植物油助剂Aero-mate 320对植保无人机稻田低容量喷雾沉积利用率的提升效果及其机理分析

为明确添加植物油助剂Aero-mate 320对植保无人机施药体系的影响,评价其作为航空喷雾助剂的可行性,通过在15%甲维·茚虫威悬浮剂和325 g/L苯甲·嘧菌酯悬浮剂药液中添加0.3%、0.6%和1.0%的Aero-mate 320,测定并评估其对药液体系理化性质、抗蒸发性以及雾滴在水稻田沉积分布和沉积利用率的影响。结果表明,助剂Aero-mate 320的适量添加可以改善药液的理化性质,提高喷雾的均匀性,减少蒸发,增加雾滴在水稻冠层的覆盖及沉积,并能显著增加农药沉积利用率。其中,添加0.6% Aero-mate 320后药液的表面张力以及在水稻叶片上的接触角显著减小,分别降低13.3%和30.3%,黏附张力由-9.7 mN/m增加至9.1 mN/m,黏附功增加51.3%,药液更易润湿叶片;雾滴粒径显著增大,雾滴谱相对跨度显著变窄,雾滴分布更加均匀,小雾滴数量显著降低,减少了雾滴的飘移;对喷雾雾滴蒸发的抑制率为25.0%;同时药液在水稻冠层中的沉积密度和覆盖率增大,沉积量显著增加,农药沉积利用率增至66.8%。     

喷雾参数对自走式喷杆喷雾机稻田喷雾农药利用率及雾滴沉积分布的影响

比较在不同喷雾压力和施药液量条件下,采用自走式喷杆喷雾机在水稻分蘖期、孕穗期、扬花期进行喷雾处理的农药利用率、沉积分布均匀性及水稻茎基部雾滴密度的差异,为建立自走式喷杆喷雾机在稻田的高效施药技术提供理论依据。以生物染料丽春红-G作为农药示踪剂,估测不同喷雾参数的农药利用率,并用变异系数、绝对份额比例值比较农药分布的均匀性。同时通过水敏纸收集水稻基部雾滴密度,分析不同喷雾参数下农药雾滴穿透水稻冠层的能力。结果表明:在水稻分蘖期,采用自走式喷杆喷雾机在喷雾压力为1.2 MPa、施药液量为375 L/hm^2条件下喷雾,每个采样点的丽春红-G的平均沉积量仅为0.11 mg,与喷雾压力为0.4 MPa、施药液量为300 L/hm^2条件下喷雾的沉积量相比减少了56.00%。在水稻孕穗期,当喷雾压力为1.2 MPa、施药液量为375 L/hm^2时进行喷雾处理,每个采样点的丽春红-G的平均沉积量达0.26 mg,显著高于其他4个处理。在水稻扬花期,不同喷雾参数间的沉积量差距减小。在合适的喷雾压力和施药液量时,自走式喷杆喷雾机在水稻分蘖期、孕穗期和扬花期进行喷雾处理,农药利用率分别达到40.57%、54.97%和55.50%。综合变异系数和绝对份额比例两个指标,采用自走式喷杆喷雾机在喷雾压力为0.8 MPa、施药液量为300 L/hm^2条件下喷雾,农药分布更均匀。喷雾压力对水稻基部雾滴密度有显著影响,在水稻生长中后期,当喷雾压力低于0.8 MPa、施药液量为225~375 L/hm^2时,水稻茎秆基部雾滴密度均小于30个/cm^2。研究结果表明,喷雾压力和施药液量对自走式喷杆喷雾机稻田喷雾的农药利用率、分布均匀性及水稻茎秆基部雾滴密度有显著影响。在水稻生长前期,不宜采用高压力大水量喷雾作业;在水稻生长中后期,为增加对水稻基部病虫害的防治效果,需提高喷雾压力。     

植保施药机械喷雾雾滴飘移研究进展

中国农药产品80％以上通过喷雾方式施用,药液从喷头到靶标作物过程中产生的随风飘移和蒸发飘移是农药造成人畜健康风险、生态环境破坏的重要因素之一.随着航空施药技术的发展,解决或减少喷雾雾滴飘移的问题成为施药技术研究的重点和热点.基于此,本文分别从喷雾雾滴(尺寸分布、黏度、表面张力、蒸气压、挥发性、密度等)、喷雾模式(喷头类...     

采用果园喷雾施药机械施药时农药有效沉积率的计算方法

针对传统农药沉积率测算方法无法精确反映果园中农药实际利用率的问题,提出一种结合果树冠层特征与叶面沉积量直接测算农药药液在果树靶标上有效沉积率的方法,以期建立一种适用于不同栽种模式的果园通用农药沉积率计算方法。首先采用传统方法计算采用风送式自走喷雾机喷雾后农药在乔化稀植型果园的地面流失率,将其结果与采用果树冠层特征与叶面沉积量相结合的方法计算的有效沉积率进行比较,再通过计算采用风送式自走喷雾机喷雾后农药在矮砧密植型果园的有效沉积率以及采用担架柱塞泵式喷雾机和植保无人飞机喷雾后农药的有效沉积率,验证本研究所提出的将果树冠层特征与叶面沉积量相结合计算农药有效沉积率方法的准确性及适用性。结果表明:基于叶面沉积量结合果树冠层特征方法计算得到的农药有效沉积率与采用传统方法计算得到的农药地面流失率结果基本一致,均能体现施药机械的农药利用率,但比较而言,本研究所提出的方法在果园植保机械喷雾施药有效利用率的影响因素方面考虑更全面,兼顾了叶面沉积量和果树冠层结构的影响,且对于不同栽种模式下的果园更具适应性。将果树冠层特征与叶面沉积量相结合进行果园农药有效沉积率的计算,可以更加真实地反映出果园农药的实际利用情况,同时通过将果树冠层结构量化为叶面积指数、冠层阴影面积等指标,可以为不同栽种模式下的果园选择适宜的植保机械,结合地面流失率的测量,计算出果园农药的飘移量,从而通过调整喷雾角度、雾滴大小、喷雾流量等参数,实现对植保机械的优化,达到精准施药的目的。     

农药的科学使用问题与农药应用工艺学

农药应用工艺学是研究提高农药利用率和施药效率,减轻或消除农药对环境的污染和对人、畜及有益生物危害风险的一门综合性学科。近20年来,中国在农药的吸收传导、控制释放、剂型研发、省力化施药、雾滴运动、高效装备及智能精准施药等方面取得了长足的进步：建立了药剂吸收量与种子包衣剂量之间的关系模型;阐明了农药控制释放的动力学规律,揭示了缓释农药提高作物安全性的生物学机制;研发了超低容量制剂、烟雾剂、粉尘剂、展膜油剂、缓释颗粒剂等省力化农药剂型和与之匹配的省力化施药技术;探明了农药雾滴在作物冠层的沉积流失规律,建立了农药利用率模型;建立了农药施用定量分析计算理论,提出了农药雾滴“杀伤半径”概念,推动了农药低容量喷雾技术发展;建立了植保无人飞机低容量喷雾技术体系,开启了人工智能 (AI) 施药技术的研究和应用,初步建立人工智能精准喷雾技术。中国农药应用已逐步实现从简单、粗放向科学、安全、智能精准的转变,为农药减施增效提供理论依据和技术支撑。     

静电喷雾器防治马铃薯晚疫病田间试验

经试验对比,用静电喷雾器施药防治马铃薯晚疫病效果良好,施常规剂量与施2倍、4倍常规农药剂量防治效果之间无显著差异,与手动喷雾器、电动喷雾器施药防治马铃薯晚疫病的效果基本相同。该方法省时、省水明显,分别比手动喷雾器和电动喷雾器节省用时58.33%、45.31%,省水90%,具有低容量喷雾、雾滴细小、喷洒均匀、雾滴吸附作物能力强、叶正面喷药叶背也能吸附药液、减少劳力成本等优势,是替代当前常规手动喷雾器、电动喷雾器的一种优良施药器械。     

山地管道恒压喷雾中喷雾压力和孔径对雾滴粒径的影响

为提高农药利用率,研究山地果园管道恒压喷雾系统中喷雾压力和孔径对雾滴粒径参数的影响,利用激光粒度仪,测量3种孔径空心圆锥雾喷头在8种压力下的6种雾滴粒径参数数据,分析各粒径级雾滴的分布情况,给出雾滴粒径大小及其随压力和孔径的变化趋势,进行了雾滴参数的多元线性回归,建立基于压力的雾滴参数模型。结果表明:粒径大于100μm的雾滴(小于0.3%)和粒径为0~20μm的雾滴(小于0.5%)可忽略不计,雾滴粒径主要分布于20~40μm(79.5%~92.8%);雾滴均较细小,全部为气溶胶;孔径越小,压力越大,雾滴越细小;6种雾滴粒径参数与孔径和压力均有良好的二元线性关系(R2分别为0.928、0.956、0.949、0.949、0.889和0.815);6种雾滴粒径参数均随压力呈二次多项式变化规律,决定系数R2均达到了0.894以上。研究结果对山地果园管道恒压喷雾中喷头的选型、喷雾压力的调整及喷雾效果的优化有重要参考意义。     

喷洒部件及喷雾助剂对担架式喷雾机在桃园喷雾中的雾滴沉积分布的影响

采用诱惑红为指示剂研究测定了喷洒部件以及喷雾助剂Silwet408对电动担架式喷雾机在桃园喷雾中的雾滴沉积分布的影响,试验结果表明：采用喷枪大容量喷雾,当施药液量为250 L/667 m2时,有35.2%的药液流失到地面,喷雾雾滴在桃树冠层内膛和外膛的上/下层沉积比分别为0.59和0.62;当在喷雾液添加0.1%的Silwet408并把施药液量降低到125 L/667 m2时,药液在地面的流失率减少到21.2%,喷雾雾滴在桃树冠层内膛和外膛的上/下层沉积比分别为1.28和1.19,沉积分布均匀性明显提高。采用装配小喷片的组合喷头喷雾,当施药液量为250 L/667 m2时,有28.4%的药液流失到地面,当在喷雾液添加0.1% 的Silwet408并把施药液量降低到185 L/667m2时,喷雾压力分别为0.25 Mpa和0.35 Mpa时,药液在地面的流失率分别减少到18.5%和8.6%。研究测定结果表明,通过更换喷洒部件、增加喷雾压力、减少施药液量、添加喷雾助剂等措施可以显著减少果园喷雾中的药液流失率、提高喷雾雾滴在桃树冠层的沉积分布均匀性。     

超声雾化在超低量喷雾中的应用前景

为了提高农药利用率,确保农产品安全,减少农药使用过程中带来的环境污染等问题,在阐述超低量喷雾和生物最佳粒径理论基础上,明确了喷施农药对施药器械雾化药液效果的要求,并对液体的各种雾化方式进行了对比分析.高频超声雾化具有雾滴尺寸小、分布均匀、雾化效果容易控制、器械结构简单,且制造成本低等特点.在超低量喷雾中具有一定的应用前景.     

喷雾助剂及施液量对植保无人机喷雾雾滴在水稻冠层沉积分布的影响

为提高农药沉积率,利用黏度计、表面张力仪、药液润湿性测试卡、激光粒度仪测定不同喷雾助剂添加量对蒸馏水溶液性质的影响,并分析喷雾助剂及施液量对水稻冠层不同位置雾滴沉积密度、沉积量以及有效沉积率的影响。结果表明,添加喷雾助剂对蒸馏水溶液的性质有显著影响,与蒸馏水相比,当添加喷雾助剂为0.5%和1.0%时,雾滴体积中径变为108.9、98.7μm,表面张力降低64.7%、64.9%,黏度增加为2.3、2.3 m Pa·s,铺展系数为蒸馏水的74.5、58.5倍,能有效促进雾滴铺展并避免药液流失;植保无人机喷施试验结果显示,增加施液量可显著提高雾滴沉积密度,添加喷雾助剂可以显著提高雾滴沉积量以及有效沉积率,当施药量为13.5 L/hm~2且添加1.0%喷雾助剂时,雾滴在水稻冠层的有效沉积率最大,为48.9%。     

Droplet evaporation and spread on waxy and hairy leaves associated with type and concentration of adjuvants

BACKGROUND: Adjuvants can improve pesticide application efficiency and effectiveness. However, quantifications of the adjuvant‐amended pesticide droplet actions on foliage, which could affect application efficiencies, are largely unknown. RESULTS: Droplet evaporation rates and spread on waxy or hairy leaves varied greatly with the adjuvant types tested. On waxy leaves, the wetted areas of droplets containing crop oil concentrate (COC) were significantly smaller than those containing modified seed oil (MSO), non‐ionic surfactant (NIS) or oil surfactant blend (OSB), whereas the evaporation rates of COC‐amended droplets were significantly higher. On hairy leaves, COC‐amended droplets remained on top of the hairs without wetting the epidermis. When the relative concentration was 1.50, the wetted area of droplets with NIS was 9.2 times lower than that with MSO and 6.1 times lower than that with OSB. The wetted area increased as the adjuvant concentration increased. MSO‐ or OSB‐amended droplets spread extensively on the hairy leaf surface until they were completely dried. CONCLUSION: These results demonstrated that the proper concentration of MSO, NIS or OSB in spray mixtures improved the homogeneity of spray coverage on both waxy and hairy leaf surfaces and could reduce pesticide use. Published 2011 by John Wiley & Sons, Ltd.     

Comparison of adherence tendencies of pesticide residues sprayed on small-, medium-, and large-sized tomatoes

Crop field trials were conducted to investigate the residues of sprayed pesticides on the different sizes of tomatoes. Pesticide residue data in tomatoes varied due to different locations of the three crop fields selected and/or physicochemical properties of the three pesticides tested. The pesticide residue levels in the medium- and small-sized tomatoes were 1.5 and 2.4 times higher than the level in large-sized tomatoes under similar spray conditions, whereas amount of pesticides adhered per unit surface area were approximately equal among all three sizes of tomatoes. The results of this study suggested that the differences in pesticide residue levels were due to differences in the degree of specific surface area of each tomato size. Resultant residue data of medium-sized tomatoes demonstrated a proportional relationship between pesticide residue levels and the specific surface area of tomatoes.     

舞动的液滴: 界面现象与过程调控

在使用农药防治农业有害生物的过程中,只有药液有效沉积于靶标表面才更有利于发挥效果。然而,农药雾化后形成的雾滴在靶标植物叶面的沉积是一个复杂的动态过程,同时受植物叶片表面微观结构与组分特性等因素的影响。具有亲水性绒毛或无定型蜡质的植物叶片通常润湿性较好,雾滴不易弹跳、滚落;而大多数植物叶片表面因覆盖表皮蜡质层,具有表皮细胞突起或特有的微纳结构,叶片难以润湿,导致农药雾滴在撞击靶标植物叶面后会产生不同程度的弹跳与碎裂行为。统计表明,平均约有20%~30%的农药雾滴由于反弹而流失,进入生态环境中,是影响农药有效利用率的关键因素。文章主要综述了雾滴在光滑固体表面、人工修饰后的粗糙界面以及农药雾滴在靶标植物叶面的弹跳行为,分析阐述了影响雾滴在固体表面弹跳行为的关键因素,同时,对已有关于如何调控雾滴在固体表面弹跳行为的研究进展进行了归纳,以期为提高农药雾滴的对靶沉积率及农药有效利用率提供新的思路和方向。     

基于文献计量学的农药喷雾助剂研究动态

选择中国知网(CNKI)数据库和Web of Science TM(WOSTM)核心合集数据库,采用文献计量学的方法,对农药喷雾助剂相关文献的作者及其国别、研究机构、来源期刊、发文量及引用频次等进行了研究。在CNKI学术期刊网络出版总库中检索出相关科技文献369篇,其中272篇文献来源于100种期刊,且85篇文献源自核心期刊;在WOSTM核心合集数据库共检索出来自美国、巴西、德国等42个国家1369位作者在117种刊物上发表的304篇相关文献和62篇会议论文。检索到的文献内容涵盖喷雾药械的选择、喷雾助剂作用(如减少雾滴飘移、提高润湿性、附着性、分布均匀性等),以此来减少农药的使用量、提高农药使用效率。通过文献计量学分析,揭示了国内外对农药喷雾助剂的研究现状、研究热点及发展趋势。     

喷雾助剂对氟啶虫胺腈在富士苹果叶片表面润湿和持留的影响

为明确喷雾助剂在苹果园化学防治中的作用，采用表面张力、接触角和最大稳定持留量等分析了GY-T12、NF-100和迈润等3种喷雾助剂在达到临界胶束浓度 (CMC) 时对22%氟啶虫胺腈悬浮剂药液的表面张力及其在苹果叶片表面润湿性能和持留量的影响。结果显示:当添加的3种喷雾助剂达到其CMC时，氟啶虫胺腈药液表面张力降低至27.64~35.64 mN/m；根据水滴在苹果叶片表面的接触角小于或大于90°判定苹果叶片近轴面为亲水性表面、远轴面为疏水性表面，添加助剂使药液在近轴面和远轴面30 s的静态接触角分别降低23.2°~41.3°和68.0°~93.5°，同时使亲水性近轴面黏附功降低5.36~12.56 mJ/m2，而黏附张力增大9.27~11.26 mN/m，在疏水性远轴面黏附功与黏附张力分别增大27.45~36.66 mJ/m2和47.55~53.28 mN/m，对改善远轴面的黏附润湿性更显著；药液表面张力和最大稳定持留量存在抛物线状函数关系，当表面张力为40.89 mN/m时，持留量达最大值12.53 mg/cm2；3种助剂中，NF-100和GY- T12可显著增加药液持留量，且GY-T12对靶标害虫苹果黄蚜有显著增效作用。本研究结果表明，在苹果园应用时应依据预期目标选择适当的喷雾助剂，并通过调节药液表面张力使其处于适宜范围以增加药液持留量、提高对靶标害虫的毒力。     

农药药液物理性质对雾滴空间运行规律的影响模拟研究

研究农药雾滴的空间运行规律及其影响因素,对减少飘移、保护环境及助剂开发都有重要意义。选取2%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(简称甲维盐)乳油,采用Euler-Lagrange离散相模型对雾滴空间运行过程进行数值模拟,分析了农药雾滴的空间运行轨迹。结果表明:黏度和表面张力对雾滴空间运行规律的影响主要作用于喷头出口处的雾化过程,雾化过程的结果决定了后续雾滴空间运行的轨迹和飘移率。药液黏度和表面张力越大,出口处大粒径雾滴所占的比例越高,雾滴的平均粒径和空间运行速率相应增大,在空间运行过程中停留时间缩短,飘移率降低。确定了标准条件下黏度和表面张力调控的适宜范围:黏度在0.001~0.01 Pa·s之间,飘移率为18.77%~12.67%;表面张力在0.042~0.060 N/m之间,飘移率为38.93%~24.40%。针对实际场景,提出了调控药液物理性质的具体方案:通过将2%甲维盐乳油的黏度和表面张力分别增大至0.01 Pa·s和0.060 N/m,可以分别将4 m/s和5 m/s风速条件下的飘移率降低18%和43%,从而有效降低了农药雾滴的飘移损失。     

Jointness in farmers' decision to apply pesticides in multiple crops and its determinants at the farm level in Bangladesh

Decision about pesticide application for pest control is an issue of major concern, but research on factors affecting decision-making is limited. This study investigates jointness in farmers' decision to apply pesticides in multiple crops and socio-economic determinants of pesticide use across crops using a survey of 2083 farms from 17 districts in Bangladesh applying a multivariate Tobit model. Overall, 75.4% and 12.7% of the farmers applied pesticides in one and two crops, respectively. The decision to apply pesticides in multiple crops was found to be negatively correlated, providing evidence of jointness. Also, individual socio-economic factors exerted variable influences on pesticide use in different crops. Output price significantly increases pesticide use whereas the influence of fertilizer price and labour wage is varied. Educated farmers use significantly more pesticides in rice and oilseed. Marginal and small farmers use significantly less pesticides in wheat/maize and pulse. Policy implications include price policies to reduce fertilizer prices and engaging agricultural extension agencies and non-governmental organizations to disseminate information on specific crop combinations which will synergistically reduce pesticide use.