密植矮化茶園地面低容量仿形噴霧液滴沉積性能研究

劉冬梅 楊杭旭 周宏平 茹 煜 鄭加強(qiáng) 南玉龍

(1.南京林業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院， 南京 210037； 2.金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院， 金華 321017)

0 引言

農(nóng)藥防治是茶樹病蟲害綜合防治的重要組成部分，其在病蟲害突發(fā)或爆發(fā)時具有快速、高效的優(yōu)勢。農(nóng)藥過量噴施及低利用率將影響茶園生態(tài)環(huán)境和茶葉品質(zhì)安全[1-2]。目前，茶園地面施藥多采用常規(guī)噴霧，施藥液量多在600～1 050 L/hm2[3-4]，不僅造成藥液流失、環(huán)境污染和水資源浪費(fèi)，而且降低了藥劑作用效果和農(nóng)藥器械作業(yè)效率。研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)藥使用的最佳效率是將適量農(nóng)藥劑量輸送到靶標(biāo)上，以獲得預(yù)期的生物效果[5]。在農(nóng)藥噴霧中，每個農(nóng)藥霧滴都有其“殺傷半徑”，且其半徑值遠(yuǎn)大于單個霧滴本身的霧滴粒徑[6-7]，噴霧施藥時只需一定的霧滴覆蓋密度即可達(dá)到良好的防治效果，并不需要采用大容量淋洗式噴霧方式[8]。研究人員通過室內(nèi)及田間試驗發(fā)現(xiàn)，在噴施相對少量的農(nóng)藥霧滴時，對害蟲的防治效果就能達(dá)到80%以上，而增加霧滴數(shù)量的防治效果提高不明顯，更多的是導(dǎo)致藥液的流失和浪費(fèi)[8-10]。

噴霧施藥時，霧滴密度不宜過大或過小，過大容易造成流失，過小由于漂移及不易沉積等問題而不能收到理想的防治效果[8]。近年來，噴霧技術(shù)及裝備的發(fā)展使低容量噴霧逐漸成為農(nóng)藥噴霧的主流。低容量噴霧通過增加單位面積的霧滴個數(shù)提高對作物的覆蓋率，根據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所噴霧方式的劃分，低容量噴霧的噴霧量為49.5～199.5 L/hm2，為達(dá)到對生物靶標(biāo)的有效覆蓋，低容量噴霧的霧滴粒徑一般為150～250 μm[11-12]。隨著國內(nèi)外對茶葉農(nóng)殘限量標(biāo)準(zhǔn)的逐步嚴(yán)格，低容量噴霧已成為茶園農(nóng)藥防治時實現(xiàn)減量施藥的重要手段。目前，部分學(xué)者利用植保無人機(jī)或靜電噴霧器進(jìn)行茶園低容量噴霧作業(yè)[13-14]。試驗發(fā)現(xiàn)，無人機(jī)可實現(xiàn)低容量及超低容量噴霧，但霧滴沉積均勻性較差，噴霧壓力不穩(wěn)定，難以實現(xiàn)精準(zhǔn)施藥[15]；而靜電噴霧器多為人工背負(fù)，無法保證噴霧時行走速度的均勻一致性，易造成少噴及過噴。研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)藥噴施效果不僅與施藥液量相關(guān)，還受到噴施方向、噴霧高度、風(fēng)速等多種因素的影響[16-23]，對茶樹噴霧施藥時，根據(jù)茶樹冠層形貌信息，調(diào)節(jié)噴頭組達(dá)到理想的噴霧距離和角度，實現(xiàn)仿形噴霧，將有助于提高農(nóng)藥利用率和病蟲害防治效果[24-28]。

受茶園地面工況復(fù)雜、栽培管理未實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化等方面的限制，目前針對密植矮化茶園自走式低容量噴霧沉積性能的研究尚未見報道。為驗證茶園自走式低容量噴霧沉積性能是否滿足國家植保作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，本文以設(shè)計的密植矮化茶園低容量仿形噴霧軌道式測試系統(tǒng)為噴霧載體，進(jìn)行茶園低容量噴霧田間試驗，以期為茶樹病蟲害防治和減量施藥提供新方法。

1 材料與方法

1.1 試驗裝置

1.1.1低容量仿形噴霧軌道式測試系統(tǒng)

為測試茶園地面低容量噴霧的霧滴沉積性能，設(shè)計了一套茶園低容量仿形噴霧軌道式測試系統(tǒng)，以其作為茶園噴霧試驗的機(jī)械載體，如圖1所示。該系統(tǒng)主要是由霧化系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)和導(dǎo)軌滑臺移動系統(tǒng)組成。霧化系統(tǒng)主要包括水泵、壓力表、穩(wěn)壓罐、降壓模塊、水箱、水管、風(fēng)扇、噴頭及噴霧與風(fēng)量控制系統(tǒng)。調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要包括高度調(diào)節(jié)桿、角度旋轉(zhuǎn)支架及仿形臂組件。噴霧測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)左右對稱，可實現(xiàn)雙側(cè)噴霧作業(yè)，每組仿形臂包括2個水平調(diào)節(jié)桿、旋轉(zhuǎn)臂、噴頭、無刷電機(jī)和風(fēng)扇(1045MR無人機(jī)螺旋槳)，其中無刷電機(jī)和噴頭安裝時要保持軸線共線，以保證風(fēng)送方向與噴霧方向一致。每組仿形臂可水平左右調(diào)節(jié)以匹配茶行位置，旋轉(zhuǎn)臂可0°～180°旋轉(zhuǎn)，以使2個噴頭弧線與茶樹冠層輪廓匹配。導(dǎo)軌滑臺移動系統(tǒng)主要包括導(dǎo)軌、滑臺、帶輪、同步帶、噴霧機(jī)架、伺服電機(jī)、地面支撐架及移動速度控制系統(tǒng)。

圖1 低容量仿形噴霧測試系統(tǒng)Fig.1 Low-capacity profiling spray test systems1.調(diào)節(jié)系統(tǒng) 2.霧化系統(tǒng) 3.噴霧與風(fēng)量控制系統(tǒng) 4.導(dǎo)軌滑臺移動系統(tǒng) 5.高度調(diào)節(jié)桿 6.角度旋轉(zhuǎn)支架

1.1.2控制系統(tǒng)硬件電路

低容量噴霧軌道式測試系統(tǒng)的控制部分包括噴霧與風(fēng)量控制系統(tǒng)和導(dǎo)軌滑臺移動速度控制系統(tǒng)。噴霧與風(fēng)量控制系統(tǒng)硬件電路如圖2所示，主要包括水泵、降壓模塊、STM32核心板、電源轉(zhuǎn)接板、紅外信號接收頭、無刷電機(jī)轉(zhuǎn)速指示燈、5 V及12 V電源、繼電器、TD-2030接線端子排及無刷電子調(diào)速器。

紅外遙控器發(fā)射紅外控制信號，STM32核心板STM32F103RCT6(廣州星翼電子科技有限公司)通過紅外信號接收頭IRM-3638T(億光電子工業(yè)股份有限公司)接收信號指令來控制噴霧與風(fēng)量電路系統(tǒng)。STM32核心板通過控制繼電器1實現(xiàn)噴霧開啟和關(guān)閉，降壓模塊XL4016E1(深圳市北科商貿(mào)有限公司)通過調(diào)節(jié)12V電源供給水泵的電壓實現(xiàn)噴霧壓力調(diào)節(jié)。STM32核心板控制繼電器2實現(xiàn)無刷電子調(diào)速器開啟和關(guān)閉，同時通過控制向無刷電子調(diào)速器XRotor-20A-亞太版(深圳市好盈科技有限公司)發(fā)出PWM信號的頻率來實現(xiàn)對4個無刷電機(jī)X2212-13 KV980(中山市朗宇模型有限公司)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。無刷電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置為2 000、4 000、6 000 r/min共3擋，并通過無刷電機(jī)轉(zhuǎn)速指示燈指示當(dāng)前無刷電機(jī)轉(zhuǎn)速擋位。12 V電源通過TD-2030接線端子排(溫州金柯電氣科技有限公司)實現(xiàn)對無刷電子調(diào)速器與水泵的供電，5 V電源通過電源轉(zhuǎn)接板向STM32核心板、繼電器1和繼電器2供電。

圖2 噴霧與風(fēng)量控制系統(tǒng)硬件電路Fig.2 Spray and air volume control system hardware circuit1.水泵 2.降壓模塊 3.電源轉(zhuǎn)接板 4.紅外信號接收頭 5.STM32核心板 6.無刷電機(jī)轉(zhuǎn)速指示燈 7.5 V電源 8.12 V電源 9.繼電器1 10.繼電器2 11.TD-2030接線端子排 12.無刷電子調(diào)速器

導(dǎo)軌滑臺移動速度控制系統(tǒng)硬件電路如圖3所示，主要包括STM32核心板、控制按鍵與狀態(tài)指示燈、電源轉(zhuǎn)接板、電平轉(zhuǎn)換模塊、5 V電源、86伺服步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動器和48 V電源。STM32核心板通過控制向電機(jī)驅(qū)動器發(fā)送脈沖的頻率來控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使導(dǎo)軌上滑臺以1.6 m/s速度帶動噴霧機(jī)架移動。通過按鍵實現(xiàn)導(dǎo)軌滑臺啟停、正反向移動，并由狀態(tài)指示燈指示導(dǎo)軌滑臺當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)。電平轉(zhuǎn)換模塊(4路，深圳市科比微電子有限公司)將STM32核心板發(fā)出的脈沖信號電平從3.3 V轉(zhuǎn)換成5 V。48 V電源向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器供電，5 V電源向STM32核心板、電源轉(zhuǎn)接板和電平轉(zhuǎn)換模塊供電。

1.1.3噴頭安裝參數(shù)

國內(nèi)常用植保噴頭的噴霧角多為80°和110°，考慮噴頭選擇通用性，低容量噴霧時，為匹配茶樹冠層修剪輪廓，每個茶壟設(shè)計安裝2個噴頭。現(xiàn)以茶樹冠層頂面為水平基準(zhǔn)面，壟寬的中心對稱面為豎直基準(zhǔn)面，建立直角坐標(biāo)系xOy，如圖4所示。

圖4 噴頭布置示意圖Fig.4 Spray head layout

茶樹噴霧施藥時為實現(xiàn)全面覆蓋和均勻噴霧，噴頭安裝需滿足約束條件

(1)

(2)

(3)

(4)

式中k1——最小重疊系數(shù)

k2——最大重疊系數(shù)

x0——噴頭到壟寬中心的水平距離，m

L——茶樹壟寬，m

f——噴頭安裝豎直面右側(cè)幅寬，m

f′——舍棄噴幅，m

f″——單噴頭噴幅，m

h——噴頭到冠層頂面距離，m

α——噴頭與水平面夾角，(°)

β——噴頭標(biāo)定噴霧角，(°)

γ——舍棄的局部噴霧角，(°)

將式(2)～(4)代入式(1)得x0、α的求解公式

(5)

其中，噴頭位置O1坐標(biāo)為(-x0,h)，另一噴頭位置O2坐標(biāo)為(x0,h)。根據(jù)噴頭公司建議，茶樹低容量噴霧時，建議k1取10%，k2取20%，γ取5°～10°。考慮低容量噴霧時霧滴均為細(xì)霧，為減少霧滴飄移，建議噴霧高度取30～50 cm，調(diào)研發(fā)現(xiàn)L一般在1～1.5 m，其中以1.1 m左右為主[14,29]。以L=1.1 m，h=30 cm，γ=5°，XR8001噴頭為例，其標(biāo)定噴霧角為86°，當(dāng)噴頭與水平面傾角α=75°時，通過式(5)得41.613 cm≤x0≤ 42.265 cm，取x0=42 cm，即兩噴頭間距為84 cm。

1.2 試驗方法

試驗測試場地為南京市中山陵茶園，茶樹株高約1 m，壟寬1.1 m，壟間距0.5 m，品種為“龍井43”。試驗時間為2019年7月14—16日，溫度26～30℃，環(huán)境風(fēng)速為0～1.6 m/s，相對濕度76%～80%。噴霧樣本為誘惑紅示蹤劑(上海染料研究所有限公司南通分公司)，試驗時配置成質(zhì)量濃度為1 g/L的水溶液。

噴頭選用TeeJet公司的標(biāo)準(zhǔn)扇形噴頭TP8001、雙扇面扇形噴頭TJ60-8001、延長范圍扇形噴頭XR8001和XR11001共4種常用扇形噴頭。噴霧行走速度為1.6 m/s，噴霧壓力為0.3 MPa，在0.3 MPa壓力下，4種噴頭的霧滴均為細(xì)霧[11]，且流量均為0.39 L/min，施藥量為50.85 L/hm2。研究發(fā)現(xiàn)，茶樹病蟲害絕大部分發(fā)生在葉部，而茶樹一般有80%～90%的葉量集中分布在樹冠0～20 cm的表層[30]，為探究茶樹低容量噴霧，本文僅以茶樹表層0～20 cm梯度內(nèi)葉部為研究對象，以表層頂面為上部，表層向下10、20 cm為冠層中、下部，研究不同噴施參數(shù)下低容量噴霧時霧滴沉積分布情況。為驗證茶樹低容量噴霧的霧滴沉積密度和霧滴分布均勻性是否符合NY/T 650—2013《噴霧機(jī)(器)作業(yè)質(zhì)量》的標(biāo)準(zhǔn)要求，同時探明噴頭類型、噴霧高度、噴施方向(噴頭與豎直面夾角)、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速對茶樹冠層內(nèi)霧滴沉積密度、沉積均勻性和霧滴沉積量的影響，本文采用正交試驗設(shè)計方法進(jìn)行試驗研究，其正交試驗因素水平如表1所示。由于試驗場地內(nèi)茶樹非機(jī)械化修剪，為考慮誤差對結(jié)果影響，正交試驗方案設(shè)計時加入誤差列，利用SPSS軟件設(shè)計的混合正交試驗方案如表2所示(x1、x2、x3、x4、x5、x6分別為A、B、C、D、E和誤差列的水平值)。

表1 因素水平Tab.1 Factors and levels

表2 正交試驗方案Tab.2 Orthogonal test schemes

試驗時，選取冠層參數(shù)基本一致的茶行，每個處理在茶樹冠層橫截面上采用5點(diǎn)取樣法，即左右兩側(cè)各布置2點(diǎn)，中間布置1點(diǎn)，如圖5所示。其中水敏紙左右兩側(cè)布置線距茶行邊緣8%～15%，中間點(diǎn)布置在外側(cè)4點(diǎn)的對角線交點(diǎn)處，要求5個布點(diǎn)在同一高度。在每個測點(diǎn)布置1張水敏紙(3 cm×8 cm，重慶六六山下植保科技有限公司)，噴霧試驗后，待各測點(diǎn)水敏紙干燥后將其裝入相應(yīng)標(biāo)記的自封袋內(nèi)，實驗室內(nèi)用掃描儀進(jìn)行灰度掃描，生成分辨率600像素×600像素的PNG格式，用水敏紙自帶軟件(六六山下霧滴分析軟件)讀取霧滴沉積密度、沉積量數(shù)據(jù)。本研究以霧滴沉積密度和霧滴分布均勻性作為噴霧效果的主要評價指標(biāo)，其中，霧滴沉積密度指低量噴霧沉積在作物單位面積上的霧滴數(shù)，通過讀取各測點(diǎn)水敏試紙顯示的霧滴個數(shù)獲得；霧滴分布均勻性指噴灑的霧滴在作業(yè)區(qū)內(nèi)表面分布的均勻程度，用變異系數(shù)表示[31-32]。

圖5 茶樹冠層5點(diǎn)取樣分布Fig.5 5-point sampling distribution of tea tree canopy1.水敏紙布置左側(cè)線 2.茶行中心線 3.水敏紙測點(diǎn) 4.水敏紙布置右側(cè)線

2 結(jié)果與分析

2.1 噴施參數(shù)對霧滴沉積密度的影響

不同噴施參數(shù)下各測點(diǎn)的霧滴沉積密度如表3所示，從表中可看出，不同處理下霧滴平均沉積密度均大于26個/cm2，高于JB/T 9782—2014《植保機(jī)械通用試驗方法》對風(fēng)送噴霧中噴幅界定的20個/cm2要求[33]。利用SPSS軟件的二維組間方差分析檢驗不同噴霧高度、噴施方向、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、噴頭類型和冠層梯度對霧滴沉積密度的影響，檢驗結(jié)果如表4所示。在主效應(yīng)檢驗中，整體模型F為4.296，P為0.021，小于0.05，表明在5%顯著性水平下方差分析模型整體顯著。冠層梯度P<0.001，而噴霧高度、噴施方向、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、噴頭類型P>0.05，表明冠層梯度對霧滴沉積密度有顯著性影響，噴霧高度、噴施方向、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、噴頭類型對霧滴沉積密度無顯著性影響。根據(jù)效應(yīng)量的度量值偏Eta平方值判斷，冠層梯度偏Eta平方值最大且通過了顯著性檢驗，噴霧高度、噴施方向、噴頭類型、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速偏Eta平方值依次減小且均未通過顯著性檢驗。因偏Eta平方值越大，該因素對霧滴沉積密度的影響越大，因此，試驗中各噴施參數(shù)對霧滴沉積密度的影響程度從大到小依次為冠層梯度、噴霧高度、噴施方向、噴頭類型、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。

表3 霧滴沉積密度正交試驗結(jié)果Tab.3 Orthogonal test results of droplet deposition density

表4 霧滴沉積密度主體間效應(yīng)的檢驗Tab.4 Inspection of inter-subject effect of droplet density

表5 冠層梯度和噴霧高度對霧滴沉積密度LSD多重比較Tab.5 LSD multiple comparisons of canopy gradient and spray height on droplet deposition density

2.2 霧滴沉積分布均勻性分析

霧滴分布均勻性以霧滴沉積密度變異系數(shù)來表征。從表3可看出，茶樹低容量噴霧時冠層頂部變異系數(shù)均不大于0.501 8，滿足NY/T 650—2013《噴霧機(jī)(器)作業(yè)質(zhì)量》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對機(jī)動噴霧機(jī)在低容量噴霧時變異系數(shù)的要求[32]。霧滴分布均勻性受多種因素影響，其中噴霧高度、噴施方向、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、噴頭類型和冠層梯度對霧滴沉積均勻性的影響如表6所示。從表6可看出，冠層梯度P<0.001，噴施方向P=0.023，均小于0.05，對霧滴分布均勻性有顯著性影響；噴霧高度、噴頭類型和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的P>0.05，對霧滴分布均勻性無顯著性影響。冠層梯度的偏Eta平方值最大，為0.869，噴施方向的偏Eta平方值次之，為0.677，噴頭類型、噴霧高度和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的偏Eta平方值依次遞減，分別為0.569、0.502、0.475，根據(jù)偏Eta平方值越大，該因素對霧滴分布均勻性影響越大的原則，可得各噴施參數(shù)對霧滴分布均勻性的影響程度從大到小依次為冠層梯度、噴施方向、噴頭類型、噴霧高度和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。

表6 霧滴分布均勻性主體間效應(yīng)的檢驗Tab.6 Inspection of inter-subject effect of droplet distribution uniformity

噴施方向、冠層梯度作為霧滴分布均勻性的顯著影響因素，其不同水平對霧滴分布均勻性的影響如表7所示。在多重比較中由平均值差值發(fā)現(xiàn)噴施方向45°時，霧滴分布均勻性最差，其變異系數(shù)均值為0.610，顯著大于0°、15°、30°時的變異系數(shù)均值0.445、0.487、0.420(P<0.05)，這主要是由于噴施方向越大，霧滴豎直方向上有效初始速度越小，霧滴更易發(fā)生飄移。噴施方向0°、15°、30°時的變異系數(shù)差異不顯著(P>0.05)，因此，在噴霧作業(yè)時應(yīng)盡量使噴頭處于或接近豎直平面以保證霧滴分布均勻性。由冠層梯度多重比較可看出，冠層上、中、下部霧滴分布均勻性差異顯著(P<0.05)，其中冠層上部霧滴分布最均勻，冠層中部霧滴分布均勻性最差，這主要是由于冠層上部無葉片遮擋，避免了葉片著生分布如葉片稠密稀疏、傾斜角度、葉片大小對霧滴分布的影響。冠層中部因同時受到葉片著生分布和風(fēng)送輔助的雙重影響，其霧滴分布最不均勻。而冠層下部整體葉量比中部少，同時其受風(fēng)送的影響程度要弱于冠層中部，其霧滴分布均勻性介于冠層上、中部之間。

2.3 噴施參數(shù)對霧滴沉積量的影響

霧滴撞擊到茶樹葉片上經(jīng)過反復(fù)鋪展和回縮，最終持留在茶樹葉片上的霧滴才是有效霧滴。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為沉積量越大越好，而實際上由于霧滴具有一定殺傷半徑，施藥時只需一定的霧滴沉積量即能達(dá)到病蟲害防治效果，過量噴施容易引起農(nóng)藥浪費(fèi)、環(huán)境污染和茶葉農(nóng)殘。不同噴施參數(shù)下各測點(diǎn)的霧滴沉積量如表8所示，從表中可看出與常規(guī)噴霧相比，低容量噴霧的霧滴沉積量整體偏小。各噴施參數(shù)對霧滴沉積量的影響如表9所示，在主效應(yīng)檢驗中，冠層梯度對沉積量有顯著性影響，其P值小于0.001。噴霧高度、噴施方向、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、噴頭類型的P值分別為0.248、0.134、0.231、0.344，均大于0.05，則這些因素對沉積量無顯著性影響。冠層梯度的偏Eta平方值最大，為0.970，噴施方向、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、噴頭類型、噴霧高度的偏Eta平方值依次遞減，分別為0.484、0.399、0.325、0.294，根據(jù)偏Eta平方值，可看出上述各因素對霧滴沉積量的影響程度大小為冠層梯度、噴施方向、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、噴頭類型、噴霧高度。

表7 噴施方向和冠層梯度對霧滴分布均勻性LSD多重比較Tab.7 LSD multiple comparisons of spray direction and canopy gradient on droplet distribution uniformity

表8 霧滴沉積量正交試驗結(jié)果Tab.8 Orthogonal test results of droplet deposition

表9 霧滴沉積量主體間效應(yīng)的檢驗Tab.9 Inspection of inter-subject effect of droplet deposition

冠層梯度、噴施方向各水平對霧滴沉積量的影響程度如表10所示。冠層上、中、下部沉積量均值分別為0.608、0.104、0.095 μL/cm2，由P值可看出，冠層上部沉積量顯著大于中、下部沉積量(P<0.05)，而中、下部霧滴沉積量差異不顯著(P=0.840>0.05)。這主要是由于冠層上部無葉片遮擋，其沉積量最大，而中、下部葉片密集簇生，到達(dá)中、下部的霧滴個數(shù)顯著減少，其沉積量也相應(yīng)顯著變少。噴施方向0°時，其霧滴沉積量均值最大，為0.311 μL/cm2，且顯著大于沉積量均值最小的45°方向(P=0.028<0.05)。噴施方向15°、30°、45°的沉積量均值為0.273、0.294、0.198 μL/cm2，彼此間霧滴沉積量差異不顯著(P>0.05)。這主要是由于0°時，霧滴豎直方向上有效初始速度最大，霧滴有足夠能量到達(dá)葉片表面，而45°時豎直方向上霧滴有效初始速度最小，霧滴飄移風(fēng)險大，15°、30°時的霧滴豎直方向上有效初始速度介于0°與45°之間。

表10 冠層梯度和噴施方向?qū)Τ练e量LSD多重比較Tab.10 LSD multiple comparisons of canopy gradient and spray direction on sediment amount

3 結(jié)論

(1)茶樹低容量噴霧時，霧滴平均沉積密度均大于26個/cm2，滿足JB/T 9782—2014《植保機(jī)械通用試驗方法》中對風(fēng)送噴霧的霧滴沉積密度要求。冠層梯度對霧滴沉積密度有顯著性影響，且冠層上、中、下部霧滴數(shù)量依次減少，其中冠層上部霧滴數(shù)量明顯高于中、下部，而中、下部霧滴個數(shù)無顯著性差異。噴霧高度與霧滴沉積密度呈負(fù)相關(guān)，且高度30 cm時霧滴數(shù)量明顯多于50 cm時的霧滴數(shù)量，而40 cm與30、50 cm時霧滴數(shù)量差異不顯著。冠層梯度、噴霧高度、噴施方向、噴頭類型、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速對霧滴沉積密度的影響程度依次遞減。

(2)茶樹冠層頂部變異系數(shù)均滿足NY/T 650—2013《噴霧機(jī)(器)作業(yè)質(zhì)量》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對機(jī)動噴霧機(jī)低容量噴霧時變異系數(shù)的要求，不大于0.5。噴施方向、冠層梯度對霧滴沉積均勻性有顯著性影響。噴施方向45°時，霧滴分布均勻性最差，其變異系數(shù)均值為0.610，顯著大于0°、15°、30°時的變異系數(shù)，而0°、15°、30°時變異系數(shù)無顯著性差異。茶樹冠層上、中、下部霧滴分布均勻性差異顯著，其中冠層上部霧滴分布最均勻，冠層中部霧滴分布均勻性最差。

(3)與常規(guī)噴霧相比，低容量噴霧的霧滴沉積量整體偏小；冠層梯度對霧滴沉積量有顯著性影響，冠層上部沉積量均值為0.608 μL/cm2，顯著大于中、下部沉積量，而中、下部霧滴沉積量無顯著性差異；噴施方向0°時，其霧滴沉積量最大，顯著大于沉積量最小的45°方向，而15°、30°、45°時的沉積量差異不顯著。

(4)考慮霧滴沉積量及霧滴分布均勻性，在實際噴霧施藥時應(yīng)使噴頭處于豎直狀態(tài)，即噴施方向為0°。