大容量喷雾法一般使用的喷雾量是50~150升,药液的浓度一般是0.01%~0.1%。假定采用0.1%浓度(即0.001千克/升)和100升喷雾量,则每亩实际农药用量为:100升伊0.001千克/升=0.1千克。而超低容量喷雾法一般每亩喷雾量为300~350毫升,药剂浓度是25%~50%。如果采用25%浓度剂型,则只需喷洒400毫升即可达到每亩用药量100克。如果把喷雾量提高到大容量喷雾的水平,即便只提高到10升,则农药实际用药量就高达2500克了,必定发生药害。可见其问题之严重。
低容量喷雾法一般均系水质喷雾,喷雾液的浓度很高。由于低容量喷雾的喷雾液均由用户自行配制,因此,对于喷雾液的用药量和浓度控制以及喷雾量的掌握应十分重视。
(三)常规喷雾法
常规喷雾法通常是指大容量喷雾法。现在仍是各地最普遍使用的方法。从所用的动力来分,有手动喷雾法、机动喷雾法和航空喷雾法3类。航空喷雾法必须由航空喷药技术专业队和专业部门去实施,因此这里不作介绍。
1.手动喷雾法这是以手动方式产生的压力而进行喷雾的方法,是我国最普遍的喷雾方法。这种方法适合于小规模农业结构,尤其适合个体农户使用。
(1)手动喷雾法的原理。所有的手动喷雾法都是,根据相同的原则,即:利用手动方式操作压动水唧筒,使药水产生压力;使受压的药液通过一特制喷头实现雾化。
药液的压力是通过一贮气室而获得的。唧筒是一单向水唧筒,当压动唧筒手柄时,药水即经过唧筒而被压入贮气室,使贮气室内的空气受到压力被压缩,逐渐缩小体积(从贮气室外看到的现象是:药水在贮气室内上升)。这时如果药水喷管的开关紧闭,药水就会持续上升,也使气室的压力逐渐增大。
此时如果把药水开关打开,药液受到气室内空气压力的压迫就会经过喷管而从喷头喷出。此时若停止摇动压柄,则气室内的压力即开始下降(可以看到贮气室内的药水液面开始下降),直到气室内药水排空、空气体积恢复原状为止,喷头即不再喷雾。实际上,在停止摇动压柄后喷头处喷出的药水流量也逐渐减少,雾化性能也同时逐渐减退。肉眼可以观察到雾头越来越小,雾滴越来越粗。如果在打开药水开关后持续摇动压柄,则气室内持续受到压力,喷头即可持续喷雾,气室内的气压可以保持相对稳定,这样,喷头的喷雾质量也可相对稳定。从气室外观察可以发现,气室内的药水液面也保持相对稳定。根据设计要求,压柄操作频率为每分钟25次左右。
由此可见,使用此种手动喷雾器时不应打打停停,而应持续均衡地摇动压柄。
压缩式喷雾器(如552-丙型)也是根据上述原理设计的。但是,它是一种间歇式加压喷雾器,即1次加压后进行喷雾,等到压力下降后再打气加压。它没有专门的贮气室,药水筒的上部留出1/3左右的空间不装药水,就是它的贮气室。这种喷雾器的唧筒是打气唧筒,而不是水唧筒,这是与上述喷雾器不同之处。但是由于在喷雾期间压力会逐渐降低而这种喷雾器不能持续加压,所以它的雾化性能不如上述持续加压式的喷雾器。这种压缩式喷雾器是较老式的喷雾器,如552-丙型是我国解放初期的产品。单管喷雾器和踏板手压式喷雾器则都是持续加压式的喷雾器,原理与前述相同。
(2)喷头及其工作原理。我国手动喷雾器所用的喷头只有1种,即切向离心式涡流芯喷头,上面4种喷雾器虽然形状和结构各异,但喷头都是相同的。由此可见,这种喷头的结构简单,制造方便,成本较低。
这种喷头的工作原理是当药液被压进喷头腔时,由于腔中央有1个锥形凸台,药水即从凸台基部顺切线方向绕锥面高速流动并进行加速,当到达锥顶时已接近喷孔,药液便以高速旋转的液流通过喷孔。在喷孔的刃口作用下,药液被剪切成薄层液膜而离开喷孔,液膜破裂后分散成为雾滴。液膜的形成和破裂程度取决于药液具有的压力,而药液的压力则取决于塞杆和活塞的冲程和摇动频率。所以,上述几种手动喷雾器的使用,均须保证它们的操作条件和要求,不可随意操作。
喷头的喷孔片中央部位有一喷液孔。我国的这种喷头最初曾配备有1组孔径大小不同的4个喷孔片,它们的孔径分别是:0.8、1、1.3、1.6毫米。在相同压力下喷孔直径越大则药液流量也越大。用户可以根据不同的作物和病、虫、杂草,选用适宜的喷孔片。但过去由于种种原因致使农民不愿采用流量较小的小号喷孔片,误以为流量越小则工效越低,因此,常发生用户自己把小号喷孔片的喷孔加以扩大的事情,结果破坏了喷雾器应有的特性。首先是额定的药液流速受到破坏,因为喷孔越大药液流速越快。
喷孔直径为1毫米时,药液流速0.35~0.45升/分钟;喷孔直径为1.3毫米时,药液流速0.55~0.65升/分钟;喷孔直径为1.6毫米时,药液流速0.65~0.75升/分钟。
其次是喷头的雾化性能受到严重破坏,被任意扩大的喷孔失去了应有的工艺形状,使药液的分散变得非常不均匀,并使药液难以展散成为均匀液膜,从而影响了雾化效果。
这种喷头所喷出的雾呈伞状,中心是空的,所以称为空心雾锥。当喷雾进行时,落地的是一个圆形中空雾斑。当喷头摆动时,雾流重叠扫过靶区,因此,第一次已沉积到作物靶标上的雾滴往往很容易被另一侧落下的雾滴所打掉。这是这种喷头喷雾时药液容易发生滴淌现象的原因之一。
近年来发展了一种扁扇喷头,用钢玉瓷烧制而成。喷孔呈梭形槽,中央有1个圆孔,药液在压力下通过此圆孔,在梭形槽的作用下层散成为扇形液膜,并进而破裂成为雾滴。这样形成的雾头是扁平的扇形雾,落在地上呈1条狭长雾带。扁扇喷头因其梭形槽的几何形状、排液孔的孔径与喷雾压力不同而有多种规格,以适应不同的防治要求。
扁扇喷头主要使用在工作压力较高的机动喷雾机具上,雾化性能较好。同时,在机引喷雾器的喷雾横杆上用扁扇喷头,可以编组和配置喷头,通过调节喷头的喷雾角度和喷头的离地高度,可以控制药液在作物上的沉积密度。此种喷头在工业先进国家已成为标准化的系列喷头,广泛应用于各种机动喷雾机上。
激射式喷头所喷出的也是一种扇形扁平雾头,但它是一种压力较小的喷头。主要用于喷洒除草剂,其雾滴较粗,目的是为了防止细雾飘移伤害作物。喷头的结构很简单:药液从圆形喷孔喷出后,撞击在喷孔外的一个弧形表面上,发生撞击反射现象,并迫使药液展散成为扁平扇形雾头,最后碎裂成为较粗大的雾滴。这些喷头在我国尚在试用阶段。扇形雾喷头可向南京农业机械研究所联系。
(3)喷雾操作方法和要求。常规大容量喷雾法虽然喷药量大,操作时似乎比较从容,但是实际上存在的问题很多。
前文已讲到,药液和雾化性能是与喷雾时的压力呈正相关。手动喷雾器的压力是不稳定的,与喷雾时的操作技术有关,在各种型号的喷雾器使用说明书中均有明确规定。例如工农-16型背负式喷雾器,最大耐压784千帕(即78.5牛顿/厘米),常用294~392千帕(即29.42~39.3牛顿/厘米)。在操作时不可让压力降低很多。根据操作人员的体力,一般应保持在196~294千帕的水平。即气室内的液面应保持在水位线上下,这样才能保持喷头雾化良好。此时可看到雾锥的角度大、雾滴细而飘。如果不能保持上述压力的相对稳定,则雾锥角度小而雾滴较粗而沉。
喷洒时喷头应离开作物50厘米左右。不宜靠得太近。一方面是为了避免雾滴对作物的冲击力量过大,使药液更容易流失,另外在靠喷头近处雾化过程尚未充分完成,因此,雾滴较粗大,甚至可能还处于未完全分散的液膜状态。许多棉农在防治棉苗蚜虫时习惯采取喷头贴着棉苗向前推喷的办法,实际上已是药水冲洗而并非喷雾了。所以,对于幼苗期作物喷药,切向涡流芯喷头的空心雾锥是不适用的,应改用窄幅实心雾锥的喷雾器。
在作物生长中、后期喷药时,常采取喷头向上逐行喷洒,以便使药剂能喷到叶背面(如棉花、黄瓜等中、后期喷雾)。由于行间较窄,或作物已开始封行,这种喷法也会妨碍药液雾化良好,很大程度上也近似于药水冲洗植株了,因此,往往喷雾量很大,每亩棉花田要喷到100~150升药水,黄瓜后期常需喷150~200升药水,流失量均很大。对于中、后期生长郁闭的作物田,应考虑改用机动低容量弥雾法或高效率的高压机动喷雾法,或手动喷雾法。
大容量喷雾法的药水量大,雾滴粗大容易被撞落,所以,在进行田间作业时,要避免人体从已经喷过药的作物中穿过,否则会大量撞落药水。避免的办法是退行喷雾。在不易行走的田里,则可采取一侧喷雾,即行进中只向一侧喷雾,回头时再同样喷洒,使身体总是在喷药区外。
有些地方采取摘去喷杆、喷头的所谓"喷雨冶法,让药水从开关口直接喷出。这不是喷雾法,实际是射水,需用水量大,而且流失量更大,所以不宜提倡。
手动喷雾器的喷头喷孔片,应根据作物和病虫情况选用。田间喷雾量少,如各种作物的前期喷药,应选用小号喷孔片,如蔬菜、瓜果等作物苗期,棉花、油菜等作物的幼株期等。喷雾量增加时应换用中号或大号的喷孔片。
2.机动喷雾法机动喷雾法的压力高,而且因为是用机械控制压力和流量,所以雾化性能比较稳定,不会因人而异。对于像工农-36型这种喷雾机来说,除了这个优点外,其喷雾方法并无特殊之处,同手动喷雾法一样,但因为压力高、雾化好,雾滴在植株丛中的穿透能力较强,比工农-16型等手动喷雾器要好得多。
车载的机动喷雾机,除了喷雾的机械化之外,整机的行走也是机械化的。它的行走速度完全可以控制,这就可以把药水的流速与每亩喷雾量准确地加以计算和调控,从而可以使田里的喷药较均匀、周到。这种车载喷雾机或拖拉机牵引的喷雾机常可带动长达20多米的喷杆,上面配置许多扇形雾喷头,经过调节和校准,可达到高度的机械化和自动化程度。
(四)低容量喷雾法
1.低容量喷雾法低容量喷雾法是指每亩喷雾量在0.5~15升药水的喷雾方法,超低容量喷雾法则每亩喷雾量在0.5升药水以下。这两种喷雾方法都属于细雾喷洒方法。因为雾滴细、施药液量小,所以雾滴在作物上的沉积分布比较均匀,而且不容易发生药水滴淌现象。不仅可以节省大量农药和水资源,节省劳力和能源,而且减轻了大量流失的农药对环境发生污染的风险。因此,这是自20世纪50年代以来国际上大力推广应用的农药使用技术。
低容量喷雾法是利用气流雾化(即双流体雾化)原理进行药液雾化,这种方法所产生的雾滴细而均匀。雾满的直径大体上相当于常规粗雾喷洒法雾滴直径的1/4,与常规喷雾法喷洒等量的药液所能产生的雾滴数相比,大约相当于它的50~150倍。因此低容量喷雾法只需少量的药水就可以产生大量雾滴,足以取得满意的雾滴覆盖密度而不会发生药液流失。由于这种雾化方法所产生的雾滴很细,其雾滴分布情况不容易用肉眼看到,而且是分散分布在叶面上而并不联成液膜,只有用指示颜色或荧光剂在紫外灯下观察才能看到,所以细雾喷洒方法目前还没有被农民所普遍接受,他们已习惯于肉眼看得到的大雾头或大水量喷雾,在作物上形成连片的液膜才比较放心。有些农民误以为细雾喷洒法喷雾量太少,生怕不能保证杀死病虫而不接受这种先进的施药技术。但是通过田间使用效果的现场实际对比,细雾喷洒法的优越性已越来越受到农民的重视。
泰山-18型背负喷雾机就是一种机动的低容量喷洒机具。
2.很低容量和超低容量喷雾法与上述低容量喷雾法不同,超低容量喷雾法是利用离心喷头(或称转碟式喷头)的高速离心力把药液抛出转碟的带齿尖的边缘,形成均匀的细雾滴。这种喷洒方法所产生的雾滴的运动能力很小,所以"射程冶很短,在无风的情况下喷洒半径只有0.5米左右。采取这种喷洒方法时,必须在有风的天气下进行,利用风力把雾滴吹散,实施飘移喷雾法。
3WCD-5型手持电动超低容量喷雾机就是用于喷洒超低容量药液的机具。泰山-18型喷雾喷粉机配装了超低容量喷头后也可以用于喷洒超低容量药液。
我国研制的一种手动喷雾器和多用电动喷雾机,也是利用双流体雾化原理进行低容量或很低容量喷雾的机具。喷雾器和喷雾机是小型便携式的轻便型机具,适合于小规模农户在各种复杂地形条件下使用,其雾化细度好于上述两种机具,是一种很低容量喷雾法,换接离心喷头后也可用于超低容量喷雾。
3.低容量、很低容量和超低容量喷洒法的实施方法低容量、很低容量和超低容量喷雾的田间操作方法与常规喷雾有很大的不同。后者是采取针对性喷洒法,而前三种则采取飘移喷洒法。所谓飘移喷洒法就是让喷雾机(器)所喷出的雾滴被风吹向下风方向而自然飘落在作物上。喷雾器所行走的距离同雾滴的飘移距离的乘积就是1次喷洒所覆盖的面积,即1个喷幅。由于喷出的雾滴密度远近不同,近处雾滴密度大,越远则密度越小,所以在1个喷幅带上,雾滴的分布是不均匀的。为了提高雾滴沉积的均匀度,必须采取喷幅差位交叠的喷洒方法。
飘移喷洒法的工效要显著高于常规针对性喷洒法,农药对操作人员的污染风险也小得多,因为操作人员总是站在上风头。这里还可以看出,采取这种喷洒方法时,必须了解并掌握当时的风向。在地形比较复杂的地方,采取这种喷洒方法时必须仔细分析当地的气象规律,并同当地的气象部门取得密切联系。
4.手动喷雾器和电动喷雾机的很低容量喷洒法手动喷雾器和电动喷雾机是很低容量喷洒机具,每亩喷雾量为1~3升,介于低容量和超低容量之间。这种喷洒机具在采用油质农药时也可以进行飘移喷洒,但是为了适应飘移喷洒对气象条件的严格要求,便于小规模农田上使用,这种机具能在针对性喷洒的操作方式下,利用喷头所产生的低速气流使雾滴具有在小气候范围内作短距离飘移的能力。这种短距离飘移能够使雾滴在作物上有较大的扩散分布,并能在株冠层内扩散分布良好,因而使农药在田间具有很好、很均匀的沉积分布效果。
