zhǔn)和分布模式測試》(ASAES386.2)、《測量地面、果園和空中噴霧漂移沉積過程的程序》(ASAES561.1-2004)等20多部;除了FAA對作業(yè)設(shè)備型號認(rèn)可、性能合格審定、持續(xù)適航監(jiān)管、安全符合性檢查等,美國環(huán)保局(EPA)對農(nóng)藥使用的符合性、航空噴施作業(yè)流程及作業(yè)對空氣、水體、土壤和動(dòng)植物的影響進(jìn)行管理和評價(jià);美國農(nóng)業(yè)部(USDA)對規(guī)范作業(yè)技術(shù)和作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行管理;美國國土安全局(DHS)對作業(yè)設(shè)備的安全系統(tǒng)、噴施物的安全性等進(jìn)行評估;美國農(nóng)業(yè)航空協(xié)會(huì)(NAAA)、各州農(nóng)業(yè)航空協(xié)會(huì)、航空噴施協(xié)會(huì)、有關(guān)大學(xué)與科研機(jī)構(gòu)對航空噴灑作業(yè)技術(shù)進(jìn)行研究。在美國航空噴霧使用的主要機(jī)載設(shè)備包括GPS、GIS、流量控制器、實(shí)時(shí)氣象系統(tǒng)和噴施校準(zhǔn)設(shè)備。航空噴霧作業(yè)面積前5名的作物依次是:玉米、小麥/大麥、棉花、大豆和水稻,對森林病蟲害的防控幾乎100%采用航空噴霧作業(yè)。當(dāng)前,發(fā)達(dá)國家對航空噴霧技術(shù)的研究熱點(diǎn)主要集中在以下兩個(gè)方面:一是可控霧滴技術(shù)的應(yīng)用與霧滴飄移控制的研究。通過按作業(yè)要求選擇適宜的噴頭和噴霧參數(shù),控制霧滴粒徑、飄移率等以取得最佳噴霧效果;通過建立飛機(jī)噴霧的霧滴分布仿真數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用模型分析霧滴沉降規(guī)律,研究航高、航速、風(fēng)速、霧滴粒徑、不同機(jī)型對霧滴飄移的影響。二是全球性定位系統(tǒng)(GPS)及精準(zhǔn)施藥技術(shù)的使用。航空噴霧作業(yè)時(shí),通過SSM中不同區(qū)域(較小的面積單元)所需的農(nóng)藥制劑、肥料用量,進(jìn)行變量噴施;隨著可視化技術(shù)的發(fā)展,遠(yuǎn)程控制平臺也開始得到應(yīng)用,即當(dāng)飛機(jī)到達(dá)作業(yè)區(qū)域時(shí),GPS能實(shí)時(shí)將作業(yè)區(qū)域的信息圖像傳送到控制平臺(電腦),但是當(dāng)飛機(jī)速度≥65m/s,GPS技術(shù)尚不能很好地完成即時(shí)數(shù)據(jù)回傳,但在較小速度下的使用已能達(dá)到作業(yè)位置精確定位與自動(dòng)導(dǎo)航,最終實(shí)現(xiàn)精確施藥及噴幅精確的對接。1.2國內(nèi)發(fā)展1.2.1航空噴霧的制備我國航空噴霧技術(shù)是在航空噴粉的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。從20世紀(jì)50年代初期至60年代中期,我國農(nóng)業(yè)航空主要噴撒粉劑用于滅蝗,但隨著蝗害得到有效控制和航空噴粉對環(huán)境的重度污染,航空噴霧開始出現(xiàn),并逐步取代航空噴粉。航空噴霧取代航空噴粉,這主要是取決于航空噴霧的優(yōu)勢,航空噴霧可根據(jù)作業(yè)對象的不同,調(diào)控霧滴大小,且噴霧霧滴較粉劑在作物表面有更好的沉積和附著,造成的農(nóng)藥飄移和對環(huán)境的污染也較少,因此作業(yè)質(zhì)量和效果較好。1.2.2飛機(jī)噴施的歷史及其現(xiàn)狀20世紀(jì)70年代中期之前,飛機(jī)噴霧均采用常量作業(yè),一般每公頃噴施量為30~40kg,架次作業(yè)面積25~30hm2,雖然作業(yè)效率比地面人工作業(yè)高很多,但在作業(yè)集中繁忙季節(jié),因飛機(jī)作業(yè)面積大、時(shí)間緊,往返場空中耽誤時(shí)間多,不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上適時(shí)施藥的需要。隨著1975年航空超低容量噴霧試驗(yàn)的成功和推廣應(yīng)用,我國農(nóng)業(yè)航空噴施技術(shù)的發(fā)展步入了一個(gè)新的歷史時(shí)期,推動(dòng)了飛機(jī)作業(yè)項(xiàng)目的多元化。特別是飛機(jī)超低容量技術(shù)在水源缺乏和作業(yè)區(qū)較遠(yuǎn)的地區(qū)的應(yīng)用,顯示了其不可替代的優(yōu)勢,在防治森林病蟲害、草原蝗蟲、蚊蠅及疫情消毒方面也發(fā)揮了突出的作用,這在1976年我國唐山發(fā)生大地震時(shí),出動(dòng)農(nóng)用飛機(jī)超低容量噴灑馬拉硫磷殺滅蚊蠅、控制疫病流行的過程中得到了最好的印證。超低容量噴霧在使用的過程中,和其他任何應(yīng)用技術(shù)一樣,也有其局限性,一般需要專用的農(nóng)藥制劑,且適宜的溶劑難以選擇,產(chǎn)生的霧滴漂移和對環(huán)境的污染較嚴(yán)重,低容量噴霧就沒有這方面的限制,它不需要專用的農(nóng)藥制劑,可以根據(jù)需要進(jìn)行不同農(nóng)藥或藥肥混噴,因此,在實(shí)際生產(chǎn)中得到了較快和更廣的發(fā)展。1.2.3綜合作業(yè)與噴施農(nóng)藥進(jìn)入20世紀(jì)80年代以后,隨著科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們開始注重經(jīng)濟(jì)效益和綜合技術(shù)的應(yīng)用,航空噴霧綜合作業(yè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。綜合作業(yè)是指在噴施適期相吻合時(shí),在不影響農(nóng)藥使用效果的情況下,將兩種或兩種以上的農(nóng)藥與作物肥料進(jìn)行混合噴施,達(dá)到一次作業(yè)、多重效果的目的。在黑龍江墾區(qū)和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)、河南及遼寧等省區(qū)分別在小麥和水稻上得到了大面積的推廣應(yīng)用,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。農(nóng)業(yè)航空復(fù)合作業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用,表明我國農(nóng)業(yè)航空噴施技術(shù)已逐步走向成熟。1.2.4國內(nèi)高壓旋轉(zhuǎn)軸噴霧試驗(yàn)研究目前國內(nèi)航空噴霧使用的機(jī)型主要為固定翼飛機(jī),在20世紀(jì)80年代以前,我國使用的農(nóng)用飛機(jī)都是單一的Y-5型飛機(jī),80年代中期,國產(chǎn)Y-11型飛機(jī)問世,后又經(jīng)過研制改進(jìn)為Y-11改進(jìn)型并在生產(chǎn)中應(yīng)用;在此期間從澳大利亞和波蘭引進(jìn)的空中農(nóng)夫和M-18兩種機(jī)型,我國自行研制的N-5A、Y-5B機(jī)型也相繼投入使用;2000年以后,又從國外引進(jìn)了空中拖拉機(jī)和GA-200、M-18農(nóng)用機(jī)型。直升機(jī)(如Bell206)、無人直升機(jī)(UAV)在我國的應(yīng)用和研究尚處于起步階段。我國農(nóng)業(yè)航空噴霧設(shè)備的發(fā)展同樣經(jīng)歷了漫長的歷程,在70年代中期以前,使用的噴霧設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)動(dòng)性小、精度低,霧滴大小不能調(diào)控,霧化性能差。在1975年以后,開始使用旋轉(zhuǎn)霧化器(如AU5000)進(jìn)行超低量噴霧,隨后又不斷研制和從國外引進(jìn)了多種類型的噴霧設(shè)備,如GP-81、GA2000等,這些類型的噴霧設(shè)備,霧滴大小可以調(diào)控,霧化性能較好,能夠滿足不同作業(yè)方式的流量需求。到了20世紀(jì)90年代,衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)(GPS)開始應(yīng)用,促進(jìn)了航空噴灑技術(shù)向著精準(zhǔn)施藥方向發(fā)展。出現(xiàn)了專門為超輕型飛機(jī)配套設(shè)計(jì)的3WQF型農(nóng)藥噴灑設(shè)備,此設(shè)備可廣泛用于小麥、棉花、森林等的農(nóng)藥以及葉面肥的噴灑;1999年由中國林業(yè)科學(xué)研究院研制的HU2-HW1型超低容量噴灑設(shè)備及NT100GPS導(dǎo)航系統(tǒng)與海燕650B飛機(jī)配套技術(shù),在廣西武鳴林區(qū)用于防治病蟲害,并進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)研究。到了21世紀(jì)初,航空靜電噴霧技術(shù)開始進(jìn)行研究和試驗(yàn),并取得了重要進(jìn)展。1.2.5飛機(jī)作業(yè)的影響因素在農(nóng)業(yè)航空噴灑基礎(chǔ)理論研究方面,對飛機(jī)噴霧霧滴沉降特性和檢測技術(shù)的研究,始于20世紀(jì)70年代中期,在此之前,對飛機(jī)作業(yè)效果的成因研究甚少。隨著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步,人們越來越重視飛機(jī)作業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境問題,迄今為止,對農(nóng)業(yè)航空噴霧產(chǎn)生的飄移、不同的施用對象表面霧滴分布、不同的防治對象對霧滴覆蓋密度和大小要求的特異性等的研究,都有了顯著的進(jìn)展。自20世紀(jì)70年代以來,中國民用航空局第二研究所研究人員針對飛機(jī)噴霧飄移問題,開展了農(nóng)業(yè)航空化學(xué)霧滴沉降效應(yīng)研究,建立了霧滴飄移隨下風(fēng)距離關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,揭示了霧滴內(nèi)飄失規(guī)律,提出了不同噴施方式、不同作業(yè)對象的適宜霧滴大小、密度和覆蓋均勻度,積累了我國主要糧食作物及部分經(jīng)濟(jì)類作物飛機(jī)作業(yè)霧滴特性方面的系統(tǒng)資料,并研究得出了基本的結(jié)論。1.2.6保障醇噴裝備在航空噴霧生產(chǎn)條件下的性能在航空噴灑設(shè)備霧化性能測試、作業(yè)質(zhì)量檢測方面,通過對我國自主研發(fā)的GP-81、Y5B-1、CYD-1型噴灑設(shè)備和引進(jìn)設(shè)備的霧化性能測試,以及航空噴霧作業(yè)現(xiàn)場質(zhì)量檢測,掌握了較為成熟的檢測手段與技術(shù),在設(shè)備定型檢測、航空噴霧效果評估中得到了廣泛運(yùn)用;在噴霧作業(yè)設(shè)備技術(shù)研發(fā)以及作業(yè)設(shè)備檢定驗(yàn)證方面,國家及民航局已先后出臺多項(xiàng)政策予以鼓勵(lì)和推動(dòng),為提高航空噴霧裝備的技術(shù)水平、強(qiáng)化航空噴霧作業(yè)的安全監(jiān)管提供了有力保障。近10年來,在航空噴霧技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定方面取得重要成果,先后制訂了《農(nóng)業(yè)航空作業(yè)質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)噴灑作業(yè)》(MH/T1002.1-1995)、《飛機(jī)施用農(nóng)藥規(guī)范》(MH/T1026-2009)、《農(nóng)用飛機(jī)噴灑設(shè)備性能檢測規(guī)范》(MH/T1031-2010)、《通用航空機(jī)場設(shè)備設(shè)施》(GB/T17836-1999)、《飛機(jī)噴施設(shè)備性能技術(shù)指標(biāo)第1部分:噴霧設(shè)備》(MH/T1008.1-1997)、《農(nóng)業(yè)航空技術(shù)術(shù)語》(MH/T0017-1998)、《森林航空消防技術(shù)規(guī)范》(MH/T1033-2011)、《航空噴施設(shè)備的噴施率和分布模式測定》(MH/T1040-2011)、《通用航空術(shù)語》(MH/T1039-2011)、《飛機(jī)噴灑設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范》(MH/T1049-2012)、《飛機(jī)噴霧飄移現(xiàn)場測量方法》(MH/T1050-2012)、《噴霧飄移的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室測量方法》(MH/T1051-2012)等10多項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對規(guī)范航空噴霧作業(yè)技術(shù)、操作流程、檢測方法起到了積極作用。2發(fā)展趨勢與探討2.1航空噴霧設(shè)備的發(fā)展方向目前,我國航空植保機(jī)型主要有輕型固定翼飛機(jī)、直升機(jī)和輕型無人直升機(jī)。輕型固定翼飛機(jī)載量大、飛行速度快、作業(yè)效率高,作業(yè)時(shí)采用超低空飛行,距作物冠層5~7m,對作業(yè)區(qū)域地形條件要求較高,易受田間周邊障礙物如電線、電桿、樹木等影響,引起飛行安全問題;使用直升機(jī)作業(yè),螺旋槳造成的空氣渦流能使農(nóng)藥噴灑到植物莖葉的背面,提高噴灑效果,與固定翼飛機(jī)相比耗油量稍大,但可在田間起降減少了機(jī)場、跑道等的建設(shè)費(fèi)用,適應(yīng)于地形較復(fù)雜的地區(qū);輕型無人直升機(jī)與前2種機(jī)型相比,具有自動(dòng)化程度高、操控安全、減少污染、運(yùn)行成本低的特點(diǎn)。根據(jù)不同類別航空器作業(yè)優(yōu)勢和特點(diǎn),從我國航空植保機(jī)型應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢來看,輕型固定翼飛機(jī)仍將是主力機(jī)型,但直升機(jī)和輕型無人直升機(jī)在生產(chǎn)中已開始受到重視和應(yīng)用。今后我國航空噴霧機(jī)型的發(fā)展,在注重?cái)U(kuò)大固定翼機(jī)群的同時(shí),應(yīng)協(xié)調(diào)發(fā)展直升機(jī)和輕型無人直升機(jī),充分利用旋翼產(chǎn)生的下壓氣流,避免霧滴的飄移并利于霧滴穿透,提高霧滴的附著率。需要指出的是在國外對無人機(jī)的研究日益受到重視,美國已開展了無人機(jī)(UAV)航空噴灑方面的研究;日本從20世紀(jì)90年代起將遙控直升機(jī)用于大田作物、果樹和蔬菜的病蟲害防治,從而實(shí)現(xiàn)合理施肥和農(nóng)作物品質(zhì)管理。無人機(jī)特別適宜于種植規(guī)模較小、地形較復(fù)雜的條件,國內(nèi)目前通用輕型無人機(jī)主要有蜜蜂16共軸式無人駕駛直升機(jī)、Z-3無人直升機(jī)、WD100型無人直升機(jī)和天鷹-3等。近年來,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所、農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所開展了小型無人機(jī)施藥技術(shù)的應(yīng)用研究,對促進(jìn)無人機(jī)在我國植物保護(hù)中的應(yīng)用起到了積極作用。由于航空噴霧霧滴釋放位點(diǎn)較高,對噴灑裝置和控制裝置有更高的要求,如果噴出的霧滴譜寬、對靶性差,部分細(xì)小的霧滴可飄移至數(shù)公里以外,極易造成污染。研發(fā)性能優(yōu)良的噴霧裝置和技術(shù)先進(jìn)的控制系統(tǒng),滿足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要,是航空噴霧設(shè)備系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。在美國,其航空施藥部件系列完善,能適合不同作業(yè)要求,農(nóng)用飛機(jī)上都配備精密儀器和設(shè)備,如GPS是很普遍的裝備,以降低和控制對環(huán)境的污染。在美國還十分注重航空噴頭的研究,其航空噴頭根據(jù)霧化方式主要分為液力霧化噴嘴和旋轉(zhuǎn)離心霧化器兩種,美國農(nóng)業(yè)部航空應(yīng)用技術(shù)研究中心研究出一種航空噴頭噴灑模型,可以清晰了解噴頭產(chǎn)生的霧滴情況,以便選擇并設(shè)計(jì)合適的作業(yè)參數(shù)。在我國,航空噴霧設(shè)備品種少、性能較差,控制系統(tǒng)一般只是簡單的壓力計(jì)、流量計(jì),少數(shù)的裝有GPS自助導(dǎo)航儀,與發(fā)達(dá)國家相比,差距甚大。2.2超低容量噴霧防治在航空噴灑時(shí),應(yīng)盡量選用適于低容量噴灑的農(nóng)藥劑型和制劑,以提高農(nóng)藥的利用率。航空超低容量噴霧,其噴灑霧滴直徑80μm左右,容易造成遠(yuǎn)距離飄移,在逆溫條件下可飄移10km,易造成環(huán)境污染和藥害,國外發(fā)達(dá)國家以立法禁止使用超低容量噴霧;我國從20世紀(jì)70年代開始研究推廣,由于適合超低容量的農(nóng)藥劑型少等原因,目前僅在森林、草原滅蟲有過一定面積的使用。近年來,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所利用Af-811小型無人機(jī),開展了噴灑不同劑型毒死蜱用于玉米螟的防治試驗(yàn)研究,研究結(jié)果顯示,毒死蜱超低容量液劑的防治效果明顯優(yōu)于毒死蜱乳油;農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)機(jī)化所利用N-3型無人直升機(jī),在水稻孕穗期、3~5m的作業(yè)高度下,進(jìn)行了針對不同的防治對象選擇不同劑型農(nóng)藥噴灑試驗(yàn)研究。所有研究結(jié)果表明,農(nóng)藥劑型對航空噴施效果有直接影響,一般宜選擇適于低容量的乳油或水劑噴灑。但目前國內(nèi)在這方面的相關(guān)研究還很少,有待于進(jìn)一步拓展和深入。2.3應(yīng)用技術(shù)當(dāng)前,航空噴霧技術(shù)主要解決以下三個(gè)方面的問題:非靶標(biāo)區(qū)的飄移、提高防治效率和農(nóng)藥利用率、提高作業(yè)的可靠性。2.3.1在其他方面的應(yīng)用飛機(jī)噴霧有自身的特殊性,由于飛行速度快,藥液釋放位點(diǎn)距作物冠層較高,受風(fēng)力影響大等因素,其飄移損失較大,造成用藥浪費(fèi)和對環(huán)境的污染,如體積中徑為48~80μm的細(xì)小霧滴在地面僅可回收4%~10%。常規(guī)的航空噴灑作業(yè)多數(shù)采用傳統(tǒng)的液壓噴頭,其在飛行噴霧作業(yè)時(shí),霧滴向地面的降落形式主要為自由落體運(yùn)動(dòng),由于受飛機(jī)飛行時(shí)的氣流影響和霧滴觸及植物表面后的自由滑落,使得霧滴在靶標(biāo)植物表面的沉積很難達(dá)到理想的效果,實(shí)際上所有現(xiàn)有的機(jī)械噴霧無論是飛機(jī)噴霧或是地面機(jī)械噴霧過程中,僅有很少部分藥物能到達(dá)病蟲危害的植物部位,特別是植物的隱蔽部位如植物冠體內(nèi)部葉片和葉片的背面是很難接觸到藥物的,這些部位恰恰是病原菌和害蟲最集中的地方。將靜電噴霧技術(shù)與航空噴霧技術(shù)結(jié)合,能較好地解決前述問題,是因?yàn)楹娇侦o電噴霧具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):一方面飛機(jī)噴灑作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的霧滴借助于靜電場的作用,增強(qiáng)了噴霧粒子對預(yù)定目標(biāo)的吸附;另一方面,飛噴作業(yè)時(shí)的霧滴是由上向下運(yùn)動(dòng),在重力和靜電場力的雙重作用下加速了霧滴向下運(yùn)動(dòng),減少了霧滴飄移損失。此外,飛機(jī)飛行時(shí)產(chǎn)生較大的氣流,提高了霧滴在植株中的穿透性,提高了藥液的利用率。因此,根據(jù)我國國情,研發(fā)航空靜電噴霧裝置特別是適用于我國運(yùn)五、運(yùn)十一、蜜蜂、蜻蜓等飛機(jī)掛載的各種靜電噴霧裝置,是我國航空噴灑設(shè)備發(fā)展的重要方面。除了航空噴灑設(shè)備外,航空噴施技術(shù)對控制霧滴飄移也具有重要作用。美國十分重視農(nóng)藥噴灑作業(yè)中霧滴飄移引起的環(huán)境污染問題,20世紀(jì)70年代末到80年代初,美國林業(yè)局開始用計(jì)算機(jī)模型來分析和預(yù)測航空施藥中霧滴飄移、沉積情況,最早的模型是FSCBG模型(forestservicecramerbarrygrim),在Teske等研究人員努力下,FSCBG模型發(fā)展成為AGDISP(agriculturaldispersion)模型,用戶通過該模型可以輸入噴嘴、藥液、飛機(jī)類型、天氣因素等,通過對內(nèi)部數(shù)據(jù)庫調(diào)用,以此來預(yù)測霧滴沉積和飄移,估測霧滴粒徑參數(shù),來調(diào)整噴灑設(shè)備性能,增強(qiáng)控制噴霧飄移的效果。2.3.2航空噴霧助劑藥液的霧化、沉降及其分布的質(zhì)量,是由氣象條件、噴灑設(shè)備和噴液性質(zhì)這3個(gè)主要因素的綜合影響所決定的。據(jù)相關(guān)測試表明:在以水作稀釋劑進(jìn)行航空噴霧作業(yè)時(shí),約占總噴施量60%的藥液在沉降過程中被揮發(fā)掉或飄移到作業(yè)區(qū)域以外的地方,只有25%左右的藥液沉積到作物植株上。通過在航空噴液中加入某種助劑的方法,可改變噴液的黏度、表面張力、揮發(fā)度等性質(zhì),有利于藥液霧化的均勻性和霧滴沉降,減少飄移,改善藥液在作物植株表面的展著性、提高附著率和滲透性。我國航空噴霧常用的助劑有液體肥料、礦物油、人工合成的非離子表面活性劑、植物油等。黑龍江省農(nóng)墾總局植保站經(jīng)多年研究,得出高溫干旱條件下飛機(jī)作業(yè)加植物油型噴霧助劑的新技術(shù),具體做法是:將飛機(jī)作業(yè)氣候條件分兩類,一類是適宜作業(yè)氣候條件,溫度13~27℃,空氣相對濕度大于65%,風(fēng)速4m/s以下,藥液中加入噴液量0.5%植物油型噴霧助劑,可減少30%~50%用藥量;另一類是不適宜作業(yè)氣候條件,溫度大于27℃,空氣相對小于65%,風(fēng)速4m/s以下,藥液中加入噴液量1%植物油型噴霧助劑,可減少20%~30%用藥量,此技術(shù)在新疆應(yīng)用仍然可獲得穩(wěn)定的藥效。由于航空噴霧助劑有利于降低揮發(fā),增加藥液的沉降量、減少霧滴飄移;有利于降低藥液的表面張力,提高霧化性能增強(qiáng)霧滴分布均勻性;有利于改善沉降霧滴在植株表面的黏著性,提高抗雨水沖刷力、延長滯留時(shí)間。因此,航空噴霧助劑具有一定的增效作用,從而能減少用藥量和噴液量,提高噴灑效率和農(nóng)藥利用率,所以今后應(yīng)加強(qiáng)新型航空噴霧助劑的研發(fā),促進(jìn)噴霧助劑在航空噴施技術(shù)中的應(yīng)用。2.3.3航空噴霧作業(yè)的測試我國目前航空噴霧作業(yè)設(shè)備,由于長期使用、維護(hù)保養(yǎng)不到位等,造成設(shè)備穩(wěn)定性和保持性的下降,導(dǎo)致作業(yè)均勻性降低、作業(yè)噴施物的飄移嚴(yán)重等,因此,根據(jù)有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)備的流量、作業(yè)幅度、霧化性能、耐腐抗?jié)B性等進(jìn)行驗(yàn)證測試,是提高航空噴霧作業(yè)效率和可靠性的重要措施。特別是隨著我國航空噴霧作業(yè)保持10%以上的年增長率,在作業(yè)機(jī)型不斷增多,機(jī)載作業(yè)設(shè)備的使用越來越復(fù)雜化、多樣化和高科技化的情況,對設(shè)備檢測驗(yàn)證工作的需求會(huì)更加迫切。對航空噴霧作業(yè)進(jìn)行相關(guān)測試驗(yàn)證,在國際上是較為通常的做法。在美國,FAA審定中心和認(rèn)證審定辦公室、美國農(nóng)業(yè)航空協(xié)會(huì)(NAAA)、各州農(nóng)業(yè)航空協(xié)會(huì)、航空噴施協(xié)會(huì)、有關(guān)大學(xué)和科研機(jī)構(gòu),對航空噴灑作業(yè)設(shè)備、作業(yè)質(zhì)量、作業(yè)物料分別按有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測;德國政府從1993年開始,對噴灑設(shè)備噴施農(nóng)藥的效果和對生物作用與影響實(shí)行強(qiáng)制性試驗(yàn),聯(lián)邦生物局負(fù)責(zé)對符合要求的噴灑設(shè)備進(jìn)行注冊認(rèn)可;比利時(shí)主要由國家機(jī)械、勞動(dòng)、環(huán)境部和國家農(nóng)業(yè)工程學(xué)院農(nóng)藥管理實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)管理,其中對大田植保機(jī)械(包括飛機(jī)噴灑設(shè)備)實(shí)行強(qiáng)制性檢測管理;在丹麥,由農(nóng)業(yè)部和國家農(nóng)業(yè)科學(xué)院施藥系實(shí)施管理,從1993年開始,政府對在用航空植保機(jī)械實(shí)行強(qiáng)制性檢測,機(jī)具使用性能低于標(biāo)準(zhǔn)要求,必須