超低容量剂
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超低容量剂的应用技术
王闯 导师
2014802173 苏建亚
目录 超低容量喷雾特点 超低容量剂技术应用现状 超低容量剂的分类 超低容量喷雾技术应用前景展望
超低容量剂的定义
剂型代码UL,是直接在超低容量喷雾器械上使用 的匀相液体制剂，也称为超低容量油剂或超低容 量液剂，实际上都是油剂。在我国，超低容量喷 雾由超低容量喷粉发展而来。
超低容量剂使用不同器械的应用比较
地面超低容量剂 手持电动超低容量喷雾机 使用器械 背负式机动超低容量喷雾机 拖拉机携带大型喷雾机械 器械成本 操作技术要求 适用领域 环境安全性 操作安全性 作业效率 作业高度 雾滴直径 制剂闪点 制剂毒性 低 高 平整农田 高 低 低50倍 1m 70um >40℃ LD50>50mg/kg 无人机超低容量剂 单旋翼无人直升机 多旋翼无人直升机 （电动力或油动力） 中 中 平原和山地 高 高 中60-100倍 3m 50-70um >70℃ LD50>300mg/kg 高 专业 平原和卫生防疫 低 高 高200-？ 5-7m ？-70um 70-？℃ LD50>300mg/kg 航空超低容量剂 固定翼飞机 直升飞机
美国的农用飞机以作业效率较高的有人驾驶固定冀飞机为主(88%); 航空植保作业效率可达每小时100公顷以上。
超低容量剂技术应用现状
美国
经营规模大，精准农业技术手段如GPS自动导航，施药自动控制系统、各种 作业模型已步入实用阶段，作业精准、高效、对环境的污染低。
超低容量剂技术应用现状
日本
④ 受地貌影响大（气流）
⑤ 对施药者不安全（距离近） ⑥ 对施药人员技术要求太高（高度、手持式和背负式步速）
⑦ 优点不够突出
无人机超低容量喷雾
使用器械：
a) 无人直升机
b) 遥控器 c) 地面控制系统
无人机超低容量剂
特点
制剂特点 高效、低毒 原药对大鼠的口服急性毒性LD50≥100mg ／kg，制剂的LD50＞300mg／kg。 溶剂 ①挥发性低 <30%②溶解性要好③黏度要低④闪点要高 >70℃⑤对人畜和作物安全⑥表面张力小、相对密度大于0.95为 佳。
中国
我国农业航空的历史
1951年5月22日，应广州市政府的要求，民航广州管理处派出一架C-46型飞机，连续两 天在广州市上空执行了41架次的灭蚊蝇飞行任务，揭开了我国农业航空发展的历史篇章
超低容量剂技术应用现状
中国
1976年唐山地震后，震区每平米苍蝇的密度达30头，防疫问题很突出，民航总局和中国农科院植保所立 即着手飞机喷药防疫的工作，当时配制了杀螟硫磷油剂，用安-2飞机开展超低量喷雾，迅速消灭了苍蝇， 确保了大灾无大疫，得到了中央的表扬
国内外比较
数据来源：2011从统计看民航
超低容量剂的分类
地面超低容量剂
无人机超低容量剂
航空超低容量剂
地面超低容量剂
使用器械： I. II. 手持电动超低容量喷雾机
背负式超低容量喷雾机
III. 拖拉机携带大型喷雾机械
地面超低容量剂
特点：
① 用量低 亩用量60-330ml ② 雾滴小 雾滴直径约为 70um(常规200-300um） ③ 工效高 约50亩/小时 ④ 环保 节省农药30%以上
② 农药利用率高 ③ 无需专用起降机场
④ 低空作业（作业高度1-5 m）飘移少
⑤ 因旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性而提 高防治效果
⑥ 飞行器携带喷雾系统可空中悬停并与GPS、GIS 等系统配合， 便于进行自动化、智能化控制操作，且安全性能更高。
我国农村土地流转趋势
农村土地流转是提高土地利用率、实现土地规模 化经营、提高农民收入的重要手段。党的十七届三 中全会明确提出要加快农村土地流转，鼓励农业发 展适度规模经营，优化资源配置。
超低容量喷雾技术应用前景展望
现今无人机是农用航空中发展最迅猛的飞机，与有人驾驶飞机相 比，更适合我国国情。
① 作业效率高
助剂 增溶剂、减黏剂、化学稳定剂，降低药害剂等。
无人机超低容量剂
喷雾特点： ① 工效高：60-100亩/小时，是常规人工喷洒的100倍。 ② 操作简单：只要在其飞行高度和控制信号有效范围内，采用遥 控操作或预先设定农田GPS 信息确定飞行轨迹自动飞行喷洒作 业。 ③ 适用范围广： 无人机超低量施药不受地形和高度限制，可在 田间地头起飞。既适用于小麦、大豆、水稻等低秆作物，也适 用于玉米、棉花、高粱等高秆作物和林果带 ④ 用药量小：减少农药对土壤和环境的污染。
无人机超低容量剂
局限性： ① 油动力无人机噪音较大，维护保养成本略高。 ② 电池动力无人机作业能力小、抗风能力差、续航时间短、电池价格高寿命 短、电池折旧成本高，电池充电时间长。 ③ 售后服务的问题，无人机不同于普通机械，需要专业维修人员，如果售后 服务不及时，也会影响农用无人植保机超低量喷药技术的发展。 ④ 油电混合动力无人机续航能力超过60 分钟，但载重能力仅为5kg -15kg， 技术还不够成熟。 ⑤ 农药雾滴的沉积飘逸规律有待进一步的加强研究，对于不同机型也需要进 一步试验研究，优化作业高度、作业幅宽和作业雾滴直径。
航空超低容量剂
使用器械：
I. 轻型固定翼飞机
II. 直升机
航空超低容量剂
轻型固定翼飞机载量大，飞行速度快，作业效率高，作业时 采用超低空飞行，距作物冠层5-7m， 对作业区域地形条件要 求较高，易受田间周边障碍物如电线，电杆，树木等影响，引 起飞行安全问题。
使用直升机作业，螺旋桨造成的空气涡流能使农药喷洒到植 物茎叶的背面，提高喷洒效果，与固定翼飞机相比耗油量稍大， 但可在田间起降减少了机场，跑道等的建设费用，适应于地形 较复杂的地区。
防治工作效率约为0.07hm2/h
超低容量喷雾特点
（2）防效高 飞机飞行产生的下降气流吹动叶片，能使叶片正反面均能着药， 防治效果相比人工与机械提高15%-35%，应对突发、爆发性病虫 害的防控效果好
超低容量喷雾特点
（2）防效高
航空植保药液沉积率试验 水稻下部附着率为上部附着率的53.2%; 叶背附着率是叶面附着率的47.8%。 ----数据来源：农业部南京农业机械化研究所
超低容量喷雾特点
（2）防效高
田间性能试验及防效查定 水稻分蘖期期田间防效试验----数据来源：农业部南京农业机械化研究所
超低容量喷雾特点
（3）适应性广
在地面装备无法进入的区域内作业
超低容量喷雾特点
（3）适应性广
不受作物长势的限制，尤其是遇到内涝严重季节，地面机械几乎无法进入作业
例如：作物生长至封行后行垄不清晰，特别是对于玉米等高杆作物，玉米大喇叭口期高度一般都在1.2米以上； 水稻制种生产中父本高达1.8米以上
超低容量剂技术应用现状
日本
从2004年开始，水稻生产中无人驾驶直升机的用量已超过有人驾驶直升机
超低容量剂技术应用现状
俄罗斯
拥有数目庞大的农用飞机作业队伍，数量高达1.1万，作业机型以有人驾驶固定翼飞机为主 年处理耕地面积约占总耕地面积35%以上
澳大利亚 加拿大 巴西
超低容量剂技术应用现状
超低容量剂技术应用现状
中国
上世纪50年代，开展有人驾驶固定冀飞机植保研究和应用； 我国农林业航空作业，主要是用有人驾驶固定冀飞机；
2011年，农林化航空作业完成33158小时，2012年接近40000小时；
近年，无人直升机航空植保作业逐渐兴起。
超低容量剂技术应用现状
中国
超低容量剂技术应用现状
要求：
① 毒性 急性经口 LD50<50mg/kg
② 喷幅
③ 闪点
约10m
开口法大于40℃
⑤ 药效好 油质药剂易渗透， 持效期长
④ 黏度 运动粘度在2.58.0mm2/s
地面超低容量剂
地面超低容量喷雾未能大面积推广的原因：
① 喷雾器械易破损
② 药液难以均匀喷洒 ③ 受环境影响大（手持式在无风时不能使用）
无人机超低容量剂
⑤ 防漏喷和重喷：直升机在失去遥控信号的时候能够在原地自动 悬停，等待信号的恢复, 再启动后能按航线自主接力或断药补 药后，从断点开始续喷，从而减少了人工漏喷重喷的现象。 ⑥ 对施药者安全：最大限度地减少了工作人员接触农药的时间， 从而可以保证工作人员的生命安全。
⑦ 防治效果好：飞行高度低，3米左右；药液雾化效果好，雾滴 直径约为50um；旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物 的穿透性，可减少飘移，增加药液在单位面积上沉降覆盖密度， 喷洒均匀，提高了农药的有效性。
超低容量喷雾特点
（1）工效高
防治工效约为15 hm2/min
防 治
超低容量喷雾特点
（1）工效高
无人机在超低空作业时，飞行速度在3-6m/s，喷幅可达5-9m， 除去续航加药时间，每小时作业面积可达5-8公顷，其效率远远 高于人工水平
防治工作效率约为0.04hm2/h
防治工作效率约为7-8hm2/h
超低容量喷雾特点
（4）成本低
（微小型无 人飞机的使 用寿命按5 年计，机动 喷雾机与手 动喷雾器按 3年计,手动 喷雾器未计 算人工成机年处理耕地面积3200万公顷，占总耕地面积的50%，全美65%的化学农药采 用飞机作业完成喷洒;
1625个农业航空作业服务公司，农业飞机和航空材料生产厂500多家；
农业耕地面积470万公顷，农林航空作业面积253万公顷； 农用无人直升飞机作业面积96.3万公顷，占航空作业38%;
自1990年，日本山叶公司推出世界第一架主要用于喷洒农药的无人机，无人机在农林业方面的应 用发展迅猛；
至2010年，农林业用无人直升机2346架，无人飞机操控手14163人； 无人机植保作业效率7 -10公顷/小时
超低容量喷雾特点
（3）适应性广
不破坏土壤物理结构，不影响作物后期生长，与田间地面机械作业相比，飞机航空 作业不会留下辙印和损伤作物、不破坏土壤物理结构、不影响作物后期生产等特点
超低容量喷雾特点
（4）成本低 飞机航空作业与地面机械作业相比，航空作业可减少作物损伤及 其他支出（油料、用水、用工、维修、折旧等） 采用25kg有效载荷的单旋翼油动力无人机和15kg有效载荷的单旋 翼电动无人机进行喷施作业的年度收益分别是机动喷雾机的 33倍 和25倍；是人工手动喷雾的133倍和93倍
王闯 导师
2014802173 苏建亚
目录 超低容量喷雾特点 超低容量剂技术应用现状 超低容量剂的分类 超低容量喷雾技术应用前景展望
超低容量剂的定义
剂型代码UL,是直接在超低容量喷雾器械上使用 的匀相液体制剂，也称为超低容量油剂或超低容 量液剂，实际上都是油剂。在我国，超低容量喷 雾由超低容量喷粉发展而来。
超低容量剂使用不同器械的应用比较
地面超低容量剂 手持电动超低容量喷雾机 使用器械 背负式机动超低容量喷雾机 拖拉机携带大型喷雾机械 器械成本 操作技术要求 适用领域 环境安全性 操作安全性 作业效率 作业高度 雾滴直径 制剂闪点 制剂毒性 低 高 平整农田 高 低 低50倍 1m 70um >40℃ LD50>50mg/kg 无人机超低容量剂 单旋翼无人直升机 多旋翼无人直升机 （电动力或油动力） 中 中 平原和山地 高 高 中60-100倍 3m 50-70um >70℃ LD50>300mg/kg 高 专业 平原和卫生防疫 低 高 高200-？ 5-7m ？-70um 70-？℃ LD50>300mg/kg 航空超低容量剂 固定翼飞机 直升飞机
美国的农用飞机以作业效率较高的有人驾驶固定冀飞机为主(88%); 航空植保作业效率可达每小时100公顷以上。
超低容量剂技术应用现状
美国
经营规模大，精准农业技术手段如GPS自动导航，施药自动控制系统、各种 作业模型已步入实用阶段，作业精准、高效、对环境的污染低。
超低容量剂技术应用现状
日本
④ 受地貌影响大（气流）
⑤ 对施药者不安全（距离近） ⑥ 对施药人员技术要求太高（高度、手持式和背负式步速）
⑦ 优点不够突出
无人机超低容量喷雾
使用器械：
a) 无人直升机
b) 遥控器 c) 地面控制系统
无人机超低容量剂
特点
制剂特点 高效、低毒 原药对大鼠的口服急性毒性LD50≥100mg ／kg，制剂的LD50＞300mg／kg。 溶剂 ①挥发性低 <30%②溶解性要好③黏度要低④闪点要高 >70℃⑤对人畜和作物安全⑥表面张力小、相对密度大于0.95为 佳。
中国
我国农业航空的历史
1951年5月22日，应广州市政府的要求，民航广州管理处派出一架C-46型飞机，连续两 天在广州市上空执行了41架次的灭蚊蝇飞行任务，揭开了我国农业航空发展的历史篇章
超低容量剂技术应用现状
中国
1976年唐山地震后，震区每平米苍蝇的密度达30头，防疫问题很突出，民航总局和中国农科院植保所立 即着手飞机喷药防疫的工作，当时配制了杀螟硫磷油剂，用安-2飞机开展超低量喷雾，迅速消灭了苍蝇， 确保了大灾无大疫，得到了中央的表扬
国内外比较
数据来源：2011从统计看民航
超低容量剂的分类
地面超低容量剂
无人机超低容量剂
航空超低容量剂
地面超低容量剂
使用器械： I. II. 手持电动超低容量喷雾机
背负式超低容量喷雾机
III. 拖拉机携带大型喷雾机械
地面超低容量剂
特点：
① 用量低 亩用量60-330ml ② 雾滴小 雾滴直径约为 70um(常规200-300um） ③ 工效高 约50亩/小时 ④ 环保 节省农药30%以上
② 农药利用率高 ③ 无需专用起降机场
④ 低空作业（作业高度1-5 m）飘移少
⑤ 因旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性而提 高防治效果
⑥ 飞行器携带喷雾系统可空中悬停并与GPS、GIS 等系统配合， 便于进行自动化、智能化控制操作，且安全性能更高。
我国农村土地流转趋势
农村土地流转是提高土地利用率、实现土地规模 化经营、提高农民收入的重要手段。党的十七届三 中全会明确提出要加快农村土地流转，鼓励农业发 展适度规模经营，优化资源配置。
超低容量喷雾技术应用前景展望
现今无人机是农用航空中发展最迅猛的飞机，与有人驾驶飞机相 比，更适合我国国情。
① 作业效率高
助剂 增溶剂、减黏剂、化学稳定剂，降低药害剂等。
无人机超低容量剂
喷雾特点： ① 工效高：60-100亩/小时，是常规人工喷洒的100倍。 ② 操作简单：只要在其飞行高度和控制信号有效范围内，采用遥 控操作或预先设定农田GPS 信息确定飞行轨迹自动飞行喷洒作 业。 ③ 适用范围广： 无人机超低量施药不受地形和高度限制，可在 田间地头起飞。既适用于小麦、大豆、水稻等低秆作物，也适 用于玉米、棉花、高粱等高秆作物和林果带 ④ 用药量小：减少农药对土壤和环境的污染。
无人机超低容量剂
局限性： ① 油动力无人机噪音较大，维护保养成本略高。 ② 电池动力无人机作业能力小、抗风能力差、续航时间短、电池价格高寿命 短、电池折旧成本高，电池充电时间长。 ③ 售后服务的问题，无人机不同于普通机械，需要专业维修人员，如果售后 服务不及时，也会影响农用无人植保机超低量喷药技术的发展。 ④ 油电混合动力无人机续航能力超过60 分钟，但载重能力仅为5kg -15kg， 技术还不够成熟。 ⑤ 农药雾滴的沉积飘逸规律有待进一步的加强研究，对于不同机型也需要进 一步试验研究，优化作业高度、作业幅宽和作业雾滴直径。
航空超低容量剂
使用器械：
I. 轻型固定翼飞机
II. 直升机
航空超低容量剂
轻型固定翼飞机载量大，飞行速度快，作业效率高，作业时 采用超低空飞行，距作物冠层5-7m， 对作业区域地形条件要 求较高，易受田间周边障碍物如电线，电杆，树木等影响，引 起飞行安全问题。
使用直升机作业，螺旋桨造成的空气涡流能使农药喷洒到植 物茎叶的背面，提高喷洒效果，与固定翼飞机相比耗油量稍大， 但可在田间起降减少了机场，跑道等的建设费用，适应于地形 较复杂的地区。
防治工作效率约为0.07hm2/h
超低容量喷雾特点
（2）防效高 飞机飞行产生的下降气流吹动叶片，能使叶片正反面均能着药， 防治效果相比人工与机械提高15%-35%，应对突发、爆发性病虫 害的防控效果好
超低容量喷雾特点
（2）防效高
航空植保药液沉积率试验 水稻下部附着率为上部附着率的53.2%; 叶背附着率是叶面附着率的47.8%。 ----数据来源：农业部南京农业机械化研究所
超低容量喷雾特点
（2）防效高
田间性能试验及防效查定 水稻分蘖期期田间防效试验----数据来源：农业部南京农业机械化研究所
超低容量喷雾特点
（3）适应性广
在地面装备无法进入的区域内作业
超低容量喷雾特点
（3）适应性广
不受作物长势的限制，尤其是遇到内涝严重季节，地面机械几乎无法进入作业
例如：作物生长至封行后行垄不清晰，特别是对于玉米等高杆作物，玉米大喇叭口期高度一般都在1.2米以上； 水稻制种生产中父本高达1.8米以上
超低容量剂技术应用现状
日本
从2004年开始，水稻生产中无人驾驶直升机的用量已超过有人驾驶直升机
超低容量剂技术应用现状
俄罗斯
拥有数目庞大的农用飞机作业队伍，数量高达1.1万，作业机型以有人驾驶固定翼飞机为主 年处理耕地面积约占总耕地面积35%以上
澳大利亚 加拿大 巴西
超低容量剂技术应用现状
超低容量剂技术应用现状
中国
上世纪50年代，开展有人驾驶固定冀飞机植保研究和应用； 我国农林业航空作业，主要是用有人驾驶固定冀飞机；
2011年，农林化航空作业完成33158小时，2012年接近40000小时；
近年，无人直升机航空植保作业逐渐兴起。
超低容量剂技术应用现状
中国
超低容量剂技术应用现状
要求：
① 毒性 急性经口 LD50<50mg/kg
② 喷幅
③ 闪点
约10m
开口法大于40℃
⑤ 药效好 油质药剂易渗透， 持效期长
④ 黏度 运动粘度在2.58.0mm2/s
地面超低容量剂
地面超低容量喷雾未能大面积推广的原因：
① 喷雾器械易破损
② 药液难以均匀喷洒 ③ 受环境影响大（手持式在无风时不能使用）
无人机超低容量剂
⑤ 防漏喷和重喷：直升机在失去遥控信号的时候能够在原地自动 悬停，等待信号的恢复, 再启动后能按航线自主接力或断药补 药后，从断点开始续喷，从而减少了人工漏喷重喷的现象。 ⑥ 对施药者安全：最大限度地减少了工作人员接触农药的时间， 从而可以保证工作人员的生命安全。
⑦ 防治效果好：飞行高度低，3米左右；药液雾化效果好，雾滴 直径约为50um；旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物 的穿透性，可减少飘移，增加药液在单位面积上沉降覆盖密度， 喷洒均匀，提高了农药的有效性。
超低容量喷雾特点
（1）工效高
防治工效约为15 hm2/min
防 治
超低容量喷雾特点
（1）工效高
无人机在超低空作业时，飞行速度在3-6m/s，喷幅可达5-9m， 除去续航加药时间，每小时作业面积可达5-8公顷，其效率远远 高于人工水平
防治工作效率约为0.04hm2/h
防治工作效率约为7-8hm2/h
超低容量喷雾特点
（4）成本低
（微小型无 人飞机的使 用寿命按5 年计，机动 喷雾机与手 动喷雾器按 3年计,手动 喷雾器未计 算人工成机年处理耕地面积3200万公顷，占总耕地面积的50%，全美65%的化学农药采 用飞机作业完成喷洒;
1625个农业航空作业服务公司，农业飞机和航空材料生产厂500多家；
农业耕地面积470万公顷，农林航空作业面积253万公顷； 农用无人直升飞机作业面积96.3万公顷，占航空作业38%;
自1990年，日本山叶公司推出世界第一架主要用于喷洒农药的无人机，无人机在农林业方面的应 用发展迅猛；
至2010年，农林业用无人直升机2346架，无人飞机操控手14163人； 无人机植保作业效率7 -10公顷/小时
超低容量喷雾特点
（3）适应性广
不破坏土壤物理结构，不影响作物后期生长，与田间地面机械作业相比，飞机航空 作业不会留下辙印和损伤作物、不破坏土壤物理结构、不影响作物后期生产等特点
超低容量喷雾特点
（4）成本低 飞机航空作业与地面机械作业相比，航空作业可减少作物损伤及 其他支出（油料、用水、用工、维修、折旧等） 采用25kg有效载荷的单旋翼油动力无人机和15kg有效载荷的单旋 翼电动无人机进行喷施作业的年度收益分别是机动喷雾机的 33倍 和25倍；是人工手动喷雾的133倍和93倍