不同施藥器械霧滴密度的測(cè)量及其影響因素分析

董玉軒 張靜靜

摘 要 將商品化農(nóng)藥制劑兌水噴霧施用是常見(jiàn)的施藥方式，霧滴密度是評(píng)價(jià)噴霧質(zhì)量的重要參數(shù)。噴霧質(zhì)量直接影響農(nóng)藥活性成分的利用率和實(shí)際使用效果。基于此，從霧滴密度的角度介紹了霧滴密度的定義、測(cè)量方法，并就不同施藥器械的影響因素進(jìn)行了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞 霧滴密度;施藥器械;影響因素

中圖分類(lèi)號(hào)：S491 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.20.075

國(guó)家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)的《2020年種植業(yè)工作要點(diǎn)》中明確提出要深入開(kāi)展農(nóng)藥減量增效行動(dòng)，確保農(nóng)藥利用率提高到40%以上，保持農(nóng)藥使用量負(fù)增長(zhǎng)。影響農(nóng)藥利用率的因素眾多，包括噴霧機(jī)械性能、施藥技術(shù)、環(huán)境條件、農(nóng)藥劑型、作物生長(zhǎng)時(shí)期等。將商品化農(nóng)藥制劑兌水噴霧施用是常見(jiàn)的施藥方式，本文重點(diǎn)研究霧滴密度的測(cè)量及其不同施藥器械的影響因素。

1 霧滴密度定義

霧滴密度指單位靶標(biāo)面積上的霧滴個(gè)數(shù)，霧滴密度與霧滴粒徑的大小相關(guān)。一定體積的藥液產(chǎn)生的霧滴數(shù)量與霧滴粒徑的3次方成反比。相同藥液量下，霧滴的粒徑越小，則霧滴密度越高。在田間施藥過(guò)程中，霧滴密度通常取決于靶標(biāo)病蟲(chóng)草的為害程度、靶標(biāo)流動(dòng)遷移率、藥液中有效成分的理化性質(zhì)及在目標(biāo)上的再分布等因素。霧滴密度過(guò)小，則達(dá)不到理想的防治效果;霧滴密度過(guò)大，則易造成藥液聚并流失，污染環(huán)境。

2 霧滴密度的測(cè)量方法

霧滴密度主要的測(cè)量方法有激光法和機(jī)械法，激光法的優(yōu)勢(shì)是操作簡(jiǎn)單、測(cè)量結(jié)果精確，且能獲得三維數(shù)據(jù)，可利用激光粒徑分析儀。但由于測(cè)量?jī)x器價(jià)格昂貴，未能被廣泛使用，而且其攜帶不方便，在田間噴霧過(guò)程中無(wú)法進(jìn)行測(cè)定。機(jī)械法主要有油盤(pán)法和水敏紙法，原理是由霧滴碰撞試樣表面留下印痕、圈痕或斑點(diǎn)，霧滴即被收集在試樣表面。袁會(huì)珠等[1]公開(kāi)了一種噴霧霧滴密度和大小的測(cè)試卡，包括基片和涂布在基片上的涂層，所述基片為纖維制成的紙片或紙卡，所述涂層為吸附載體、水敏感材料和黏結(jié)劑的混合物，所述吸附載體為硅藻土、陶土等中的一種或多種;所述水敏感材料為甲基紫、苦味酸、甲基綠、孔雀綠、甲酚紅中的一種或多種;所述黏結(jié)劑為聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或多種。水敏紙法是目前最常用的方法，且水敏紙可從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)獲得，使用方便。但是由于其原理是遇水即顯色，所以在潮濕環(huán)境，如清晨露水較多情況下或南方某些地區(qū)濕度較大的情況下，容易對(duì)結(jié)果造成干擾。鄭琦琦等[2]公開(kāi)了一種在干燥與潮濕環(huán)境下均能很好使用的噴霧霧滴密度和大小的檢測(cè)體系，所述檢測(cè)體系包含檢測(cè)卡和顯色物質(zhì)兩部分，檢測(cè)卡包含基片和涂布在基片上的涂層，所述基片為纖維制成的紙片或卡紙，所述涂層中包括黏結(jié)劑、吸附載體和顯色試劑;顯色物質(zhì)與顯色試劑對(duì)應(yīng)，所述顯色試劑為特定離子顯色試劑;顯色物質(zhì)為含所述特定離子的物質(zhì)，特定離子的選擇范圍包括亞硝酸根離子（NO2-）、亞鐵離子（Fe2+），顯色試劑的選擇范圍包括鹽酸羥胺、乙酸銨、冰乙酸、鄰菲啰啉、磺胺、酒石酸等，克服了清晨露水重、陰天濕度大等情況下非靶標(biāo)液滴的干擾。

霧滴密度的計(jì)數(shù)方式由過(guò)去的直接人工目測(cè)計(jì)數(shù)逐步發(fā)展為現(xiàn)在的顯微鏡拍攝、霧滴圖像處理專(zhuān)用軟件分析，不僅提高了工作效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且結(jié)果更加客觀準(zhǔn)確。

3 不同施藥器械霧滴密度的影響因素

3.1 背負(fù)式手動(dòng)噴霧器

背負(fù)式手動(dòng)噴霧器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，適用性廣，是我國(guó)部分地區(qū)噴霧施藥的常用機(jī)具。該類(lèi)噴霧器的霧滴密度主要與噴頭選擇、噴霧壓力等有關(guān)。土壤處理噴灑除草劑時(shí)，宜采用扇形噴霧頭。噴灑觸殺性殺蟲(chóng)劑防治棲息在作物葉背的害蟲(chóng)時(shí)，應(yīng)把噴頭朝上，采用葉背定向噴霧法。噴灑保護(hù)性殺菌劑時(shí)，應(yīng)在植物未被病原菌侵染或初期施藥，要求霧滴在植物靶標(biāo)分布均勻，并達(dá)到一定的霧滴覆蓋密度。董玉軒等[3]采用配有實(shí)心圓錐霧和扇形霧TP6501E兩種噴頭的噴霧塔模擬田間施藥，證明了相同施液量條件下的水稻上層獲得的霧滴密度均顯著高于底層，上層和底層霧滴密度均隨施液量的增加而增加。說(shuō)明霧滴密度同樣受到作物冠層結(jié)構(gòu)、施液量的影響。

3.2 彌霧機(jī)

彌霧機(jī)利用高速氣流，把藥液霧化成更細(xì)小的霧滴并輸送到遠(yuǎn)距離。彌霧機(jī)具有極強(qiáng)的穿透力，可以完全籠罩植物的冠層，藥液不僅能均勻沉降到植物葉片表面，而且提高了背面的沉積率，促使藥液得到充分利用，增強(qiáng)了殺蟲(chóng)殺菌效果。通常彌霧機(jī)的霧滴密度與施藥壓力、風(fēng)速等相關(guān)。采用彌霧機(jī)和手動(dòng)噴霧器噴施相同農(nóng)藥比較，彌霧機(jī)噴霧后霧滴在水稻冠層葉片正面的霧滴密度高于葉片反面，而且彌霧機(jī)噴施的藥劑沉積在不同葉角反面的霧滴覆蓋率、霧滴密度都比手動(dòng)噴霧器有明顯提高?？梢?jiàn)，彌霧機(jī)噴霧能夠顯著提高水稻葉片背面的霧滴密度。

3.3 自走式噴桿噴霧機(jī)

自走式噴桿噴霧機(jī)是一種將噴頭裝在橫向噴桿或豎立噴桿上、自身可以提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力和行走動(dòng)力、能自身工作的一種植保機(jī)械。該類(lèi)噴霧機(jī)的作業(yè)效率高，噴灑質(zhì)量好，噴液量分布均勻，適合大面積噴灑各種肥料、農(nóng)藥等的液態(tài)制劑。徐德進(jìn)等[4]研究發(fā)現(xiàn)，在合適的噴霧參數(shù)下，自走式噴桿噴霧機(jī)在水稻分蘗期、孕穗期、揚(yáng)花期噴霧，農(nóng)藥利用率最高可分別達(dá)到40.57%、54.97%和55.50%，優(yōu)于傳統(tǒng)的施藥機(jī)械。在水稻分蘗期，采用自走式噴桿噴霧機(jī)進(jìn)行噴霧處理，在水稻莖基部的霧滴密度均超過(guò)90個(gè)/cm2;但在孕穗期和揚(yáng)花期，僅當(dāng)噴霧壓力為1.2 MPa時(shí)水稻基部的霧滴密度才能超過(guò)80個(gè)/cm2。可見(jiàn)，自走式噴桿噴霧機(jī)的噴霧密度與作物生長(zhǎng)時(shí)期、噴霧壓力等密切相關(guān)。

3.4 植保無(wú)人機(jī)

植保無(wú)人機(jī)是通過(guò)地面遙控或?qū)Ш斤w控促使無(wú)人駕駛飛機(jī)對(duì)農(nóng)藥、種子等進(jìn)行噴灑作業(yè)，具有靈活、便捷、作業(yè)效率高的特點(diǎn)，但是存在藥液易飄逸的缺點(diǎn)，霧滴密度受到無(wú)人機(jī)飛行速度、高度和旋翼風(fēng)場(chǎng)等因素影響。張龍等[5]研究了小型多旋翼無(wú)人機(jī)在玉米植株上霧滴沉積分布，結(jié)果表明，當(dāng)飛行速度由5.0 m·s-1提升至7.0 m·s-1時(shí)，病葉防效和病指防效分別降低22.3%和16.2%，分析原因在于飛行速度的提升導(dǎo)致有效噴幅內(nèi)霧滴密度和霧滴沉積量明顯下降，玉米作物上農(nóng)藥有效成分含量不足，從而影響防效。何玲等[6]報(bào)道了噴霧助劑及施液量對(duì)植保無(wú)人機(jī)噴霧霧滴在水稻冠層的沉積分布，結(jié)果顯示，增加施液量可顯著提高霧滴沉積密度，添加噴霧助劑可以顯著提高霧滴沉積量以及有效沉積率，當(dāng)每公頃施藥量為13.5 L且添加1.0%噴霧助劑時(shí)，霧滴在水稻冠層的有效沉積率最大，為48.9%?？梢?jiàn)，通過(guò)添加專(zhuān)用助劑可以增加藥液沉積密度，改善霧滴沉積，實(shí)現(xiàn)殺蟲(chóng)劑的減量使用。

4 結(jié)語(yǔ)

霧滴密度受到噴霧器械、施藥量、噴霧壓力、霧滴粒徑、作物生長(zhǎng)時(shí)期、噴霧助劑等多重因素影響。在農(nóng)作物病蟲(chóng)害防治過(guò)程中，為了提高農(nóng)藥活性成分利用率，降低對(duì)環(huán)境的影響，不可片面追求密度過(guò)高或過(guò)低，應(yīng)當(dāng)根據(jù)作物種類(lèi)、施藥時(shí)期、藥械種類(lèi)等綜合考量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 袁會(huì)珠，楊代斌，王金鳳.一種噴霧霧滴密度和大小的測(cè)試卡及其制備方法：200910236211.4[P].2010-04-14.

[2] 鄭琦琦，俞永華，吳堅(jiān).一種在干燥與潮濕環(huán)境下均能很好使用的噴霧霧滴密度和大小的檢測(cè)體系、制備方法和檢測(cè)方法：201410822206.2[P].2015-04-22.

[3] 董玉軒，顧中言，徐德進(jìn)，等.霧滴密度與噴霧方式對(duì)毒死蜱防治褐飛虱效果的影響[J].植物保護(hù)學(xué)報(bào)，2012，39（1）：75-80.

[4] 徐德進(jìn)，徐廣春，徐鹿，等.噴霧參數(shù)對(duì)自走式噴桿噴霧機(jī)稻田噴霧農(nóng)藥利用率及霧滴沉積分布的影響[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào)，2020，22（2）：324-332.

[5] 張龍，馬金龍，陳樹(shù)茂，等.小型多旋翼無(wú)人機(jī)在玉米植株上霧滴沉積分布及對(duì)玉米銹病防治效果的影響初探[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2018，38（09）：84-87.

[6] 何玲，王國(guó)賓，胡韜，等.噴霧助劑及施液量對(duì)植保無(wú)人機(jī)噴霧霧滴在水稻冠層沉積分布的影響[J].植物保護(hù)學(xué)報(bào)，2017，44（6）：1046-1052.

（責(zé)任編輯：劉昀）