气流辅助喷施下梨树叶幕形态动态变化与雾滴沉积覆盖率的时空特征研究

针对果园喷药雾滴穿透性差、沉积率低的问题，南京林业大学团队通过风洞实验研究不同物候期（幼果期BBCH 72与果实膨大期BBCH 81）梨树叶幕在气流辅助喷施中的形态重构机制，发现叶弹性模量、接触角与风速协同影响雾滴覆盖率，提出幼果期3.5-6 m s-1、膨大期5-7 m s-1的优化风速参数，为果园精准施药提供理论依据。

　　

果园病虫害防治高度依赖化学农药，但传统喷施技术存在雾滴穿透性差、沉积率不足30%的瓶颈，导致农药大量流失至环境。南京林业大学团队聚焦梨树不同物候期（幼果期BBCH 72与果实膨大期BBCH 81）叶幕的动态响应特性，通过风洞实验结合高速摄像技术，揭示了气流辅助喷施中叶片弹性模量、接触角与风速的协同作用机制。

研究采用双高速摄像机记录叶幕形变过程，多点风速仪测定冠层风速衰减梯度，图像分析法量化叶面迎风面积与雾滴覆盖率。实验发现：幼果期叶片因弹性模量较低更易形变，冠层总覆盖率在6 m s^-1风速时达峰值且减药36.96%；果实膨大期叶幕因结构致密需更高风速（5-7 m s^-1）实现有效穿透。该成果为物候期差异化喷施参数优化提供了实证依据。

【关键方法】
研究选取南京林业大学实验基地梨树样本，通过BBCH物候期标准化分类，采用风洞模拟果园喷施环境。利用高速摄像捕捉单叶/冠层形变，结合Anemometer风速仪测量冠层三维流场，基于图像处理提取光学孔隙率（Optical Porosity）与雾滴覆盖率参数，建立叶弹性模量-风速-沉积效率的关联模型。

【研究结果】

1. 几何与物性参数
   50片梨叶的测量显示：幼果期叶片弹性模量（1.24 MPa）显著低于膨大期（1.87 MPa），接触角差异达15.3°，表明物候期显著影响叶面润湿性。

2. 叶形变与迎风面积
   风速3-10 m s^-1范围内，幼果期单叶迎风面积缩减率达42.7%，冠层孔隙率提升1.8倍，证实低弹性模量叶幕更易被气流重构。

3. 雾滴沉积特性
   幼果期冠层在6 m s^-1风速时沉积均匀性最佳，膨大期需7 m s^-1实现等效覆盖，表明叶幕密度是雾滴传输的关键限制因素。

【结论与意义】
研究首次量化了物候期对梨树叶幕流体-结构相互作用的影响，提出基于BBCH分期的动态喷施策略：幼果期采用中等风速（3.5-6 m s^-1）平衡形变与沉积效率，膨大期需增强气流（5-7 m s^-1）克服冠层阻力。该成果发表于《Crop Protection》，为果园变量喷施系统（VRT）的智能调控提供了理论框架，对减少农药面源污染具有重要实践价值。