植保靜電噴霧技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與前景

劉興華，劉雪美，苑 進(jìn)，趙新學(xué)

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)械與電子工程學(xué)院，山東 泰安 271018；2.山東省園藝機(jī)械與裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 泰安 271018)

0 引言

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，化學(xué)農(nóng)藥防治仍是有效防治各類病蟲害、確保農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的必要手段。然而，由于國內(nèi)植保施藥技術(shù)及機(jī)具的相對落后，噴施農(nóng)藥的有效利用率只有20%～30%，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家60%～70%[1]。農(nóng)藥使用量大、施藥方法不科學(xué)、利用率低的問題日益嚴(yán)重，造成農(nóng)業(yè)面源污染，影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，危害人體健康，威脅農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[2-4]。

靜電噴霧技術(shù)利用不同的荷電方式實(shí)現(xiàn)霧滴的有效荷電，荷電霧滴在風(fēng)力、靜電場力及重力等因素的共同作用下向靶標(biāo)作物運(yùn)動(dòng)。根據(jù)靜電感應(yīng)原理，荷電霧滴與靶標(biāo)作物相互靠近過程中，作物葉片表面會(huì)感應(yīng)出與荷電霧滴等量的異號(hào)電荷，荷電霧滴在電場力作用下不但可以實(shí)現(xiàn)在靶標(biāo)作物葉片正面的沉積，也會(huì)在“環(huán)繞吸附”作用下在葉片背面及植株中下層的沉積。據(jù)國內(nèi)外試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，靜電噴霧技術(shù)能夠提高藥液沉積密度2倍以上，防治效果提升1.5～2倍，施藥用量節(jié)約50%以上。因此，靜電噴霧技術(shù)作為一種高效的植保噴霧技術(shù)，能夠有效提高藥液霧化水平、減少藥液的飄逸損失、增加藥液在靶標(biāo)作物上的沉積均勻性，是解決我國植保施藥諸多問題的有效方法，是實(shí)現(xiàn)國家“十三五”規(guī)劃中對全國農(nóng)藥用量逐年降低目標(biāo)的重要手段[4-6]。由于具備上述諸多優(yōu)勢，靜電噴霧技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用工作多年來一直受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。

1 霧滴荷電基本原理

對于植保靜電噴霧過程，藥液的有效荷電是后續(xù)環(huán)節(jié)的前提和基礎(chǔ)。其荷電方法主要有3種，即電暈荷電、接觸荷電和感應(yīng)荷電[7]。

1)電暈荷電方式是將靜電高壓加在距離較近的兩電極上，其中針狀電極處會(huì)發(fā)生電暈放電使電極周圍空氣發(fā)生電離，從而在尖端電極周圍形成帶電自由離子動(dòng)區(qū)域。從噴頭處噴出的霧滴在經(jīng)過上述帶電自由離子活動(dòng)區(qū)域時(shí)會(huì)與帶電自由離子相結(jié)合，從而使霧滴荷電。

2)接觸荷電方式是將霧化噴頭直接接高壓電源的正極或負(fù)極，電源另一極接地，藥液在霧化形成霧滴時(shí)從噴頭處帶走一定量的正電荷或負(fù)電荷，從而完成荷電過程。

3)感應(yīng)荷電方式是將高壓電接在霧化噴頭和外部環(huán)形電極間，根據(jù)靜電感應(yīng)原理在霧化噴頭表面和環(huán)形電極上會(huì)感應(yīng)出等量的異號(hào)電荷，霧滴在脫離霧化噴頭時(shí)會(huì)帶走噴頭表面的部分電荷，從而完成荷電過程。

3種荷電方式中，電暈荷電方式為產(chǎn)生電暈放電，尖端電極的電壓一般需20kV及以上，其優(yōu)勢是可以直接用于現(xiàn)有噴頭上，劣勢是電暈放電現(xiàn)象對作業(yè)安全有一定威脅，并且不易實(shí)現(xiàn)較好的荷電效果；接觸荷電方式的工作電壓一般在20kV左右，并且要求藥液箱、藥業(yè)管路及霧化噴頭對地絕緣，設(shè)備的絕緣成本較高；感應(yīng)荷電方式的工作電壓較低，1～2kV電壓即可實(shí)現(xiàn)較理想的荷電效果，藥液箱、噴頭等設(shè)備無需對地絕緣，應(yīng)用范圍廣，是目前業(yè)內(nèi)學(xué)者的研究重點(diǎn)。

2 國外靜電噴霧理論研究現(xiàn)狀

由于靜電霧化技術(shù)在靜電噴漆、霧化燃燒、靜電印刷和植保噴霧等多方面應(yīng)用中所體現(xiàn)出的優(yōu)勢，國外學(xué)者對靜電霧化過程進(jìn)行了廣泛研究。20世紀(jì)60年代以來，國外學(xué)者對植保靜電噴霧技術(shù)進(jìn)行了深入研究，研究范圍主要包括荷電霧化過程、荷電霧滴空間移動(dòng)規(guī)律和荷電霧滴與植株交互行為分析等方面。

1982年，美國學(xué)者S.E.Law等人根據(jù)前人研究基礎(chǔ)首次提出了一種氣力式感應(yīng)靜電霧化噴頭結(jié)構(gòu)，從理論和技術(shù)兩個(gè)層面對霧化機(jī)理、荷電極限、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)和空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)等內(nèi)容進(jìn)行了論述，在荷電性能試驗(yàn)中荷質(zhì)比達(dá)到4.8mC/kg，荷電性能達(dá)到電暈荷電方式的2.4倍[7]。沉積試驗(yàn)表明：荷電霧滴具有更容易在靶標(biāo)背面沉積，沉積均勻性提高明顯；但靜電噴頭存在可靠性差，容易發(fā)生反向電離等問題。Law等繼續(xù)研究了荷電霧滴云的空間電位分布，并以荷電霧滴云電荷密度為主要參數(shù)分析了荷電霧滴云對荷電效果的影響，在考慮了反向電離、霧滴云空間電位及大田惡劣作業(yè)環(huán)境等因素的基礎(chǔ)上于1988年申請了氣力式靜電霧化噴頭專利，在1.4kV電壓下霧滴的平均荷質(zhì)比達(dá)到10mC/kg[8-9]，基本滿足了靜電噴霧的荷質(zhì)比需求。Patel等通過對比試驗(yàn)研究了感應(yīng)電極材質(zhì)對荷電效果的影響，發(fā)現(xiàn)鍍鎳銅電極相比于純銅、黃銅(銅70%，鋅30%)和鋁等材料有更好的荷電效果，其荷質(zhì)比在3kV電壓下達(dá)到了1.2mC/kg[10]，在業(yè)界首次表明了電極材料對荷電效果存在影響，遺憾的是其內(nèi)在機(jī)理并沒有詳細(xì)闡述。隨后，結(jié)合印度農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)和農(nóng)藝需求，Patel又設(shè)計(jì)了一種氣力式靜電感應(yīng)霧化噴頭，經(jīng)合理選取結(jié)構(gòu)和作業(yè)參數(shù)后荷質(zhì)比也達(dá)到10mC/kg[11-12]。后續(xù)試驗(yàn)進(jìn)一步表明：輔助氣流壓力、噴霧距離等參數(shù)對荷質(zhì)比存在顯著影響，為靜電噴霧施藥參數(shù)選取提供重要參考。針對氣力式靜電噴頭工作過程中易出現(xiàn)的反向電離問題，Jae-Duk Moon等韓國學(xué)者設(shè)計(jì)了一種新型氣力式靜電感應(yīng)噴頭結(jié)構(gòu)，將高壓電極環(huán)安裝在噴體框架外側(cè)，框架筒壁可以有效避免荷電霧滴在電極環(huán)上的沉積及其引發(fā)的反向電離難題[13]；然而，筒壁亦導(dǎo)致夾層極化現(xiàn)象產(chǎn)生，不利于霧滴的有效荷電，該結(jié)構(gòu)實(shí)用性有待驗(yàn)證。

荷電霧滴形成后，在向靶標(biāo)作物運(yùn)移過程中受自然環(huán)境條件影響，會(huì)出現(xiàn)電荷損耗現(xiàn)象，對霧滴的最終附著和沉積影響較大。Law等分析了霧滴蒸發(fā)、空間自由離子中和、霧滴瑞利極限和霧滴云對接地尖端氣隙放電等因素，得出荷電霧滴云形成的空間電場作用下荷電霧滴對植株尖端等物體的放電現(xiàn)象是導(dǎo)致霧滴電荷量損耗高達(dá)80%的主要原因，并嘗試了抑制尖端放電的不同措施，然而效果并不顯著[14-17]。因此，上述由于尖端放電導(dǎo)致的荷電霧滴電荷損耗問題還需要植?？蒲腥藛T繼續(xù)進(jìn)行研究和探索。靜電噴霧技術(shù)使得藥液霧化效果較好，霧滴粒徑較小，有利于均勻沉積，然而其霧滴漂移問題應(yīng)引起重視。Patel針對這一問題設(shè)計(jì)了一種可安裝在靜電感應(yīng)噴頭外部的附加氣流噴射裝置，其氣流入射錐角在0°～25°范圍可調(diào)，從而加快荷電霧滴云向目標(biāo)作物的運(yùn)輸，并可控制霧滴的覆蓋范圍，提高了荷電霧滴云的防漂移能力[18]。

荷電霧滴云經(jīng)過輸運(yùn)后到達(dá)靶標(biāo)位置，其與靶標(biāo)作物相互作用，從而實(shí)現(xiàn)各部位的均勻沉積是靜電噴霧的最終目標(biāo)。Law總結(jié)多年的靜電噴霧研究工作，于2001年提出大田植保作業(yè)過程中靜電噴霧方式應(yīng)與氣流輔助方式相結(jié)合，利用輔助氣流將荷電霧滴輸運(yùn)到植株冠層，然后在靜電場力作用下實(shí)現(xiàn)荷電霧滴在冠層各部位的均勻沉積。大量的靜電噴霧試驗(yàn)表明：霧滴粒徑在30～50μm、剩余荷質(zhì)比大于2mC/kg時(shí)，荷電霧滴能夠?qū)崿F(xiàn)較好的沉積效果[19-20]。Maski等印度學(xué)者試驗(yàn)研究了電極電壓、藥液物化特性、施藥速度、施藥作物高度及方位對作物葉片正面、背面的沉積效果的影響，結(jié)果表明：電極電壓、藥液流量、藥液物化特性等參數(shù)顯著影響霧滴荷質(zhì)比，施藥速度、作物高度及方位亦給霧滴沉積帶來明顯影響[21-22]。上述研究結(jié)果為靜電噴霧作業(yè)時(shí)不同作業(yè)環(huán)境下工況參數(shù)的合理選取提供重要依據(jù)。

除對上述靜電噴霧3個(gè)階段外，國外學(xué)者亦對靜電噴霧數(shù)值仿真、靜電高壓發(fā)生裝置等方面進(jìn)行了研究。西班牙學(xué)者Grifoll等將荷電霧滴云視為一連續(xù)體，提出采用平均靜電場的思想進(jìn)行荷電霧滴運(yùn)動(dòng)路徑的仿真分析，以克服傳統(tǒng)拉格朗日離散相模型在仿真荷電霧滴間交互影響過程中計(jì)算量過大、計(jì)算用時(shí)過長的弊端[23]，為靜電噴霧仿真研究提供了新的解決方案，可以為靜電噴霧理論的研究節(jié)約大量仿真用時(shí)和計(jì)算資源。Patel等設(shè)計(jì)了一種適用于感應(yīng)靜電噴霧的高壓電發(fā)生裝置，其輸出電壓能在較高的頻率范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)其電壓紋波和電壓損失滿足系統(tǒng)要求[24]。

3 國內(nèi)植保靜電噴霧理論研究現(xiàn)狀

我國對植保靜電噴霧技術(shù)的研究起步較晚。20世紀(jì)70年代末，國內(nèi)學(xué)者開始涉足該領(lǐng)域，從霧滴粒徑、荷質(zhì)比、沉積分布規(guī)律等方面對植保靜電噴霧技術(shù)開展研究，并針對不同靶標(biāo)作物進(jìn)行了靜電噴霧性能和病蟲害防治效果測試及參數(shù)測定。

于水等對荷電霧滴的二次霧化破碎機(jī)理進(jìn)行了建模分析，并得出了臨界荷質(zhì)比和霧滴粒徑的關(guān)系[25]，為霧滴粒徑譜與荷質(zhì)比的合理選取和確定提供依據(jù)?；粼降冗M(jìn)行了荷電液滴的破碎機(jī)理及電流體動(dòng)力學(xué)特性的研究，利用顯微高速攝像和PIV技術(shù)捕捉微射流演變過程及荷電霧滴形成過程[26]；研究過程中，顯微高速攝像技術(shù)和PIV技術(shù)的成功運(yùn)用對后續(xù)靜電霧化過程和霧滴流場研究具有重要參考價(jià)值。2010年，陳匯龍等利用FLUENT軟件對感應(yīng)荷電噴霧中噴嘴與環(huán)形電極間的靜電場進(jìn)行了數(shù)值模擬[27]，利用FLUENT軟件仿真分析數(shù)據(jù)豐富、可信度高的優(yōu)勢分析了靜電場的分布特性，仿真結(jié)果表明：改變靜電場的分布特性改善荷電效果，為噴頭電極結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)定提供依據(jù)。王曉英等則利用Ansoft Maxwell專業(yè)電磁場分析軟件對噴頭的靜電場進(jìn)行了數(shù)值模擬，仿真結(jié)果明確了電極布置情況對靜電場分布的影響，試驗(yàn)結(jié)果證明了不同電極布置情況下電場強(qiáng)度的變化過程及其對荷質(zhì)比的影響[28]。茹煜等也利用Ansoft Maxwell軟件對提出的圓錐管狀電極結(jié)構(gòu)的電場分布特性進(jìn)行了仿真分析，并結(jié)合試驗(yàn)手段得出了最佳感應(yīng)荷電區(qū)域，試驗(yàn)中10kV電壓下荷質(zhì)比達(dá)到2.13mC/kg[29]。賈首星、高雄等人分別研究了液壓、氣壓、荷電電壓、氣候等因素對霧化效果及荷電效果的影響，并得出了最佳的工作參數(shù)組合[30-32]。試驗(yàn)中最佳工作參數(shù)的獲得對國內(nèi)靜電植保作業(yè)具有重要實(shí)用價(jià)值。

先進(jìn)試驗(yàn)測試技術(shù)和工具的運(yùn)用為研究荷電霧滴云的運(yùn)移規(guī)律、飄移特點(diǎn)等工作提供了有力工具。王貞濤等利用PDPA技術(shù)分析了雙流體荷電噴霧過程中不同荷電電壓下噴霧流場中霧滴粒徑、霧滴速度的分布規(guī)律，并研究了輔助氣流和靜電場對霧滴運(yùn)動(dòng)的影響[33]。顧萬玉等研究了接觸式荷電方式下靜電噴霧流場特性和沉積特性，開發(fā)了集中接觸式荷電裝置，并利用PIV系統(tǒng)和激光粒度分析儀分析了充電電壓、噴霧壓力等變量對粒徑分布、霧化角、霧滴速度場等參數(shù)的影響[34]。楊洲等考慮自然風(fēng)對霧滴飄移的影響，研究不同側(cè)風(fēng)風(fēng)速和靜電電壓對噴桿式靜電噴霧模式下霧滴漂移的影響規(guī)律，試驗(yàn)結(jié)果表明：靜電電壓的提高可以減小霧滴粒徑，并提高霧滴荷質(zhì)比，不同側(cè)風(fēng)風(fēng)速下靜電噴霧的霧滴飄移中心距和飄失率較非靜電噴霧有增大的趨勢[35]。

在荷電霧滴與靶標(biāo)作物交互沉積方面，國內(nèi)學(xué)者利用試驗(yàn)手段探究了各種作業(yè)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)對霧滴沉積率、沉積均勻性的影響。王軍鋒等試驗(yàn)分析了風(fēng)幕式氣流輔助下荷電噴霧與非荷電噴霧的沉積效果，試驗(yàn)結(jié)果表明：輔助氣流對荷電霧滴有更好的橫向防漂效果，荷電霧滴在目標(biāo)物正反面的沉積效果更佳[36-37]。顧萬玉、邱白晶等具體研究了噴霧距離、沉積靶標(biāo)空間分布等因素對荷電霧滴沉積效果的影響[38]。試驗(yàn)表明：隨著噴霧距離增加，霧滴沉積率體現(xiàn)先增大后平緩下降的趨勢；模擬靶標(biāo)等效面積過大或過小均不利于沉積效果的提升。這一結(jié)果說明，靜電噴霧施藥時(shí)應(yīng)根據(jù)靶標(biāo)作物葉面積系數(shù)、孔隙率等合理選取噴霧距離。賈衛(wèi)東等針對扇形噴頭設(shè)計(jì)了一種雙平板感應(yīng)式荷電裝置，在6kV電壓及合適的噴霧壓力下荷質(zhì)比達(dá)到1.4mC/kg，試驗(yàn)證明風(fēng)幕和靜電作用有利于改善霧滴沉積效果，靜電噴霧的沉積變異系數(shù)減小了50.2%[39]，相比于非靜電噴霧體現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。周良富等研究了果園冠層施藥場景中風(fēng)送靜電噴霧方式下充電電壓、風(fēng)機(jī)頻率、噴霧距離和噴霧壓力等因素對霧滴覆蓋率影響的顯著性水平，通過試驗(yàn)手段得出葉片正面覆蓋率、反面覆蓋率和正反面覆蓋率比值等3種響應(yīng)下的影響因素的顯著性排序[40]。試驗(yàn)得出的影響因素顯著性排序?yàn)楣麍@植保過程中針對不同病蟲害的空間分布選取合理的作業(yè)參數(shù)組合提供了理論參考。

上述研究進(jìn)程也體現(xiàn)出FLUENT、Ansoft Maxwell等先進(jìn)數(shù)值分析軟件和激光粒度儀、PDPA技術(shù)、PIV技術(shù)、顯微高速攝像等高端試驗(yàn)工具在靜電噴霧理論研究和試驗(yàn)分析中所發(fā)揮的重要作用，為研究人員分析參數(shù)變化、獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)提供了極大便利，也為后續(xù)研究人員開展靜電噴霧研究工作提供了有力的技術(shù)支持。

此外，隨著無人機(jī)植保作業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)植保技術(shù)與靜電噴霧技術(shù)相結(jié)合的新型植保作業(yè)模式也引起國內(nèi)學(xué)者的重視。茹煜、廉琦等分別進(jìn)行了無人機(jī)靜電噴霧系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及研究工作，從無人機(jī)整體結(jié)構(gòu)、靜電噴頭設(shè)計(jì)及高壓靜電供給方式等方面對無人機(jī)靜電噴霧技術(shù)進(jìn)行了探究，試驗(yàn)總結(jié)了最佳作業(yè)參數(shù)組合[41-42]。周宏平等從實(shí)用角度出發(fā)，在靜電電極、噴頭材料及噴頭加工工藝等多方面對航空靜電噴霧裝置進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，在優(yōu)化選取的作業(yè)參數(shù)下荷質(zhì)比達(dá)到2.26mC/kg，防治效率提升33.8%[43]。研究結(jié)果初步表明：無人機(jī)靜電噴霧技術(shù)作業(yè)效率高、人力需求小、藥液用量少等優(yōu)勢，是未來農(nóng)業(yè)植保作業(yè)的重要發(fā)展方向；同時(shí)，作為一種新型作業(yè)模式，無人機(jī)靜電噴霧技術(shù)還存在一些技術(shù)問題需要解決和完善，其作業(yè)適用范圍和作業(yè)參數(shù)組合還有待進(jìn)一步測定。

4 國內(nèi)外靜電噴霧植保機(jī)具

國內(nèi)外學(xué)者不斷探究靜電噴霧相關(guān)理論問題的同時(shí)，利用理論成果研制了各具特色的多種試驗(yàn)樣機(jī)，美、英、德等國還推出了各自的商業(yè)化產(chǎn)品。

Law等學(xué)者成功設(shè)計(jì)了氣力式靜電感應(yīng)噴頭，ESS(Electrostatic Spraying System Inc.)公司購買其專利后經(jīng)改進(jìn)，推出了適用于不同作業(yè)場合的多款商業(yè)化產(chǎn)品，如圖1所示。其主要用于地面植保作業(yè)，適用于大田、果園和溫室大棚等作業(yè)環(huán)境。Carlton等長期從事航空靜電植保噴霧技術(shù)的研究，并于1999年獲得系統(tǒng)專利，其噴頭結(jié)構(gòu)和實(shí)際作業(yè)圖如圖2所示[44]。美國休斯頓市SES公司(Spectrum Electrostatic Sprayers Inc.)收購了其專利后進(jìn)行商品化生產(chǎn)，將其推向市場。Kirk、Carlton等繼續(xù)進(jìn)行的大田試驗(yàn)表明：其沉積率和霧滴沉積速度明顯提升，藥液使用量大幅下降。

圖1 ESS氣力式靜電噴霧產(chǎn)品

圖2 航空靜電噴霧系統(tǒng)

我國植保領(lǐng)域工作者也不斷將研究成果轉(zhuǎn)化為各種類型樣機(jī)，進(jìn)行了大量的室內(nèi)和大田試驗(yàn)。邱白晶等研制了集中接觸式荷電噴霧樣機(jī)(見圖3)，并進(jìn)行了噴霧速度場、霧錐角、霧滴粒徑和沉積效果等方面的試驗(yàn)研究[30]。新疆農(nóng)墾科學(xué)院的賈首星等吸收國外先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合新疆棉花大規(guī)模種植特點(diǎn)，研制了寬噴幅氣力式靜電噴霧機(jī)具(見圖4)，取得較好的實(shí)用效果。

圖3 集中接觸式荷電噴霧裝置

圖4 氣力式靜電噴霧樣機(jī)

5 研究方向和應(yīng)用前景探討

雖然國外內(nèi)學(xué)者對植保靜電噴霧技術(shù)進(jìn)行了大量有意義的研究，并且已有實(shí)用化商業(yè)產(chǎn)品推入市場，但目前靜電噴霧機(jī)具的使用和普及范圍有限，尤其是在國內(nèi)植保噴霧領(lǐng)域。究其原因，荷電效果不理想、施藥效果隨機(jī)性大、藥械成本高及可靠性低等因素是影響推廣使用的主要原因。為解決上述問題，應(yīng)酌情開展以下工作：

1)霧滴荷質(zhì)比的量化分析與控制。荷質(zhì)比是靜電噴霧施藥過程的核心參數(shù)，其高低會(huì)顯著影響施藥效果。目前的研究大多以試驗(yàn)研究和定性分析為主，對影響荷質(zhì)比的諸多參數(shù)缺乏定量分析。國內(nèi)外已有研究數(shù)據(jù)體現(xiàn)出各試驗(yàn)之間荷質(zhì)比的波動(dòng)較大，商用化產(chǎn)品大田作業(yè)時(shí)也出現(xiàn)受環(huán)境影響較大，施藥效果明顯下降的狀況。同時(shí)，國外學(xué)者試驗(yàn)中荷質(zhì)比達(dá)到10mC/kg及以上，而國內(nèi)研究中還處于2～3mC/kg荷電水平，與國外研究尚存差距。因此，有必要從電流體動(dòng)力學(xué)理論角度深入分析影響荷質(zhì)比的諸多參數(shù)，量化各參數(shù)與荷質(zhì)比的關(guān)系，為田間工況參數(shù)的合理化選擇提供明確理論依據(jù)。

2)植保靜電噴霧技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范亟需建立和完善。目前，國內(nèi)關(guān)于植保靜電噴霧技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范非常缺乏，無法為植保靜電噴霧技術(shù)的研究和推廣提供明確的依據(jù)和指導(dǎo)，也不利于靜電噴霧技術(shù)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。應(yīng)該借鑒國外進(jìn)行靜電噴霧技術(shù)產(chǎn)業(yè)化推廣和應(yīng)用方面的經(jīng)驗(yàn)，建立涵蓋材料與部件、制造、管理、使用和維護(hù)等環(huán)節(jié)的完善標(biāo)準(zhǔn)體系，為國內(nèi)植保靜電噴霧技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供制度約束和保障。

3)無人機(jī)靜電噴霧技術(shù)的研究應(yīng)得到重視。無人機(jī)靜電噴霧技術(shù)具有防治效果好、作業(yè)效率高、藥劑消耗量低等優(yōu)勢，是未來高效超低量植保作業(yè)的發(fā)展方向。下洗氣流對荷電霧滴云運(yùn)移的影響、荷電方式的選擇及荷電效率、荷電模式的選擇及機(jī)體電位的動(dòng)態(tài)保持等問題應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)研究和分析。針對國內(nèi)各種不同作物及其病蟲害特點(diǎn)，無人機(jī)靜電噴霧技術(shù)的適用范圍及其最佳作業(yè)參數(shù)組合還需要通過大量試驗(yàn)研究予以測定。

6 結(jié)論

經(jīng)過國內(nèi)外專家多年的努力探索和工程技術(shù)人員的積極實(shí)踐，植保靜電噴霧技術(shù)取得了豐富的理論成果并研發(fā)了多款靜電噴霧樣機(jī)及商業(yè)化產(chǎn)品。然而，由于其本身所具有的多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，以及多旋翼無人機(jī)植保等新型作業(yè)模式的出現(xiàn)，植保靜電噴霧技術(shù)仍然存在諸多理論盲點(diǎn)和技術(shù)難關(guān)有待研究和克服，已有商業(yè)化產(chǎn)品也存在投資成本高、可靠性較低、防治效果受環(huán)境影響大等問題。因此，繼續(xù)對靜電噴霧多參數(shù)相互影響機(jī)理、荷質(zhì)比的定量控制、霧滴荷電量的耗散與保持、荷電霧滴與靶標(biāo)作物的交互作用及有效沉積等問題進(jìn)行系統(tǒng)深入研究，才能使靜電噴霧技術(shù)的大規(guī)模推廣和使用成為現(xiàn)實(shí)，進(jìn)而減少環(huán)境污染，降低農(nóng)業(yè)成本，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民增收。