电动背负式风送喷雾器设计与作业性能试验_王士林.doc

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1、第 32 卷 第 21 期 农 业 工 程 学 报 Vol.32 No.21 2016 年 11 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Nov. 2016 67 电动背负式风送喷雾器设计与作业性能试验 王士林，宋坚 利 ，何雄奎，李艳杰，凌 云 （中国农业大学理学院，北京 100193） 摘 要： 针对作物冠 层高大、枝叶茂密的情况，现有的施药机具存在雾滴穿透性 能差、药液沉积不均匀、不适合作业条 件等问题研制了电动背 负式风 送喷雾器。利用水敏纸、激光粒径分析仪、高速摄影仪测 试了其射程、雾滴粒径、

2、液膜雾 化形态。利用液质联用 仪测试 了使用该喷雾器时农药在作物上的沉积分布，并测试了生 物防治效果。结果表明：该喷雾 器在有风送的条件下雾滴粒径变大、喷雾角减小、液膜变短，在最大风速下射程提高 2 倍以上。该喷雾器可以改善农药 在作物叶片正背两面分布均匀性，使用 TR80-01 和 TR80-02 号喷头时农药利用率较手动喷雾器分别提高了 1.38 倍和 1.14 倍，在分别使用 TR80-01 和 TR80-02 喷头时用药量比手动喷雾器减少 1/2 和 1/3 的情况下药效没有明显的差异且增加了 农药的持效期。该喷雾器可以提高农药的沉积分布均匀性和利用率，实现减量施药。 关键词： 农业机

3、械；喷雾；风送式；雾滴谱；沉积；减量施药 doi： 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.21.009 中图分类号： S491 文献标志码： A 文章编号 ： 1002-6819(2016)-21-0067-07 王士林，宋坚利，何雄奎，李艳杰，凌 云 . 电动背负式风送喷雾器设计与作业性能试验 J. 农业工程学报， 2016， 32(21)： 67 73. doi： 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.21.009 http:/www.tcsae.org Wang Shilin, Song Jianli, He Xiongkui, Li Ya

4、njie, Ling Yun. Design of air-assisted electric knapsack sprayer and experiment of its operation performanceJ. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(21): 67 73. (in Chinese with English abstract) doi： 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.21.00

5、9 http:/www.tcsae.org 常温烟雾机等，其中手 /电动背负式喷雾器是主要应用机 在植物保护工作中，当作物冠层比较高大，枝叶茂 型 。吴萍等对常温烟雾机在温室中的喷雾沉积分布进 密时，如棉花、烟草等大田作物、设施农业中的果菜类 行了研究 ，汤根法等针对温室大棚研制了小型推车式 作物的生长中后期，由于枝叶的遮蔽作用，使得农药雾 喷雾机 ，石建业等研制了智能遥控拉移动式温室专用 滴沉积到冠层内部以及叶片背部等部位非常困难。近年 喷雾机 ，祁力钧等研制了具有喷头变速摇摆功能和自 来大田喷杆喷雾机与果园风送喷雾机发展迅速，大大提 动进、排药功能的温室摇摆式变量弥雾机 。分析现有 高了农

6、药利用率，加快作业效率，降低了劳动强度，但 的施药机具，不具备风送功能的液力式雾化喷雾机具存在 是在小地块或设施农业这些机械化作业难以进行的区域 雾滴穿透能力差、喷雾不均匀、农药利用率低等问题 ， 中，还缺乏高效施药机具。 热烟雾机或常温烟雾机虽然可以提高作 业效率 ，但是 喷枪和背负式喷雾器 ，存在作业效率和农药利用率低、 规电动背负式喷雾器相比增加一个电动风机，对喷头雾 基金项目：粮经作物产业技术体系北京市创新团队资助项目；北京市科学技 喷雾器的雾化性能以及作业效果进行了测试。 作者简介：王士林，男，山东临沂人，博士生，主要从事植保机械与施药技 与施药技术研究。北京 中国农业大学理学院，

7、100193。 Email： （液泵开关、风速 调节旋钮、风送外壳、风机和喷头） 动背负式喷雾器、背负式机动弥雾喷粉机、热烟雾机、 0 引 言 12 13 14 15 16 17-20 21 由于雾滴依靠自然沉降沉积在靶标上，因此在叶片背面 长久以来，欧洲国家在设施农业中还大量采用手持 1-3 的药液沉积量少于叶片正面的，自动化程度较高的喷雾 4 施药人员安全性能差的问题 。近几年，为解决 这些问题， 5-6 的结构，而背负式机动弥雾喷粉机虽然可以利用风机吹 Nuyttens 等研制了竖直喷杆喷雾机 ，减少了劳动成本 动叶片扭转、胁迫雾滴进入冠层内部，从而使雾滴沉积 并提高了农药分布均匀性

8、。自动导航系统，基于超声 到叶片背面以及冠层内部，但是目前市场上的背负式机 波和机器视觉的自动化设备也应用到设施用喷雾机上 。 动弥雾喷粉机存在着沉重、噪音大、操作不灵活、雾滴 Llop 认为风送辅助是提 高温室和冠层密集作物喷雾效果 粒径不可控、汽油机排放的废气不适用于封闭环境作业 的关键因素 ， Derksen 发现风送喷雾能够增加辣椒底部 等问题 。 冠层上的农药沉积量 。 针对上述情况研制了电动背负式风送喷雾器，与常 目前中国在设施农业中使用的植保作业机具有手 /电 化后的雾滴进行气力辅助喷雾，并对此电动背负式风送 收稿日期： 2015-11-05 修订日期： 2016-09-18 术

9、委员会项目（ Z151100001215015）；国家自然 科学基金项目（ 31470099） 1 设计思 路与机具特点 术研究。北京 中国农业大学理学院， 100193。 Email： 电动背负式风送喷雾器由药箱、底座（蓄电池、微 通信作者：宋坚利，男，山东烟台人，副教授，博士，主要从事植保机械 型泵、电源开关、电压表）、充电器和电动风送喷洒部件 68 农业工程学报（ http:/www.tcsae.org） 2016 年 表 1 电动风送喷雾器基本参数 组成，在喷头后端安装一个电机驱动的风机，风机产生 气流胁迫雾滴运动，并吹动、扭转叶片。 电动背负式风送喷雾器的关键部件是电动风送喷洒 部

10、件，其外观和喷洒部件结构示意图如图 1 所示，电动 风送喷洒 部件由手柄、控制开关、风筒、电机、桨叶、 电机控制器、喷头、风送喷口构成，可以手持风送喷雾 作业；电机与桨叶通过支架固定在风筒上，喷头固定在 电机前方，喷头雾化产生的雾滴在高速气流的胁迫下定 向运动。电机控制器驱动电机运转并且可以通过调节控 制器旋钮控制电机转速，从而达到控制气流大小的作用。 喷头通过喷头帽固定，可以根据不同的作业需求进行更 换。风送喷口与风筒连接，可以根据不同的风送范围和 风送距离的要求进行更换。 1. 手柄 2. 控制开关 3. 喷头帽 4. 喷头 5. 风送喷口 6. 电机 7. 支架 8. 风筒 9. 桨叶

11、10. 电机供电线 11. 电机控制器 12. 控制器旋钮 13. 电源线 14. 液管 1. Handle 2. Control switch 3. Nozzle cap 4. Nozzle 5. Air outlet 6. Motor 7. Support 8. Fan drum 9. Fan blades 10. Power cord for motor 11. Motor controller 12. Motor controller knob 13. Power cord 14. Tube 图 1 电动背负式风送喷雾器外观和喷洒部件结构图 Fig.1 Air-assisted ele

12、ctric spraye r appearance and atomizer structure 电动背负式风送喷雾器的电池同时给喷洒部件的电 机和液泵供电，电机和液泵各自具有独立的控制开关。 在无风送的条件下此喷雾器可连续工作 5 6 h，在电机 风送的条件下可工作 3 h 左右。此电动背负式风送喷雾器 采用自回流微型隔膜泵，体积小、重量轻、压力高、使 用寿命长，泵体内设有限压回流装置，能很好地保护泵 体与喷射部件不过载，安全可靠。电动风送喷洒部件所 用电机为一款微型有刷电机，桨叶为 5 扇叶。组装后的 电动风送喷雾器基本参数见表 1。 Table 1 Basic parameters of

13、 air-assisted electr ic sprayer Parameters Parameters Volume of tank/L Pump power/W Battery Spraying pressure/MPa air outlet/(ms ) air outlet/mm of fan/W 2 试验设计 2.1 雾化特性试验 为了研究风送气流对药液雾化机理和雾滴运动性能 的影响，对电动背负式风送喷雾器雾滴粒径、喷雾角、 液膜长度和射程进行了测试。采用德国 Lechler 公司的 TR80-01、 TR80-02、 TR80-03 空心圆锥雾喷头，在喷雾 压力为 0.3 MPa，

14、电动风送出风口风速为 0、 4、 6、 8 m/s 条件下进行试验。采用英国马尔文公司 Spraytec 雾滴激 光粒径分析仪（ Malvern particle sizer 2000）对由电动风 送喷洒部件喷出 0.5 m 后的整个雾流截面范围中的雾滴 粒径进行测试，每次试验重复 3 次，计算并分析平均值。 喷雾角与液膜长度的测试是应用 Lighting RTDTM 型 高速摄影仪（ DRS Technologies, Inc. USA），以 Hid Light HL-250 为辅助光源，进行背光拍摄 。高速摄影拍摄参 数设定：帧数为 5 000 帧 /s，快门速度为 1/80 000s，将

15、拍 摄文件以图片的形式保存，对每一组处理选取连续 50 张 图片分析风速对于喷雾角度和液膜长度的影响，为了便 于计算液膜的实际长度，在拍摄的过程中引入一个标尺。 喷雾角的测量使用 ImageJ 软件测量液膜两条边缘与水平 线之间的夹角，液膜两条边缘线与水平线夹角之和为喷 雾角；液膜长度的计算参考 Cloeter 的方法 。 射程的测定方法是将电动背负式风送喷雾器的电动 风送喷洒部件水平固定在高度为 1.0 m 的运动桁架上，以 0.5 m/s 的速 度匀速前进，在距离喷洒部件 0.5 m 到 2.0 m 的距离内以 0.1 m 为间距固定标杆，每个距离固定三行标 杆，行距 1 m。在标杆上距离

16、地面分别为 0.6、 0.8、 1.0、 1.2、 1.4 m 的高度，面对喷雾方向竖直布置尺寸为 26 mm76 mm 的水敏纸（瑞士先正达作物保护公司），测定 方法示意图见图 2，喷雾后将水敏纸通过扫描仪在像素为 600 dpi 下进行灰色扫描，扫描后图像用 DepositScan 软 件分析，获得单位面积沉积雾滴数数据。 DepositScan 软 件是 由美国 USDA 专门针对水敏纸上雾滴沉积分析所开 发的一款软件，可以对选中的图像分析后自动计算出雾 滴数量、雾滴密度、雾滴大小和药液覆盖率等数据。此 软件在开发时已经考虑到各种雾滴沉积状态对分析结果 的影响，因此这款软件的应用条件为雾

17、滴覆盖率低于 30%时可以确保试验结果准确。而在射程测量的试验中水 参数 参数 项目Item 项目 Item 第 21 期 王士林等：电动背负式风送喷雾器设计与作业性能试验 69 敏纸的雾滴覆盖率在 5%以下，符合 DepositScan 使用条 件。参考徐德进等关于雾滴密度与防效的试验数据 ，规 定出风口轴线上的水敏纸平均雾滴密度大于 25 个 /cm 时 的距离为有效射程。 定适用于本试验中番茄冠层的电动背负式风送喷雾器的 出风口速度为 4 m/s。 将温室平均分为四部分区域，各区域间用塑料膜作 为隔断，分别作为使用 TR80-01、 TR80-02 喷头的电动背 负式风送喷雾器、传统手动

18、背负式喷雾器的作业区域和 空白对照组，作业小区和布点示意图见图 3：参与喷雾作 业的 3 个区域中，选取作业小区中间的 3 行番茄植株作 为布样行，每行番茄以同等间距确定 5 株为布样植株。 在每个布样植株依据番茄冠层结构，将番茄植株分为左 右两侧和上、中上、中下、下 4 层共 8 个部分，并在每 个部分设一个布样点，在每一个布样点的番茄叶片正反 两面布上 0.1 m0.05 m 的长方形麦拉片。试验结束后待 沉积到麦拉片上的药液干燥后分装到自封 袋中，带回实 验室对沉积量进行测定。 图 2 射程测量示意图 Fig.2 Schematic diagram of spraying range m

19、easurement 2.2 药液在大田的沉积和分布试验 为了测试电动背负式风送喷雾器气流辅助对雾滴沉 积和穿透效果的影响，分别对安装有 TR80-01 和 TR80-02 号喷头的电 动背负式风送喷雾器和安装有普通圆锥雾喷 头的传统手动背负式喷雾器在结果期的番茄植株上的沉 积量和均匀性进行了测试。试验在中国农业大学上庄试验 站中的设施温室中进行，番茄植株株高 1.6 m、行距 0.65 m， 试验期间温室内温度约为 26，相对湿度为 65%。试验 喷施药剂为 2.5%高效氯氟氰菊酯乳油和 25%乙嘧酚悬浮 剂等体积混合液的 500 倍稀释液。使用 TR 80-01 和 TR 80-02 喷头

20、的电动背负式风送喷雾器作业压力为 0.3 MPa，传统背负式喷雾器作业方式与日常喷雾条件相 同。规 定使用 TR80-01 喷头、 TR80-02 喷头的电动背负 式风送喷雾器和常规圆锥雾喷头的手动背负式喷雾器的 施药量分别为 225 L/hm 、 300 L/hm 和 450 L/hm 。对于 电动背负式风送喷雾器，如果风速过大，雾滴在气流胁 迫作用下穿透冠层，沉积到冠层另一侧的行间地面上， 造成农药的浪费，而风速过小会造成对雾滴的输送能力 较差，导致雾滴集中在冠层的一侧，因而在试验前根据 作物冠层的高度和宽度先确定适宜的作业风速。作业风 速的确定方法为：试验前从番茄冠层一侧喷雾，在番茄 冠

21、层的另一侧边界 处利用水敏纸测试，水敏纸上没有大 量雾滴沉积，此时风送的速度为临界风速，由此最终确 图 3 作业区域和植株上布点示意图 Fig.3 Schematic diagram of operating area and samples distribution in plant 2.3 杀虫剂温室药效对比试验 在进行药液沉积分布试验的区域同时统计喷雾效果 对番茄上温室白粉虱防治效果的影响，分别对温室中喷 施药剂的 3 个作业小区和空白组中的番茄进行白粉虱药 效统计，喷施药剂的 3 个作业小区为处理区，空白组作 为药效统计的对照区。在使用 TR80-01、 TR80-02 喷头的 电动背

22、负式风送喷雾器和手动背负式喷雾器的作业区域 各选 3 株番茄，统计施药前和施药 1、 3、 5、 7 d 后的白 粉虱头数，计算并对比防效。 药前活虫数 1 - 对照区虫口减 退率 24 2 2 2 2 70 3 试验结果讨论 3.1 雾化特性试验结果 农业工程学报（ http:/www.tcsae.org） 2016 年 于 TR80-03 喷头在风速为 0、 4、 6 m/s 的条件下雾滴 VMD 均存在显著性差异，当风速大于 6 m/s 时风速对粒径的影 响减小，导致在风速为 6 m/s 和 8 m/s 时雾滴粒径不存在 对雾滴粒径的测试结果见表 2，数据显示 3 种型号喷 头产生雾滴的

23、体积中值中径（ volume medium diameter， VMD）均随着风速的增加而增大。根据雾化机理 ，雾 滴雾化是由于液膜与空气之间的剪切力造成的，由于风 速方向与液膜扩散方向相同，增加风速会降低空气流速 与液膜扩散速度之间的速度差，因而降低了空气与液膜 间的剪切作用，从而造成雾滴粒径增大。 表 2 风速对雾滴体积中值中径的影响 Table 2 Effect of wind speed to droplet volume medium diameter m 风速 喷头型号 Nozzle type TR80-01 TR80-02 TR80-03 0 124.62.97a 124.82.

24、09c 139.93.70a 4 127.98.96a 132.84.37bc 181.96.47b 6 133.16.28a 134.02.76ab 204.58.90c 8 138.14.96a 142.72.97a 218.94.41c 注：表中体积中值中径（ VMD）为 3 次测量平均值。同列不同字母表示差 异显著（ P 0.05），下同。 Note: The VMD in the table are averages of 3 replicates. Different letters (a, b, c) in the same column indicated significan

25、tly different at the P 0.05 level, The same below. 对 TR80-01、 TR80-02、 TR80-03 这 3 种喷头在不同 风速下 VMD 差异显著性分析发现：对于 TR80-01 喷头其 在风速为 0、 4、 6、 8 m/s 时虽然雾滴 VMD 有增大趋势 但在数理统计上并没有显著性差异；对于 TR80-02 喷头 在相邻测试风速之间雾滴 VMD 不存在显 著性差异；而对 显著性差异。说明在一定喷雾压力情况下，出风口提供 的风速范围（ 08 m/s）内，较大型号的喷头产生雾滴的 VMD 更容易受风送气流的影响，而较小型号的喷头产生 雾

26、滴的 VMD 相对稳定，受风送气流影响较小，喷头型号 的大小与对风的敏感性正相关。 分别对 TR80-01、 TR80-02、 TR80-03 这 3 种喷头在 不同风速下的喷雾角和液膜长进行统计，每组处理选取 连续 50 张图片计算平均值，实验结果见表 3。由表 3 的 数据可知，随着风速的增加，喷雾角度减小， 液膜长度 变短。不同风速能够造成同一喷头的喷雾角与液膜长度 之间的显著性差异。根据谢晨等人的研究 ，液膜长度 与雾滴粒径之间具有一定相关性，因此本研究将表 3 中 的液膜长度与表 2 中的雾滴粒径数据进行对比分析，数 据显示，随着风速增大，雾滴粒径与液膜长度呈负相关 关系，这与谢晨等

27、人对于扇形雾喷头的研究结果液膜长 度与雾滴粒径正相关的结论相反，原因可能是由于在谢 晨等人的研究是在无风条件下进行，而本研究中气流运 动方向与液膜之间存在一定夹角，液膜在气流横向推动 力的作用下，朝向气流方向偏转，这就造成了 喷雾夹角 减小，同时气流横向作用干扰了液膜波形的运动，加速 了液膜破碎，气流速度越大，横向作用越大，对液膜的 干扰越大，因此液膜越短。表 2 和表 3 数据显示，不同 风速条件下 TR80-01 与 TR80-02 的 VMD 的显著性结果 与液膜长度显著性结果不一致， TR80-03 的 VMD 的显著 性结果与液膜长度显著性结果一致。 表 3 风速对喷雾角和液膜长度的

28、影响 Table 3 Effect of wind speed on spray angle and breakup length 喷头型号 Nozzle type 风速 Air velocity/(ms ) 喷雾角度 TR80-01 液膜长度 喷雾角度 TR80-02 液膜长度 喷雾角度 TR80-03 液膜长度 0 4 6 8 Spray angle/() 68.2a 61.1b 58.2bc 55.4c Breakup length/mm 16.85a 16.21a 14.93b 14.75b Spray angle/() 71.9a 70.4ab 67.2bc 64.4c Breaku

29、p length/mm 19.00a 19.08a 18.25b 17.03c Spray angle/() 74.0a 69.7b 67.7bc 65.1c Breakup length/mm 21.64a 18.57b 14.59c 13.98c 注：表中数值为测量平均值。 Note: The data in the table are mean value. 在不同风速下电动背负式风送喷雾器的 3 种喷头的 喷雾射程结果见图 4，由图可知，在无风状态下电动背负 式风送喷雾器在使用 TR80-01、 TR80-02、 TR80-03 喷头 时喷雾射程相同均为 0.7 m，而当有风送时，三种

30、喷头的 喷雾射程均显著增加， TR80-01 号喷头的射程提高最明 显，当风速为 4、 8 m/s 时射程分别是无风时的 2.15 倍、 2.6 倍，其次是 TR80-02，而 TR80-03 喷头射程提高最小， 在风速为 8 m/s 时射程是无风时的 1.9 倍。 因为 TR80-01、 TR80-02、 TR80-03 这 3 种喷头的 VMD 依次增加， VMD 相对较小的雾滴更有利于风的输送，因此射程增加能力 与喷头雾化后的雾滴粒径成负相关。射程的增加表明， 风机产生的气流能够显著增加雾滴的运动能力，胁迫雾 滴朝向靶标运动，削弱了冠层枝叶对雾滴的遮蔽作用， 增强雾滴穿透性，使农药易于在

31、冠层内部沉积，从而改 善冠层中农药沉积分布均匀性，提高农药有效利用率。 3.2 药液在大田的沉积和分布试验结果 沉积结果使用 Thermo Quantum Access Max 三重四 级杆液质联用仪（ LC-MS）进行测定， LC-MS 仪器条件： 色谱柱为 Thermo Hypersil Gold C18（ 2.1 mm 100 mm 1.8 m）；柱温： 25；流速： 0.2 mL/min。首先使用乙 25 1 26 1 第 21 期 王士林等：电动背负式风送喷雾器设计与作业性能试验 71 腈为溶剂分别配制质量浓度为 0.01、 0.02、 0.05、 0.10、 0.20 mg/kg

32、的乙嘧酚标准液，测定不同浓度标准液的吸收 峰面积。根据不同浓度标准液吸收峰面积做出浓度对峰 面积标准曲线： y=2620176x7306（ R =0.9998）。将施药 后收集并带回实验室的麦拉片用 10 mL 乙腈洗脱，将洗 脱液涡旋并过滤后用 LC-MS 测定各麦拉片上洗脱液的吸 收峰面积，将其吸收峰面积代入标准曲线计算出洗脱液 中乙嘧酚的浓度，最终计算出番茄 植株各部位单位面积 农药的沉积量，番茄冠层各区域沉积结果见图 5。 图 4 风速对喷雾射程的影响 Fig.4 Effect of wind speed to spraying range 注：电动背负式风送喷雾时的风机风速为 4 m

33、s 1 。 Note： Air velocity of fan is 4 ms in spraying with electric knapsack sprayer 图 5 施药方式对不同区域农药沉积量的影响 Fig.5 Effect of spraying mode on pesticide deposition on different regions 分析数据结果可知使用 TR80-01 和 TR80-02 喷头的 知： TR80-01 在上层比值为 1.36，下层比值为 1.65，在中 风送喷雾器和传统手动背负式喷雾器 3 种施药方式在番 上层和中下层的比值接近 1； TR80-02

34、在上层的比值为 茄植株左、右两侧各个高度的平均单位面积沉积量分别 1.51，下层比值为 1.67，在中上层和中下层的比值也接近 为 0.27、 0.23 g/cm ， 0.29、 0.30 g/cm 和 0.21、 0.20 1。这说明风机的 吹动对于番茄植株中上层和中下层叶片 g/cm ，说明 3 种施药方式都能够将喷雾药液均匀的分布 的翻转作用大于上层和下层。对比 TR80-01 和 TR80-02 到植株的左右两侧； 3 种喷雾方式下药液在叶片正、背两 喷头可知， TR80-01 喷头农药利用率相对较高，其在各区 面各个高度的平均单位面积沉积量分别为 0.28、 0.23 域正背两面的沉

35、积更为均匀，这是由于 TR80-01 喷头雾 g/cm ， 0.33、 0.27 g/cm 和 0.29、 0.13 g/cm ，说明使 滴粒径更小，雾滴受气流紊流影响更显著，易在微气流 用 TR80-01 和 TR80-02 喷头的电动背负式风送喷雾器在 的带动下沉积在叶片的背面。 植株叶片正背两面沉积较均匀，而传统背负式喷雾器在 3.3 杀虫剂温室药效对比试验结果 叶片背面的药液沉积量远小于其在叶片正面的沉积量； 对不同施药天数后（ days after treatment, DAT）的高 此外虽然传统背负式喷雾器的单位施药量最大，但是其 效氯氟氰菊酯乳油对番茄上温室白粉虱的药效统计结果

36、叶片背面的沉积量明显小于减量施药的电动背负式风送 见表 4。从表中可以看出施药 1d、 3d、 5d 后的 3 种施药 喷雾器沉积结果。 TR80-01 风送喷雾器、 TR80-02 风送喷 方式在防效上并没有显著性差异，但是在施药后第 7 天 雾器、传统背负式喷雾器 3 种施药方式在番茄冠层各区 使用 TR80-01 和 TR80-02 喷头的电动背负式风送喷雾器 域叶片正背两面的药液平均沉积量为 0.25、 0.30 和 0.21 的防效明显高于手动喷雾器。说明在分别使用 TR80-01 g/cm ，根据 3 种施药方式下番茄植株叶片各个区域的正 和 TR80-02 喷头时用药量比手动喷雾

37、器减少 1/2 和 1/3 时， 背两面的药液沉积量和单位面积用药量计算显示使用 使用电动背负式风送喷雾器可以得到与未减量施药的手 TR80-01 和 TR80-02 喷头的电动背负式风送喷雾器农药利 动喷雾器同样效果的速效性，以及更优的持效性。原因 用率较传统背负式喷雾器分别提高了 1.38 倍和 1.14 倍。 在于气流风送喷雾使得农药在番茄叶片的正面和背面都 分析电动背负式风 送喷雾器安装 TR80-01 和 TR80-02 喷头 有较大的沉积量，对于白粉虱这种主要聚集在叶片寄主 时番茄不同区域正面和背面单位面积沉积量的比值可 背面的害虫大大增加了触杀几率，更有利于药效的发挥。 2 1

38、2 2 2 2 2 2 2 72 农业工程学报（ http:/www.tcsae.org） 2016 年 表 4 施药方式对白粉虱防治效果的影响 Table 4 Effect of spraying mode on Trialeurodes vaporariorum control 药后 1 d 1d after spraying 药后 3 d 3 d after spraying 药后 5 d 5 d after spraying 药后 7 d 7 d after spraying 处理方式 Spraying mode 减退率 防效 减退率 防效 减退率 防效 减退率 防效 TR80-01

39、TR80-02 手动喷雾器 对照 Blank control Dropping rate/% Control result/% Dropping rate/% Control result/% 42.85 45.79a 73.09 76.16a 39.74 42.84a 74.86 77.73a 46.62 49.36a 76.68 79.34a 5.42 12.88 Dropping rate/% Control result/% 86.21 88.48a 84.27 86.86a 82.87 85.70a 19.77 Dropping rate/% 71.07 72.73 59.02 33

40、.53 Control result/% 78.33a 79.58a 69.31b 注：表中防效为三株番茄防效的平均值。 Note: The data in the table are averages of 3 replicates. 4 结 论 1）电动背负式风送喷雾器可以产生风速为 0 8 m/s 的气流，在此范围内，随着风速的增加，喷雾角度减小， 液膜长度变短，喷头雾化后的雾滴粒径逐渐增大，喷头 产生的雾滴粒径大小与对风的敏感性正相关。风送气流 能够增加喷雾射程，即增加雾滴在冠层中的运动能力， 粒径相对较小的雾滴更有利于风的输送，喷雾射程与雾 滴粒径呈负相关关系。 2）电动背负式风送喷

41、雾器显著提高了农药在番茄叶 片背面沉积量，提高叶片正面和背面沉积分布均匀性， 与手动背负式喷雾器相比使用 TR80-01 和 TR80-02 喷头 的电动背负式风送喷雾器农药利用率分别提高了 1.38 倍 和 1.14 倍。气流对植株不同高度的叶片翻转作用不同， 其对中上层和中下层叶片的翻转效果大于上层和下层。 3）在对温室白粉虱的防治效果统计中发现电动背负 式风送喷雾器在分别使用 TR80-01 和 TR80-02 喷头且用 药量比传统手动喷雾器减少 1/2 和 1/3 的情况下药效并没 有明显的差异，而且增加了农药的持效期，使用电动背 负式风送喷雾器可以实现减量施药。 参 考 文 献 1

42、Nuyttens D, Windey S, Sonck B, et al. Comparison of operator exposure for five different greenhouse spraying applicationsJ. Journal of Agricultural Safety & Health, 2005, 10(3): 507 512. 2 Balloni S, Caruso L, Cerruto E, et al. A prototype of self- propelled sprayer to reduce operator exposure in gr

43、eenhouse treatmentC/Proceedings on CDROM of the International Conference on “Innovation Technology to EmpowerSafety, Health and Welfare in Agriculture and Agro- food Systems”. Ragusa, Italy. 2008. 3 Snchez-Hermosilla J, Pez F, Rincn V J, et al. Evaluation of the effect of spray pressure in hand-held sprayers in a greenhouse tomato cropJ. Crop Protection, 2013, 54(12): 121 125. 4 Nuyttens D, B