鄭 麗, 程雪健, 黃桂珍,3, 趙鵬躍, 曹 沖, 曹立冬,吳進龍, 黃修柱*,, 黃啟良*,

(1. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護研究所，北京 100193；2. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所，北京 100125；3. 汕頭市深泰新材料科技發(fā)展有限公司，廣東 汕頭 030801)

0 引言

自19 世紀末，人類開發(fā)出一種渦流芯噴頭(Vermorel 噴頭) 并成功用于波爾多液的噴灑使用之后，兌水莖葉噴施已逐漸發(fā)展成為目前普遍采用的農(nóng)藥施用方式[1-2]。1960 年，Courshee[3]研究指出，在農(nóng)藥噴霧使用時，大約僅有20%的藥液沉積到作物冠層中；2015 年，我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部首次發(fā)布，農(nóng)藥在小麥、水稻和玉米三大主糧作物上的利用率僅為36.6% (根據(jù)發(fā)布數(shù)據(jù)的測算方法，實際為葉面沉積率)，2020 年達到了40.6%[4]。為了全面分析和追蹤農(nóng)藥噴出以后的動向和歸趨，以及影響這種行為的機制及其調(diào)控技術(shù)和方法，Young[5]和屠豫欽[6]先后提出了農(nóng)藥的“劑量傳遞”(dose transfer)概念，認為農(nóng)藥從噴灑機械噴出便開始了劑量傳遞過程。根據(jù)2 0 0 0 年Matthews[7]在其主編的《農(nóng)藥使用方法》中展示的農(nóng)藥劑量傳遞和沉積的過程示意圖，結(jié)合作者研究及對國內(nèi)外相關(guān)文獻的理解，將農(nóng)藥兌水莖葉噴施對靶劑量傳遞分解為3 個階段，共8 個過程 (圖1)。

圖1 農(nóng)藥兌水莖葉噴施對靶劑量傳遞過程示意圖Fig. 1 Processes involved in pesticide target dose transfer and deposition

農(nóng)藥對靶沉積階段主要包括了霧滴離開噴頭到在靶標作物葉面形成沉積的全過程，期間農(nóng)藥大約損失60%，主要是霧滴體系在作物種植體系中的行為及劑量變化，尚未被有害生物攝取，不存在任何毒理學(xué)問題[8]，是農(nóng)藥劑量傳遞損失規(guī)律與調(diào)控機制研究的焦點。至今已有很多文獻對該階段中農(nóng)藥霧滴的蒸發(fā)與飄移[9]、葉面碰撞時彈跳碎裂與潤濕鋪展[10]和持留中的蒸發(fā)與傳輸[11]等過程變化與損失規(guī)律、高效沉積與調(diào)控機制等分別進行了綜述，但尚未見基于應(yīng)用場景對靶沉積全過程、多要素互作、規(guī)律認知與調(diào)控技術(shù)相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)性概述。本文基于農(nóng)藥兌水莖葉噴施應(yīng)用場景，以農(nóng)藥對靶沉積的霧滴空間分散運行、葉面動態(tài)沉積和穩(wěn)態(tài)持留的過程行為為主線，從空間維度綜述各個過程中的表觀現(xiàn)象與行為、損失規(guī)律與機制、調(diào)控途徑與方法等；分析農(nóng)藥對靶沉積劑量傳遞與調(diào)控研究的發(fā)展思路，概述典型代表性成果 (表1)，提出未來研究與發(fā)展建議，旨在為農(nóng)藥減施增效關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)提供理論與技術(shù)支持。

表1 農(nóng)藥對靶沉積典型代表性成果Table 1 Typical representative achievements

1 農(nóng)藥對靶沉積空間運行的劑量傳遞與調(diào)控

對于選定的施藥場景，農(nóng)藥制劑的選擇、對水稀釋形成藥液和霧化形成霧滴屬于3 個主動操作過程，涉及制劑體系、藥液體系和霧化體系3 個串聯(lián)分布的農(nóng)藥劑量傳遞載體，經(jīng)過從包裝瓶或袋到藥液桶或箱、到噴頭出口、再到靶標作物冠層3 個劑量傳遞過程。在霧滴離開噴頭之前，農(nóng)藥的劑量傳遞幾乎不受不可控因素的制約，劑量傳遞效率可達95%以上，一般不作為農(nóng)藥劑量傳遞的過程進行研究。

農(nóng)藥霧滴自噴頭進入空間并向作物冠層運行，屬于狹義上的農(nóng)藥空間運行過程，大約30%的農(nóng)藥在該過程中因蒸發(fā)飄移而損失，因此該過程一直是農(nóng)藥對靶沉積劑量傳遞研究的主體[12]。其中，研究者在農(nóng)藥空間運行的過程行為、損失規(guī)律及蒸發(fā)飄移調(diào)控等方面開展了較為系統(tǒng)的研究。

1.1 農(nóng)藥對靶沉積空間運行的過程行為

飄移、蒸發(fā)是農(nóng)藥對靶沉積空間運行中與劑量傳遞損失相關(guān)的主要過程行為，在此過程中，高達20%～30%的農(nóng)藥霧滴通過蒸發(fā)飄移脫離了應(yīng)用靶區(qū)[9,12]，一方面造成農(nóng)藥浪費，另一方面也成為了環(huán)境污染物質(zhì)的主要來源[13]，是業(yè)界一直關(guān)注和研究的熱點。人們對農(nóng)藥飄移行為的關(guān)注，與農(nóng)藥的使用技術(shù)及其為害程度密切相關(guān)：早期人類將砷酸鈣等無機農(nóng)藥的粉劑裝在麻布袋中，靠拍打袋子將農(nóng)藥施用到每株作物上，施用者更關(guān)注的是農(nóng)藥的沉積效果，短距離的飄移完全被忽略；隨著機械化施藥，特別是植保無人飛機(UAV)撒施農(nóng)藥的應(yīng)用，農(nóng)藥飄移的量和范圍大幅增加，直到人們發(fā)現(xiàn)奶牛吃了施藥作物附近的牧草而死亡，才開始關(guān)注農(nóng)藥的飄移行為[14]。隨著除草劑的大量使用，特別是2,4-D、麥草畏等揮發(fā)性除草劑，揮發(fā)性飄移引起了非防控區(qū)域作物藥害，從而激發(fā)矛盾成為焦點[15-16]。隨著人們環(huán)保意識的增強，目前已將農(nóng)藥飄移行為及其為害的研究，從人、畜、作物拓展到了水生生物及環(huán)境有益生物等整個生態(tài)系統(tǒng)中的諸多方面[17-18]，農(nóng)藥霧滴飄移在空間運行的過程行為逐漸被明確。

2005 年，國際標準化組織(ISO)[19]將噴霧過程中在氣流作用下帶出靶標區(qū)域的農(nóng)藥定義為噴霧飄移(spray drift)，并特別指出，飄移物的形態(tài)可以是霧滴、干燥的顆?；蛘哒魵猓r(nóng)藥沉積后的逸散不屬于飄移。2015 年，Pivato 等[20]在研究葡萄園農(nóng)藥飄移風(fēng)險評估綜合建模方法時，將農(nóng)藥在空間運行的行為較為完整地描述為兩種途徑 (圖2)，其中：圖2 中1、2 和3′屬于農(nóng)藥施用的直接損失，基本等同于農(nóng)藥的蒸發(fā)飄移；相比于直接分布行為中農(nóng)藥損失的劑量，施用后的再次分布劑量 (圖2 中4、5、6 和4′、5′、6′) 要低一個數(shù)量級，一般不作為損失劑量考慮。

圖2 農(nóng)藥流失途徑概念模型[20]Fig. 2 Conceptual model of pesticide emission[20]

隨著時間推移，雖然對農(nóng)藥空間運行的過程行為不斷有新的研究報道，但大都停留在“飄多少”和“飄哪里”的表觀現(xiàn)象認知層面，也一直將農(nóng)藥霧滴視為不會發(fā)生形變的顆粒，將蒸發(fā)和飄移視為兩個平行的過程。然而最新研究表明[21]：霧滴在空間運行過程中是很容易發(fā)生形變的，且受黏性力、表面張力等內(nèi)部因素和重力、曳力等外部因素的共同作用；通過回歸分析得到的預(yù)測模型，可以計算出霧滴的空間形變量及形變周期，進而可明晰霧滴的空間形態(tài)演化規(guī)律。此外，對于“水性”霧滴而言，蒸發(fā)促使霧滴粒徑變小，進而導(dǎo)致空間運行速度衰減，客觀上成為了飄移的驅(qū)動力[22]。

綜上所述，對農(nóng)藥空間運行過程行為的研究已經(jīng)從宏觀行為及表觀現(xiàn)象的定性認知，逐漸深入到微觀過程的行為分解和相互關(guān)系探究，但目前仍局限于單液滴的動態(tài)捕捉和行為演化，對藥液經(jīng)噴嘴霧化分散后霧滴間的相互作用研究、霧滴群及霧滴簇的動態(tài)行為捕捉和后處理分析均存在一定的難度。

1.2 農(nóng)藥對靶沉積空間運行的損失規(guī)律

通過上述關(guān)于農(nóng)藥空間運行的過程行為綜述可知，農(nóng)藥的蒸發(fā)飄移是應(yīng)用場景中多因素導(dǎo)向的結(jié)果。從農(nóng)藥霧滴離開噴頭進入空間并向作物冠層運行的過程來看，環(huán)境條件、噴霧模式和霧滴特性是造成農(nóng)藥霧滴飄移損失的主控因素[18]。但研究之初，人們在思考其影響因素和基本規(guī)律時，主要是從表觀向微觀、靜態(tài)向動態(tài)逐漸開展的。從表觀層面上看，霧滴飄移是環(huán)境中的風(fēng)將霧滴帶離靶標區(qū)域的結(jié)果，對于農(nóng)藥施用者，風(fēng)是不可人為調(diào)控的環(huán)境因素，因此將研究重點放在了霧滴粒徑上，主要圍繞不同場景中粒徑的變化層層展開。

1964 年，Akesson 等[23]在其發(fā)表的農(nóng)藥使用及飄移相關(guān)問題論文中，引述了Brooks 等在1947年發(fā)表的關(guān)于飛機和陸地施藥時有害粉塵的飄移現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)顆粒沉降速率與其粒徑成正比。后續(xù)研究了不同粒徑霧滴的飄移可能性及模式，明確了不同粒徑霧滴在空間運行的距離 (表2)[24]，并在此基礎(chǔ)上，解釋了小霧滴的飄移規(guī)律，提出了不同施藥場景下適宜的霧滴粒徑范圍 (表3)[25-28]。

表2 霧滴通過靜態(tài)空氣后的最終速度[24]Table 2 Terminal velocities of water droplets falling through still air [24]

表3 幾種容量噴霧法的霧滴粒徑范圍及性能特點[25-28]Table 3 Droplet size range and performance characteristics of several volumetric spray methods [25-28]

將霧滴飄移結(jié)合到應(yīng)用場景中進行研究，更多參數(shù)及影響因素引發(fā)關(guān)注，農(nóng)藥飄移的規(guī)律也逐漸完善。首先是霧滴運行的速度。雖然霧滴離開噴頭時的初速度是由噴施器械和作業(yè)參數(shù)決定的，但其在空間運行過程中的速度變化則是由氣流速度和湍流效應(yīng)而決定。大量研究表明，霧滴的飄移比例與氣流速度大致呈線性關(guān)系，當湍流強度增強時，無論是在水平方向還是垂直方向，霧滴都將會被風(fēng)帶到更遠的距離[29]。其次是霧滴的演變。環(huán)境溫度和相對濕度是霧滴空間演變的主要因素[30]，當環(huán)境溫度升高時，水蒸汽在空氣中的質(zhì)量擴散系數(shù)增加，質(zhì)量傳遞速率加快；另外，當空氣相對濕度降低時，霧滴表面與空氣中水蒸汽的濃度差增加，推動力增強，促使水分子從霧滴表面逃逸到環(huán)境中，加劇了霧滴粒徑的衰減。Wolf 等[31]研究表明，100 μm 粒徑的霧滴在溫度為25 ℃、相對濕度為30%的條件下運動75 cm后，會因蒸發(fā)損失致使粒徑縮減為50 μm。

隨著科技發(fā)展，薛士東等[22,32]首次提出了霧滴運行空間過程中橫向飄移距離和縱向劑量傳遞的“二重維度”概念，構(gòu)建了霧滴空間行為和劑量傳遞的計算流體動力學(xué)(CFD)仿真模型，結(jié)合粒子圖像測速法(PIV)，捕捉霧滴空間速度分布，建立了受力分析模型，開展了多因素協(xié)同作用下霧滴相互作用和霧滴群空間傳遞演化規(guī)律和機制的研究。研究發(fā)現(xiàn)，蒸發(fā)促使霧滴粒徑變小，霧滴粒徑變小導(dǎo)致其空間運行速度衰減，而兩因素疊加則加劇了霧滴飄移 (圖3)。這就從本質(zhì)上明確了霧滴空間運行蒸發(fā)飄移的主控因素和規(guī)律。

圖3 不同尺寸霧滴在2 m/s 環(huán)境風(fēng)速時的空間速度(a)及方向演化(b)趨勢，α 為液滴與空氣的相對方向[32]Fig. 3 The velocity magnitude (a) and direction evolution (b) of droplets with different sizes under the crosswind velocity of 2 m/s, α is the relative direction of the droplet and the air [32]

綜上所述，對農(nóng)藥霧滴飄移行為及規(guī)律的研究，已經(jīng)從飄移位點的監(jiān)測到過程行為的變化這種單一層面，逐漸發(fā)展到橫向飄移距離和縱向劑量傳遞的“二重維度”層面，但局限于對流體力學(xué)等學(xué)科關(guān)于霧滴過程速度衰減及其形變規(guī)律應(yīng)用理論的理解，深入探究和認知復(fù)雜場景下的霧滴損失規(guī)律仍非常困難。

1.3 農(nóng)藥對靶沉積空間運行中的蒸發(fā)飄移調(diào)控

對農(nóng)藥空間運行過程中的蒸發(fā)飄移調(diào)控，是隨著對蒸發(fā)飄移現(xiàn)象的認識及其損失規(guī)律研究和認知進行的，簡單分為霧滴離開噴頭前后兩個調(diào)控模式。

研究飄移之初主要是基于現(xiàn)象的認知。為了減少霧滴飄移為害，最容易想到的方法就是設(shè)置飄移緩沖區(qū)(spray buffer zones)[23]；直到21 世紀初，這種方法仍是許多國家和地區(qū)預(yù)防飄移風(fēng)險的方式，并形成了國際標準(ISO DIS 22369)[33]；近年來，UAV 低容量噴灑技術(shù)在我國迅猛發(fā)展，為了減少UAV 施藥帶來的飄移風(fēng)險，魯文霞等[34]以多旋翼UAV 為平臺，測定了6 種不同風(fēng)速下UAV施藥霧滴飄移分布情況，提出在作業(yè)時應(yīng)至少預(yù)留22 m 以上的飄移緩沖區(qū)。

小霧滴由于質(zhì)量輕、比表面積大，在高溫、低濕空氣阻力下可隨風(fēng)飄移更遠，而飄移緩沖區(qū)并不能適合于多數(shù)應(yīng)用場景。特別是二次世界大戰(zhàn)以后，農(nóng)業(yè)復(fù)蘇，美、日等國家大型機械和航空噴施農(nóng)藥技術(shù)迅速發(fā)展，農(nóng)藥霧滴飄移問題愈發(fā)突出，單一依靠建立緩沖區(qū)已明顯不能滿足大面積作業(yè)減少飄移為害的需求[35]，由此推動了從霧滴離開噴頭前后兩個不同角度進行飄移調(diào)控研究的發(fā)展。

首先是對霧滴行為的阻控。與設(shè)置飄移緩沖區(qū)減少霧滴飄移的思路一致，在噴施作業(yè)區(qū)邊界設(shè)置防風(fēng)林(windbreaks)對飄移霧滴進行攔截，可以減少霧滴飄移量[18,36]。但防風(fēng)林的抗飄移效果明顯受制于其高度、長度、密度及所處位置等客觀因素，由此探索提出了多項基于霧滴行為阻控的防飄技術(shù)[37]。如20 世紀 80 年代末，歐洲興起的在噴霧機上加裝風(fēng)機和風(fēng)囊而發(fā)展的風(fēng)送噴霧技術(shù)，以及后續(xù)發(fā)展的罩蓋式噴霧技術(shù)、防風(fēng)罩和防飄擋板等。

其次是噴施技術(shù)的改進。在研究霧滴飄移規(guī)律的過程中，研究人員認識到了噴施器械及作業(yè)條件對飄移的影響，因而在霧滴行為阻控技術(shù)研究的同時，開始了噴施技術(shù)調(diào)控霧滴飄移的研究。其中，最為公眾所知和普遍采用的是防飄噴頭。如20 世紀90 年代，德國Lechler 公司研制生產(chǎn)的ID 防飄噴頭，利用大霧滴在靶標表面碰撞過程中的二次霧化，碎裂成更多更細的霧滴，可降低霧滴飄移75%以上；后續(xù)又陸續(xù)發(fā)展了靜電噴霧和變量噴霧等霧滴防飄技術(shù)[38]。

再者是抑制蒸發(fā)和飄移助劑的使用。通過助劑改善藥液性質(zhì)，優(yōu)化霧化性能，減少小霧滴產(chǎn)生，改變霧滴運行行為和空間形變。最早是20 世紀60 年代，利用磷酸酯、甘油與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的聚合物等作為飛防粉塵飄移防止劑，硬脂酸鹽、 聚丙烯酸酯、聚丙烯酸及部分水解的聚丙烯酰胺等合成聚合物也作為飄移控制劑，用于降低霧滴蒸發(fā)速率，減少小霧滴的飄移[39-40]。隨后，通過優(yōu)化配方助劑改善制劑性能、摻混不同助劑調(diào)控藥液性質(zhì)，調(diào)控霧滴、或者霧滴群的初始粒徑分布，進而改變其空間運行行為與蒸發(fā)飄移損失，已逐漸成為普遍采用的飄移為害阻控方法[41-42]。

總體上看，對霧滴蒸發(fā)飄移調(diào)控的途徑和方法各有優(yōu)劣，需要根據(jù)實際應(yīng)用場景及作業(yè)需求，靈活采用多途徑和方法組合進行調(diào)控，并與生物最佳粒徑或生物效果的充分發(fā)揮統(tǒng)籌考慮。特別是UAV 等低容量或超低容量施藥技術(shù)的快速發(fā)展，因其具有高作業(yè)效率、低噴液量和小霧滴等特點，更需要有效解決霧滴飄移問題，霧化噴頭改進、藥液性能提升、作業(yè)參數(shù)優(yōu)化等源頭控制小霧滴蒸發(fā)飄移的調(diào)控措施將成為主導(dǎo)。

2 農(nóng)藥在葉面動態(tài)沉積的劑量傳遞與調(diào)控

經(jīng)空間運行到達靶標作物冠層的霧滴，在作物葉面上存在一個動態(tài)的沉積過程，該過程主要受冠層結(jié)構(gòu)、冠層微環(huán)境、葉面特性等客觀因素影響，宏觀表現(xiàn)為霧滴在作物冠層內(nèi)部的擴散分布，葉面的碰撞、彈跳、潤濕與鋪展。由于不同作物在不同生長期的冠層結(jié)構(gòu)不同、葉面性質(zhì)各異，疊加種植區(qū)域環(huán)境因素的變化，導(dǎo)致農(nóng)藥霧滴在葉面動態(tài)沉積的劑量傳遞與調(diào)控非常復(fù)雜。

農(nóng)藥在葉面動態(tài)沉積劑量傳遞與調(diào)控的研究中，潤濕鋪展及其機制的研究很早，通過有機硅助劑調(diào)控潤濕鋪展的研究與應(yīng)用成果已成為經(jīng)典。近年來，可視化研究霧滴葉面沉積的碰撞彈跳等動態(tài)過程行為成為熱點，并基于界面和霧滴性能提出了調(diào)控方法。

2.1 農(nóng)藥在葉面動態(tài)沉積的過程行為與界面現(xiàn)象

農(nóng)藥霧滴進入作物冠層首先受到冠層結(jié)構(gòu)的影響，從而改變其在冠層微環(huán)境中的運行行為，到達葉面則會發(fā)生碰撞彈跳和潤濕鋪展等界面現(xiàn)象。

對農(nóng)藥霧滴潤濕與鋪展界面現(xiàn)象的研究，最早是基于農(nóng)藥藥液在葉面的流失現(xiàn)象，并歸結(jié)于藥液對葉面的潤濕問題。借助已成熟的潤濕理論及潤濕模型不斷完善，普遍采用水滴在靶標作物葉面的接觸角(θ)作為衡量葉面潤濕性能的技術(shù)參數(shù)。通常情況下，當0°＜θ＜30°時，屬于超親水性表面；當30°≤θ＜90°時，屬于親水性表面；當90°≤θ＜150°時，屬于疏水性表面；當150°≤θ＜180°時，屬于超疏水表面[43]。Neinhuis 等[44]利用掃描電子顯微鏡(SEM) 研究了荷葉、水稻等200 多種植物葉面的微觀結(jié)構(gòu)，認為植物葉面的超疏水性是由其粗糙表面上微米結(jié)構(gòu)的乳突和疏水蠟狀物質(zhì)的存在共同引起的；江雷研究團隊[45]也通過SEM 研究了水稻葉面的微觀結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新性地發(fā)現(xiàn)水稻葉片存在微米與納米相結(jié)合的階層結(jié)構(gòu)是引起表面超疏水的根本原因。

依據(jù)液膜鋪展形態(tài)隨時間變化的規(guī)律，霧滴在植物葉片上碰撞產(chǎn)生彈跳的過程可分為撞擊前、撞擊后鋪展、鋪展至最大直徑、回縮、反彈、濺射或沉積等不同階段 (圖4)[46]。藥液性質(zhì)、霧滴的粒徑與運行速度、靶標植物葉面潤濕性與微觀結(jié)構(gòu)等因素的不同，決定了霧滴撞擊后鋪展的最大直徑，及收縮以后是否反彈或者濺射以及沉積的狀態(tài)，而且變形行為差別很大[47]。

圖4 霧滴撞擊在固體表面上的變形過程[47]Fig. 4 Deformation process of droplets impacting on solid surface [47]

因碰撞過程一般僅能持續(xù)非常短暫的幾毫秒時間，故早期并不為施藥者所關(guān)注。Boukhalfa 等[48]在使用高速攝像技術(shù)觀察液滴撞擊大麥葉面時發(fā)現(xiàn)，液滴在 Cassie 和 Wenzel 潤濕模式下均能發(fā)生彈跳和碎裂，但在Wenzel 模式下，有54%～72%的液滴可滯留在葉片表面。曹沖等[49]研究了多因素協(xié)同下霧滴的彈跳動態(tài)演化過程和運動規(guī)律，從能量守恒角度解析了通過調(diào)控藥液的極限彈性模量及與靶標作物葉面之間的黏附力等藥液性質(zhì)，以及抑制霧滴彈跳行為的規(guī)律與機制，實現(xiàn)了對過程行為由表觀向微觀的深入研究及規(guī)律認知。

作物冠層對環(huán)境氣流和霧滴群的運動行為具有明顯的影響，進而會改變霧滴在葉面的動態(tài)沉積行為[50]。通過建立可準確描述植物結(jié)構(gòu)的可視化數(shù)字模型，Duga 等[51]研究了果園噴霧機在不同噴施參數(shù)下冠層結(jié)構(gòu)對施藥空間氣流分布及霧滴運行行為的影響，發(fā)現(xiàn)開啟噴霧機氣流時，沿著噴霧方向的氣流速度會因冠層阻礙作用逐漸降低，霧滴的空間運行軌跡受到冠層結(jié)構(gòu)的限制。將小麥不同生育期冠層模型化，研究冠層沉積結(jié)構(gòu)對霧滴的影響，發(fā)現(xiàn)“冠層內(nèi)部速度衰減”、“近冠層區(qū)域速度波動”和“遠冠層區(qū)域速度穩(wěn)定分布”的典型特征[52]。在小麥拔節(jié)期前，冠層結(jié)構(gòu)對霧滴運行行為影響不大；孕穗期，風(fēng)速增加時碰撞行為消失，轉(zhuǎn)變?yōu)榭焖亠h移；孕穗灌漿期以后，碰撞行為完全消失，霧滴發(fā)生上揚飄移，劑量損失增加。這為不同作物不同生長期噴霧方法和作業(yè)參數(shù)優(yōu)化提供了理論依據(jù)。

對于農(nóng)藥施用人員，客觀存在的靶標作物冠層及葉面特性是農(nóng)藥在葉面沉積與持留劑量傳遞的重要影響因素；霧滴或霧滴群是葉面沉積與持留劑量傳遞研究的主體，需要從霧滴體系向上延伸到形成霧滴的藥液體系和制劑體系，重點進行葉面沉積與持留界面現(xiàn)象的認知及內(nèi)在規(guī)律與機制的理解。

2.2 農(nóng)藥霧滴在葉面動態(tài)沉積的規(guī)律與機制

液滴撞擊固體界面發(fā)生碰撞彈跳及潤濕鋪展等行為，屬于普遍的自然現(xiàn)象，對其過程行為規(guī)律及機制的研究已非常深入，并在不同領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。借助這些應(yīng)用理論的指導(dǎo)，農(nóng)藥霧滴在葉面動態(tài)沉積的規(guī)律與機制逐漸得以明確。

起初，研究者采用最為經(jīng)典的潤濕方程來解釋藥液潤濕葉面的過程，同樣采用接觸角表征葉面的潤濕性能，并根據(jù)藥液在葉面的界面能判斷潤濕的過程規(guī)律。但區(qū)別于潤濕方程提出之初所依據(jù)的理想界面，靶標植物葉面存在的植物蠟等疏水性組分及毛刺等微納協(xié)同的粗糙結(jié)構(gòu)，使農(nóng)藥霧滴在葉面的潤濕鋪展更為復(fù)雜[53]。常見的水稻、小麥和甘藍等典型疏水性作物，葉面的臨界表面張力分別為36.7、36.9 和36.4 mN/m，低于大多數(shù)農(nóng)藥藥液在推薦濃度下的表面張力，顧中言等[54]認為，這是導(dǎo)致農(nóng)藥藥液無法實現(xiàn)對靶有效潤濕的關(guān)鍵。筆者等[43]在研究不同作物葉片的表面自由能及影響規(guī)律時發(fā)現(xiàn)，葉片表面自由能及其分量因其種類、生長期、部位等不同而不同；水稻、小麥等單子葉植物葉片表面自由能以色散分量為主，難以被藥液潤濕；棉花、大豆等雙子葉植物葉片表面自由能以極性分量為主，易于被藥液潤濕。藥液體系中添加有機硅桶混助劑Silwet 408 等表面活性劑，可促使藥液在固體表面形成“分子拉鏈(molecular zippering)”，從而改變?nèi)~面的潤濕性，可實現(xiàn)藥液對疏水葉面的“超級鋪展”[55]。

通過揭示潤濕鋪展及其規(guī)律等機制的研究，也帶動了對碰撞彈跳行為的研究。從圖4 可知，霧滴撞擊葉面后，表觀層面表現(xiàn)為接觸角、接觸直徑及液滴形態(tài)的變化；當達到鋪展最大直徑后，液滴回縮，進而發(fā)生彈跳、碎裂、濺落和沉積等過程。而本質(zhì)上，是碰撞后霧滴的能量在動能和勢能間的轉(zhuǎn)換，霧滴彈跳高度由藥液的極限彈性模量及與靶標作物葉面之間的黏附力決定[56]；鋪展階段，動能轉(zhuǎn)化為勢能，形變越來越大，接觸角逐漸減小，直至液滴完全鋪展，動能全部轉(zhuǎn)化為勢能；隨著液滴回縮，勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能，接觸角逐漸增大，當回縮能量足夠大時，液滴發(fā)生反彈，直到能量耗盡最終沉積于葉面[57]。這種能量的轉(zhuǎn)換主要是由霧滴的運動性質(zhì)、形成霧滴的藥液性質(zhì)和靶標作物的葉面性質(zhì)等決定，通過添加表面活性劑等調(diào)控藥液性質(zhì)，改變霧滴碰撞葉面瞬間的能量轉(zhuǎn)換[49]，或通過柔性聚合物構(gòu)建新型水凝膠載藥體系來調(diào)控液滴拉伸黏度，減小液滴鋪展與回縮動能，抑制霧滴在水稻、甘藍等具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和高表面自由能疏水性葉面的彈跳[58]。

冠層內(nèi)微氣候?qū)F滴對靶動態(tài)沉積的影響，主要是噴霧氣流對冠層結(jié)構(gòu)及內(nèi)部氣流的擾動作用，以及對葉片相對位置的動態(tài)影響。另外，葉片表面溫、濕度的變化也會影響霧滴沉積效果[52]。由于農(nóng)藥霧滴尺寸較小，數(shù)量較多，目前霧滴空間運行過程的可視化技術(shù)仍存在一定的局限性，很難實現(xiàn)對空間飄移過程中農(nóng)藥霧滴的精準識別，缺乏冠層結(jié)構(gòu)對附近流場分布和霧滴動態(tài)行為影響的深入研究。

2.3 農(nóng)藥霧滴在葉面動態(tài)沉積劑量傳遞的調(diào)控

農(nóng)藥霧滴在葉面動態(tài)沉積劑量傳遞的調(diào)控，起初是基于動態(tài)沉積過程行為及界面現(xiàn)象的認知，主要通過調(diào)控藥液性質(zhì)改變霧滴在葉面的沉積行為；近年來逐漸發(fā)展到基于霧滴表面膜與靶標作物葉面之間的能量轉(zhuǎn)換機制的理解，嘗試構(gòu)建新型低能載藥體系、改變霧滴內(nèi)部結(jié)構(gòu)或界面的親水性原位轉(zhuǎn)換，提高農(nóng)藥沉積。

自20 世紀70 年代后期發(fā)現(xiàn)有機硅表面活性劑L-77 具備良好的潤濕展著性，至今國內(nèi)外對40 多年農(nóng)藥噴霧或桶混助劑的研究發(fā)展情況可以看出，以 Silwet 408 為代表的系列有機硅表面活性劑具有優(yōu)良的潤濕鋪展性能，在提高農(nóng)藥對靶沉積性能研究中得到了廣泛應(yīng)用[59]。期間，基于藥液在作物葉片的流失點和最大穩(wěn)定持留量概念[60]研發(fā)的農(nóng)藥霧滴在作物表面黏著展布比對卡以及霧滴密度標準比對卡，指導(dǎo)了不同作物有害生物防控適宜劑型與功能助劑種類與用量的選擇，實現(xiàn)了田間噴液量、噴霧質(zhì)量的實時精準評價[61]，從此打開了使用助劑降低藥液表面張力，調(diào)控霧滴在葉面潤濕鋪展及碰撞彈跳行為理論研究與技術(shù)應(yīng)用互相促進的局面，成為了農(nóng)藥對靶沉積研究與應(yīng)用的經(jīng)典。

隨著葉面微觀結(jié)構(gòu)的深入研究和對其影響霧滴對靶沉積規(guī)律機制的理解，在使用桶混助劑降低藥液表面張力的基礎(chǔ)上，近年來開始探索基于葉面微觀結(jié)構(gòu)進行場景導(dǎo)向功能助劑及載藥體系的創(chuàng)新，形成了系列調(diào)控新技術(shù)。馬悅等[62]基于靶標葉面化學(xué)成分，利用相似相吸原理，研發(fā)了具有表面活性的新型甘草酸對靶功能助劑，其在體相中自組裝形成納米纖維結(jié)構(gòu)，可有效附著于粗糙的疏水葉面，從而抑制液滴彈跳。筆者等基于水稻葉片表面微納結(jié)構(gòu)的形貌和疏水特性，分別構(gòu)建了以礦物油和植物油為連續(xù)相的新型稻瘟靈油包水(W/O)油乳體系[63]和花狀氧化鋅微粒穩(wěn)定的O/W Pickering 乳液體系[64]，發(fā)現(xiàn)油包水乳狀液液滴到達水稻葉面可以快速潤濕鋪展到達最大面積，花狀氧化鋅微粒與水稻葉面微納結(jié)構(gòu)具有更好拓撲匹配性，有效抑制了液滴在水稻葉面的碰撞彈跳行為。宋玉瑩等[65]以葉酸和硝酸鋅為原料，構(gòu)建了負載噻呋酰胺的葉酸/Zn2+超分子水凝膠，利用其稀釋藥液形成液滴在水稻葉面所表現(xiàn)出的剪切變稀和自修復(fù)特性，抑制了液滴在藜葉面的彈跳、碎裂和飛濺現(xiàn)象。宋美榮等[66]跳出采用膠束型表面活性劑調(diào)控藥液性質(zhì)的傳統(tǒng)思維，利用囊泡型的表面活性劑改變液滴內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以使液滴在超疏水甘藍葉面迅速形成最大鋪展，并抑制液滴在葉面的回縮速度，從而實現(xiàn)了最大穩(wěn)定的鋪展和抑制彈跳碎裂現(xiàn)象的發(fā)生。更為獨特的是，Damak 等[67]通過同時噴灑電荷相反的聚電解質(zhì)調(diào)控藥液形成的霧滴，利用兩種不同電荷霧滴在界面接觸時的碰撞沉積，實現(xiàn)界面的親水性原位轉(zhuǎn)換，提出了一種農(nóng)藥霧滴對靶沉積調(diào)控的全新見解 (圖5)。

圖5 同時噴灑相反電荷聚電解質(zhì)藥液形成的霧滴界面沉積示意圖[67]Fig. 5 Schematic diagram of droplet deposition at the interface sprayed with opposite polyelectrolyte solution [67]

由此可見，農(nóng)藥霧滴在葉面動態(tài)沉積的調(diào)控完全是對過程損失規(guī)律和微觀機制理解和掌控的結(jié)果，其中涉及到多學(xué)科應(yīng)用理論和技術(shù)的交叉。動態(tài)沉積過程的復(fù)雜性和受多影響因素的制約，表明任何單一技術(shù)的使用都不可能完全解決動態(tài)沉積過程的所有問題，需要拓寬思路，進行應(yīng)用場景中多要素的融合與集成。

3 農(nóng)藥在葉面靜態(tài)持留的過程行為與機制

農(nóng)藥霧滴在葉面碰撞彈跳后，還存在一個相對靜態(tài)和微觀的穩(wěn)態(tài)持留過程。長期以來，對于農(nóng)藥對靶沉積劑量傳遞過程的研究大多止于動態(tài)沉積；經(jīng)過測定或者計算農(nóng)藥在葉面的沉積率推算農(nóng)藥利用率，以為沉積到葉面的農(nóng)藥便可以被有害生物攝取并發(fā)揮生物效果。但當沉積到葉面上的藥液水分蒸發(fā)后，農(nóng)藥會以不同的形態(tài)存在于葉面上，形成穩(wěn)態(tài)持留；農(nóng)藥在葉面動態(tài)沉積過程中，一直到在葉面穩(wěn)定持留沉積形成藥液液膜，其分散度及分散形貌基本不發(fā)生變化，但沉積在葉面上的藥液液膜，在環(huán)境因素影響下會以不同的形式和速率蒸發(fā)，并在葉面形成形態(tài)各異的持留形貌；在蒸發(fā)過程中及穩(wěn)態(tài)持留時，農(nóng)藥的分散度及分散形貌所發(fā)生的巨大變化，足以嚴重影響其劑量攝取和生物效果。

根據(jù)圖1 所示和作者上述對農(nóng)藥對靶劑量傳遞過程的理解，本文將農(nóng)藥霧滴在葉面動態(tài)沉積后的蒸發(fā)及其在植株中的傳輸分布作為農(nóng)藥在葉面靜態(tài)持留的過程行為。

3.1 農(nóng)藥在葉面的蒸發(fā)動力學(xué)與持留形貌

與液滴撞擊固體表面發(fā)生碰撞彈跳一樣，液滴在固體表面的蒸發(fā)與持留也是普遍發(fā)生的自然現(xiàn)象，如眾所周知的咖啡環(huán)效應(yīng)。人們對液滴在非光滑生物界面上的蒸發(fā)已進行了廣泛和深入的研究，如表面超疏水的荷葉和一些昆蟲的翅膀等。研究表明，液滴在非光滑生物界面上蒸發(fā)過程的動力學(xué)以及熱力學(xué)特性取決于界面的潤濕性、粗糙程度以及環(huán)境因子等多方面因素；通過研究液滴在人工修飾的超疏水界面的蒸發(fā)過程，發(fā)現(xiàn)液滴的蒸發(fā)主要由接觸半徑恒定(constant contact radius, CCR)和接觸角恒定(constant contact angle, CCA)兩種模式主導(dǎo)[12]。

基于上述研究結(jié)果，以及對液體蒸發(fā)速率與鋪展面積正相關(guān)性的認識，農(nóng)藥霧滴在靶標作物葉面上的蒸發(fā)規(guī)律自然與潤濕鋪展性相關(guān)研究關(guān)聯(lián)起來。靶標作物葉面的微觀結(jié)構(gòu)與農(nóng)藥液滴在其表面的潤濕鋪展速率密切相關(guān)，進而影響霧滴的蒸發(fā)行為；而通過添加表面活性劑提高藥液對作物葉面的潤濕鋪展性能，也會改變霧滴的蒸發(fā)時間。通過添加高分子表面活性劑后液滴在水稻及棉花葉面的蒸發(fā)動力學(xué)行為研究發(fā)現(xiàn)，葉面親疏水特性主要影響霧滴的蒸發(fā)動力學(xué)模式，在水稻葉面主要表現(xiàn)為接觸角和接觸半徑同時減小的混合模式，表面活性劑濃度在達到臨界膠束濃度(CMC)后，液滴蒸發(fā)時間越來越短[68]；而在棉花葉面則表現(xiàn)為接觸半徑不變而接觸角不斷減小的模式，表面活性劑濃度達到CMC 后蒸發(fā)時間越來越長[69]。張浩等[70]通過合成光敏型兩親性甘草酸衍生物表面活性劑，控制霧滴在葉面上氣-固-液三相線處的蒸發(fā)速率，原位調(diào)控藥液在植物葉面的蒸發(fā)行為，擴大霧滴葉面沉積的底圓半徑，提高了藥劑沉積的覆蓋密度。

農(nóng)藥霧滴或藥膜在靶標作物葉面上蒸發(fā)后的持留形貌，除與上述蒸發(fā)模式或蒸發(fā)動力學(xué)密切相關(guān)外，還與農(nóng)藥的分散形態(tài)有關(guān)。對于可濕性粉劑、懸浮劑、水分散粒劑等兌水稀釋形成的懸浮液，農(nóng)藥在霧滴中以不溶性小顆粒形式存在，制劑中使用的分散劑或者噴施時添加的桶混助劑，都會影響粒子-粒子、粒子-氣液界面、粒子-固體界面間的相互作用。Crivoi 等[71]通過研究添加表面活性劑后液滴的蒸發(fā)行為，發(fā)現(xiàn)分散粒子的黏附性是影響藥液沉積形態(tài)的決定因素。Anyfantakis等[72]研究發(fā)現(xiàn)，在不同的懸浮液中添加不同濃度的表面活性劑，以及粒子或表面活性劑帶電的體系，可實現(xiàn)沉積形態(tài)從典型的咖啡環(huán)到完全均勻分散的圓盤狀。而對于乳油、水乳劑、微乳劑等兌水稀釋形成的乳狀液，農(nóng)藥以水包油的微細液滴形式存在，隨著蒸發(fā)的進行，藥液中有效濃度隨之提高，有效成分可因乳狀液滴間聚并等出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，沉積形態(tài)趨于復(fù)雜。黃桂珍等[73]利用聚丙烯酸酯類微交聯(lián)結(jié)構(gòu)功能高分子助劑在藥液中特有的存在結(jié)構(gòu)，有效抑制了40%苯醚甲環(huán)唑 ·吡唑醚菌酯水乳劑霧滴中水分的蒸發(fā)，顯著提高了對靶標的黏附力。

與蒸發(fā)飄移、碰撞彈跳等動態(tài)劑量傳遞行為研究不同，農(nóng)藥在葉面的蒸發(fā)動力學(xué)與持留形貌屬于相對靜態(tài)和微觀，一般不被施用者和研究者關(guān)注。但是，沉積在葉面上的農(nóng)藥到底如何發(fā)揮生物效果及其劑量效應(yīng)如何，又是長期困擾學(xué)界的難題，或許應(yīng)該作為農(nóng)藥的“宏觀毒理學(xué)”內(nèi)容重點進行研究。

3.2 農(nóng)藥在植物體內(nèi)的傳輸與分布

農(nóng)藥在靶標植物體內(nèi)的傳輸，可促使農(nóng)藥劑量分布到霧滴難以著落的隱秘部位，提高對病蟲的防治效率。本文在農(nóng)藥對靶穩(wěn)態(tài)持留中介紹農(nóng)藥在植物體內(nèi)的傳輸與分布，并作為一個劑量傳輸過程行為進行綜述。內(nèi)吸性是農(nóng)藥研究的一個基本特性，內(nèi)吸性農(nóng)藥可以在靶標植物體內(nèi)傳輸與分布，但沒有絕對的非內(nèi)吸性農(nóng)藥，幾乎所有的農(nóng)藥都會在植物體上表現(xiàn)出不同程度的吸收和傳導(dǎo)作用，只是因植物的種類、吸收部位、植物生長時期的不同而表現(xiàn)出較大的差異。在農(nóng)藥劑型加工過程中，通過添加助劑、材料負載和結(jié)構(gòu)改造等方法可提高農(nóng)藥在植物體內(nèi)的吸收與傳輸分布性能。

首先，可通過添加助劑影響農(nóng)藥在植物體內(nèi)的傳輸與分布。植物葉片的角質(zhì)層結(jié)構(gòu)是農(nóng)藥進入植物內(nèi)部的阻隔[74]。助劑可以提高葉面穩(wěn)態(tài)持留農(nóng)藥的附著性能，增加農(nóng)藥在葉面的擴散作用時間，提高從角質(zhì)層進入植物葉肉細胞的劑量。研究表明：通過使用甲酯化植物油，能夠增加氯蟲苯甲酰胺在甘藍葉片上的抗雨水沖刷力，并增強農(nóng)藥的滲透性[75]；植物源青皮桔油助劑能夠提高咪鮮胺在黃瓜植株上的吸收和傳輸性能[76]；磷酸三丁酯、癸二酸二乙酯和辛二酸二乙酯等助劑均可提高赤霉素在小麥葉片上的滲透性能[77]；鼠李糖脂能夠提高草甘膦的跨角質(zhì)膜的滲透性能和藥效[78]。

其次，載體材料也可影響農(nóng)藥在植物體內(nèi)傳輸與分布。通過微囊化、納米化等技術(shù)能夠優(yōu)化農(nóng)藥顆粒的分散形貌，如分散尺度、界面特性等，同時賦予農(nóng)藥葉面滲透和靶向傳輸?shù)男阅堋Ｔ谥苽溥^程中，可選擇不同的囊壁材料，如殼聚糖、聚多巴胺、聚脲、聚乳酸、羧甲基纖維素、環(huán)糊精和海藻酸鹽等[79-80]，可獲得完全不同于傳統(tǒng)劑型的植物體內(nèi)的傳輸與分布性能。通過陽離子星形聚合物負載呋喃丹可有效提高藥液在植物葉片上的附著性能，并促進在植物葉面的滲透[81]；通過介孔二氧化硅納米顆粒作為載體負載螺蟲乙酯可以提高其在黃瓜植株中的轉(zhuǎn)移[82]，負載咪鮮胺的介孔二氧化硅納米顆粒在黃瓜植株中具有比懸浮劑更好的吸收和轉(zhuǎn)運性能[83]；甘氨酸甲酯修飾阿維菌素-聚琥珀酰亞胺載藥顆粒可以提高阿維菌素在水稻植株中的傳輸劑量[84]；使用具有良好黏附性能的聚多巴胺材料包覆阿維菌素形成微囊結(jié)構(gòu)，可延長藥液在植物上的持留時間，從而提高植物對阿維菌素的吸收性能[85]。

再者，通過結(jié)構(gòu)改造可提高農(nóng)藥在植物體內(nèi)的傳輸與分布性能。將農(nóng)藥分子與植物營養(yǎng)物質(zhì)，如激素類、糖類、蛋白質(zhì)、多肽和氨基酸等分子或基團進行偶聯(lián)，隨著植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和轉(zhuǎn)運，農(nóng)藥分子可共同被植物體傳輸和利用。當植物被病蟲侵害時，植物會產(chǎn)生如水楊酸、茉莉酸或酚類等化合物在傷口處積累[86-87]，若將農(nóng)藥分子與這些化合物偶聯(lián)，可以實現(xiàn)農(nóng)藥的定向轉(zhuǎn)移，從而提高農(nóng)藥利用率[88]。已有研究證明，氨基酸類化合物與氯蟲苯甲酰胺偶聯(lián)能夠改善模式作物蓖麻對農(nóng)藥的吸收，提高農(nóng)藥在韌皮部的傳輸性能[89]；將氟環(huán)唑與硫酸銅發(fā)生配位反應(yīng)形成氟環(huán)唑-硫酸銅配合物后，發(fā)現(xiàn)水稻根部吸收配合物中的氟環(huán)唑多于未配位的氟環(huán)唑[90]；利用葡萄糖與氟蟲氰結(jié)合形成的共軛物可以進入植物韌皮部，表現(xiàn)出適度的韌皮部流動性，而不會被降解[91]。

對于除草劑、生長調(diào)節(jié)劑等作用于靶標植物的農(nóng)藥而言，農(nóng)藥在植物體內(nèi)的傳輸與分布實際上就是其“宏觀毒理學(xué)”的作用途徑，但對于殺蟲劑、殺菌劑等農(nóng)藥而言，這種通過外部手段干預(yù)其在靶標植物體內(nèi)的傳輸與分布特性的變化，可能帶來其作用方式與毒理學(xué)意義上的變化，需要深入研究。

4 結(jié)論與展望

本文概要地綜述了農(nóng)藥兌水莖葉噴施對靶沉積劑量傳遞與調(diào)控的研究進展，其過程比較復(fù)雜，且影響因素多樣。完全有別于醫(yī)藥藥劑學(xué)的是，農(nóng)藥對靶沉積的劑量傳遞過程是在相對開放的自然環(huán)境中進行的，其過程流失的影響具有顯著的公眾性特征。為滿足國家農(nóng)藥減施增效的戰(zhàn)略需求，對農(nóng)藥霧滴離開噴頭進入靶標作物種植體系中的過程行為和損失規(guī)律的研究仍是未來一定時期內(nèi)的重點，需要結(jié)合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植模式和專業(yè)化服務(wù)新形勢下農(nóng)藥使用與霧化方式的變化，客觀認知霧滴離開噴頭向作物葉面劑量傳遞的過程行為及損失規(guī)律，并基于農(nóng)藥高效對靶劑量傳遞需要，進行制劑體系劑型創(chuàng)新和藥液體系性能優(yōu)化，從而推動霧滴劑量傳遞過程行為的靶向調(diào)控和高效沉積。

農(nóng)藥對靶沉積劑量傳遞與調(diào)控研究涉及多學(xué)科理論與技術(shù)的交叉，存在許多應(yīng)用理論和關(guān)鍵技術(shù)問題。區(qū)別于過去劑型研發(fā)重點解決制劑體系形成與穩(wěn)定的局限，需要綜合考慮農(nóng)藥產(chǎn)品化學(xué)、靶標生物學(xué)、種植體系生態(tài)特性等防控場景中多要素協(xié)同，提升劑型設(shè)計水平，將性能評價由制劑體系向藥液和霧化體系延伸。需要基于實際應(yīng)用場景，構(gòu)建典型種植體系小生態(tài)多維尺度的對靶沉積動態(tài)預(yù)測模型，重點研究霧滴與環(huán)境間的熱質(zhì)傳遞、霧滴碰撞及形變、霧滴群的空間動態(tài)演化、近冠層區(qū)域中霧滴隨氣流的軌跡波動等，將研究的視角由宏觀現(xiàn)象向微觀機制深入。隨著時代發(fā)展需求的變化，應(yīng)站在作物生長全程角度，統(tǒng)籌考慮“營養(yǎng)平衡、植物保護、作物健康”等需求，融合遙感、信息、自動化等技術(shù)，構(gòu)建“空、天、地”一體化的作物解決方案。

農(nóng)藥兌水莖葉噴施對靶沉積劑量傳遞效率低的主要原因是農(nóng)藥霧滴的“水性”特征，疊加了空間運行的開放環(huán)境與葉面沉積的動態(tài)過程。“水性”霧滴在空中運行發(fā)生蒸發(fā)不可避免，基于“水性”霧滴的空間運行調(diào)控仍存在局限性，特別是在高溫、干旱、多風(fēng)、低濕等特定氣象條件下，人為干預(yù)的力量更顯渺小。因此，應(yīng)從根本改變農(nóng)藥霧滴的“水性”特征，減少農(nóng)藥損失，需要融合農(nóng)藥、農(nóng)機、農(nóng)藝及水肥管理等作物全生育期健康生長多種要素，突破農(nóng)藥兌水噴霧劑型設(shè)計的傳統(tǒng)思維局限，創(chuàng)新作物典型種植區(qū)病蟲害防控場景導(dǎo)向的農(nóng)藥霧滴“水性”化替代技術(shù)體系與產(chǎn)品集群，促進農(nóng)藥綠色可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)品升級換代。

謹以此文慶賀中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)藥學(xué)學(xué)科成立70 周年。

Dedicated to the 70th Anniversary of Pesticide Science in China Agricultural University.

作者簡介：

鄭麗，女，2021 年6 月于貴州大學(xué)獲農(nóng)藥學(xué)專業(yè)理學(xué)博士學(xué)位，2021 年8 月進入中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所開展博士后研究工作。主要從事農(nóng)藥劑型加工及其對靶劑量傳輸規(guī)律方面的研究，基于靶標葉面結(jié)構(gòu)及有效成分理化特性等因素設(shè)計高效劑型，并進一步研究農(nóng)藥霧滴在靶標葉面?zhèn)鬏數(shù)臐櫇?、彈跳、沉積等界面行為規(guī)律。

黃啟良，男，研究員，博士生導(dǎo)師。1991 年 7 月由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系本科畢業(yè)到中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所工作至今，2006 年 7 月獲中國農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位。主要從事農(nóng)藥劑型加工原理與靶向高效沉積及調(diào)控技術(shù)研究，主持國家重點研發(fā)計劃項目 1 項、國家自然科學(xué)基金面上項目 3 項，在基于靶標導(dǎo)向的農(nóng)藥智能控釋劑型創(chuàng)新和基于有害生物防控時空規(guī)律的農(nóng)藥減施增效技術(shù)研究與應(yīng)用方面取得階段性進展。獲國家科技進步二等獎 2項，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部中華農(nóng)業(yè)科技一等獎 1 項，北京市科技進步二等獎 1 項。擔(dān)任全國農(nóng)藥登記評審委員會委員、全國農(nóng)藥標準化技術(shù)委員會委員、中國農(nóng)藥工業(yè)協(xié)會理事及《農(nóng)藥學(xué)學(xué)報》常務(wù)編委等。