近日,，我校工程學(xué)院楊洲/段潔利團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊Computers and Electronics in Agriculture（中科院一區(qū)Top）、Pest Management Science（中科院一區(qū)Top）上分別發(fā)表題為“Regulating the dynamic wetting behavior of pesticide on banana leaves at different growth stages with surfactants”“Spreading model of single droplet impacting the banana leaf surface and computational fluid dynamics simulation analysis”“Performance matching of common pesticides in banana plantations on the surface of banana leaves at different growth stages”的研究論文。開(kāi)展了香蕉園常見(jiàn)農(nóng)藥在不同生長(zhǎng)階段香蕉葉片表面的性能匹配,、表面活性劑調(diào)控農(nóng)藥在不同生長(zhǎng)時(shí)期對(duì)香蕉葉片的動(dòng)態(tài)潤(rùn)濕行為,、噴霧霧滴撞擊香蕉葉表面的擴(kuò)散模型及計(jì)算流體力學(xué)仿真分析研究,，為蕉園機(jī)械化植保作業(yè)霧滴高效潤(rùn)濕沉積提供了新的研究思路和方法,。
農(nóng)藥噴灑是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程,，在農(nóng)藥?kù)F滴與靶標(biāo)葉面交互行為過(guò)程中存在著許多內(nèi)在的變異,。包括（1）靶標(biāo)作物自身的性狀與特性,，如不同靶標(biāo)作物冠層特性、葉面形狀尺寸,、葉片傾角,、葉面毛刺、氣孔,、蠟質(zhì)層和微觀(guān)結(jié)構(gòu)等,；（2）霧滴可變的物化特性，如不同農(nóng)藥制劑,、不同農(nóng)藥配方的表面張力,、黏度、接觸性能,、粘附性能等,；（3）靶標(biāo)冠層微氣候、湍流以及霧滴可變的撞擊條件，如隨著噴霧過(guò)程的進(jìn)行,，霧滴撞擊先前濕區(qū)域的可能性增加等均會(huì)對(duì)農(nóng)藥?kù)F滴在靶標(biāo)葉面的有效沉積產(chǎn)生影響,。
對(duì)香蕉不同生長(zhǎng)階段的葉表面特征進(jìn)行了研究，表征了不同生長(zhǎng)階段葉片表面微觀(guān)結(jié)構(gòu)的變化,，并檢測(cè)了不同供試溶液在葉片表面的接觸角（CA）,，香蕉葉片不同生長(zhǎng)階段的表面自由能 （SFE）以及極性和非極性成分。不同生長(zhǎng)階段葉片的潤(rùn)濕行為揭示了葉片表面的潤(rùn)濕性能與葉片表面特性以及農(nóng)藥表面張力之間存在顯著相關(guān)性 ,。
研究還發(fā)現(xiàn)了表面活性劑,，可以有效調(diào)節(jié)農(nóng)藥的物理化學(xué)性質(zhì)，增強(qiáng)藥液在葉片表面的潤(rùn)濕性和附著性,。能量耗散和潤(rùn)濕面積的分析進(jìn)一步表明,，在液滴鋪展過(guò)程中，成熟葉的能量耗散率較高,，鋪展面積較大,，更有利于農(nóng)藥的保持和潤(rùn)濕效果。這些研究不僅建立了不同生長(zhǎng)期葉片表面特性與農(nóng)藥噴灑效果之間的聯(lián)系,，而且提高了農(nóng)藥的利用效率,，為香蕉種植的病蟲(chóng)害防治和環(huán)境保護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。
此外,，還從微觀(guān)和宏觀(guān)角度建立了能要霧滴撞擊葉片表面的擴(kuò)散模型和計(jì)算流體力學(xué)模型,。闡明了液滴沉積性能與噴霧作業(yè)參數(shù)之間的關(guān)系，揭示了農(nóng)藥液滴撞擊香蕉葉片表面的動(dòng)態(tài)行為過(guò)程,，實(shí)現(xiàn)了定量反映農(nóng)藥液滴的撞擊過(guò)程,。本研究建立的農(nóng)藥液滴撞擊香蕉葉片表面的擴(kuò)散模型和仿真模型，可為噴霧霧滴沉積行為解析和高效潤(rùn)濕沉積的農(nóng)藥施用提供指導(dǎo),。
工程學(xué)院博士后蔣寅龍和2021級(jí)博士研究生蔣婷婷分別為論文第一作者,，楊洲教授和段潔利教授為論文通訊作者。該研究獲得國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和廣東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助,。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/ps.7713
https://doi.org/10.1002/ps.8408
https://doi.org/10.1016/j.compag.2024.109113
文圖/工程學(xué)院
