洪曉燕,張?zhí)鞐?/p>

(1.遼寧省植物保護站,遼寧 沈陽 110034;2.國家林業(yè)局森林病蟲害防治總站,遼寧 沈陽 110034)

我國農(nóng)藥工業(yè)的發(fā)展始于 20世紀(jì) 30年代,歷經(jīng)半個多世紀(jì)的發(fā)展,已經(jīng)形成殺蟲、殺菌、除草、生長調(diào)節(jié)等幾大類比例合理的完備的產(chǎn)品生產(chǎn)線,生產(chǎn)企業(yè) 2000多家,成為全球農(nóng)藥生產(chǎn)使用大國,為農(nóng)林牧業(yè)發(fā)展起到了重要的保障作用。但由于我國農(nóng)藥工業(yè)的發(fā)展速度與施藥機械的發(fā)展速度不一致、施藥技術(shù)落后、施藥人員素質(zhì)較低等,造成我國農(nóng)藥的利用率較低,環(huán)境污染嚴(yán)重,農(nóng)藥殘留超標(biāo),農(nóng)產(chǎn)品出口受限,制約了農(nóng)林生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)林產(chǎn)品的國際市場競爭力。本文通過分析影響農(nóng)藥利用率的相關(guān)因素,提出提高農(nóng)藥利用率的有效措施。

1 農(nóng)藥利用率現(xiàn)狀

農(nóng)藥利用率是指農(nóng)藥由噴霧機械或其它方法噴施后到達靶標(biāo)體(植物)的有效量。我國每年約有100萬 t的農(nóng)藥制劑施用到田間,研究表明,若以實際噴灑到目標(biāo)靶區(qū)的農(nóng)藥計算,我國農(nóng)藥有效利用率約為 20%～30%,另外的 70%～80%的農(nóng)藥流失到土壤、水源或飄移到環(huán)境中,真正達到害蟲體的藥量不到施用量的 1%,也就是說有 99%的殺蟲劑不僅沒有起到殺蟲作用,還變成了污染源[1]。

2 影響農(nóng)藥利用率的因素

2.1 農(nóng)藥本身特性 通過不同的工藝農(nóng)藥可制成不同的劑型,過去我國農(nóng)藥的劑型以可濕性粉劑、乳油為主,環(huán)境污染嚴(yán)重,利用率低。近年來隨著人們環(huán)境保護意識的加強,農(nóng)藥劑型研究正朝著水性、粒狀、緩釋、功能化、省力化方向發(fā)展,一些高效、安全、經(jīng)濟的農(nóng)藥劑型,如以水基代替油基的微乳劑、水乳劑,無粉塵飄移的水分散粒劑、水分散片劑、干懸浮劑等與環(huán)境相容的劑型不斷面市,使得農(nóng)藥的利用率有所提高。

乳油、濃乳劑、微乳劑等劑型農(nóng)藥是兌水配制成稀的乳狀液使用的,乳狀液的分散性和穩(wěn)定性直接受乳化劑的影響,分散均勻、穩(wěn)定性好的農(nóng)藥其利用率就高。潤濕劑潤濕性能好,農(nóng)藥在生物體表面展著面積大,農(nóng)藥利用率高。農(nóng)藥粉粒細度直接影響其覆蓋均勻度和沉積量,相同重量的粉粒,其顆粒越細,粒數(shù)越多,覆蓋的面積就越大而且均勻,農(nóng)藥利用率就高。助劑主要以配方助劑和噴霧助劑方式應(yīng)用在農(nóng)藥加工和使用方面,改善藥液沉降物的均勻性、粘著性,增強藥物的浸透性和輸導(dǎo)性,可減少由于風(fēng)、雨造成的植物葉片上的藥劑流失,降低農(nóng)藥對水、土壤和大氣的污染。

2.2 噴霧機械性能 噴霧機械的工作原理就是將藥液霧化后,以霧滴的形態(tài)噴灑到植物上或其他被處理物上,使藥液在被噴灑物的表面形成一層連續(xù)的液膜。農(nóng)藥利用率取決于噴霧機械的霧化質(zhì)量、流量、霧滴大小及分布均勻性。

噴霧機械的藥劑霧化質(zhì)量直接影響農(nóng)藥在作物上的沉積分布。常用手動噴霧器采取的是液力霧化方式,高壓液體在通過狹小的噴孔后,要經(jīng)過 30 cm以上的距離才能夠完全霧化,所以在噴灑農(nóng)藥時,必須保持噴頭與靶標(biāo)物的距離在 30 cm以上,避免將噴頭貼近靶標(biāo)物表面噴霧;機動噴霧機采取的是氣力霧化方式,離噴頭越遠,霧滴越小,一般水平噴幅在 8 m以上。所以,在噴施農(nóng)藥時,要充分利用其有效噴幅,采取飄移疊加法噴霧,提高農(nóng)藥利用率,避免針對性噴霧。

噴霧機械噴嘴不同,流量、噴霧角度、霧滴大小及分布均勻性等技術(shù)指標(biāo)也不同,造成農(nóng)藥利用率不同。一般空心圓錐噴嘴適用于高壓噴灑觸殺性除草劑、殺蟲劑、殺菌劑。扇形噴嘴通用性好、穿透性強、覆蓋充分,適用于除草劑噴施。

2.3 施藥技術(shù) 施藥技術(shù)是保證農(nóng)藥利用率的關(guān)鍵因素,主要包括施藥方式和操作規(guī)范性。我國施藥機械的結(jié)構(gòu)決定了我國施藥方式以大容量、大霧滴、雨淋式、全覆蓋噴霧技術(shù)為主,藥液大量流失。農(nóng)藥的噴施操作過程中許多因素影響農(nóng)藥的利用率,如行走方向、施藥人員站立位置、噴嘴與靶標(biāo)體的距離等。傳統(tǒng)的噴霧方式是沿前進方向左右雙側(cè)“Z”字型交叉噴霧,施藥人員一直在有藥區(qū)作業(yè),既不安全也影響農(nóng)藥利用率。而正確的方式是采用順風(fēng)單側(cè)“Z”字型噴霧方法,使施藥人員在無藥區(qū)作業(yè)。同時要根據(jù)不同噴霧機械的霧化原理,掌握噴嘴與靶標(biāo)體的距離以保證農(nóng)藥的有效利用。

2.4 環(huán)境條件 農(nóng)藥的施用受環(huán)境條件影響較大,如溫度、濕度、光照、土壤、水質(zhì)、風(fēng)速等,要根據(jù)不同的環(huán)境條件采用不同的施藥技術(shù)。通常高溫時農(nóng)藥的化學(xué)活性強,植物代謝旺盛,害蟲的生理活性強,食量大,農(nóng)藥的作用速度快,藥效高。但有些品種在高溫時也較易發(fā)生藥害,故高溫時要嚴(yán)格掌握用藥濃度。濕度大時病蟲害發(fā)生重,農(nóng)藥利用率高,但濕度過大也易造成藥害。不同農(nóng)藥對光照要求不同,有的農(nóng)藥只在有光照的時候發(fā)揮作用,如乙氧氟草醚類除草劑不能在覆黑色薄膜時使用,有的農(nóng)藥見光易分解,如除草劑氟樂靈施用時要混土處理,要根據(jù)藥劑對光照的不同反應(yīng)正確施用農(nóng)藥,以提高農(nóng)藥的利用率。土壤中有機質(zhì)含量直接影響農(nóng)藥的利用率,土壤有機質(zhì)含量高對藥劑的吸附力強,降低藥液的流動性,影響農(nóng)藥的有效利用,從而降低藥效。如土壤封閉除草劑在土壤有機質(zhì)含量高時,農(nóng)藥顆粒被土壤吸附不能淋溶到下層土壤發(fā)揮除草效果,所以要酌情加大施藥量。大多數(shù)農(nóng)藥呈微酸性,用水稀釋時水質(zhì)對藥效影響很大,硬水中含鈣、鎂等離子易破壞藥物的乳化性能和濕潤性能,降低農(nóng)藥利用率。因此,農(nóng)藥配藥時應(yīng)盡量使用軟水。風(fēng)速直接影響農(nóng)藥藥滴飄移,決定農(nóng)藥在作物表面沉積量。不同天氣條件要求霧滴大小不同,有關(guān)研究表明,風(fēng)速 2 m,霧滴直徑≥130μm,風(fēng)速 3m,霧滴直徑≥140μm,風(fēng)速 4m,霧滴直徑≥160μm可減少飄移。

2.5 靶標(biāo)植物的冠層結(jié)構(gòu)及表面結(jié)構(gòu)的影響 農(nóng)藥噴霧時,靶標(biāo)植物的冠層結(jié)構(gòu)及表面結(jié)構(gòu)直接影響農(nóng)藥藥液的沉積量,農(nóng)藥利用率通常受生物靶標(biāo)適應(yīng)性原則和生物最佳粒徑原理影響。

3 提高農(nóng)藥利用率的有效措施

提高農(nóng)藥有效利用率要從農(nóng)藥由噴霧機械到靶標(biāo)體全過程考慮,最有效的方法是在充分利用農(nóng)藥劑型、農(nóng)藥助劑、環(huán)境和作物群體結(jié)構(gòu)的條件下,通過改進噴霧機械性能、引進先進的噴霧新技術(shù)、研制新的農(nóng)藥劑型、培訓(xùn)施藥人員、提高施藥質(zhì)量、減少農(nóng)藥流失和噴液量來提高農(nóng)藥利用率。

3.1 改進噴霧機械性能 我國正在有針對性地開發(fā)農(nóng)藥噴霧機械,通過增加噴頭及噴桿多樣性,改變我國農(nóng)藥機械泵體質(zhì)量差、壓力不足、附件質(zhì)量差、藥箱無攪拌裝置等狀況,克服跑、冒、滴、漏現(xiàn)象,提高農(nóng)藥利用率。同時把研究目標(biāo)向高效率、低能耗、低噪音、低成本 ;小型 、輕便、耐用、安全、省力;與農(nóng)事操作(如播種、移植、灌溉、施肥等)同步進行方向發(fā)展。通過研制高效率機械實施精準(zhǔn)噴霧作業(yè),避免噴霧過程的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象,提高農(nóng)藥有效利用率。

3.2 噴霧新技術(shù) 針對不同的目的,目前各國都在研究噴霧新技術(shù)以提高農(nóng)藥的利用率。低量噴霧是在單位面積上施藥量不變,將農(nóng)藥原液稍微稀釋,用水量相當(dāng)于常規(guī)噴霧技術(shù)的 1/5～1/10[1],省工省力減少流失。

靜電噴霧技術(shù)是通過高壓靜電發(fā)生裝置,利用高壓靜電在噴頭與噴霧目標(biāo)間建立一個靜電場,當(dāng)農(nóng)藥液體流經(jīng)噴頭霧化后,通過不同的充電方法使霧滴帶上電荷,形成群體負性荷電霧滴,在靜電場力和其他外力的聯(lián)臺作用下,霧滴作定向運動而吸附在目標(biāo)的帶有正性電荷的各個部位,藥液霧滴在葉片表面的沉積量顯著增加,特別是提高目標(biāo)背面的沉積量,且由于霧滴帶相同電荷,減少了霧滴的凝聚飄移散失,可將農(nóng)藥有效利用率提高到 90%。缺點是帶電霧滴對植株冠層的穿透能力較弱[1-2]。

在農(nóng)藥的施用過程中,控制霧滴的飄移是提高藥液的附著率,減少農(nóng)藥流失,降低對土壤和環(huán)境污染的重要措施。歐美國家在這方面研究了防飄噴頭、風(fēng)幕技術(shù)、靜電噴霧技術(shù)及霧滴回收技術(shù)等。但因技術(shù)性和成本過高等原因,上述技術(shù)生產(chǎn)上尚未進行大量應(yīng)用。

藥輥涂抹技術(shù)主要用于內(nèi)吸性除草劑的使用,即利用能吸收藥液的泡沫材料做成抹藥滾筒——藥輥,藥液通過藥輥表面滲出,只需接觸到雜草上部的葉片即可奏效。這種方法幾乎可使藥劑全部施在靶標(biāo)植物上而不會發(fā)生藥液拋灑和滴落,可滿足多種場合作業(yè)的需要[2]。

自動對靶施藥技術(shù)是利用光電元件作為傳感器,與計算機控制系統(tǒng)結(jié)合,當(dāng)噴頭下“發(fā)現(xiàn)”靶標(biāo)時即噴出藥液,否則噴頭停止噴霧。目前國外主要有兩種方法實現(xiàn)對靶施藥,一是使用圖象識別技術(shù)。該系統(tǒng)由攝像頭、圖像采集卡和計算機組成。計算機把采集的數(shù)據(jù)進行處理,并與圖象庫中的資料進行對比,確定對象是草還是莊稼、何種草等等,以控制系統(tǒng)是否噴藥。二是采用葉色素光學(xué)傳感器。該系統(tǒng)的核心部分由一個獨特的葉色素光學(xué)傳感器、控制電路和一個閥體組成。閥體內(nèi)含有噴頭和電磁閥。當(dāng)傳感器通過測試葉色素判別有草存在時,即控制噴頭對準(zhǔn)目標(biāo)噴灑除草劑。目前只能在裸地上探側(cè)目標(biāo),可依據(jù)需要確定傳感器的數(shù)量,組成噴灑系統(tǒng),用于果園的行間護道、溝旁和道路兩側(cè)噴灑除草劑。如美國 FMC公司將計算機控制系統(tǒng)用于果園噴霧機,該系統(tǒng)通過超聲波傳感器確定果樹形狀,計算機控制系統(tǒng)使農(nóng)藥噴霧特性始終根據(jù)果樹形狀的變化而自動調(diào)節(jié)。這些技術(shù)大大提高了農(nóng)藥有效利用率,代表著農(nóng)藥使用技術(shù)的方向。

隨著城市綠化的不斷發(fā)展,園林植物品種不斷增多,流通愈加頻繁,植物病蟲害也隨之不斷增加。近幾年來,蛀干害蟲的防治成為植物害蟲防治的一個重點,植保工作者不斷探索新的方法對其加以防治,打孔注藥法就是其中一種行之有效的方法。

3.3 研制先進農(nóng)藥劑型提高農(nóng)藥利用率 伴隨超高效化學(xué)農(nóng)藥和生物農(nóng)藥的涌現(xiàn),易氧化、易分解等急待解決的問題促使控制釋放技術(shù)得以發(fā)展,應(yīng)運產(chǎn)生了微膠囊制劑,它是以高分子材料作為囊壁或囊膜,通過化學(xué)、物理或物理化學(xué)的方法,將作為囊心的農(nóng)藥活性物質(zhì)包裹起來,形成一種具有半滲透性囊膜的微型膠囊,并將它們以一定的濃度穩(wěn)定地分散、懸浮在作為連續(xù)相的水中。微膠囊劑從外觀看,很像水乳劑,也是以水作為基質(zhì)的非均相體系,活性成分包含在分散的油相之中,所不同的是在分散的油相粒子外層,包以由高分子聚合物構(gòu)成的極薄的囊膜。提高了藥劑本身的穩(wěn)定性,有利于生態(tài)和環(huán)境。引入控制釋放的功能,提高了農(nóng)藥的利用率,延長了持效期,從而可減少施藥的數(shù)量和頻率,改善農(nóng)藥對環(huán)境的壓力。

3.4 施藥人員培訓(xùn) 農(nóng)藥是一種特殊的商品,農(nóng)藥的噴施是一項技術(shù)性很強的工作。在發(fā)達國家,施藥人員必須通過專門機構(gòu)組織的技術(shù)培訓(xùn)取得合格證書方可購買使用農(nóng)藥和機械。施藥人員不但要了解作物生長發(fā)育情況及病蟲害發(fā)生危害特點,同時還要了解各種農(nóng)藥的性能特點、防治對象、使用方法、注意事項、中毒解救等知識和技術(shù),尤其是無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)人員還要知道禁用、限用、適用農(nóng)藥種類及噴霧次數(shù)、最大噴霧量、安全間隔期等技術(shù)要求。而目前我國的施藥人員很少或沒有參加過專門培訓(xùn),只有施藥人員的素質(zhì)提高了,農(nóng)藥才能合理使用,才能提高農(nóng)藥的利用率。

總之,我國農(nóng)林生態(tài)條件復(fù)雜,耕作制度多樣,有害生物災(zāi)害多發(fā)、頻發(fā)、重發(fā),化學(xué)防治在農(nóng)、林業(yè)病蟲害防治中仍占有十分重要的位置。加強農(nóng)藥加工和使用技術(shù)研究,不斷改善農(nóng)藥施藥機械性能,建立適合我國國情的高效農(nóng)藥使用技術(shù)系統(tǒng),加快科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化速度,全面提高農(nóng)藥利用率,減輕化學(xué)農(nóng)藥防治帶來的不利影響已迫在眉睫。

[1]黃貴,王順喜,王繼承.靜電噴霧技術(shù)研究與應(yīng)用進展[J].中國植保導(dǎo)刊,2008(1):19-21.

[2]袁會珠,齊淑華.農(nóng)藥使用技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].植保技術(shù)與推廣,2001(2):37-38.