陈宝昌+李存斌+王立军+林君堂+刘晓娟+吕海杰

摘 要 在农业生产中，保护农作物免受杂草、昆虫、病菌等危害是作业过程中的一个重要环节，目前农作物保护最主要的手段是化学农药。但化学农药的喷施效果受到多种因素的影响，很难达到理想的喷雾质量。这些喷雾质量影响因素包括使用的设备、天气、施药者的专业水平等。针对这些喷雾影响因素进行深入研究，了解其作用原理，影响大小，就能够在植保施药作业中选择合理的喷雾参数，从而提高喷雾作业质量。

关键词 喷雾质量 雾滴 影响因素 均匀性 飘移性 覆盖率

基金项目：2013年引进国际先进农业科学技术计划（948计划），项目名称：超高地隙自走式喷杆喷雾机引进与研究。

0 引言

许多因素决定了一个农药粒子是否能投放到目标上，包括作物的几何形状、天气情况、病虫害的严重程度、应用的设备、施药者的专业技术水平等。由于3S技术（RS-遥感技术、GPS-全球定位系统和GIS-地球信息系统）等一些现代技术的应用，合理配合上述影响因素就显得更为重要，如何把所使用的农药合理地投放到所要保护的目标上决定了农药应用的有效性。理想情况下，要达到用最少量的农药和最少的施用次数达到最好的效果，就必须使所应用的农药能够最大限度地适合于所针对的病虫草害，同时必须在病虫草害最为敏感的时候施用农药。然而，在实际作业中这种最理想的情况是非常难以实现的，尽管可以采用先进的监测手段，近年研发并应用的农作物和杂草探测系统也增加了情报的准确性和及时性，但是这对于当前我国普通的用户而言，操作的复杂性和成本确实还是太高了。

进行农药叶面喷施作业可以被分解成一系列的动力作用和相关的过程，任何一个环节出现问题都可能造成药物损失(实际喷施到目标的药量与喷出的药量相比)。这些药物损失可能是由于药液飘移、雨水稀释、高温蒸发、自然挥发、水解、光学降解、化学降解、细菌降解、土壤吸收和渗漏等原因造成的，也可能是由于所使用的施药设备不当引起的。此外，药液与叶面性质不能有机地结合也能造成药液的效用降低。这些影响因素都会降低喷雾质量。

1 气象条件对喷雾质量的影响

1.1 气温、相对湿度

气温、相对湿度能对在喷雾作业中雾滴到达目标的数量造成影响。雾滴运动受气温和相对湿度的影响，通常表现在对小雾滴的蒸发上，在小雾滴从喷头向目标运动过程中，有可能在途中就完全蒸发消失。另外，雾滴在植物表面上的附着性也受到气温和相对湿度的影响。植物的叶面对雾滴的容纳性在高温、低湿度的天气下是比较差的，因为叶面上小绒毛不够湿润，雾滴与叶面不能完全贴合，许多雾滴无法在植物上长时间停留，而是从叶子上滑落。但是如果湿度太大时，能够长时间留在叶面上的雾滴数量也将是有限的，受饱和度的限制，过多的液体会滴漏到下层叶面上，再流到土壤中。所以叶面上所得到的农药沉积在饱和以前与喷洒的药剂的浓度成正比，但当喷洒量超过饱和值时就与其没有明显相关性了，而这正是我国农业施药作业中大量、超量喷施农药的误区。

1.2 风向和风速

风向和风速对喷雾作业的影响比气温和相对湿度更大。雾滴在较大的风力作用下能够完全脱离目标而造成对邻近地面水的污染或相邻作物的药害。如果是点状或带状喷雾时，较大的风力完全可能造成喷洒彻底失效。所以必须严格控制雾滴飘移，目前，也采用了许多有效的方法避免。但在植保喷雾作业中雾滴飘移是不可能完全消除的。尤其是喷杆式喷雾机，受风向和风速影响更显著，在风向与喷杆平行或呈很小的夹角时，沿着喷杆布置的喷头产生的雾体的覆盖面就会出现不正常的重叠，这时侯喷雾均匀性明显下降，在整个作业区域上就会出现漏喷或重喷，要么没有完全灭杀病虫害，要么连作物一起杀死。

2 雾滴的大小对喷雾质量的影响

农药的生物效果取决于能够沉积在作物上的农药量的多少，因此，弄清楚雾滴大小对雾滴的飞行过程和在目标上的沉积有多大影响是非常重要的。较小的雾滴具有较好的穿透性和覆盖率，较大的雾滴具有较好的防飘移性。然而控制雾滴大小所需的雾滴的密度、化学成分的浓度和喷雾压力都是决定农药药效的重要因素，比如喷洒100～120 μm的雾滴可以使某种害虫的产卵量减少80％，可是使用更小的雾滴可使单位叶面上所需的化学农药量减小50％。但实际作业中，这种通过减小雾滴的直径，增加雾滴数量的方法能够增加雾滴对植冠的覆盖率，但实现操作起来却是相当困难的。在实际工作中也确实总是很难得到满意的结果，有时，甚至造成其他的后果。

经过实验模拟，我们发现，一定大小雾滴的传输效率随着VMD／NMD(或称为RS)比率的增加而减小，VMD是雾滴的体积中径，NMD是雾滴的数量中径，RS是雾滴相对离散度。但是，如果从农药生物效果的角度来说，小雾滴喷雾效果好但防飘移性差。通过科学地调整喷雾参数，能够改善喷雾效果，从而减轻对环境的污染。这方面有一些比较好的方法：比如在药液中加入添加剂，选择防风喷头，设定合适的喷头高度，采用护盖，加装风幕等，特别是对那些高活性的农药，采用这些防飘移措施就显得尤为必要。相对来说，喷洒杀菌剂时选择合适的雾滴大小更难，可是活性物质的再分布是控制孢子的主要手段，所以农药的成分和对目标的覆盖率就成为成功防治病菌的重要因素。

雾滴的大小直接关系到喷雾飘移性和覆盖率。根据实际作业条件科学地选择雾滴大小，就能够用最小的药量、最小的环境污染达到最好的喷雾效果。以水为稀释剂的药液在干热的条件下喷洒时，漂移就是一个很重要的问题，原因是这种条件下雾滴的直径会因为蒸发而很快地减小[1]。

3 雾滴密度对喷雾质量的影响

雾滴对目标的覆盖率取决于雾滴密度。而雾滴的密度取决于害虫密度、流动性(迁移率)、药液中有效成分的性质及有效成分在目标上的再分布状况。雾滴的大小确定以后，不同的雾滴密度决定了农药的使用量。在一定面积上当雾滴密度一定时雾滴大小与所需药液量之间的关系见下表。

表 以1滴／mm2的雾滴密度在1 hm2面积上喷洒最小喷雾量与雾滴直径之间的关系

雾滴直径/μm

20

40

60

80

100

200

400

所需的喷雾量/L

0.042

0.335

1.131

2.682

5.238

41.905

335.103

使用250 μm的雾滴喷洒除草剂需6～20 L/hm2,而用体积中径30 μm的农药控制舌蝇需要的剂量约为3 L/hm2。单纯增加药量并不一定能够达到提高防治效果的目的,重要的是喷洒的雾滴数量增加或雾滴的分布得到改善。同时雾滴密度的大幅度降低会导致雾滴在目标上分布均匀性显著下降。

4 喷量与雾滴分布对喷雾质量的影响

每公顷农作物进行施药作业的喷量，也就是加水进行稀释后的农药水溶液为200 L以上，稀释后，农药毒性会降低，但这对于雾滴的分布来说却一点也没有好处，因为一部分药液会不可避免地从作物上流失。雾滴完全覆盖作物叶面的目的是为了让害虫没有地方躲藏，但是不幸的是天敌也同样受到了农药的毒害，并且在许多情况下天敌受到农药的影响比害虫本身还要严重。比如螟蛉和食心虫，它们藏在作物茎秆内部，农药对它们就没多大效果了。某些农药要求它们的作用时间长一些，目的是使害虫能够吸收到足够的药量，但是这对于某些害虫来说也是不适宜的，因为它们能够在农药的作用下变形而且会很快把吞食的农药排出体外。

雾滴在作物叶面上不连续地分布就能够有效地控制害虫，通过在实验室用单一大小的雾滴试验发现了这个现象，这个试验说明可以用小雾滴获得较理想的覆盖，用相对小的农药剂量和喷量就可以达到防治的目的。通常是用害虫能够遇到的平均雾滴数来计算致死量的。有些特定的农药，对雾滴最小体积的要求是按它能够输送一定量的农药来计算的，这对于包括生物农药在内的有些农药成分，如用于防治细菌病原体和线虫的农药，太小的雾滴就不能携带足够的农药到达靶标。理论上，体积不应小于50 μm的雾滴才能够通过喷头与目标之间的距离达到植物叶面，实际作业中，雾滴的直径不小于200 μm才能减小雾滴飘移。

endprint

目前，大家认同的标准是把从不同大小的标准喷头获得的雾滴质量(大小)分成八个等级：极细（XF）、非常细（VF）、细（F）、中等（M）、粗（C）、非常粗（VC）、极粗（XC）和特别粗（UC）。为了提高标准的准确程度，在做这个质量标准时同时使用不同的仪器测量，以防同样大小的雾滴体积中径或其他参数数字(边界数字)，或者同一喷头同样喷雾参数下产生的雾滴被分在不同的等级里。实际情况是，当雾体中100 μm以下雾滴的体积减少时，雾滴的飘移量也会明显减小。一般情况下，最细等级的雾滴只用在温室等密闭的没有风的空间里。在风洞里的试验已经对不同质量等级雾滴在风力作用下的运动做了详细的描述。虽然用大雾滴后每升的飘移量减小了，但如果因此而喷量增加的话，尽管每公顷的农药用量不变，单位体积液体中的农药含量减小，但因喷量加大总的飘移量可能还是很高。通常的作法是在旱地作物施药作业时，喷量每公顷小于200 L，但用中等大小的雾滴喷洒，有的农药对喷雾技术会有一些特殊的要求。

除土壤表面处理之外，针对一定作物病虫害的农药的推荐用量，如每公顷多少公斤，并不代表所要处理作物的叶子面积大小或受到病虫侵害的作物植冠所占的比例，一般农户在大多数情况下想把他们的作物整个都用药液覆盖了，可是在一个季节里作物的叶子面积会增长很多，理想的喷量应根据叶面指数来确定，计算的结果往往告诫人们应该用很小的喷量。相对来说，喷洒杀虫剂和杀菌剂没有喷洒除草剂时要求的雾滴大和喷量高，因为喷洒除草剂时没有作物对风的阻挡作用，大雾滴、高喷量可以防雾滴的飘移。

5 喷头对喷雾质量的影响

喷雾系统中最为重要的部件之一是喷头，喷头的类型、大小和质量很大程度上决定了雾滴的大小、密度、分布状况。喷头雾化性能的好坏直接影响到农药的防治效果。当前，喷头分离心式和压力式两种。离心式转子喷头的优点在于产生的雾滴粒谱范围较窄，而且很容易从同一喷头得到不同大小的雾滴，因其雾滴的大小取决于它的转速。压力式喷头产生的雾滴有较大的初速度，抗飘移性能比转子式喷头好，但是其缺点在于产生的雾滴粒谱较广，使其难以达到精量喷雾的要求。现在压力喷头的种类很多，常见的有各种型号的扁扇喷头、空心锥雾喷头和双流喷头等。种类不同的喷头其作用原理、适用条件和所产生雾滴的物理特性都不相同，精心选择合适的喷头是保证喷雾质量的重要因素[2]。

6 喷头高度和间隔距离对喷雾质量的影响

喷头的高度和间隔是对喷雾作业效果有重要影向的参数。在实际作业中，雾滴是很难均匀分布在目标上的，喷头间隔的选择与喷头雾锥角的大小相关，而喷雾高度是根据间隔而定的。这两个参数如果配合不当就会造成喷头之间喷幅重叠或漏喷。

我国用户对喷头的多样性和重要性还不太了解，因此常常是在应该使用圆锥雾喷头的地方使用扁扇喷头，而在应该使用扁扇喷头的地方使用锥雾喷头。但是在有些情况下，应该通过改变喷雾压力来调整喷量，而不是通过更换喷头来达到目的，虽然这样可能会使雾滴的径谱有一些变化，而雾滴的大小对于雾滴的覆盖率和雾滴的飘移都有非常重要的影响。当前，售后服务也为用户提供针对不同病虫害、不同作物和用不同农药时选用合适喷头的信息。现代工程塑料的开发比起传统的铜喷头、不锈钢喷头等材料能够制造出更精确、更耐用而且更便宜的喷头，因而用户就可以有规律地更换喷头，而不至于因长时间使用同一个喷头使得喷头磨损引起喷头的喷量增大。现在，对不同喷头的颜色已经有了相应的国际标准，用户很容易检查在同一喷杆上所用的喷头是否一样，因而可以保证沿整个喷杆上喷头的喷量一致。当前，许多农户把每公顷的喷量减少到300 L以内，但同时还有许多地区仍然延用高喷量的做法，这样做明显不利于提高雾滴的分布，并且也与有关农药应用方面的法规相悖。

7 喷雾方法对喷雾质量的影响

通过喷施农药可以控制农业生产中病虫草害的危害，可是喷施出去的农药并不一定会有效利用，有相当大一部分农药没有喷施到作物上，而是落到了土壤上，在浪费农药的同时还造成了环境污染。特别是用大喷量喷洒时雾滴的滚落现象更为严重。假如在喷洒完农药后马上下雨，则对地表水和环境的污染就更严重了。小雾滴在喷洒的时候往往由于飘移而偏离目标，还有一部分液体经蒸发进入了大气。因此农药的应用遭到了越来越多的批评，民众呼吁减少农药施用的次数，减小农药的剂量或者干脆不用农药。

农民选择化学农药的过程往往很简单，农药买回来以后，兑上水进行喷雾作业就行了，对农药的成分、使用条件、使用方法、适用对象等都没有一个清晰的认识，不了解这是一个非常复杂的过程。近年来，随着人们对农药副作用的认识，例如由于天敌减少引起的害虫危害的复发和因为用药不当致使许多害虫对农药的抗性越来越强，以及农药残留等问题，引发了人们对农药应用复杂性的重新认识。为了满足新时期人类健康和安全的需求，需要不断改进化学农药施用设备和技术，以及加强对操作人员的培训。

8 抗药性对喷药作业效果的影响

由于许多农户始终用同一种喷雾器械，采用同一种农药在同一区域进行植保喷雾作业，导致病虫对农药具有越来越强的抗性。随着施药作业效果差，农户为达到喷药作业效果不得不加大农药的剂量，同时增加喷药的次数，尽管偶尔也改用不同的农药，但所改用的农药的主要成分又与原先没多大不同，因而对喷药效果的改善没起多少作用。正确的做法应该尽量减少喷药的次数并选择不同成分的农药。然而到目前为止，还没有人从农药的使用方法的角度来解决农药抗性的问题。

在许多地方，贫穷的农户使用非常廉价、简陋的喷雾设备，这些设备所产生的雾滴具有较差的分布性能。使用这样的喷雾器，只能从作物的顶部向下喷，并且雾体中总是有一些很大雾滴占去了喷液中的大部分体积，大雾滴的分布也很不均匀。例如在我国有些棉花产区，农户们用非常简单的喷雾器，在对棉花喷洒农药时，棉铃虫幼虫常常藏在叶子下面，没有被杀死，等到幼虫长大成蛹能够看见时，农户们又再次进行喷雾作业，但这时所用的农药剂量就要相对大得多。因为蛹对农药的抗性很强，用大剂量农药后就很容易引起对农药的抗性。

要是能够做到在幼虫的早期获得较好的喷洒覆盖，就可以获得一个相对高的致死率，而且农药的剂量也不需太高。对棉铃虫卵的准确监测有助于掌握控制棉铃虫的合适时间，在喷药时将喷头直接伸到植被里面，并且使喷头向上，不然叶子就会像伞一样使农药雾滴难以到达害虫生存的地方。然而现在虽然对作物的监测已经越来越被看作是病虫害综合防治的重要环节，但许多农户仍然愿意定期喷洒农药，因为这样可以减少仔细观测植物的时间和费用。

得到监测结果后一定要反映迅速，否则害虫的数量可能很快就会超过"处理阈值"，但是在我国许多地区用传统的200 L/hm2以上喷量的做法往往很慢，而且采取行动的快慢常常取决于水源是否方便。在半干旱地区缺水非常严重，这促进了超低量喷雾的发展，最初这种方法是用于防治蝗虫，现在发现对有些作物用超低量喷雾法非常有效。尽管手持式的转子式喷雾器的覆盖性能不如多喷头的压力喷雾器，但如果能够控制好雾滴的大小，并且掌握好喷洒的时间，效果还是相当不错的。在许多地方，超低量喷雾已经被证明比背负式小喷雾器的效果好，问题是现有的可用于超低量喷雾的农药非常有限，所以现在的趋势是用水基的低量喷雾(5～15 L/hm2)替代超低量喷雾。这种低量喷雾的方法选择农药成分的灵活性很大，但仍然要求对病虫害的反映要快，不然会增加控制的难度。

9 结语

在现实的农业生产中，在实际施药过程中，真正发挥作用的农药比例会由于种种原因的影响而变得很低，目前的研究表明，最好的施药效率能够达到6％，但要注意的是，这个参数只是在喷雾灭杀蝗虫时达到的。并且，当时的情况与一般情况不同：蝗虫年龄相同，并都集中在作物的外叶面上，频繁的飞行活动也提高了药滴的中靶率。

喷雾装置将农药喷洒到作物上，药效的发挥很大程度上决定于喷雾质量的高低。喷雾质量受到多方面因素影响。从各种影响因素综合来看，都是对喷雾作业的三个主要指标，即雾滴分布均匀性、飘移性和覆盖率造成影响，可是这三个指标也并不是相互绝对独立的，它们之间具有矛盾性。小雾滴喷雾可以提高覆盖率，但小雾滴的抗飘移性能又相对较差，集中的雾型有利于减小飘移，但是却不利于改善分布均匀性。如果增大喷头与目标的垂直距离，在增加飘移量的同时却能够很大程度上改善雾滴分布均匀性。因此，在一次喷雾作业中同时满足三个喷雾质量指标是很困难的，这就增加了喷雾参数选择的难度。因此，通过对影响喷雾质量的各种因素进行深入研究，了解其对喷雾质量影响的作用机理，对在实际喷雾作业中，因地制宜地选择喷雾参数，制定合理的喷雾方案，从而达到最优的喷雾效果具有重要的意义。参考文献：

[1] 傅泽田，祁力钧，王秀.农药喷施技术的优化[M].北京：中国农业科学技术出版社，2002.

[2] 陈志.农业机械设计手册[K].北京：中国农业科学技术出版社，2007.

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目前，大家认同的标准是把从不同大小的标准喷头获得的雾滴质量(大小)分成八个等级：极细（XF）、非常细（VF）、细（F）、中等（M）、粗（C）、非常粗（VC）、极粗（XC）和特别粗（UC）。为了提高标准的准确程度，在做这个质量标准时同时使用不同的仪器测量，以防同样大小的雾滴体积中径或其他参数数字(边界数字)，或者同一喷头同样喷雾参数下产生的雾滴被分在不同的等级里。实际情况是，当雾体中100 μm以下雾滴的体积减少时，雾滴的飘移量也会明显减小。一般情况下，最细等级的雾滴只用在温室等密闭的没有风的空间里。在风洞里的试验已经对不同质量等级雾滴在风力作用下的运动做了详细的描述。虽然用大雾滴后每升的飘移量减小了，但如果因此而喷量增加的话，尽管每公顷的农药用量不变，单位体积液体中的农药含量减小，但因喷量加大总的飘移量可能还是很高。通常的作法是在旱地作物施药作业时，喷量每公顷小于200 L，但用中等大小的雾滴喷洒，有的农药对喷雾技术会有一些特殊的要求。

除土壤表面处理之外，针对一定作物病虫害的农药的推荐用量，如每公顷多少公斤，并不代表所要处理作物的叶子面积大小或受到病虫侵害的作物植冠所占的比例，一般农户在大多数情况下想把他们的作物整个都用药液覆盖了，可是在一个季节里作物的叶子面积会增长很多，理想的喷量应根据叶面指数来确定，计算的结果往往告诫人们应该用很小的喷量。相对来说，喷洒杀虫剂和杀菌剂没有喷洒除草剂时要求的雾滴大和喷量高，因为喷洒除草剂时没有作物对风的阻挡作用，大雾滴、高喷量可以防雾滴的飘移。

5 喷头对喷雾质量的影响

喷雾系统中最为重要的部件之一是喷头，喷头的类型、大小和质量很大程度上决定了雾滴的大小、密度、分布状况。喷头雾化性能的好坏直接影响到农药的防治效果。当前，喷头分离心式和压力式两种。离心式转子喷头的优点在于产生的雾滴粒谱范围较窄，而且很容易从同一喷头得到不同大小的雾滴，因其雾滴的大小取决于它的转速。压力式喷头产生的雾滴有较大的初速度，抗飘移性能比转子式喷头好，但是其缺点在于产生的雾滴粒谱较广，使其难以达到精量喷雾的要求。现在压力喷头的种类很多，常见的有各种型号的扁扇喷头、空心锥雾喷头和双流喷头等。种类不同的喷头其作用原理、适用条件和所产生雾滴的物理特性都不相同，精心选择合适的喷头是保证喷雾质量的重要因素[2]。

6 喷头高度和间隔距离对喷雾质量的影响

喷头的高度和间隔是对喷雾作业效果有重要影向的参数。在实际作业中，雾滴是很难均匀分布在目标上的，喷头间隔的选择与喷头雾锥角的大小相关，而喷雾高度是根据间隔而定的。这两个参数如果配合不当就会造成喷头之间喷幅重叠或漏喷。

我国用户对喷头的多样性和重要性还不太了解，因此常常是在应该使用圆锥雾喷头的地方使用扁扇喷头，而在应该使用扁扇喷头的地方使用锥雾喷头。但是在有些情况下，应该通过改变喷雾压力来调整喷量，而不是通过更换喷头来达到目的，虽然这样可能会使雾滴的径谱有一些变化，而雾滴的大小对于雾滴的覆盖率和雾滴的飘移都有非常重要的影响。当前，售后服务也为用户提供针对不同病虫害、不同作物和用不同农药时选用合适喷头的信息。现代工程塑料的开发比起传统的铜喷头、不锈钢喷头等材料能够制造出更精确、更耐用而且更便宜的喷头，因而用户就可以有规律地更换喷头，而不至于因长时间使用同一个喷头使得喷头磨损引起喷头的喷量增大。现在，对不同喷头的颜色已经有了相应的国际标准，用户很容易检查在同一喷杆上所用的喷头是否一样，因而可以保证沿整个喷杆上喷头的喷量一致。当前，许多农户把每公顷的喷量减少到300 L以内，但同时还有许多地区仍然延用高喷量的做法，这样做明显不利于提高雾滴的分布，并且也与有关农药应用方面的法规相悖。

7 喷雾方法对喷雾质量的影响

通过喷施农药可以控制农业生产中病虫草害的危害，可是喷施出去的农药并不一定会有效利用，有相当大一部分农药没有喷施到作物上，而是落到了土壤上，在浪费农药的同时还造成了环境污染。特别是用大喷量喷洒时雾滴的滚落现象更为严重。假如在喷洒完农药后马上下雨，则对地表水和环境的污染就更严重了。小雾滴在喷洒的时候往往由于飘移而偏离目标，还有一部分液体经蒸发进入了大气。因此农药的应用遭到了越来越多的批评，民众呼吁减少农药施用的次数，减小农药的剂量或者干脆不用农药。

农民选择化学农药的过程往往很简单，农药买回来以后，兑上水进行喷雾作业就行了，对农药的成分、使用条件、使用方法、适用对象等都没有一个清晰的认识，不了解这是一个非常复杂的过程。近年来，随着人们对农药副作用的认识，例如由于天敌减少引起的害虫危害的复发和因为用药不当致使许多害虫对农药的抗性越来越强，以及农药残留等问题，引发了人们对农药应用复杂性的重新认识。为了满足新时期人类健康和安全的需求，需要不断改进化学农药施用设备和技术，以及加强对操作人员的培训。

8 抗药性对喷药作业效果的影响

由于许多农户始终用同一种喷雾器械，采用同一种农药在同一区域进行植保喷雾作业，导致病虫对农药具有越来越强的抗性。随着施药作业效果差，农户为达到喷药作业效果不得不加大农药的剂量，同时增加喷药的次数，尽管偶尔也改用不同的农药，但所改用的农药的主要成分又与原先没多大不同，因而对喷药效果的改善没起多少作用。正确的做法应该尽量减少喷药的次数并选择不同成分的农药。然而到目前为止，还没有人从农药的使用方法的角度来解决农药抗性的问题。

在许多地方，贫穷的农户使用非常廉价、简陋的喷雾设备，这些设备所产生的雾滴具有较差的分布性能。使用这样的喷雾器，只能从作物的顶部向下喷，并且雾体中总是有一些很大雾滴占去了喷液中的大部分体积，大雾滴的分布也很不均匀。例如在我国有些棉花产区，农户们用非常简单的喷雾器，在对棉花喷洒农药时，棉铃虫幼虫常常藏在叶子下面，没有被杀死，等到幼虫长大成蛹能够看见时，农户们又再次进行喷雾作业，但这时所用的农药剂量就要相对大得多。因为蛹对农药的抗性很强，用大剂量农药后就很容易引起对农药的抗性。

要是能够做到在幼虫的早期获得较好的喷洒覆盖，就可以获得一个相对高的致死率，而且农药的剂量也不需太高。对棉铃虫卵的准确监测有助于掌握控制棉铃虫的合适时间，在喷药时将喷头直接伸到植被里面，并且使喷头向上，不然叶子就会像伞一样使农药雾滴难以到达害虫生存的地方。然而现在虽然对作物的监测已经越来越被看作是病虫害综合防治的重要环节，但许多农户仍然愿意定期喷洒农药，因为这样可以减少仔细观测植物的时间和费用。

得到监测结果后一定要反映迅速，否则害虫的数量可能很快就会超过"处理阈值"，但是在我国许多地区用传统的200 L/hm2以上喷量的做法往往很慢，而且采取行动的快慢常常取决于水源是否方便。在半干旱地区缺水非常严重，这促进了超低量喷雾的发展，最初这种方法是用于防治蝗虫，现在发现对有些作物用超低量喷雾法非常有效。尽管手持式的转子式喷雾器的覆盖性能不如多喷头的压力喷雾器，但如果能够控制好雾滴的大小，并且掌握好喷洒的时间，效果还是相当不错的。在许多地方，超低量喷雾已经被证明比背负式小喷雾器的效果好，问题是现有的可用于超低量喷雾的农药非常有限，所以现在的趋势是用水基的低量喷雾(5～15 L/hm2)替代超低量喷雾。这种低量喷雾的方法选择农药成分的灵活性很大，但仍然要求对病虫害的反映要快，不然会增加控制的难度。

9 结语

在现实的农业生产中，在实际施药过程中，真正发挥作用的农药比例会由于种种原因的影响而变得很低，目前的研究表明，最好的施药效率能够达到6％，但要注意的是，这个参数只是在喷雾灭杀蝗虫时达到的。并且，当时的情况与一般情况不同：蝗虫年龄相同，并都集中在作物的外叶面上，频繁的飞行活动也提高了药滴的中靶率。

喷雾装置将农药喷洒到作物上，药效的发挥很大程度上决定于喷雾质量的高低。喷雾质量受到多方面因素影响。从各种影响因素综合来看，都是对喷雾作业的三个主要指标，即雾滴分布均匀性、飘移性和覆盖率造成影响，可是这三个指标也并不是相互绝对独立的，它们之间具有矛盾性。小雾滴喷雾可以提高覆盖率，但小雾滴的抗飘移性能又相对较差，集中的雾型有利于减小飘移，但是却不利于改善分布均匀性。如果增大喷头与目标的垂直距离，在增加飘移量的同时却能够很大程度上改善雾滴分布均匀性。因此，在一次喷雾作业中同时满足三个喷雾质量指标是很困难的，这就增加了喷雾参数选择的难度。因此，通过对影响喷雾质量的各种因素进行深入研究，了解其对喷雾质量影响的作用机理，对在实际喷雾作业中，因地制宜地选择喷雾参数，制定合理的喷雾方案，从而达到最优的喷雾效果具有重要的意义。参考文献：

[1] 傅泽田，祁力钧，王秀.农药喷施技术的优化[M].北京：中国农业科学技术出版社，2002.

[2] 陈志.农业机械设计手册[K].北京：中国农业科学技术出版社，2007.

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目前，大家认同的标准是把从不同大小的标准喷头获得的雾滴质量(大小)分成八个等级：极细（XF）、非常细（VF）、细（F）、中等（M）、粗（C）、非常粗（VC）、极粗（XC）和特别粗（UC）。为了提高标准的准确程度，在做这个质量标准时同时使用不同的仪器测量，以防同样大小的雾滴体积中径或其他参数数字(边界数字)，或者同一喷头同样喷雾参数下产生的雾滴被分在不同的等级里。实际情况是，当雾体中100 μm以下雾滴的体积减少时，雾滴的飘移量也会明显减小。一般情况下，最细等级的雾滴只用在温室等密闭的没有风的空间里。在风洞里的试验已经对不同质量等级雾滴在风力作用下的运动做了详细的描述。虽然用大雾滴后每升的飘移量减小了，但如果因此而喷量增加的话，尽管每公顷的农药用量不变，单位体积液体中的农药含量减小，但因喷量加大总的飘移量可能还是很高。通常的作法是在旱地作物施药作业时，喷量每公顷小于200 L，但用中等大小的雾滴喷洒，有的农药对喷雾技术会有一些特殊的要求。

除土壤表面处理之外，针对一定作物病虫害的农药的推荐用量，如每公顷多少公斤，并不代表所要处理作物的叶子面积大小或受到病虫侵害的作物植冠所占的比例，一般农户在大多数情况下想把他们的作物整个都用药液覆盖了，可是在一个季节里作物的叶子面积会增长很多，理想的喷量应根据叶面指数来确定，计算的结果往往告诫人们应该用很小的喷量。相对来说，喷洒杀虫剂和杀菌剂没有喷洒除草剂时要求的雾滴大和喷量高，因为喷洒除草剂时没有作物对风的阻挡作用，大雾滴、高喷量可以防雾滴的飘移。

5 喷头对喷雾质量的影响

喷雾系统中最为重要的部件之一是喷头，喷头的类型、大小和质量很大程度上决定了雾滴的大小、密度、分布状况。喷头雾化性能的好坏直接影响到农药的防治效果。当前，喷头分离心式和压力式两种。离心式转子喷头的优点在于产生的雾滴粒谱范围较窄，而且很容易从同一喷头得到不同大小的雾滴，因其雾滴的大小取决于它的转速。压力式喷头产生的雾滴有较大的初速度，抗飘移性能比转子式喷头好，但是其缺点在于产生的雾滴粒谱较广，使其难以达到精量喷雾的要求。现在压力喷头的种类很多，常见的有各种型号的扁扇喷头、空心锥雾喷头和双流喷头等。种类不同的喷头其作用原理、适用条件和所产生雾滴的物理特性都不相同，精心选择合适的喷头是保证喷雾质量的重要因素[2]。

6 喷头高度和间隔距离对喷雾质量的影响

喷头的高度和间隔是对喷雾作业效果有重要影向的参数。在实际作业中，雾滴是很难均匀分布在目标上的，喷头间隔的选择与喷头雾锥角的大小相关，而喷雾高度是根据间隔而定的。这两个参数如果配合不当就会造成喷头之间喷幅重叠或漏喷。

我国用户对喷头的多样性和重要性还不太了解，因此常常是在应该使用圆锥雾喷头的地方使用扁扇喷头，而在应该使用扁扇喷头的地方使用锥雾喷头。但是在有些情况下，应该通过改变喷雾压力来调整喷量，而不是通过更换喷头来达到目的，虽然这样可能会使雾滴的径谱有一些变化，而雾滴的大小对于雾滴的覆盖率和雾滴的飘移都有非常重要的影响。当前，售后服务也为用户提供针对不同病虫害、不同作物和用不同农药时选用合适喷头的信息。现代工程塑料的开发比起传统的铜喷头、不锈钢喷头等材料能够制造出更精确、更耐用而且更便宜的喷头，因而用户就可以有规律地更换喷头，而不至于因长时间使用同一个喷头使得喷头磨损引起喷头的喷量增大。现在，对不同喷头的颜色已经有了相应的国际标准，用户很容易检查在同一喷杆上所用的喷头是否一样，因而可以保证沿整个喷杆上喷头的喷量一致。当前，许多农户把每公顷的喷量减少到300 L以内，但同时还有许多地区仍然延用高喷量的做法，这样做明显不利于提高雾滴的分布，并且也与有关农药应用方面的法规相悖。

7 喷雾方法对喷雾质量的影响

通过喷施农药可以控制农业生产中病虫草害的危害，可是喷施出去的农药并不一定会有效利用，有相当大一部分农药没有喷施到作物上，而是落到了土壤上，在浪费农药的同时还造成了环境污染。特别是用大喷量喷洒时雾滴的滚落现象更为严重。假如在喷洒完农药后马上下雨，则对地表水和环境的污染就更严重了。小雾滴在喷洒的时候往往由于飘移而偏离目标，还有一部分液体经蒸发进入了大气。因此农药的应用遭到了越来越多的批评，民众呼吁减少农药施用的次数，减小农药的剂量或者干脆不用农药。

农民选择化学农药的过程往往很简单，农药买回来以后，兑上水进行喷雾作业就行了，对农药的成分、使用条件、使用方法、适用对象等都没有一个清晰的认识，不了解这是一个非常复杂的过程。近年来，随着人们对农药副作用的认识，例如由于天敌减少引起的害虫危害的复发和因为用药不当致使许多害虫对农药的抗性越来越强，以及农药残留等问题，引发了人们对农药应用复杂性的重新认识。为了满足新时期人类健康和安全的需求，需要不断改进化学农药施用设备和技术，以及加强对操作人员的培训。

8 抗药性对喷药作业效果的影响

由于许多农户始终用同一种喷雾器械，采用同一种农药在同一区域进行植保喷雾作业，导致病虫对农药具有越来越强的抗性。随着施药作业效果差，农户为达到喷药作业效果不得不加大农药的剂量，同时增加喷药的次数，尽管偶尔也改用不同的农药，但所改用的农药的主要成分又与原先没多大不同，因而对喷药效果的改善没起多少作用。正确的做法应该尽量减少喷药的次数并选择不同成分的农药。然而到目前为止，还没有人从农药的使用方法的角度来解决农药抗性的问题。

在许多地方，贫穷的农户使用非常廉价、简陋的喷雾设备，这些设备所产生的雾滴具有较差的分布性能。使用这样的喷雾器，只能从作物的顶部向下喷，并且雾体中总是有一些很大雾滴占去了喷液中的大部分体积，大雾滴的分布也很不均匀。例如在我国有些棉花产区，农户们用非常简单的喷雾器，在对棉花喷洒农药时，棉铃虫幼虫常常藏在叶子下面，没有被杀死，等到幼虫长大成蛹能够看见时，农户们又再次进行喷雾作业，但这时所用的农药剂量就要相对大得多。因为蛹对农药的抗性很强，用大剂量农药后就很容易引起对农药的抗性。

要是能够做到在幼虫的早期获得较好的喷洒覆盖，就可以获得一个相对高的致死率，而且农药的剂量也不需太高。对棉铃虫卵的准确监测有助于掌握控制棉铃虫的合适时间，在喷药时将喷头直接伸到植被里面，并且使喷头向上，不然叶子就会像伞一样使农药雾滴难以到达害虫生存的地方。然而现在虽然对作物的监测已经越来越被看作是病虫害综合防治的重要环节，但许多农户仍然愿意定期喷洒农药，因为这样可以减少仔细观测植物的时间和费用。

得到监测结果后一定要反映迅速，否则害虫的数量可能很快就会超过"处理阈值"，但是在我国许多地区用传统的200 L/hm2以上喷量的做法往往很慢，而且采取行动的快慢常常取决于水源是否方便。在半干旱地区缺水非常严重，这促进了超低量喷雾的发展，最初这种方法是用于防治蝗虫，现在发现对有些作物用超低量喷雾法非常有效。尽管手持式的转子式喷雾器的覆盖性能不如多喷头的压力喷雾器，但如果能够控制好雾滴的大小，并且掌握好喷洒的时间，效果还是相当不错的。在许多地方，超低量喷雾已经被证明比背负式小喷雾器的效果好，问题是现有的可用于超低量喷雾的农药非常有限，所以现在的趋势是用水基的低量喷雾(5～15 L/hm2)替代超低量喷雾。这种低量喷雾的方法选择农药成分的灵活性很大，但仍然要求对病虫害的反映要快，不然会增加控制的难度。

9 结语

在现实的农业生产中，在实际施药过程中，真正发挥作用的农药比例会由于种种原因的影响而变得很低，目前的研究表明，最好的施药效率能够达到6％，但要注意的是，这个参数只是在喷雾灭杀蝗虫时达到的。并且，当时的情况与一般情况不同：蝗虫年龄相同，并都集中在作物的外叶面上，频繁的飞行活动也提高了药滴的中靶率。

喷雾装置将农药喷洒到作物上，药效的发挥很大程度上决定于喷雾质量的高低。喷雾质量受到多方面因素影响。从各种影响因素综合来看，都是对喷雾作业的三个主要指标，即雾滴分布均匀性、飘移性和覆盖率造成影响，可是这三个指标也并不是相互绝对独立的，它们之间具有矛盾性。小雾滴喷雾可以提高覆盖率，但小雾滴的抗飘移性能又相对较差，集中的雾型有利于减小飘移，但是却不利于改善分布均匀性。如果增大喷头与目标的垂直距离，在增加飘移量的同时却能够很大程度上改善雾滴分布均匀性。因此，在一次喷雾作业中同时满足三个喷雾质量指标是很困难的，这就增加了喷雾参数选择的难度。因此，通过对影响喷雾质量的各种因素进行深入研究，了解其对喷雾质量影响的作用机理，对在实际喷雾作业中，因地制宜地选择喷雾参数，制定合理的喷雾方案，从而达到最优的喷雾效果具有重要的意义。参考文献：

[1] 傅泽田，祁力钧，王秀.农药喷施技术的优化[M].北京：中国农业科学技术出版社，2002.

[2] 陈志.农业机械设计手册[K].北京：中国农业科学技术出版社，2007.

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