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棉花是我国主要经济作物之一,喷施棉花脱叶剂可提高棉花产量,促进棉花产业的发展。航空施药作业质量和效率高,是较为先进的喷施技术,其中微小型旋翼无人机起降方便、作业成本低、操作灵活、环境适应能力强,在棉花脱叶剂喷施方面有广阔的应用前景。航空喷施棉花脱叶剂过程中,并非所有药液都能到达病虫草害目标区域,部分药液飘失在环境中,造成邻近作物的损伤,造成空气、土壤和水资源的污染,甚至造成动物和人员中毒,能否提高棉花脱叶剂的有效利用率,取决于喷施技术和方法的选择以及参数的设置。本研究的主要目的是为多旋翼电动无人直升机喷施棉花脱叶剂优选最佳作业参数,提高棉花脱叶剂的利用率,包括风洞实验室试验和田间试验两部分,主要研究工作和取得的成果如下:（1）在航空喷施棉花脱叶剂关键部件及参数优选的风洞实验室测试中,采用6种不同流量的BSF系列航空喷嘴（流量排序为:BFS 11001<BFS 11002<BFS11004<BFS 11005<BFS 11006<BFS 11008）,设置3、4、5、6 bar喷雾压力和3、4、5 m/s风速,采用HELOS激光衍射粒度测试仪测试雾滴粒径特性。分析因素喷嘴流量（A）、喷雾压力（B）和风速（C）3个控制变量对Dv0.1、Dv0.5、Dv0.9、%<150μm（小于150μm雾滴粒径的比例）、相对跨度因子（Relative Span Factor,RSF）以及雾滴粒径变异系数（Coefficient of Variance,CV）6个观测变量的影响。试验结果表明:（1）3个控制变量对6个观测变量的影响主次顺序为:风速<喷雾压力<喷嘴流量。（2）喷嘴流量对Dv0.1、Dv0.5、Dv0.9、%<150μm和RSF有极显著影响（P=0.000）,对CV影响不显著（P=0.143）;喷雾压力对Dv0.1、Dv0.5、Dv0.9和%<150μm有极显著影响（P=0.000）,对RSF（P=0.219）和CV（P=0.528）影响不显著;风速对6个观测指标影响均不显著（P>0.05）。（3）喷嘴流量与Dv0.1（R=0.921）、Dv0.5（R=0.937）、Dv0.9（R=0.914）呈“线性”正相关关系,与%<150μm（R=0.966）呈“线性”负相关关系,与RSF以及CV无显著相关性;喷雾压力与Dv0.1（R=0.993）、Dv0.5（R=0.999）、Dv0.9（R=0.998）呈“S”型负相关关系,与%<150μm（R=0.995）呈“S”型正相关关系,与RSF和CV无显著相关性;3~5 m/s范围内风速与6个观测变量均无显著相关性。建立了控制变量与观测变量之间的回归预测模型,并优选出了适用于航空喷施棉花脱叶剂的3个因素的最优水平为A2~5B1C1（喷嘴流量0.8~2.4 L/min,喷雾压力3 bar,速度3 m/s）。（2）在单机型喷施棉花脱叶剂作业质量评价与参数优选中,采用YR-GSF06四旋翼电动无人直升机,设计了因素A（药剂用量）、B（药剂配方）、C（静电喷雾）和D（作业高度）4因素4水平正交试验,采用水敏纸采集雾滴信息,分析不同因素水平时雾滴覆盖率、沉积密度、沉积率、分布均匀性CV、棉花脱叶率和吐絮率,验证了航空喷施棉花脱叶剂的可行性。试验结果表明:（1）4个因素对雾滴覆盖率和分布均匀性的影响主次顺序分别为ACBD和BCDA。（2）4个因素对雾滴覆盖率均有极显著影响（P<0.05）;因素A（P=0.020）和C（P=0.042）对雾滴沉积密度有极显著影响,因素B（P=0.076）和D（P=0.090）对雾滴沉积密度有显著影响;因素B（P=0.046）和C（P=0.037）对CV有极显著影响,因素A（P=0.075）和D（P=0.074）对CV有显著影响。（3）Dv0.5与雾滴覆盖率（R=0.731）、沉积密度（R=0.552）之间呈“S”型负相关关系;雾滴沉积密度与覆盖率呈“三次”正相关关系（R=0.800）;雾滴覆盖率与脱叶率（R=0.622）、吐絮率（R=0.567）呈“三次”正相关关系;雾滴沉积密度与脱叶率（R=0.550）、吐絮率（R=0.554）之间均呈“S”型正相关关系。（4）利用SPSS进行方差分析,初步确定了电动无人直升机喷施棉花脱叶剂的最佳作业参数范围为:80 L/ha（A4）,（脱吐隆225 ml+速捷375 ml+乙烯利2250 m/脱吐隆225 ml+克胜562.5 ml+乙烯利2250 m（B2/B3））/hm~2,有静电喷雾（C1/C3）,1.5~2.0 m(D3~4)。该试验结果缩小了多旋翼电动无人直升机喷施棉花脱叶剂参数优选范围,为其它机型喷施棉花脱叶剂参数优选试验提供依据。（3）在多机型航空喷施棉花脱叶剂作业质量评价与参数优选中,采用YR-GSF06四旋翼、TXA—翔农六旋翼和YR-AU 15八旋翼3种多旋翼电动无人直升机喷施棉花脱叶剂,设计了药剂用量（因素A）、药剂配方（因素B）、飞行高度（因素C）和飞行速度（因素D）4因素3水平正交试验。试验结果表明:（1）叶面积指数对雾滴覆盖率（P=0.000）和沉积密度（P=0.001）均有极显著影响,通过协方差排除叶面积指数的影响,得到校正值用于数据分析。（2）4个因素对雾滴覆盖率和分布均匀性的影响主次顺序分别为ABCD和BCDA。Dv0.5与雾滴覆盖率（R=0.886）、沉积密度（R=0.831）之间呈“S”型负相关关系;雾滴覆盖率与沉积密度之间呈“三次”正相关关系（R=0.903）;雾滴覆盖率与脱叶率（R=0.826）、吐絮率（R=0.704）之间呈“三次”正相关关系,雾滴沉积密度与脱叶率（R=0.817）、吐絮率（R=0.711）之间呈“S”型正相关关系,建立了各影响因素与因变量之间的相关预测模型。（3）采用灰色关联度综合评价分析方法,综合作业质量、作业效率和作业成本,得到YR-GSF06四旋翼、TXA—翔农六旋翼和YR-AU 15八旋翼3种机型的最佳作业参数分别为:药量48 L/hm~2;药剂配方:（脱吐隆225 ml+速捷375 ml+乙烯利2250 ml）/hm~2;作业高度1.5 m;3种机型最佳作业速度分别为:3.12、2.51、3.76 m/s。本研究通过风洞实验室试验和田间试验,为适用于北疆棉花品种的多旋翼电动无人直升机喷施脱叶剂提供了依据。