農(nóng)藥使用是病蟲害防治的重要手段之一，在保障我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全方面發(fā)揮著重要作用。我國單位面積農(nóng)藥使用量約為世界平均水平的2.5倍，居世界前列。自2015年起，我國實施農(nóng)藥“零增長”戰(zhàn)略，預計2022年農(nóng)藥使用率將達到41.8%，這意味著近60%的農(nóng)藥被浪費。農(nóng)藥噴灑的高效、科學、合理使用還有很長的路要走。

隨著農(nóng)業(yè)航空技術的發(fā)展，植保無人機作為一種新型高效植保機械，近年來因其高效的優(yōu)勢而被廣泛應用，尤其是在水田、丘陵山區(qū)、雜亂無章的果園等一些作業(yè)條件受限的農(nóng)業(yè)領域。植保無人機對大田作物和果樹的施藥場景適應性強，與人工作業(yè)相比，農(nóng)藥利用效率明顯提高，為無人機在復雜地形的山地果園中的應用提供了便利。然而，果樹的冠層相對于大田作物來說更大、更密集，無人機在果園施藥時，噴頭釋放的霧滴從上而下穿透樹冠，同時部分霧滴被冠層攔截，導致霧滴分布不均勻，葉片背面的沉積量明顯低于正面。由于無人機噴灑農(nóng)藥霧滴細小、濃度較高，還可能在非目標區(qū)域造成嚴重的藥液漂移風險，不僅不能保證病蟲害防治的效果，還會加劇農(nóng)藥殘留、環(huán)境污染等問題。

為了在高效噴霧應用和降低無人機在蘋果、柑橘、桃子、梨子、葡萄園等果樹上的噴霧漂移風險之間取得平衡，研究人員目前已探索了適當?shù)拇胧瑑?yōu)先考慮最有效的施用技術，以防止漂移。這些研究主要集中在噴嘴類型和液滴大小，這兩者都可以直接影響噴霧漂移和飛行高度和速度等施用參數(shù)。由于噴霧液的組成會影響液滴的行為和與目標接觸的位置，因此它對于施用率非常重要，因為它可以增強農(nóng)藥溶液的物理化學屬性以及病蟲害防治的有效性。特別是，添加適當類型和濃度的噴霧助劑是提高無人機施用中沉積質量最直接的方法之一。在農(nóng)藥配方中添加適當?shù)闹鷦?，可以改善農(nóng)藥在目標表面的潤濕性和沉積性，從而促進有效成分的滲透和傳輸，保護植物免受有害生物的侵害。噴霧助劑通常根據(jù)其設計功能來宣傳其增強效果。有些助劑是通過降低溶液表面張力、增加霧滴的滯留性來增強農(nóng)藥的性能，而有些助劑則是通過改變噴藥溶液的物理性質來改善噴霧的質量。肖建軍等研究發(fā)現(xiàn)，使用植物油助劑可顯著提高霧滴的覆蓋率，提高無人機噴灑的棉花脫葉效果。為探究不同噴霧助劑對極飛XP 2020植保無人機的噴霧效果，蘭某等測定了6種航空噴霧助劑的表面張力、接觸角、霧滴沉積特性等參數(shù)，其中別大通噴霧助劑的效果最好。然而助劑添加不當反而可能帶來潛在的風險，例如孫某等研究表明，添加Silwet 408和XL-70會降低DV50，增加DV<100μm，對農(nóng)藥在花生植株上的沉積產(chǎn)生負面影響。各類商業(yè)佐劑和植物種類對液滴的行為有很大影響，但佐劑的作用和機制尚未完全了解。

荔枝是亞熱帶常綠果樹，中國約占世界荔枝種植總量的80%。廣東省是荔枝的主要產(chǎn)區(qū)。然而，這種重要的水果作物面臨著各種植物病蟲害的持續(xù)威脅。由于華南地區(qū)高溫高濕，化學防治仍然是最有效的防治手段。葉片是植物光合作用和有機營養(yǎng)生產(chǎn)的重要器官。液滴在葉片表面的粘附顯著影響農(nóng)藥的藥效。目前，對荔枝葉面潤濕性的研究很少。王等對荔枝葉表面的微觀結構和荔枝葉的臨界表面張力（CST）以及表面自由能（SFE）進行了研究。宋等研究了荔枝病菌侵染的荔枝葉片表面結構，測量了不同程度的接觸角（CA），并計算了其極性和色散分量。結果表明，荔枝病菌的侵染行為改變了荔枝葉片的表面結構和化學性質，使荔枝葉片表面的潤濕性由疏水變?yōu)槌杷?。但有關添加噴霧助劑對荔枝葉片潤濕性影響的研究較少，將室內田間試驗與無人機植保相結合的系統(tǒng)研究也較少。

本研究為了探究4種不同噴霧助劑（邁飛、倍達通、G-2801、Agrospred 910）的性能及其在荔枝葉片上的沉積特性，利用全自動表面張力儀、接觸角測量裝置、紫外可見分光光度計和大疆AGRAST30植保無人機，測量了無人機噴霧作業(yè)下荔枝葉片上的表面張力、接觸角及霧滴沉積特性。

圖1.T30植保無人機噴霧機在荔枝園噴霧沉積測量。

圖2.水和不同助劑溶液在荔枝葉上隨時間變化的接觸角。

圖3.噴霧霧滴在荔枝冠層的沉積分布。

結果表明，添加噴霧助劑能明顯降低溶液的表面張力，添加噴霧助劑后的溶液的表面張力值與對照溶液相比降低了53.1%～68.9%，其中Agrospred 910噴霧助劑對降低溶液表面張力的效果最好，對照溶液在荔枝葉片上的接觸角從80.15°～72.76°不等。隨著時間的增加，噴霧助劑溶液的接觸角逐漸減小，Agrospred 910噴霧助劑的效果最好，霧滴落在荔枝葉片上60 s后接觸角從40.44°降低到20.23°。助劑溶液使霧滴粒徑增大，但霧滴粒徑的均勻性降低。

不同噴霧溶液的Dv0.5范圍為97.3～117.8μm，屬于細小或極細小霧滴，且助劑溶液的Dv0.5顯著大于對照溶液；助劑溶液的RS非常相似，范圍為0.92～0.96，均顯著大于對照溶液的結果（0.57）。與對照溶液沉積量相比，邁飛、倍達通、G-2801溶液均明顯提高了噴霧沉積量，總沉積量分別為0.776、0.705、0.721μL/cm2，均大于對照溶液的總沉積量0.645μL/cm2。添加桶混助劑可有效提高噴霧沉積的均勻性，各助劑溶液平均CV均低于96.86%。整體來看，邁飛在增加噴霧沉積量和促進滲透方面表現(xiàn)最好，其次是倍達通和G-2801。同時，該試驗也可為提高無人機施藥利用率提供參考。