王 果， 劉德江， 盧鑫羽， 宋文勇， 曹雄飛， 陳 曉， 龔 艷

(1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所，江蘇南京 210014； 2.江蘇擎宇化工科技有限公司，江蘇儀征 211400)

我國是全世界最大的農(nóng)藥生產(chǎn)和使用大國，據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，近5年，我國的農(nóng)藥使用量均維持在150萬t以上，但受農(nóng)戶施藥技術(shù)專業(yè)知識缺乏和施藥器械不規(guī)范影響，導(dǎo)致藥液大量浪費。數(shù)據(jù)顯示，2019年我國三大主糧的農(nóng)藥有效利用率僅為39.8%，比發(fā)達國家低15%～25%，噴施的農(nóng)藥大量流失或飄移，給土壤及水環(huán)境造成嚴重污染，繼而引發(fā)一系列環(huán)境問題。因此，從提高農(nóng)藥利用率角度出發(fā)，需改進施藥技術(shù)，規(guī)范施藥器械，選擇合適的施藥參數(shù)，并可通過添加噴霧助劑的方法，從而達到減少農(nóng)藥飄移和流失的效果。

噴霧助劑可有效改善藥液的界面參數(shù)特性，提高藥效。寧夏大學(xué)的景亮亮等通過將6種不同噴霧助劑與3種藥劑混配，分析混配后藥液的表面張力和接觸角關(guān)系，結(jié)果表明藥液表面張力和接觸角呈現(xiàn)顯著負相關(guān)關(guān)系。大連理工大學(xué)的宋小沫等研究了倍達通、邁道、Silwet408這3種噴霧助劑對農(nóng)藥抗蒸發(fā)特性的影響，結(jié)果表明這3種助劑對藥液的抗蒸發(fā)能力隨著相對濕度升高而降低，隨環(huán)境溫度升高先增強后減弱。廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所的王瀟楠等研究了4種噴霧助劑對25%噻蟲嗪。水分散劑(WG)在豇豆葉片表面的潤濕性能影響，結(jié)果表明，當(dāng)加入助劑后，藥液表面張力顯著降低，潤濕效果明顯提升。上述研究表明，在農(nóng)藥中添加噴霧助劑，可有效改變藥劑表面特性參數(shù)，達到減小霧滴表面張力和接觸角、提升潤濕性能等效果，但目前未見有相關(guān)文獻研究助劑與藥液的霧化分散影響。

為研究不同噴霧助劑對藥液霧化分散的效果影響，本試驗以22%氟啶蟲胺腈懸浮劑(SC)(以下簡稱氟啶蟲胺腈)為研究對象，選用倍達通、N380、G2801等3種噴霧助劑，模擬不同施藥場景下的作業(yè)參數(shù)，應(yīng)用激光粒度儀、表面張力儀測量助劑和藥液混配后的粒徑、表面張力，分析探究噴霧助劑對霧滴粒徑的影響，以期為農(nóng)藥減施增效，提高利用率提供理論依據(jù)與參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗藥劑主要有22%氟啶蟲胺腈懸浮劑，由美國陶氏益農(nóng)公司提供，是一種專門用于防治刺吸式口器害蟲的殺蟲劑。

試驗用噴霧助劑有倍達通、N380、G2801，其相關(guān)信息見表1。

表1 噴霧助劑信息

試驗主要儀器設(shè)備有2000S激光粒度分析儀(丹東百特儀器有限公司)、A10Plus靜態(tài)表面張力儀(KINO)。

試驗選用德國Lechler公司生產(chǎn)的標準扇形噴頭，型號ST110-01。該噴頭為噴桿噴霧機及無人植保機上最常用的噴頭(圖1)，噴霧角為110°扇形，推薦使用壓力范圍為0.2～0.5 MPa。

試驗地點位于江蘇擎宇化工科技有限公司，試驗時間為2021年5月11—12日。

1.2 試驗設(shè)備與方法

1.2.1 表面張力試驗 藥液表面張力試驗在江蘇擎宇化工科技有限公司恒溫恒濕實驗室進行。儀器為靜態(tài)表面張力儀(圖2)。試驗采用鉑金板法，試驗前先進行儀器校準檢驗：用蒸餾水和乙醇交替清洗鉑金板，并在酒精燈上灼燒至通紅，冷卻后掛上掛鉤，在清洗干凈的表面皿內(nèi)加入適量蒸餾水，測定蒸餾水的表面張力，用以檢測鉑金板是否清洗干凈，正常值應(yīng)約為72 mN/m。校準完畢后，重復(fù)上述清洗步驟將鉑金板和表面皿清洗干凈，在表面皿中加入適量待測樣品，點擊軟件界面中“上升樣品臺”，目測當(dāng)樣品液面離鉑金板1～2 cm 時，停止上升，將原數(shù)據(jù)清零，待鉑金板懸掛穩(wěn)定后，點擊“測試”按鈕，當(dāng)鉑金板上升至與液面接觸后，測試軟件開始記錄表面張力變化圖譜，待測量時間達到100 s時，停止測試，記錄此時的表面張力數(shù)值。

1.2.2 霧化分散試驗 藥液霧化分散試驗采用江蘇擎宇化工科技有限公司的霧滴傳遞評價系統(tǒng)(圖3)進行。該試驗裝置由風(fēng)機組件、噴霧系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。噴霧系統(tǒng)包括可升降噴桿、藥液罐、壓力源及管路，其中噴桿安裝于封閉透明艙室內(nèi)，可消除自然風(fēng)對藥液霧化產(chǎn)生的干擾；測試系統(tǒng)主要為激光粒度分析儀，通過水平導(dǎo)軌置于噴桿正下方，用于采集霧滴粒徑數(shù)據(jù)；控制系統(tǒng)主要由控制與監(jiān)控面板、計算機等組成，用來顯示噴霧艙室溫濕度、控制噴桿升降、風(fēng)機及噴霧電磁閥啟停、控制激光粒度儀采集分析粒徑數(shù)據(jù)。

試驗在溫度為23 ℃、相對濕度為55%的無風(fēng)環(huán)境下進行，測定ST110-01噴頭在0.2、0.3、0.4、0.5 MPa噴霧壓力，距離激光粒度儀光路30、50、70 cm 高度條件下，噴施不同濃度氟啶蟲胺腈與助劑混配液的霧滴體積中徑(VMD)及霧滴譜跨度。試驗所用氟啶蟲胺腈質(zhì)量濃度為0.3%、0.4%、0.6%；助劑倍達通、N380、G2801的質(zhì)量濃度分別為2%、0.2%、1%。試驗時，激光粒度儀采樣次數(shù)設(shè)置為每次獲取15個霧滴樣本值，重復(fù)3次采樣，將平均值作為試驗結(jié)果輸出。

2 結(jié)果與分析

2.1 藥液與助劑混合液的表面張力試驗結(jié)果

氟啶蟲胺腈在0.3%、0.4%、0.6%等3種濃度下與倍達通、N380、G2801噴霧助劑混配的藥液表面張力試驗結(jié)果如表2所示。

由表2可知，不添加助劑時，氟啶蟲胺腈藥液表面張力隨濃度增加呈現(xiàn)較明顯的遞減變化，添加噴霧助劑后，表面張力明顯下降，在添加了這3種助劑后，氟啶蟲胺腈藥液的表面張力隨濃度變化無明顯差異，呈現(xiàn)較好的一致性。

表2 氟啶蟲胺腈與助劑混配液的表面張力

數(shù)據(jù)顯示，添加倍達通后，表面張力均值降低至29 mN/m，變化率超過20%；添加N380后，表面張力約降低至21 mN/m，變化率超過42%；添加G2801后，表面張力值約降低至32 mN/m，變化率超過13%。且添加助劑后，隨著氟啶蟲胺腈濃度的增加，表面張力降低的變化率呈現(xiàn)較明顯的下降現(xiàn)象。

2.2 藥液與助劑混合液的霧化分散試驗結(jié)果

各試驗條件下不同濃度氟啶蟲胺腈與助劑混配藥液的霧滴體積中徑如表3、表4、表5所示。由表中數(shù)據(jù)可知，在氟啶蟲胺腈藥液中添加噴霧助劑后，各試驗條件下的霧滴VMD均發(fā)生了變化。其中添加倍達通后，VMD增大，添加N380及G2801后，VMD有不同程度減小的現(xiàn)象。

表3 0.3%氟啶蟲胺腈藥液與3種助劑混配的霧滴體積中徑

表4 0.4%氟啶蟲胺腈藥液與3種助劑混配的霧滴體積中徑

表5 0.6%氟啶蟲胺腈藥液與3種助劑混配的霧滴體積中徑

添加了倍達通助劑后，霧滴VMD均有不同程度增大的現(xiàn)象，其中，0.3%氟啶蟲胺腈藥液在 0.2 MPa 壓力、30 cm噴霧高度下，VMD變化率最大，為43.35%；在0.5 MPa壓力、50 cm噴霧高度下，VMD變化率最小，為1.34%。0.4%氟啶蟲胺腈藥液在0.2 MPa壓力、30 cm噴霧高度下，VMD變化率最大，為58.45%；在0.5 MPa壓力、70 cm 噴霧高度下，VMD變化率最小，為4.18%。0.6%氟啶蟲胺腈藥液在0.2 MPa壓力、50 cm 噴霧高度下，VMD變化率最大，為43.70%；在0.4 MPa壓力、70 cm噴霧高度下，VMD變化率最小，為13.80%。

添加了N380助劑后，0.3%氟啶蟲胺腈藥液在0.3 MPa壓力、50 cm噴霧高度下，VMD降低率最大，為38.54%；在0.5 MPa壓力、30 cm噴霧高度下，VMD降低率最小，為5.82%。0.4%氟啶蟲胺腈藥液在0.3 MPa壓力、70 cm噴霧高度下，VMD降低率最大，為17.58%；在0.4 MPa壓力、30 cm 噴霧高度下，VMD變化率最小，為3.20%。0.6%氟啶蟲胺腈藥液在0.4 MPa壓力、70 cm 噴霧高度下，VMD降低率最大，為20.13%；在0.2 MPa壓力、50 cm噴霧高度下，VMD降低率最小，為2.50%。

添加了G2801助劑后，0.3%氟啶蟲胺腈藥液在0.3 MPa壓力、50 cm噴霧高度下，VMD降低率最大，為19.02%；在0.3 MPa壓力、70 cm噴霧高度下，VMD降低率最小，為4.92%。0.4%氟啶蟲胺腈藥液在0.5 MPa壓力、70 cm噴霧高度下，VMD降低率最大，為13.24%；在0.2 MPa壓力、30 cm 噴霧高度下，VMD變化率最小，為0.71%。0.6%氟啶蟲胺腈藥液在0.5 MPa壓力、70 cm 噴霧高度下，VMD降低率最大，為12.64%；在0.4 MPa壓力、30 cm噴霧高度下，VMD降低率最小，為0.24%?？傮w來看，添加G2801助劑對霧滴粒徑的降低作用小于N380助劑。

在各試驗條件下不同濃度氟啶蟲胺腈與助劑混配藥液的霧滴譜跨度試驗數(shù)據(jù)如表6、表7、表8所示。由表中數(shù)據(jù)可知，在添加了噴霧助劑后，不同配比濃度的氟啶蟲胺腈藥液，在各試驗條件下霧滴譜跨度均出現(xiàn)增大或減小的現(xiàn)象。從助劑對霧滴譜跨度的影響來看，霧滴譜跨度的增減與氟啶蟲胺腈藥液的配比濃度存在一定關(guān)聯(lián)，加入倍達通后，當(dāng)氟啶蟲胺腈濃度為0.3%時，僅在0.2 MPa壓力下，50、70 cm噴霧高度等2個試驗處理中，霧滴譜跨度增加，其他處理中，霧滴譜跨度均減小；當(dāng)氟啶蟲胺腈濃度為0.6%時，所有試驗處理中，霧滴譜跨度均增加。加入N380、G2801助劑后，氟啶蟲胺腈濃度增加至0.6%時，在0.2、0.3 MPa噴霧壓力下試驗處理的霧滴譜跨度均增加。

表6 0.3%氟啶蟲胺腈藥液與3種助劑混配的霧滴譜跨度

表7 0.4%氟啶蟲胺腈藥液與3種助劑混配的霧滴譜跨度

表8 0.6%氟啶蟲胺腈藥液與3種助劑混配的霧滴譜跨度

3 結(jié)論

以不同配比濃度的殺蟲劑氟啶蟲胺腈為試驗藥劑，研究比較在添加不同噴霧助劑后，藥液的表面張力變化，并運用霧滴傳遞評價系統(tǒng)進行藥液的霧化分散試驗， 比較助劑對霧滴體積中徑及霧滴譜跨度的影響，所得結(jié)論如下：(1)噴霧助劑可明顯降低氟啶蟲胺腈藥液的表面張力， 不同濃度的藥液中添加同一種助劑后，表面張力表現(xiàn)出明顯的一致性，與藥液本身濃度的關(guān)聯(lián)性降低。(2)噴霧助劑對霧滴體積中徑有明顯的改變現(xiàn)象。倍達通助劑對體積中徑表現(xiàn)為增大作用，N380及G2801助劑表現(xiàn)為降低作用，且N380的降低效果較明顯。(3)噴霧助劑對霧滴譜跨度的影響隨氟啶蟲胺腈濃度的變化而變化，當(dāng)氟啶蟲胺腈濃度增大，以及在較低噴霧壓力下，對霧滴譜跨度表現(xiàn)為總體增大作用，霧滴粒徑均勻性下降。