目前，關于植保無人機的精準施藥，業內主要關注的是如何精準地控制噴頭的噴灑流量，而忽略了噴霧霧滴粒徑對農藥防治效果的影響，尤其是對于精準變量噴灑的認識不夠深入。
今天，我們就來聊一聊，植保無人機如何通過控制噴霧粒徑大小，并與控制噴灑流量相結合，以實現最佳的防治效果，提高農藥利用率，并減少環境污染。
霧滴粒徑——影響植保無人機噴灑效果的關鍵因素
噴霧效果的好壞，與霧滴粒徑大小、霧滴漂移及沉降速度等因素密切相關。其中，霧滴粒徑是農藥噴霧技術中相對容易控制的重要參數，也是直接影響到植保無人機的噴霧質量及作業效果的關鍵因素之一。
合理地控制霧滴粒徑大小，是用最少的藥量取得最好的防治效果，并減少環境污染的關鍵所在。
如上圖所示，1 個粒徑 400 μm 的粗大霧滴，變為 200 μm 的中等霧滴后，就變為了 8 個霧滴; 而粒徑縮小到 100 μm后，則會變為 64 個細小霧滴;50 μm 時達到512個霧滴。
霧滴粒徑與霧滴覆蓋密度、噴液量有著十分密切的關系。隨著霧滴粒徑的縮小，霧滴數目呈幾何級速度增加，而隨著霧滴數量的增加，農藥擊中靶標的概率會顯著增加，覆蓋也會更加均勻。
我們通過兩張圖來具體說明一下，霧滴粒徑大小對無人機噴灑防治效果的影響。
農藥噴施過程中，粒徑大的霧滴易沉降，不易隨風漂移或蒸發散失，但分布不均勻、附著能力差，容易因彈跳和滾落而造成藥液流失，大大降低了農藥的防治效果，也污染了水土環境。
霧滴粒徑小，會相對易受氣流影響而發生漂移，可能對相鄰農作物造成危害。但細小霧滴在作物葉片表面的覆蓋密度和覆蓋均勻度遠優于粗大霧滴，而且附著能力好、不易流失，農藥利用率高。
此外，細小霧滴有較好的穿透能力，能隨氣流深入植株冠層內部，沉積在果樹或植株深處的葉片正面及大霧滴不易沉積的葉片背面;對于在葉組織中傳導性較差的藥劑，霧化細能提高其生物學反應效率。
也就是說，對于具備觸殺作用的農藥而言，霧滴粒徑小，防治效果更好。
當然，由于霧滴大利于沉降，而霧滴小覆蓋度高、滲透性好，要使藥劑發揮最佳效果，最好的辦法就是在大小霧滴中找到一個合適的平衡點，即最佳粒徑，充分發揮粒徑大小所帶來的優勢，從而有效防治病蟲草害。這就涉及到如何控制霧滴粒徑大小的問題。
霧滴粒徑大小的控制：壓力噴頭 VS 離心噴頭
在植保無人機噴灑作業的過程中，藥液經過無人機霧化部件的作用而分散，形成細小的霧滴顆粒。成霧過程中，噴頭是農藥霧化的核心部件。
目前，無人機噴頭主要有壓力噴頭和離心噴頭兩種。接下來，我們就來對比一下兩種噴頭的成霧原理和各自的優缺點。
通過對比可知，總的來說，離心噴頭能夠更好地控制霧滴的直徑大小，霧化效果更好，更利于觸殺作業農藥的噴灑。
生物最佳粒徑與農藥的防治效果
前面已經提到，要在大小霧滴中找到一個合適的平衡點，才能使藥劑發揮最佳效果。那么，如何找到這個平衡點呢?
有關研究表明，不同的生物靶標捕獲的霧滴粒徑范圍不同，只有在最佳粒徑范圍內，靶標捕獲的霧滴數量最多，防治效果也最佳，這就是“生物最佳粒徑理論”。
運用這個理論，可以根據有害生物的特征設計一定的霧滴粒度和噴灑技術，從而大幅度減少農藥的施用量，并提高防治效果。
針對不同的生物靶標，不同類型的農藥防治有害生物時的霧滴最佳粒徑范圍也不同，如下表格：
也就是說，霧滴過大或過小都不利于病蟲害的防治，只有當霧滴粒徑與霧滴數目達到最優組合時，才會產生最好的防治效果。
當然，噴霧的最佳粒徑還受到多方面因素的影響，對于同一害蟲，不同農藥、不同靶標、不同藥液濃度甚至害蟲的不同時期，農藥的最佳噴霧粒徑都有所不同。根據最佳噴霧粒徑實現變量噴灑，是精準施藥技術中的重大挑戰之一。
破解之道——開發精準可控變粒徑噴頭
為了提高農藥利用率和防治效果，減少資源浪費與環境污染，有關航空施藥的變量噴灑技術是行業內的研究熱點和關鍵。對于變量噴灑，目前業內的關注點主要在于噴灑流量的變化，而很少注意到噴灑流量改變對霧滴粒徑的影響。
其實，將變量噴灑與變粒徑噴灑相結合，找到它們之間的內在關系，開發精準可控變粒徑噴霧系統，就是精準施藥這一難題的破解之道。
目前，在變量噴灑技術方面，極飛自主研發的 P20 超低容量高速離心霧化噴頭，可將農藥霧化至 100 μm 以下的小霧滴，并可根據風速和飛行速度的不同，精準控制噴頭的噴灑量、噴速、噴幅。
特別是，P20 離心噴頭的噴霧粒徑可在 90~120 μm 之間進行連續調節，也就是說，能精準地控制霧滴的直徑大小，滿足不同農作物病蟲害防治的作業需求，從而達到良好的施藥效果。實現對噴灑流量和霧滴粒徑的雙精準控制，是航空施藥技術的一大突破。
總結一下，今天我們主要分析了霧滴粒徑對農藥防治效果的影響，得知對于具備觸殺作用的農藥而言，粒徑小的霧滴防治效果更好;而對于不同的有害生物，適合使用的霧滴最佳粒徑范圍也不同，這就對精準控制霧滴粒徑大小、同時進行變量調節提出了更高的要求。
目前的植保無人機市場上，采用離心噴頭的變量噴灑系統是較優選擇。而不斷提升對噴灑流量和霧滴粒徑的雙精準控制能力，必將成為農業航空精準施藥技術的發展方向。
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