Silwet~系列农用有机硅在水稻害虫防治中的应用

水稻是我国农药用量最大的作物。由于水稻叶片表面有很厚的蜡质层,清水在水稻叶片表面的接触角高达134°．属于极难润湿植物叶片,市场上购买的农药制剂,对水稀释后．雾滴在水稻叶片上的接触角也较大．不能形成很好的沉积分布．雾滴容易滚落。因此,在水稻上进行农药喷雾．更需要添加喷雾助剂,以提高药液在水稻叶片上的润湿铺展能力。     

Silwet(R)系列农用有机硅在水稻害虫防治中的应用

水稻是我国农药用量最大的作物.由于水稻叶片表面有很厚的蜡质层,清水在水稻叶片表面的接触角高达134°,属于极难润湿植物叶片,市场上购买的农药制剂,对水稀释后,雾滴在水稻叶片上的接触角也较大,不能形成很好的沉积分布,雾滴容易滚落.     

喷雾器及施液量对水稻冠层农药雾滴沉积特性的影响

【目的】分析弥雾机和手动喷雾器在不同施液量条件下喷雾,农药雾滴在水稻冠层沉积分布特征,阐明农药剂量的沉积结构及空间分布对药剂防治效果的影响。【方法】以农药雾滴采集装置和水敏纸收集农药雾滴,通过DepositScan软件分析雾滴覆盖率和雾滴密度,并利用示踪剂估测农药沉积量。【结果】弥雾机和手动喷雾器不同施液量条件下喷雾,叶角45°和0°水稻叶片正面的雾滴覆盖率显著高于叶片反面。弥雾机在225、450、600 L•hm-2施液量条件下喷雾,叶角0°水稻叶片反面的雾滴密度均大于200个/cm2,施液量间差异显著。手动喷雾器在600、900、1 200 L•hm-2施液量条件下喷雾,叶角0°和45°水稻叶片反面的雾滴密度均小于15个/cm2,施液量间无显著差异。相同剂量,弥雾机在450 L•hm-2施液量条件下喷雾,水稻冠层各位点上的农药沉积量最高;而手动喷雾器不同施液量条件下喷雾,水稻冠层各位点上的农药沉积量无显著差异。手动喷雾器喷雾叶片反面的农药沉积量均低于弥雾机喷雾。用15 g a.i.•hm-2氯虫苯甲酰胺防治纵卷叶螟,弥雾机在施液量450 L•hm-2条件下喷雾的防治效果最高,手动喷雾器在施液量1 200 L•hm-2条件下喷雾的防治效果最差。【结论】弥雾机和手动喷雾器稻田喷雾,农药雾滴在水稻叶片正面的覆盖率均高于叶片反面。弥雾机喷雾时增加施液量,能提高水稻叶片反面的雾滴密度和覆盖率;手动喷雾器喷雾时增加施液量,无显著效应。与手动喷雾器相比,弥雾机喷雾显著增加了叶片反面的雾滴密度、雾滴覆盖率及农药沉积量,能显著提高药剂的防治效果。     

水稻叶片上露水对农药沉积量的影响

水稻叶片表面独特的微纳米结构是造成农药雾滴在叶片上难以持留的主要原因,叶片上凝结的露水会改变叶片表面的微结构,从而对农药雾滴的沉积状态产生影响。针对这一问题分别进行了田间试验和实验室模拟试验,通过高速摄影以及农药沉积量试验研究没有露水、露水量较少和露水量多3种情况下,使用标准扇形喷头与防飘射流喷头进行喷雾时的农药雾滴沉积。试验结果显示,叶片上露水的存在能够增加农药雾滴的沉积并且影响显著,且不同喷头间存在显著性差异。高速摄影试验结果显示,露水的存在减少了雾滴的弹跳情况,农药雾滴在沉积过程中雾滴与叶片的直接作用变为农药雾滴与露水的作用,从而增加了沉积。     

液滴荷电特性对水稻叶片表面接触角的影响

针对水稻叶片表面润湿性较差,喷洒作业时的药剂液滴容易从叶片表面滚落,药液利用率低的问题,研究液滴荷电特性对水稻叶片(倒二叶)表面接触角的影响。通过试验,研究荷电电压大小、电荷极性、电极环材料、电极环内径、NaCl含量等参数对水稻叶片表面接触角的影响。结果表明,随着荷电电压的增大,液滴在水稻叶片表面接触角整体呈先减小后增大的趋势,接触角在荷电电压为±4 kV时达到最小值;荷电正负极对水稻叶片表面接触角有明显影响,总体来说,液滴带负电荷时与水稻叶片表面的接触角较小;同种材料电极环条件下,随着电极环内径增大,液滴在水稻叶片表面接触角呈逐渐减小趋势;随着NaCl含量增大,液滴在水稻叶片表面接触角呈先减小后增大的趋势,不同品种水稻存在最佳的NaCl含量使接触角达到最小值。表明,通过调整液滴的荷电参数来减小液滴在水稻叶片表面接触角是可行的,对农药的高效利用具有重要参考意义。     

稻叶表面特性及雾滴在倾角稻叶上的沉积行为

【目的】研究水稻叶片的表面特性和有机硅助剂Silwet-408溶液的单个雾滴在30°、45°和60° 3个倾角水稻叶片正、反面的行为,以期为农药雾滴对靶叶面滞留控制机制提供依据。【方法】利用扫描电镜观察水稻叶片的表面特性,并通过Zisman图法测定稻叶的临界表面张力。同时测定0、3.91、7.81、15.63、31.25、62.50、125.00和250.00 mg·L^-1 8个浓度的Silwet-408溶液的表面张力后,利用表面张力法测定出Silwet-408的临界胶束浓度,并借助于接触角测量仪测定8个溶液的单个雾滴在3个倾角水稻叶片上的接触角。【结果】电镜观察发现水稻叶片正、反面存在3种类型的绒毛,同时表面布满了乳头状的突起,其密度分别为（12.4±0.7）×10³和（7.6±0.8）×10³个/mm²且差异显著;气孔长度和气孔密度间均无显著差异。Silwet-408的临界胶束浓度为78.5 mg·L^-1,与之相对应的溶液的表面张力为20.77 mN·m^-1。水稻叶片正、反面的临界表面张力估值分别为29.90和31.22 mN·m^-1。在所测定的溶液中,浓度为0、3.91、7.81 mg·L^-1溶液的表面张力大于稻叶的临界表面张力且Silwet-408浓度小于临界胶束浓度,这3个浓度溶液的雾滴将直接从不同倾角水稻叶片上滚落。浓度为15.63、31.25、62.50 mg·L^-1溶液的表面张力小于稻叶的临界表面张力且Silwet-408浓度小于临界胶束浓度,15.63和31.25 mg·L^-1溶液的雾滴在倾角较低时（30°）能黏附叶片上,较高时（60°）滚落;62.50 mg·L^-1溶液的雾滴能黏附在稻叶上,不同倾角间的接触角变化率和润湿滞后存在差异;125.00和250.00 mg·L^-1溶液的表面张力小于稻叶的临界表面张力且Silwet-408浓度大于临界胶束浓度,这2个溶液的雾滴均能黏附在不同倾角的水稻叶片上,40 s后的接触角变化率和润湿滞后无显著差异。不同倾角稻叶上雾滴的前进角（θ_a）和后退角（θ_r）的分析结果表明θ_a总是大于θ_r,在40 s的测定时间内,随时间延迟θ_a和θ_r总是逐渐减少。【结论】稻叶的强疏水性主要归因于其表面布满了包被着蜡质的乳头状突起,同时这还可能与其叶表面的毛长和气孔密度密切相关。水稻叶面为低能叶面。只有Silwet-408溶液的表面张力小于稻叶的临界表面张力且溶液中的Silwet-408浓度达到临界胶束浓度才能使雾滴很好的黏附在不同倾角的稻叶上并润湿展布;过低浓度的溶液的雾滴由于较大的表面张力易从不同倾角的稻叶上滚落。Silwet-408溶液的雾滴在不同倾角叶片上的θ_a大于θ_r形成的润湿滞后说明了稻叶表面的粗糙,而这种粗糙与稻叶表面存在的高密度乳突密切相关。     

不同生育期黄欧宝甜椒叶片润湿性分析

为了研究叶面理化特性对喷洒的农药雾滴在叶面润湿行为的影响,利用接触角法获得3种测试液(水、丙三醇、二碘甲烷)在不同生育期黄欧宝甜椒叶面上的稳定接触角后,按Van Oss-Chaudhury-Good法估测并分析叶片的界面特性。结果表明,3种测试液在与甜椒不同生育期的叶片接触36 s时为最佳稳定接触角测量时间。苗期、开花期和结果期的甜椒叶片正、反面的表观表面自由能分别为41.46 mJ/m~2和40.12 mJ/m~2、39.55 mJ/m~2和37.67 mJ/m~2、34.06 mJ/m~2和33.15 mJ/m~2。随着生育期的延长,甜椒叶片越来越难被润湿,表观表面自由能的非极性作用分量(γ~(LW))百分率逐渐增加,极性作用分量(γ~(AB))百分率逐渐降低。在同一生育期叶片表观表面自由能分量中,非极性作用分量(γ~(LW))百分率均大于极性作用分量(γ~(AB))百分率。该结果可为辣椒叶面喷雾和特定农药剂型设计提供依据。     

田间药液用量影响农药单位剂量防治效果的原因分析

【目的】分析药液用量与水稻植株持液量的关系,探索稻田药液用量影响农药单位剂量防治效果的机制,为科学使用农药提供依据。【方法】在喷雾状态下计量水稻单位面积的持液量变化,明确液体在水稻叶片上的流失点和稳定持液量。依照国家标准GB/T 5549-2010测定液体表面张力,利用表面活性溶液的表面张力随表面活性剂浓度变化的规律,测定表面活性剂溶液的临界胶束浓度;用Zisman的方法测定水稻叶片的临界表面张力,分析影响水稻叶片持液量的关键因子。在喷雾塔内模拟用氯虫苯甲酰胺防治稻纵卷叶螟、用吡蚜酮和毒死蜱防治褐飞虱的试验,分析药液用量与雾滴密度的关系及农药单位剂量对防治效果的影响。【结果】随着喷液量的增加,水稻叶片的持液量经历增加、达到最大值后开始流失、随之下降到稳定值并不再随喷液量而变化,与最大值比,稳定值减少持液量约50%。供试水稻的临界表面张力为29.90-31.22 mN·m^-1,为低能表面,清水的表面张力为71.8 mN·m^-1,大于水稻的临界表面张力,限制了水稻叶片的持液量;助剂TX-10和Silwet-408可使液体的表面张力小于水稻临界表面张力,增加水稻叶片的持液量,当助剂达到临界胶束浓度时,增加持液量的效果最好;喷液量影响雾滴密度,从而影响农药单位剂量的防治效果。雾滴体积中径为200 μm时,药液量150 L·hm^-2的雾滴少于10滴/cm²,20、25和30 g 3个有效剂量的氯虫苯甲酰胺对稻纵卷叶螟的防治效果不足60%;药液量450 L·hm^-2的雾滴少于40滴/cm²,氯虫苯甲酰胺3个有效剂量对稻纵卷叶螟的防治效果分别为56.92%、62.86%和65.07%;药液量900 L·hm^-2的雾滴为82滴/cm²,氯虫苯甲酰胺3个有效剂量对水稻纵卷叶螟的防治效果最好,达到70%以上。减小雾滴体积中径,增加单位体积液体的雾滴数量,可以适量减少喷液量。雾滴体积中径为75 μm、药液量450 L·hm^-2时,雾滴为140滴/cm²,氯虫苯甲酰胺防治稻纵卷叶螟的效果与雾滴体积中径为200 μm、药液量900 L·hm^-2的防治效果无显著差异。由于水稻冠层的阻挡,叶面喷雾时冠层下的雾滴极少,雾滴体积中径200 μm喷药液量900 L·hm^-2和雾滴体积中径75 μm喷药液量450 L·hm^-2,冠层下的雾滴不足20滴/cm²,农药对褐飞虱防治效果差。冠层下喷雾,直接将农药喷洒到褐飞虱栖息危害的部位,显著提高了吡蚜酮和毒死蜱单位剂量对褐飞虱的防治效果。【结论】药液用量影响农药在水稻植株上的沉积量和水稻单位面积上的雾滴密度,从而影响农药单位剂量对害虫的防治效果。当稻田药液用量在450 L·hm^-2（雾滴体积中径75 μm）或900 L·hm^-2（雾滴体积中径200 μm）,冠层上下喷雾均匀,能确保药液在水稻最大持液量范围内并使植株表面有足够的雾滴密度,可取得良好的防治效果。     

基于图像处理的雾滴沉积分布试验研究

针对我国喷药作业以经验为主,过量使用农药的问题,采用超红算子2R-G-B与OTSU算法结合的图像处理方法,研究叶片表面形态特征、雾滴粒径和叶片倾角3因素对雾滴沉积分布的影响。结果表明:1)该图像处理方法能有效分割雾滴与叶片背景,基于该方法的雾滴覆盖率测定结果与人工分割方法比较,相对误差5%。2)叶片表面形态特征、雾滴粒径和叶片倾角3因素对雾滴覆盖率的影响均显著。3)在相同喷量条件下,雾滴覆盖率随叶片倾角增大而减小,但当倾角增大到30°时,粒径为138.2和157.6μm的雾滴在粗糙和光滑叶片表面上的覆盖率发生突增。4)雾滴覆盖率随粒径增大而减小,但当叶片倾角大于60°时,粒径为157.6和197.1μm的雾滴在相同叶片表面上的覆盖率差异不大。5)在相同叶片倾角条件下,粒径较小的2种雾滴的覆盖率在粗糙叶片表面上最大,在光滑叶片表面上最小。所提出的基于图像处理的雾滴覆盖率测定方法,可为雾滴在叶片表面上的分布研究提供评估手段。     

施液量、雾滴大小、叶片倾角及助剂对农药在稻叶上沉积的影响

固定农药剂量条件下,综合分析施液量、雾滴大小、叶片倾角及助剂对农药在水稻片上沉积的影响,为稻田的农药高效施用提供科学依据。以生物染料丽春红-G为示踪剂,采用自动行走式喷雾塔,配置3种TEEJET喷嘴TP80050、TP8002、TP8005进行细雾滴、中等雾滴及粗雾滴喷雾,分析农药在倾角为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°水稻叶片上的沉积量随施液量变化的规律。研究结果表明:施液量、雾滴大小、叶片倾角和助剂四个因素对农药的沉积都有显著影响,且影响效应叶片倾角施液量雾滴大小助剂。丽春红-G在稻叶上的最大沉积量随叶片倾角值θ的增大,呈减少趋势。对于细雾滴喷嘴TP80050,丽春红-G的沉积量先随施液量的增加而增加,达到最大值后继续增加施液量,沉积量减少。对中等雾滴喷嘴TP8002和粗雾滴喷嘴TP8005,施液量20~40 L时,丽春红-G沉积量即达到最大值,加大施液量则减少沉积量。不添加助剂,低施液量时丽春红-G沉积量TP8002TP8005TP80050;高施液量且叶片倾角θ45°时,TP80050沉积量最高;θ≥45°时,雾滴大小间无显著差异。添加助剂,低施液量时TP8002沉积量高,高施液量时TP80050沉积量高。施液量、雾滴大小、叶片倾角及助剂4个因素均能影响水稻叶片上的丽春红-G沉积,且存在互作效应。建议田间喷雾时,根据叶片形态、药液表面性质及喷嘴特性科学确定施液量及是否添加助剂。