無人機噴灑農(nóng)藥已經(jīng)是其在植保領(lǐng)域的重要應用,但農(nóng)藥常會影響其作業(yè)水平。
首先,大多數(shù)無人機機體配備的是口徑很小的離心式噴頭,而目前市面上常用的農(nóng)藥固體劑型難溶于水,因此假若用固體劑型用作飛機噴灑,極易堵塞、磨損噴頭,不僅大大降低噴灑效率,還直接影響植保效果。
其次,液體農(nóng)藥劑型兌水稀釋后往往容易成為不穩(wěn)定的乳劑,必須規(guī)定時間內(nèi)噴灑完畢,否則農(nóng)藥會分層、析出,藥效消失。因此如果出現(xiàn)不適宜飛行的天氣,藥劑不能回收利用,只好廢棄,造成浪費。同時,要在田間地頭現(xiàn)場配制農(nóng)藥,需要找到潔凈水源、大型容器,操作起來很不方便。
并且,通常農(nóng)藥中的溶劑密度比水小,摻入水噴施時,比重小的藥劑液滴容易發(fā)生漂移,飛過田間池塘時,可能危害水生生物。如果大量藥劑漂落到水源地,還可能引發(fā)安全事故。
更重要的是,液體農(nóng)藥劑型通常含有有害成分,它們會隨農(nóng)藥制劑的施用滲透到土壤和地下水中,嚴重污染環(huán)境,人體長期接觸則可能造成白血病等一系列疾病。
資料圖/圖 來源網(wǎng)絡(luò)
上述問題成為了制約植保無人機普及的關(guān)鍵性難題,長久以來困擾著諸多學者和專家。
然而最近有一個值得高興消息傳來,中國農(nóng)科院科技管理局局長梅旭榮預計,“十三五”時期我國納米農(nóng)藥等技術(shù)將走在世界前列,智慧農(nóng)業(yè)也有望實現(xiàn)重大突破。
納米農(nóng)藥是利用納米技術(shù)將農(nóng)藥粒子從傳統(tǒng)的5微米降低至100納米,農(nóng)藥的功效會得到充分發(fā)揮。
一方面,發(fā)揮納米載藥粒子的小尺寸與大比表面效應,增大作物葉面和有害生物表面的黏附性與覆蓋率,進一步通過納米載體的表面基團修飾增加農(nóng)藥液滴的葉面親和能力,克服疏水性葉面的農(nóng)藥沉積障礙,減少葉面農(nóng)藥脫落,提高生物利用度。
另一方面,利用納米材料負載農(nóng)藥粒子,擬合作物防治需求曲線,實現(xiàn)藥物的控制釋放,減少農(nóng)藥施用次數(shù),從而避免了農(nóng)藥濫用引發(fā)的食品安全問題。
除了通過提高農(nóng)藥有效利用率,減少農(nóng)藥使用量之外,通過納米化提高難溶性農(nóng)藥粒子的分散性和溶出速率,還可以大大減少農(nóng)藥制劑成分中的有機溶劑使用量,從而減少有害溶劑與助劑流入環(huán)境造成污染。
我國是全球農(nóng)藥生產(chǎn)和使用大國,每年農(nóng)藥化學防治面積高達70億畝次,使用量超過200萬噸,如此龐大的數(shù)據(jù)也在督促我們使用環(huán)保農(nóng)藥,特別是在植保無人機將被大規(guī)模應用的前提下,諸如納米農(nóng)藥的使用,將成為其推廣的強大助力。
暨南大學教授、善思研究院院長張子勇表示,和傳統(tǒng)農(nóng)藥不同,采用了納米技術(shù)的農(nóng)藥,就是將其制成了農(nóng)藥納米膠囊的水性制劑,噴灑后不會隨著液滴中的水分和溶劑的蒸發(fā)而形成大的結(jié)晶聚集體,而呈現(xiàn)均勻分散納米微粒。粒子尺寸小,數(shù)量多,即可提高藥效,又具有緩釋作用。同時,用水代替有機溶劑,以農(nóng)藥水劑取代乳油劑型,消除了有害溶劑和助劑對環(huán)境的影響。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2017年植保無人機的市場缺口巨大,需求量可達到約20000架。如果推行新的專用藥劑,將可避免傳統(tǒng)農(nóng)藥所產(chǎn)生的副作用,從而保障操作人員與農(nóng)作物的安全。