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[無人載具應用]離心噴頭應用在茶園植保無人機的霧滴穿透測試及其使用要點

資料來源:農業部茶及飲料作物改良場/江致民助理研究員、戴佳如副研究員;農業部農業藥物試驗所/林秀橤副研究員

茶園使用無人機進行病蟲害防治已逐漸普遍,然而,因農藥霧滴不易噴施於茶樹之內層葉片,易造成樹冠中之害蟲防治效益不彰,為提供植保無人機操作人員對茶園噴施條件掌握能力,本研究以無人機普遍應用的離心式噴頭(Centrifugal Nozzle)及空心圓錐噴頭(Hollow cone)進行測試,由茶改場(農業部茶及飲料作物改良場)建立的植保無人機試驗團隊執行噴灑試驗,於臺茶20號試驗茶園以水試紙進行霧滴的噴灑試驗,探討霧滴於茶樹冠中的穿透能力,希冀建立適宜茶園的植保無人機噴施條件。

圖1. 植保無人機搭配高轉速離心噴頭進行噴藥作業圖1. 植保無人機搭配高轉速離心噴頭進行噴藥作業

本研究植保無人機之機型為佐翼廠牌DX10-N1型,搭配RTK精準定位裝置提供穩定飛行模式,最大起飛重量為24.8公斤,透過液體管路的切換改變其噴灑的噴頭類型,本試驗切換的離心噴頭模式為2個噴頭,若測試空心圓錐噴頭(壓力噴頭模式)則為4個噴頭。為精準調整其噴灑條件以控制其單位面積用水量(L/ha),分別建立2種噴頭之精準施藥參數(包含:噴頭、飛行速度m/s、噴灑水泵開度%),飛行高度為2公尺。為探討霧滴噴灑至茶樹內層葉片的情況,本試驗分別於茶樹的頂芽的位置(上位葉)及其下方約20公分處的內層葉片(下位葉)放置水試紙,經植保無人機以試驗條件噴灑過後收集其水試紙並以電腦影像軟體(Image J, National Institute of Health, U.S.A.)分析其霧滴分布情形。

圖2. 以不同噴頭測試茶園植保無人機噴灑穿透能力圖2. 以不同噴頭測試茶園植保無人機噴灑穿透能力

離心噴頭的運作原理為透過轉盤高速旋轉之離心力使液體霧化為細小的霧滴,並可透過轉速的調整控制其霧化程度,本研究使用的離心噴頭轉速採用該無人機出廠設定之最大值(訊號值為1750),再者,以空心圓錐噴頭TeeJet TX-VK8為對照之測試噴頭,試驗結果顯示,在相同單位面積用水量 (80 L/ha) 的情況下,兩者噴頭於上位葉皆可呈現良好的噴灑情況,然而,在下位葉則以高轉速的離心噴頭具有較高的霧滴密度 (平均464點/平方公分) ,以水試紙觀察其噴灑的霧滴直徑較細且多,顯示高轉速離心噴頭因霧滴直徑較細微,在無人機向下風場的影響下達到較佳的穿透能力,本研究驗證使用高轉速離心噴頭可提高植保無人機噴灑至茶樹內層葉片的霧滴數量,相較於一般無人機使用之壓力噴頭,其施用條件可作為噴灑接觸型植物保護資材的施用器具。此外,使用穿透能力較佳的高轉速離心噴頭會產生較具飄散程度的霧滴,應謹慎使用以避免因飄散鄰田所造成農藥藥害爭議。

綜合上述,為使茶園植保無人機的操作人員妥善應用相關施用條件,建議其應用高轉速離心噴頭的使用要點如下:
1.應避免使用接觸型的非選擇性除草劑。
2.應避免於環境風速過大時使用(風速大於3 m/s)。
3.應與鄰田保持適當距離。
4.建議使用低毒性的農藥或免登記植物保護資材。
5.可應用於接觸型的農藥,若施用系統性農藥可適度降低噴頭轉速。
6.可應用於液體葉面肥料。
7.應避免使用過高的飛行高度,以降低霧滴飄散至非目標區之風險。
8.應避免於高溫及低濕度環境施用,以避免霧滴蒸散,必要時應配合飛防助劑使用。

▲研發團隊:茶改場植保無人機研究團隊

聯絡人:江致民/助理研究員

電話:03-4822059#711

E-mail:cmchiang@tbrs.gov.tw

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