噴霧藥液在靶標(biāo)植株上的沉積與潤濕研究.pdf

1、噴霧藥液在靶標(biāo)植株上的沉積分布與潤濕狀況是決定藥液向生物體傳遞的重要環(huán)節(jié)，其中靶標(biāo)葉片的潤濕性能將直接影響藥液霧滴在及表面上的沉積、附著、持留、展布和滲透等。噴霧是一個動態(tài)過程，藥液霧滴在靶標(biāo)植株上的沉積持留和潤濕行為是影響施藥效果的重要因素。本文以炮塔式壓力霧化軸流風(fēng)送高壓靜電噴霧系統(tǒng)為試驗(yàn)平臺，采用清水、烷基聚葡糖苷(APG08-10)和草甘膦助劑(EF8108-B)作為噴霧試劑，以溫室栽種的生菜、黃瓜為靶標(biāo)對象，開展了藥霧靶標(biāo)沉積

2、試驗(yàn)研究、黃瓜葉片潤濕特性和黃瓜葉片藥液流失點(diǎn)的試驗(yàn)研究，并在此基礎(chǔ)上建立黃瓜葉面的動態(tài)潤濕模型和流失點(diǎn)響應(yīng)面模型。從而為噴霧藥液在靶標(biāo)植株上沉積規(guī)律與潤濕行為的分析和預(yù)測提供理論依據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)。主要工作包括以下方面：
　　 1、試驗(yàn)在溫室靶區(qū)內(nèi)以盆栽生菜為植株靶標(biāo)，以軸流風(fēng)送高壓靜電噴霧系統(tǒng)為施藥裝置，在相同的風(fēng)機(jī)頻率、噴霧壓力和噴霧流量條件下，通過改變噴頭高度和充電電壓對風(fēng)送的藥霧進(jìn)行靶標(biāo)沉積試驗(yàn)，分析藥霧在靶區(qū)和靶標(biāo)上的分

3、布量及沉積規(guī)律。結(jié)果表明：沿風(fēng)送軸線上距噴頭150～200cm靶區(qū)內(nèi)的藥霧沉積量都出現(xiàn)一個沉積高峰區(qū)；隨著充電電壓的增大，植株靶標(biāo)上的藥霧沉積量明顯增加，荷電后的藥液霧滴在風(fēng)送射程和噴幅內(nèi)的靶標(biāo)沉積率顯著提高；噴頭高度對靶區(qū)及靶標(biāo)的沉積影響十分明顯，65cm噴頭高度的沉積分布質(zhì)量明顯優(yōu)于50cm和30cm噴頭高度的。為了獲得較好的霧滴沉積分布，噴頭高度離目標(biāo)的垂直距離不應(yīng)低于50cm；此外，軸流風(fēng)送式噴霧具有較強(qiáng)的方向性，在200～50

4、0cm的噴幅距離內(nèi)具有良好的對靶適應(yīng)性，而大于200mL沉積量的藥液主要密集分布在距離噴頭150cm處。
　　 2、實(shí)驗(yàn)采用懸滴法測量不同質(zhì)量百分?jǐn)?shù)烷基聚葡糖苷(APG)水溶液在氣-液界面上的平衡表面張力，同時運(yùn)用CCD數(shù)字?jǐn)z像技術(shù)可視化觀察其在黃瓜葉面上的動態(tài)潤濕過程。根據(jù)Tanner法則，擬合出APG水溶液在黃瓜葉面（葉片正面和背面）鋪展直徑與時間以及濃度的關(guān)系曲線。結(jié)果顯示：質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為14.35％～85.78％的APG水

5、溶液在黃瓜葉面的動態(tài)接觸角在均在前2s內(nèi)急劇下降，之后逐漸趨于穩(wěn)定。此外，APG水溶液各濃度體系鋪展直徑與時間的關(guān)系均很好的符合冪次法則，且冪值a均小于0.1。
　　 3、實(shí)驗(yàn)采用CCD數(shù)字?jǐn)z像技術(shù)，測定草甘膦助劑(EF8108-B)水溶液在不同濃度體系(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為16.08％～82.14％)下，液滴在黃瓜葉面上的動態(tài)潤濕參數(shù)值。結(jié)果顯示：EF8108-B液滴在黃瓜葉面的接觸角沒有隨著濃度的增大呈現(xiàn)接觸角降幅增加的趨勢；22.

6、33％濃度的EF8108-B水溶液在黃瓜葉面顯示了較好的鋪展性能；無論在黃瓜葉片正面還是背面，各濃度體系的EF8108-B水溶液在黃瓜葉面的液滴高度均在前2s內(nèi)急速下降，之后液滴高度下降平緩并逐漸趨于穩(wěn)定；隨著時間的增加，各濃度體系EF8108-B水溶液在葉面上的液滴面積整體呈減小趨勢，但部分濃度液滴面積會出現(xiàn)略微增加的現(xiàn)象。
　　 4、基于時間序列的預(yù)測分析方法，建立了EF8108-B水溶液在黃瓜葉面動態(tài)潤濕的各類模型。根據(jù)自

7、相關(guān)和自回歸法、滑動平均法和指數(shù)平滑法，分別建立了動態(tài)接觸角模型、動態(tài)液滴尺寸模型和動態(tài)液滴形狀模型。并且對動態(tài)潤濕過程中液滴尺寸、液滴形狀和接觸角的三維關(guān)系曲線進(jìn)行了模擬。根據(jù)趨勢面分析原理與方法，構(gòu)建了黃瓜葉面動態(tài)接觸角的三維趨勢面模型。并對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了分析和確定，根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)對所構(gòu)建的模型進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明模型達(dá)到一定的可靠性和準(zhǔn)確性。
　　 5、試驗(yàn)在溫室靶區(qū)內(nèi)以黃瓜葉片為靶標(biāo)對象，采用微稱量法測量噴霧藥液在黃瓜

8、葉片上的流失點(diǎn)與最大穩(wěn)定持留量。引用潤濕方程的基本理論，對影響持藥液留量的因素，包括噴霧距離、充電電壓及霧滴葉面接觸角等分別進(jìn)行了分析。根據(jù)Zisman提出的測定植物臨界表面張力方法，繪制了黃瓜葉片臨界表面張力的Zisman圖。結(jié)果表明：隨著噴霧距離的增加，藥液在黃瓜葉片上的流失點(diǎn)和最大穩(wěn)定持留量先上升后下降，最大值均出現(xiàn)在距離噴頭125cm處；藥液霧滴在黃瓜葉片上的接觸角θ、粘附張力β、粘附功Wa和臨界表面張力γo的穩(wěn)定值分別為85.

9、07°、6.17mN/m、77.97mJ/m2、61.23mN/m;小于黃瓜葉片臨界表面張力的藥液才利于在黃瓜葉片上潤濕展布和沉積持留。
　　 6、試驗(yàn)基于響應(yīng)面方法，在正交試驗(yàn)和單因子試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用2因子5水平中心組合設(shè)計(jì)方案，分析與評價充電電壓U、噴霧壓力p、噴頭高度H以及噴霧流量Q這4項(xiàng)因子對黃瓜葉片藥液流失點(diǎn)的影響，建立溫室內(nèi)高壓靜電噴霧條件下黃瓜葉面藥液流失點(diǎn)的二次響應(yīng)面模型，并對模型進(jìn)行了分析和驗(yàn)證。結(jié)果顯示：充