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农药雾滴

发布时间:2018-01-08 10:13 来源: 作者:
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  1.主持人:听众朋友、农民朋友们,大家好!我是节目主持人关常。

  农药是一把双刃剑,使用得当,可以有效防治农作物病虫草害,为农业稳产高产提供保证。使用不当,错用、误用、乱用、滥用农药,则可能造成人员中毒、作物药害、农产品农药残留超标、环境污染等问题。

  农药的使用涉及农药、药械、病虫害发生规律、使用方法、人员安全防护、环境因素等多个方面。为了让听众朋友们全面了解农药使用的安全要求,我们特别制作了《农药的科学使用》系列节目,从农药基础知识、农药选购、药械选购、药液配制、农药田间使用、安全防护等方面讲解农药的安全使用常识,欢迎您的收听!

  今天来给大家介绍一下农药喷雾方法中的农药雾滴知识与技术,做客我们节目的专家是中国农业科学院植物保护研究所袁会珠研究员,袁主任,您好!

  专家:主持人好!听众朋友、农民朋友们,大家好!

  2.主持人:农药使用方法中,我们看到的最普遍的方法是农民背负喷雾器在田间喷雾,从喷头喷出的雾滴落到作物上。下面就请袁主任讲解一下喷雾法的一些科学问题和技术问题。

  专家:好的。农药喷雾法应用非常普遍,虽然大家都在使用喷雾法,但是对喷雾技术的一些原理和技术问题还是有些误解,习惯于大容量、大雾滴喷雾方式,习惯于把作物叶片喷湿直至叶片发生药液滴淌,习惯于喷雾过程中看到药液从作物叶片滴淌到地面,这是非常错误的。

  在农药喷雾技术中,首先需要了解的就是农药雾滴、雾滴粒径等概念。农药的雾化程度就是喷雾过程中所产生的雾滴群的大小分散度,即一定体积的药液经过一定的雾化方式分散后所形成的雾滴数目。同样体积的药液,能分散形成的雾滴数越多,就表明雾滴越细,反之则表明雾滴越粗。雾滴越细,能沉积覆盖的靶标物的表面积也越大,意味着防治效果就会提高,同时农药用量将会减少。但并非任何情况下都必须采取细喷雾法,例如在除草剂的使用过程中,细喷雾法比较容易产生雾滴飘失而对邻近作物产生药害或对环境造成污染。

  主持人:袁主任,刚才您还提到了雾滴粒径,那什么是雾滴粒径呢?

  专家:液体在气体中不连续的存在状态称为液滴,农药使用中,药液经过喷雾器械雾化部件的作用分散形成的液滴称为雾滴。从喷头喷出的农药雾滴并不是均匀一致的,而是有大有小,呈一定的分布,雾滴大小的表示通常称为雾滴直径。在一次喷雾中,有足够代表性的若干个雾滴的平均直径或中值直径称为雾滴直径,通常用微米(mm)做单位。雾滴直径是衡量药液雾化程度和比较各类喷头雾化质量的主要指标。因与喷头类型有关,故也是选用喷头的主要参数。雾滴直径的表示方法有四种:体积中值中径、数量中值中径、质量中值中径、沙脱平均直径,常用体积VMD和数量NMD表示雾滴的直径。

  主持人:下面我们就通过一个片花来了解一下雾滴直径的表示方法。

  【片花】1.体积中值中径(VMD

  在一次喷雾中,将全部雾滴的体积从小到大顺序累加,当累加值等于全部雾滴体积的50%时,所对应的雾滴直径为体积中值直径,简称体积中径。相对数量中径,体积中径能表达绝大部分药液的直径范围及其适用性,因此喷雾中多用体积中径来表达雾滴群的大小,作为选用喷头的依据。

  2.数量中值直径(NMD

  在一次喷雾中,将全部雾滴从小到大顺序累加,当累加的雾滴数目为雾滴总数的50%时,所对应的雾滴直径为数量中值直径,简称数量中径。如果雾滴群中细小雾滴数量较多,将使雾滴中径变小;但数量较多的细小雾滴总量在总施药液量中只占非常小的比例,因此数量中径不能正确地反映大部分药液的直径范围及其适用性。

  专家:可以把农药雾滴看作一个球体,一个500微米的雾滴,假如雾滴直径减小一半,可以变成8250微米的雾滴,即雾滴数量增加到8倍。因此,在农药喷雾时,尽量采用细雾滴喷雾,这样,可以显著增加同等体积药液所形成的雾滴数,例如1400微米的雾滴变为200微米时,雾滴数增加到8倍,变为100微米的细雾时,雾滴数目就增加到64倍,若采用50微米的弥雾时,此时农药雾滴数目增加到512倍。大家可以设想一下,1个雾滴和512个雾滴分别喷洒出去,显然512个雾滴击中害虫的机率大于1个雾滴,这样,采用细雾喷雾,因增加了雾滴数目而能提高防治效果。

  由于雾滴直径与雾滴数目是立方的关系,雾滴越细小,雾滴数目成倍甚至几十倍地增加。喷雾时雾滴越细小,则单位面积上需要的施药液量就越少。例如,如果采用250微米的雾滴喷雾,要达到雾滴覆盖密度为5cm2,则需要的施药液量为409 /公顷;如果采用70微米的雾滴喷雾,要达到雾滴覆盖密度6个雾滴/平方厘米,则需要的施药液量只有10.8/公顷。

  主持人:袁主任,关于农药的雾滴还有哪些概念需要农民朋友们了解的呢?

  专家:还有下面几个概念需要了解:

  一是雾滴分布

  在一次喷雾中,雾滴群的直径范围及其分布状况称为雾滴分布,也称作雾滴谱(droplet spectrum)。可用雾滴累积分布曲线或雾滴分布图表示。雾滴分布的集中或分散状况,称为雾滴分布均匀度,用数量中径与体积中径比值(NMD/VMD)表示。雾滴过小容易飘失,过大则容易滚落、流失,因此,雾滴分布中只有部分直径合适的雾滴能发挥生物效果,称为有效雾滴。雾滴谱窄,说明喷头雾化均匀,有助于生物效果的发挥。

  二是粗雾

  粗雾是指大于400微米的雾滴,根据喷雾器械和雾化部件的性能不同,一般在400 -1000微米之间。假定雾滴分布均匀、粗细相同,则每公顷喷洒1升药液,如果雾滴直径为400微米,每3平方厘米才能沉积分布1个雾滴;而若雾滴直径为1000微米,大约每50 平方厘米才能沉积分布1个雾滴。显然,这种粗雾喷洒方法对于保护性杀菌剂、触杀性杀虫剂要求的均匀沉积分布和一定的雾滴覆盖密度来讲,效果不能得到保证。不过,粗雾喷洒用于除草剂的土壤喷洒,可以克服除草剂的飘失造成的环境问题。

  三是中等雾

  雾滴直径在200-400微米之间的雾滴称为中等雾。目前,中等雾喷雾方法是农业病虫草害防治中采用最多的方法。各种类型的喷雾器械和它们所配置的喷头所产生的雾滴基本上都在这一范围内。

  四是细雾

  雾滴直径在100200微米之间的雾称为细雾。细雾喷洒在植株比较高大、株冠比较茂密的作物上,使用效果比较好。细雾喷洒只适合于杀菌剂、杀虫剂的喷洒,能充分发挥细雾的穿透性能,在使用除草剂时不得采用细雾喷洒方法。

  五是极细雾

  小于100微米的雾滴称为极细雾(也称超细雾),这种极细雾的雾滴在空中悬浮时间长,易于被靶标生物捕获,能够沉积分布到隐蔽的区域。根据我国的规定和习惯,又把极细雾分为弥雾和气雾。人们习惯上把小于50微米的雾滴称为气雾,是因为这样的细雾在空气中的飘浮时间比较长;而把50100微米细雾称为弥雾。气力式雾化所产生的雾滴基本属于这个范围。

  6.主持人:袁主任,那雾滴的大小与粗细各有什么优缺点呢?

  专家:雾滴直径是农药喷雾技术中最为重要和最易控制的参数,是衡量喷头喷雾质量的重要参数,雾化程度的正确选用是用最少药量取得最好药效及减少环境污染等的技术关键。粗大雾滴的特点是:(1)有较大的动能,能很快沉降到靶标正面。(2)不易发生随风飘移及蒸发散失,有利于控制飘失。(3)粗大雾滴撞击到靶标上后的附着力差,易发生弹跳和滚落流失(称田内流失),造成大量农药损失并污染环境。细小雾滴的特点是:(1)细小雾滴对靶标的覆盖密度和覆盖均匀度远优于粗大雾滴。(2)小雾滴有较好的穿透能力,能随气流深入株冠层,沉积在果树或植株深处靶标正面或大雾滴不易沉积的背面。(3)细小雾滴在靶标上的附着力强、不会产生流失现象,农药利用率高。(4)细小雾滴易蒸发和飘失造成环境污染。因此,在选择农药喷雾技术中,应选择合适的方法,在不造成环境污染的前提下,充分发挥细小雾滴的优势,有效防治病虫害。

  7.主持人:袁主任,听您这么一介绍,关于农药雾滴还有很多的学问呢!

  专家: 是的,农药雾滴学问很大,所以我总结了两句话:“农药雾滴学问大,雾滴粒径有最佳”。

  8.主持人:雾滴粒径有最佳,这如何解释呢?

  专家:在农药喷雾技术中有一个“生物最佳粒径”理论,即最易被生物体捕获并能取得最佳防治效果的农药雾滴直径或尺度称为生物最佳直径。不同农药雾化方法可形成不同细度的雾滴,但对于某种特定的生物体或生物体上某一特定部位,只有一定细度的雾滴才能被捕获并产生有效的致毒作用,生物靶体的最佳直径范围一般均在1030微米。

  对于杀虫剂喷雾防治害虫,可采用1050微米的雾滴防治飞行状态的成虫,害虫在飞行时有利于捕获细小雾滴;对于杀菌剂喷雾,多以植物叶片为喷洒对象,要求农药雾滴在30150微米为佳;除草剂的喷洒,因要克服雾滴飘移的风险,雾滴最佳粒径以100300微米最为合适。

  我国在农药田间喷雾中,没有把农药雾滴直径做为一个标准,很多地方不论是喷洒杀虫剂,还是杀菌剂和除草剂,都采用粗雾喷洒的方式,不能很好地发挥杀虫剂和杀菌剂的生物活性。因此,希望各地在田间喷雾时,建立最佳雾滴粒径的概念,最大程度上发挥农药生物活性。

  9.主持人:在今天的节目时间里,我们为您介绍农药喷雾方法中的农药雾滴概念,做客我们节目的专家是中国农业科学院植物保护研究所袁会珠研究员。在前面的节目时间里,袁主任为听众朋友们介绍了农药雾滴的概念。那么农药雾滴是怎么形成的呢?

  专家:这个问题很好,我们知道农药用清水配制成药液,怎么才能用到田间呢。这个问题在农药刚刚发明时就是一个问题,当时没有喷雾器械,人们就用家庭用的扫帚、洒水壶等把配制的农药药液甩撒到农田。现在,我国西南地区还有农户用一种水唧筒(类似儿童玩的滋水枪),把农药药液喷到果树、水稻田,农药药液没有雾化,所以防治效果不理想。

  将液体分散到气体中形成雾状分散体系的过程称为雾化。雾化的实质是被分散液体在喷雾机具提供的外力作用下克服自身表面张力,实现比表面积的大幅度增加。雾化效果的好坏一般用雾滴粒径表示(前面我们已经介绍了雾滴粒径的概念)。雾化是农药科学使用最为普遍的一种操作过程,通过雾化可以使施用药剂在靶体上达到很高或较高的分散度,从而保证药效的发挥。根据分散药液的原动力,农药的雾化主要有液力式雾化、离心式雾化、气力式雾化(双流体雾化)和静电场雾化四种,目前最常用的是前三种。

  10.主持人:好,下面我们就通过一个片花来了解一下农药的雾化。

  【片花】(一)液力式雾化

  药液受压后通过特殊构造的喷头和喷嘴而分散成雾滴喷射出去的方法,这种喷头称作液力式喷头。其工作原理是药液受压后生成液膜,由于液体内部的不稳定性,液膜与空气发生撞击后破裂成为细小雾滴。液力式雾化法是高容量和中容量喷雾所采用的喷雾方法,是农药使用中最常用的方法,操作简便,雾滴直径大,雾滴飘移少,适合于各类农药。最常使用的工农-16喷雾器、大田喷杆喷雾机等都是采用的液力式雾化原理。

  (二)气力式雾化

  利用高速气流对药液的拉伸作用而使药液分散雾化的方法,因为空气和药液都是流体,因此也称为双流体雾化法。这种雾化原理能产生细而均匀的雾滴,在气流压力波动的情况下雾滴细度变化不大。

  (三)离心式雾化

  利用圆盘(或圆杯)高速旋转时产生的离心力使药液以一定细度的液滴飞离圆盘边缘而成为雾滴,其雾化原理是药液在离心力的作用下脱离转盘边缘而延伸称为液丝,液丝断裂后形成细雾,所以此法称为液丝断裂法。这种雾化方法的雾滴细度取决于转盘的旋转速度和药液的滴加速度,转速越高、药液滴加速度越慢,则雾化越细。现在很多无人机喷雾多采用离心式雾化方式。

  11.主持人:好,刚才我们了解了农药雾化的原理,那么农药雾化所用到的关键部件是什么呢?

  专家: 刚才我们了解了液力雾化、气力雾化、离心雾化,农业生产中还用到静电雾化,这些雾化方式必须通过喷头来实现,即不同雾化方式需要选择不同的喷头。喷头就是农药雾化的关键部件。

  喷头不仅有气力式、液力式、旋转离心式等多种类型,还可以设计制造成可调喷头、导流喷头、调向喷头、组合喷头等多种型号,以满足不同喷雾技术的需要。喷头之所以称为喷雾技术的核心部件,是因为其作用表现在如下几个方面:

  1)喷头是形成雾滴的部件,决定着喷雾雾滴的大小,不同喷雾技术就要选择不同的喷头,例如低容量喷雾需要选择雾化质量好、能形成细雾滴的喷头。

  2)决定喷雾角度,喷雾角度与喷雾高度、喷雾面积直接相关,作物全田喷雾时,习惯采用大喷雾角的喷头,苗带喷雾、或者局部喷雾时,可能小喷雾角度更适合。

  3)决定喷雾量,喷雾量的多少与喷雾时行走速度、单位面积的施药液量直接相关。

  4)决定农药雾滴飘移的风险,不同类型喷头所生成的细小雾滴的数量有差异,在喷洒除草剂时,不希望有雾滴飘移现象发生,此时就需要选择防飘喷头。

  5)决定农药雾滴对作物株冠层的穿透能力,喷头类型、喷头的安装角度都对雾滴穿透株冠层有影响,一般来讲,气力辅助喷头所产生的雾滴对株冠层穿透性好,而选装圆盘喷头所生成的雾滴对作物株冠层穿透能力则差,用户需要根据不同作业情况来选择。

  12.主持人: 我们知道了喷头是农药雾化的关键部件,那么衡量喷头的主要性能指标有哪些呢?

  专家:喷头的主要性能指标有雾滴粒径、喷雾角、喷雾量、雾量分布、射程等。

  一是雾滴直径:喷头是生成雾滴的核心部件,所生成的雾滴直径是喷头的最重要性能指标,喷嘴大小与喷雾压力决定了雾滴直径。一般来讲,喷头的喷嘴越大,喷雾压力越小,所生成的雾滴越大,喷嘴越小,喷雾压力越大,所生成的雾滴越细。我国在20世纪80年代,曾推广采用0.7毫米小喷片替代大喷片的方法,雾滴直径显著变小,可以显著降低施药液量、提高防治效果。

  二是喷雾角:在靠近喷头处由雾流的边界构成的角度,喷雾角是喷头的重要性能指标,主要由喷头的机械结构所决定,与喷雾压力也有一定的关系。对于一种喷头,喷头上所标明的喷雾角(如110°)也称为公称喷雾角,是指在某一基准压力下(如0.3Mpa)测得的喷雾角,用于表明该型号喷头特性。我国目前喷杆喷雾机上安装的扇形雾喷头,所采用的多为110系列喷头(如110011100211003,也习惯上被称为1号喷头、2号喷头、3号喷头),喷头编号中110就表示喷雾角为110°

  三是喷雾量:单位时间内喷出的液体的体积(升/分),也习惯于称喷头流量、喷量,喷雾量与喷嘴的大小、喷雾压力有关。每种喷雾器所配置的喷头的喷雾量在出厂时都已经标定好,是喷头的重要参数,国际上要求喷头的喷雾量有10%的误差时,就需要更换。喷头流量的测定比较简单,只需要有一个容器、一个计时表就可以了,用户在每年开始喷雾前,应该认真校准喷头的喷雾量,以保证喷雾质量。

  我国在20世纪80年代曾推广过0.7毫米小喷片低容量喷雾技术,因其生成雾滴细,喷雾量小,有些用户在田间喷雾时觉得喷得喷雾量太小、“不过瘾”,就人为用钉子把喷孔“钻大”,虽然喷雾量变大了,但所形成的雾滴也变大了,几乎成为喷雨状态,严重影响了喷雾质量,影响了防治效果和作业效率。

  四是雾量分布:喷雾时药液沉积量的分布状况,雾量分布可以在测试台上进行,我国常用的空心圆锥雾喷头的雾量分布为马鞍形,呈现两边多、中间少的雾量分布特点;扇形雾喷头的雾量分布呈正态分布,中间多、两边少。优质的扇形雾喷头,其雾量分布是标准的正态分布,但一些设计不合理、质量低劣的扇形雾喷头,其雾量分布在两边出现“牛角状”,将会严重影响喷雾质量和防治效果。扇形雾喷头安装在喷杆上,假如安装设置合理,通过正态分布的雾量叠加,即可在喷雾区域达到均匀喷雾的目的。

  五是射程:从喷头喷出的雾滴所能达到的有效距离(有效距离是指达到有关标准规定指标、视为具有防治效果的距离),水平方向上的有效距离为水平射程,垂直方向上的有效距离为垂直射程。射程与喷头类型有关,也与喷雾压力有关,一般情况下,喷雾压力越大,射程越远。我国研制的高效水田远射程喷雾机的射程可达20米以上,操作者只需要行走在水田田埂即可把药剂喷洒出去。

  13.主持人:在今天的节目时间里,我们为听众朋友们介绍了农药雾滴的有关知识和技术。如袁主任所讲“农药雾滴学问大,雾滴粒径有最佳”,希望听众了解农药雾滴的知识,在实际喷雾作业时能够选择合适的雾滴粒径、选择合适的喷头,把农药准确地喷洒到农田,避免农药的浪费。好,今天的节目就到这里,谢谢袁主任的精彩讲解!

  专家:不客气。但愿刚才的讲解能对大家有所帮助。听众朋友、农民朋友们,再见!

  好,听众朋友,又到了节目结束的时候了,感谢今天专家的精彩介绍,同时也感谢听众朋友您的收听!如果对节目有什么意见或建议,需要了解节目相关资料、收听更多的节目,与我们在线交流互动,您可以登录中国农村远程教育网、央广网,可以关注《乡村讲堂》新浪微博,关注“中央农广校—乡村讲堂”微信公众账号。同时欢迎您关注“中国新型职业农民”微信公众账号,了解更多培育新型职业农民的服务内容。我们的通讯地址是:北京市朝阳区麦子店街农业部北区24号楼,中央农业广播电视学校广播教育中心,邮政编码:100125,热线电话是:010-591960688008。欢迎您继续收听中国乡村之声的其他精彩内容!

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