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生物最佳粒径

粒径 原理农药雾滴在向靶标生物体撞击的过程中,基本上服从流体动力学原理的支配。细雾滴比较容易沉积在纤细的生物靶体上,而较难沉积到宽大的靶体表面上。在喷撒相同细度的雾滴时,细小靶体上单位面积内的沉积量显著高于宽大靶体单位面积内的沉积量。在昆虫体躯上,对农药特别敏感的部位往往是纤细的部分如触角、足的跗节、感觉毛等,所以最佳粒径一般都在10~50微米范围内。

最易被生物体捕获并能取得最佳防治效果的农药雾滴直径或尺度。农药雾化后可形成不同细度的雾滴。但对于某种特定的生物体或生物体上某一特定部位,只有一定细度的雾滴能被捕获并产生有效的致毒作用。这种现象发现于20世纪50年代。经过多年的研究后,于70年代中期由希默尔(C.M.Himel)和奥克(S.Uk)总结为生物最佳径理论(简称BODS理论),为农药的科学使用技术提供了重要的理论基础。

表1.生物最佳粒径

原理

农药雾滴在向靶标生物体撞击的过程中,基本上服从流体动力学原理的支配。细雾滴比较容易沉积在纤细的生物靶体上,而较难沉积到宽大的靶体表面上。在喷撒相同细度的雾滴时,细小靶体上单位面积内的沉积量显著高于宽大靶体单位面积内的沉积量。在昆虫体躯上,对农药特别敏感的部位往往是纤细的部分如触角、足的跗节、感觉毛等,所以最佳粒径一般都在10~50微米范围内。尤其是在飞翔运动状态下,细雾滴可获得较大的相对动能,更容易被这些部位捕获。植物叶片是比较宽大的靶标,但叶片表面上长有许多毛、刺以及其他纤细的装饰构造,如棉叶上的树枝状微细装饰构造、茄叶上的剑麻状毛丛等,都很容易捕获细雾滴。在同一片叶上,其狭窄部分如稻、麦叶的尖梢部分,对细雾滴的捕获能力明显地高于宽阔部分。用阶梯形模拟纸型靶标对不同细度雾滴沉积量测定的结果证明,狭窄区段上的雾滴沉积密度显著大于宽阔区段上的沉积密度(表2)。因此,根据生物体的大小尺度以及表面上的微细构造和附属器官,各种生物体表现出对不同细度的雾滴的选择捕获能力,能捕获最适宜的雾滴。

表2 变幅纸片上的雾滴沉积情况和雾滴谱

应用

此项理论在设计科学用药技术和开发研制新的喷撒机具等方面有重要指导意义,它根本改变了过去大容量喷撒农药的技术体系。这种体系是把整株作物甚至整块农田作为靶标,并以大水量全覆盖作为喷撒技术指标。生物最佳粒径理论则以生物体各部分捕获雾滴的能力为依据,根据生物体敏感部位的选择捕获能力,选用适宜的喷撒技术手段,产生最佳粒径的雾滴,使敏感部位能大量捕获雾滴,就可获得较好防治效果并显著提高农药利用率。因此,低容量和超低容量喷雾技术代替了过去的大容量喷雾技术,其靶标是生物体的敏感部分,而不是整个植株或整块农田,使农药喷撒技术发生了质的飞跃。与此相应的技术发展,是控滴喷撒技术(CDA)和器械的产生,如超低容量喷雾(ULVA)、静电喷雾(electrosfatic sprayer)等。