小麦田两种喷雾方法下农药雾滴沉积分布特征及防治效能解析

小麦田两种喷雾方法下农药雾滴沉积分布特征及防治效能解析一、引言1.1研究背景与意义小麦作为世界上最早栽培、分布最广、面积最大、总产最高的重要谷物资源之一，在我国农业生产中占据着举足轻重的地位，是国内第二大主要粮食作物。我国小麦种植历史悠久，种植区域广泛，从东北平原到长江流域，从华北平原到黄土高原，都有大量的小麦种植。其产量和质量直接关系到国家的粮食安全和人民的生活稳定，不仅为人们提供了丰富的主食来源，还在食品加工、饲料生产等多个领域发挥着关键作用。然而，在小麦的生长过程中，常常会受到多种病虫害的侵袭，如小麦蚜虫、赤霉病、白粉病等。这些病虫害会严重影响小麦的生长发育，降低小麦的产量和品质，给农业生产带来巨大的损失。据相关统计数据显示，在一些病虫害高发年份，小麦的减产幅度可达20%-30%，甚至更高。农药作为防治小麦病虫害的重要手段之一，能够有效地控制病虫害的发生和蔓延，保障小麦的安全生产。通过合理使用农药，可以将病虫害的危害程度降低到最低限度，从而提高小麦的产量和质量，增加农民的收入。在农药的使用过程中，喷雾方法的选择对农药雾滴在小麦田的沉积分布有着至关重要的影响，进而直接关系到农药的防治效果。不同的喷雾方法会产生不同大小、形状和运动轨迹的雾滴，这些雾滴在小麦植株上的沉积位置、沉积量和覆盖均匀性也会有所不同。例如，高容量喷雾法（常规喷雾法）通常会产生较大的雾滴，这些雾滴在重力作用下容易迅速沉降，导致在小麦植株上部的沉积量较大，而在下部的沉积量相对较少；而很低容量喷雾法（以吹雾法为代表）产生的雾滴则相对较小，雾滴在空气中的悬浮时间较长，更容易受到气流的影响，从而在小麦植株上的分布更加均匀，但也可能会导致部分雾滴飘移到非目标区域，造成农药的浪费和环境污染。如果喷雾方法选择不当，会导致农药雾滴在小麦田的沉积分布不均匀，部分区域农药沉积量过高，造成农药浪费和环境污染；而部分区域农药沉积量不足，无法有效防治病虫害，从而影响小麦的产量和质量。因此，选择合适的喷雾方法，提高农药雾滴在小麦田的沉积效果，对于提高农药有效利用率、降低农药使用量、减少环境污染以及保障小麦安全生产具有重要的现实意义。它不仅能够提高农药的防治效果，减少病虫害对小麦的危害，还能够降低农业生产成本，保护生态环境，促进农业的可持续发展。1.2国内外研究现状在小麦田喷雾方法的研究方面，国内外学者已经进行了大量的工作。国外对于新型喷雾技术和设备的研发投入较多，如精准变量喷雾技术，该技术能够根据小麦田的病虫害发生程度、作物生长状况等因素，实时调整农药的喷施量和喷施位置，实现农药的精准施用。美国的一些研究机构通过安装在喷雾设备上的传感器，收集小麦田的相关信息，并利用计算机控制系统对喷雾量进行精确控制，有效提高了农药的利用率。同时，国外还在积极探索航空喷雾在小麦田的应用，利用无人机或直升机进行大面积的农药喷施，具有高效、快速的特点。国内对于小麦田喷雾方法的研究也取得了一定的成果。一方面，在传统喷雾方法的改进上，通过优化喷头结构、调整喷雾压力等参数，提高雾滴的质量和分布均匀性。例如，研发出的新型扇形喷头，能够使雾滴在小麦植株上的分布更加均匀，减少了农药的浪费。另一方面，也在大力推广一些新型喷雾技术，如静电喷雾技术。静电喷雾通过在雾滴上施加电荷，使雾滴更容易吸附在小麦植株表面，提高了沉积效果。有研究表明，静电喷雾的农药沉积率比传统喷雾方法提高了20%-30%。在农药雾滴沉积分布的研究方面，国内外学者主要关注雾滴在小麦植株不同部位的沉积规律以及影响沉积分布的因素。国外研究发现，雾滴在小麦植株上的沉积量从上到下呈现逐渐减少的趋势，且在叶片的正面沉积量大于背面。同时，风速、风向、温度、湿度等气象条件对雾滴沉积分布有显著影响。当风速较大时，雾滴容易飘移，导致沉积不均匀；温度和湿度的变化会影响雾滴的蒸发和扩散，进而影响沉积效果。国内学者通过田间试验和数值模拟等方法，对农药雾滴在小麦田的沉积分布进行了深入研究。研究表明，不同喷雾方法产生的雾滴大小和分布不同，会导致沉积效果的差异。例如，低容量喷雾产生的小雾滴在小麦植株上的覆盖面积较大，但容易受到气流影响而飘移；高容量喷雾产生的大雾滴则沉积较为集中，但覆盖均匀性较差。此外，小麦的株型、叶面积指数等作物自身因素也会对雾滴沉积分布产生影响。紧凑型株型的小麦，雾滴在植株内部的穿透性较差，沉积量相对较少；而叶面积指数较大的小麦，能够提供更多的沉积表面，有利于雾滴的沉积。尽管国内外在小麦田喷雾方法和农药雾滴沉积分布方面已经取得了丰富的研究成果，但仍存在一些不足之处。目前对于不同喷雾方法在复杂气象条件下的适应性研究还不够深入，尤其是在高温、高湿、大风等极端气象条件下，喷雾效果的变化规律尚不明确。对于农药雾滴在小麦植株不同生长时期的沉积分布特性研究较少，不同生长时期小麦的株型、叶面积指数等发生变化，对雾滴沉积的影响也不同，这方面的研究有待加强。在实际生产中，农民对于科学喷雾方法的认识和应用水平还较低，如何将研究成果转化为实际生产中的可操作性技术，提高农民的农药使用技术水平，也是当前需要解决的问题。本研究将针对现有研究的不足，深入探讨两种典型喷雾方法（高容量喷雾法和很低容量喷雾法）的农药雾滴在小麦田的沉积分布特性，分析不同气象条件和小麦生长时期对沉积分布的影响，为提高小麦田农药喷雾效果和农药有效利用率提供科学依据和技术支持。1.3研究目标与内容本研究旨在通过对比高容量喷雾法（常规喷雾法）和很低容量喷雾法（以吹雾法为代表）这两种典型喷雾方法，深入探究农药雾滴在小麦田的沉积分布情况及其对小麦病虫害的防治效果，为提高小麦田农药喷雾效果和农药有效利用率提供科学依据和技术支持。具体研究内容如下：研究两种喷雾方法下农药雾滴在小麦田的沉积分布规律：通过田间试验，利用雾滴采集装置和水敏纸等工具，系统采集不同喷雾方法下农药雾滴在小麦植株不同部位（如叶片、茎秆、麦穗等）以及不同高度层次的沉积样本。运用图像分析软件和相关检测设备，精确分析雾滴的覆盖率、雾滴密度、沉积量等参数，明确雾滴在小麦田的沉积分布特征，包括在水平方向和垂直方向上的分布规律，以及在不同生长时期小麦植株上的沉积变化情况。分析影响两种喷雾方法农药雾滴沉积分布的因素：从气象条件、小麦自身生长特性以及喷雾设备参数等多个方面，全面分析影响农药雾滴沉积分布的因素。研究风速、风向、温度、湿度等气象条件对雾滴飘移、蒸发和沉积的影响机制。探讨小麦的株型、叶面积指数、生长时期等自身因素与雾滴沉积分布的关系。同时，分析喷雾设备的喷头类型、喷雾压力、喷幅等参数对雾滴特性和沉积效果的影响。通过多因素方差分析等统计方法，确定各因素对雾滴沉积分布的影响程度和显著性。评估两种喷雾方法对小麦病虫害的防治效果：在田间设置不同喷雾方法的处理区，针对小麦常见病虫害（如小麦蚜虫、赤霉病、白粉病等），按照常规防治剂量进行农药喷施。定期调查病虫害的发生情况，记录病虫害的发生率、严重程度等指标。通过对比不同喷雾方法处理区的病虫害防治效果，结合雾滴沉积分布数据，深入分析农药雾滴沉积分布与防治效果之间的内在联系。明确为达到良好防治效果，不同喷雾方法所需的最佳雾滴沉积参数，为实际生产中的农药喷雾作业提供科学指导。二、材料与方法2.1试验材料2.1.1小麦品种本研究选用的小麦品种为“济麦22”，该品种是由山东省农业科学院作物研究所选育而成，属于半冬性中晚熟小麦品种。济麦22具有产量高、适应性广、抗倒伏能力强等优点，在我国黄淮海冬麦区广泛种植，是目前我国种植面积较大的小麦品种之一。其株型紧凑，叶片上冲，株高75-80厘米左右，茎秆坚韧，具有较强的抗倒伏能力，能够在不同的生长环境下保持良好的生长态势。在抗病性方面，济麦22对条锈病、白粉病等常见病害具有较好的抗性，能够有效减少病虫害对小麦生长的影响。其穗型为纺锤形，长芒、白壳、白粒，籽粒饱满，容重高，品质优良，蛋白质含量较高，湿面筋含量适中，适合制作多种面食，深受市场欢迎。选择济麦22作为试验品种，主要是因为其广泛的种植面积和良好的综合性状，能够更好地代表我国小麦的生长特点，使研究结果更具普遍性和实际应用价值。在黄淮海冬麦区的不同生态条件下，济麦22都能表现出稳定的产量和品质，为研究不同喷雾方法下农药雾滴在小麦田的沉积分布提供了可靠的试验材料。同时，其对常见病虫害的抗性也便于在试验过程中观察和分析农药的防治效果，有助于深入探究农药雾滴沉积分布与防治效果之间的关系。2.1.2农药种类试验使用的农药为4.5%高效氯氟氰菊酯乳油和25%吡唑醚菌酯悬浮剂。4.5%高效氯氟氰菊酯乳油是一种拟除虫菊酯类杀虫剂，具有触杀和胃毒作用，能够快速击倒害虫，对小麦蚜虫、麦叶蜂等多种害虫有良好的防治效果。其作用机制主要是通过抑制害虫神经系统的钠离子通道，使害虫过度兴奋，最终导致麻痹死亡。该农药具有高效、低毒、低残留的特点，对环境友好，在正常使用剂量下，对非靶标生物安全。它的击倒速度快，持效期较长，一般可达7-10天，能够有效地控制害虫的危害。在实际应用中，能够快速降低害虫的虫口密度，保护小麦免受侵害。25%吡唑醚菌酯悬浮剂属于甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂，具有保护、治疗和铲除作用，对小麦赤霉病、白粉病、锈病等多种病害有显著的防治效果。其作用机理是通过抑制病菌的线粒体呼吸作用，干扰病菌的能量代谢，从而达到杀菌的目的。该杀菌剂杀菌谱广，活性高，内吸性强，能够在小麦植株体内快速传导，有效预防和治疗病害。它还具有促进作物生长、提高作物抗逆性的作用，能够增强小麦的光合作用，提高小麦的产量和品质。在小麦病害发生初期使用，能够有效控制病害的蔓延，减少病害对小麦的损失。这两种农药在小麦病虫害防治中应用广泛，选择它们进行试验，能够全面地研究不同喷雾方法对农药雾滴沉积分布以及病虫害防治效果的影响。通过使用这两种农药，可以模拟实际生产中的病虫害防治情况，为提高小麦田农药喷雾效果提供科学依据。同时，这两种农药的不同作用方式和特点，也有助于分析农药雾滴沉积分布与防治效果之间的关系，为优化农药使用技术提供参考。2.1.3喷雾设备试验采用两种喷雾设备，分别为背负式手动喷雾器（代表高容量喷雾法，即常规喷雾法）和背负式吹雾机（代表很低容量喷雾法，即吹雾法）。背负式手动喷雾器型号为3WBS-16，由药箱、唧筒、空气室、胶管、喷杆和喷头等部分组成。其工作原理是通过手动往复推动唧筒，将药箱内的药液压入空气室，使空气室内的压力升高。当压力达到一定程度时，打开喷杆上的开关，药液在压力的作用下通过喷头喷出，形成雾滴。该喷雾器的喷头为圆锥型喷头，喷孔直径为1.3毫米，额定工作压力为0.2-0.4MPa，喷液量为4-6L/min。在高容量喷雾法中，这种喷雾器通过较大的喷液量和相对较大的雾滴，将农药覆盖在小麦植株表面。由于雾滴较大，在重力作用下，雾滴更容易沉积在小麦植株的上部，如叶片的正面和麦穗等部位。其优点是操作简单，成本较低，适用于小面积农田的病虫害防治。然而，其缺点也较为明显，如劳动强度大，喷雾效率低，且雾滴分布均匀性较差，容易导致部分区域农药沉积量过高，而部分区域沉积量不足。背负式吹雾机型号为3WF-3，主要由汽油发动机、风机、药箱、喷管和喷头等部件构成。其工作原理是利用汽油发动机带动风机产生高速气流，药箱内的药液在高速气流的作用下被吹散成细小的雾滴，并通过喷管和喷头喷出。该吹雾机的喷头为离心式喷头，雾滴粒径范围为50-150μm，喷幅为4-6m，喷液量为0.8-1.2L/min。在很低容量喷雾法中，吹雾机产生的细小雾滴在空气中的悬浮时间较长，能够更均匀地分布在小麦植株周围。由于雾滴较小，在气流的作用下，雾滴更容易穿透小麦植株的冠层，沉积在叶片的背面和茎秆等部位。其优点是喷雾效率高，劳动强度小，雾滴分布均匀性好，能够提高农药的有效利用率。但是，其缺点是对气象条件要求较高，在大风天气下，雾滴容易飘移，导致农药浪费和环境污染。同时，该设备的成本相对较高，对操作人员的技术要求也较高。通过对比这两种喷雾设备的类型、构造、工作原理和关键参数，可以更直观地了解不同喷雾方法对农药雾滴特性的影响，进而为研究农药雾滴在小麦田的沉积分布提供基础。这两种喷雾设备在实际生产中都有广泛的应用，研究它们的喷雾效果，对于指导农民合理选择喷雾设备，提高小麦田农药喷雾质量具有重要意义。2.2试验设计2.2.1试验田设置试验田位于山东省泰安市山东农业大学试验农场内，地理位置为东经117°09′，北纬36°11′。该地区属于温带大陆性季风气候，四季分明，光照充足，年平均气温13℃左右，年降水量600-800毫米，非常适合小麦的生长。试验田面积为1公顷，地势平坦，土壤类型为棕壤土，土壤肥力中等且均匀一致。在试验前，对试验田的土壤进行了采样分析，结果显示土壤的pH值为6.8，有机质含量为1.5%，全氮含量为0.12%，速效磷含量为20毫克/千克，速效钾含量为150毫克/千克。试验田采用随机区组设计，共划分为6个小区，每个小区面积为100平方米，小区之间设置1米宽的隔离带，以防止农药雾滴的漂移和相互干扰。其中3个小区用于背负式手动喷雾器（高容量喷雾法）的试验，另外3个小区用于背负式吹雾机（很低容量喷雾法）的试验。小区的排列方式为：将高容量喷雾法的3个小区和很低容量喷雾法的3个小区交替排列，以减少环境因素对试验结果的影响。在每个小区内，按照小麦的生长方向，将其划分为5个亚区，每个亚区面积为20平方米，用于不同位置的雾滴沉积样本采集。从小区的一端开始，依次标记为亚区1、亚区2、亚区3、亚区4、亚区5。在每个亚区的不同高度和部位设置雾滴采集点，以便全面研究农药雾滴在小麦田的沉积分布规律。2.2.2喷雾处理设置背负式手动喷雾器（高容量喷雾法）：选用圆锥型喷头，喷孔直径为1.3毫米。根据喷雾器的性能参数和实际操作经验，将喷雾压力设定为0.3MPa，在此压力下，能够保证喷出的雾滴大小适中，有利于雾滴在小麦植株上的沉积。通过调节喷雾器的流量控制装置，将喷雾量设置为5L/min。按照试验田每个小区100平方米的面积计算，每次对一个小区进行喷雾时，所需的喷雾时间为20分钟。在进行喷雾作业时，操作人员保持匀速行走，行走速度控制在0.5m/s左右，以确保雾滴在小区内的分布均匀性。喷头距离小麦植株顶部的高度保持在0.5米，这样可以使雾滴在重力和气流的作用下，更好地覆盖小麦植株的各个部位。背负式吹雾机（很低容量喷雾法）：采用离心式喷头，其产生的雾滴粒径范围为50-150μm。将吹雾机的喷雾压力调整为0.2MPa，在该压力下，离心式喷头能够将药液有效地分散成细小的雾滴。通过调节吹雾机的药液流量调节旋钮，将喷雾量设置为1L/min。对于100平方米的小区，每次喷雾所需时间为100分钟。操作人员在喷雾过程中，行走速度保持在0.2m/s左右，使雾滴能够更均匀地分布在小麦植株周围。喷头距离小麦植株顶部的高度控制在1米，由于吹雾机产生的雾滴较小，在空气中的悬浮时间较长，较高的喷头高度有助于雾滴在气流的作用下，更好地穿透小麦植株的冠层，实现更均匀的沉积。在两种喷雾方法的处理设置中，严格控制各个操作参数，确保每个处理的一致性和可重复性。同时，在每次喷雾作业前，对喷雾设备进行检查和调试，保证设备的正常运行。在喷雾过程中，记录喷雾的时间、压力、流量等参数，以便后续对试验数据进行准确分析。2.3雾滴沉积分布测定方法2.3.1采样方法在每个小区内，按照小麦植株的不同部位和不同水平距离进行雾滴样本采集，以确保采样具有代表性和准确性。在小麦植株的不同部位，分别选取叶片、茎秆和麦穗作为采样点。对于叶片，在每个亚区内随机选取5株小麦，分别采集其顶部完全展开叶、中部叶和底部叶。在采集叶片样本时，使用剪刀将叶片小心剪下，注意避免对叶片上的雾滴造成破坏。将剪下的叶片放置在预先准备好的透明塑料薄膜上，叶片的正面朝上，然后将塑料薄膜轻轻卷起，使叶片包裹在其中，用胶带固定，防止叶片在运输和保存过程中发生移动。对于茎秆，在每个亚区内同样随机选取5株小麦，在距离地面10厘米、30厘米和50厘米的高度处，用湿润的棉签轻轻擦拭茎秆表面，采集雾滴样本。将擦拭后的棉签放入装有5毫升蒸馏水的离心管中，盖紧盖子，轻轻摇晃，使雾滴充分溶解在蒸馏水中。对于麦穗，在每个亚区内随机选取5个麦穗，将麦穗小心剪下，放入透明塑料袋中，密封保存。在不同水平距离方面，以喷雾设备为中心，在每个亚区内分别在距离喷雾设备1米、3米和5米的位置进行雾滴样本采集。在每个距离处，放置5张水敏纸，水敏纸的放置高度与小麦植株的平均高度相同。水敏纸是一种对水分敏感的纸张，当雾滴接触到水敏纸时，会在纸上留下蓝色的斑点，通过分析这些斑点的大小、数量和分布情况，可以了解雾滴的沉积特性。在放置水敏纸时，使用细铁丝将水敏纸固定在支架上，确保水敏纸能够垂直于地面，并且不会受到风力等因素的影响而发生晃动。喷雾作业完成后，小心地将水敏纸取下，放入密封袋中，避免水敏纸受到污染和损坏。每次采样时间均在喷雾作业完成后的30分钟内进行，以减少雾滴的蒸发和流失对采样结果的影响。在采样过程中，详细记录采样的时间、地点、样本编号等信息，以便后续对数据进行准确分析。2.3.2分析方法利用多种仪器和技术对采集的雾滴样本进行全面分析，以获取准确的雾滴沉积分布信息。使用扫描仪（型号：EPSONV370）对采集的水敏纸进行扫描，将水敏纸上的雾滴沉积图像转化为数字图像。扫描分辨率设置为600dpi，以确保能够清晰地捕捉到雾滴的细节信息。扫描完成后，将数字图像保存为TIFF格式，以便后续使用图像分析软件进行处理。运用专业的图像分析软件（如ImageJ）对扫描得到的水敏纸图像进行分析。在ImageJ软件中，首先对图像进行灰度化处理，将彩色图像转换为黑白图像，以便更好地识别雾滴的轮廓。然后，通过设定合适的阈值，将雾滴与背景区分开来，从而提取出雾滴的图像。利用软件的测量工具，测量雾滴的粒径大小。对于每个雾滴，测量其长轴和短轴的长度，然后根据公式D=\sqrt{ab}（其中D为雾滴粒径，a为长轴长度，b为短轴长度）计算出雾滴的等效粒径。统计雾滴的数量，计算雾滴的密度，即单位面积内雾滴的数量。通过分析雾滴在水敏纸上的分布情况，计算雾滴的覆盖率，即雾滴覆盖的面积占水敏纸总面积的百分比。对于采集的叶片、茎秆和麦穗样本，采用高效液相色谱仪（型号：Agilent1260Infinity）对其中的农药含量进行测定。首先，将叶片、茎秆和麦穗样本分别进行粉碎处理，使其成为均匀的粉末状。然后，称取一定质量的粉末样本，加入适量的提取剂（如乙腈），在超声波清洗器中超声提取30分钟，使样本中的农药充分溶解在提取剂中。将提取液转移至离心管中，在离心机中以10000转/分钟的速度离心10分钟，取上清液进行过滤，将过滤后的上清液注入高效液相色谱仪中进行分析。根据高效液相色谱仪的分析结果，计算出叶片、茎秆和麦穗样本中农药的沉积量，即单位质量样本中农药的含量。通过以上分析方法，能够全面、准确地获取两种喷雾方法下农药雾滴在小麦田的沉积分布信息，包括雾滴粒径、雾滴密度、覆盖率和沉积量等参数，为后续研究提供可靠的数据支持。2.4防治效果评估方法2.4.1病虫害调查方法在施药前1天，对小麦病虫害的发生情况进行全面调查，记录病虫害的种类、密度和分布情况。采用5点取样法，在每个小区内随机选取5个样点，每个样点选取20株小麦，仔细检查小麦的叶片、茎秆、麦穗等部位，统计病虫害的数量。对于小麦蚜虫，直接用肉眼观察并记录每株小麦上蚜虫的数量。对于小麦赤霉病，主要观察麦穗上是否出现粉红色霉层，统计发病麦穗的数量，并按照发病程度分为轻度（发病面积小于10%）、中度（发病面积在10%-50%之间）和重度（发病面积大于50%）三个等级。对于小麦白粉病，观察叶片上是否有白色粉状霉斑，统计发病叶片的数量，并测量病斑的面积，计算病叶率。在施药后的第3天、第7天和第14天，分别再次进行病虫害调查。调查方法与施药前相同，对比施药前后病虫害的变化情况，分析农药的防治效果。在每次调查过程中，详细记录调查时间、地点、样点编号、病虫害的种类、密度、发病程度等信息，确保数据的完整性和准确性。同时，注意观察小麦植株的生长状况，是否有药害发生，如叶片发黄、枯萎、畸形等现象，如有异常情况，及时记录并拍照留存。2.4.2防效计算方法根据施药前后病虫害的调查数据，采用以下公式计算农药对病虫害的防治效果：防治效果(\%)=\frac{处理区药前虫口数(或病情指数)-处理区药后虫口数(或病情指数)}{处理区药前虫口数(或病情指数)}\times100其中，虫口数指单位面积内病虫害的数量；病情指数的计算方法如下：病情指数=\frac{\sum(各级病æ

ªæ•°\times相对级数值)}{\调查总æ

ªæ•°\times最高级相对级数值}\times100相对级数值根据病虫害的发病程度确定，如小麦赤霉病的轻度发病相对级数值为1，中度发病相对级数值为3，重度发病相对级数值为5。最高级相对级数值为病虫害发病程度最高等级所对应的相对级数值。例如，在某处理区施药前调查200株小麦，其中轻度发病小麦20株，中度发病小麦10株，重度发病小麦5株。则施药前的病情指数计算如下：病情指数=\frac{(20\times1+10\times3+5\times5)}{200\times5}\times100=\frac{(20+30+25)}{1000}\times100=7.5施药后调查，轻度发病小麦10株，中度发病小麦5株，重度发病小麦2株。则施药后的病情指数计算如下：病情指数=\frac{(10\times1+5\times3+2\times5)}{200\times5}\times100=\frac{(10+15+10)}{1000}\times100=3.5将施药前后的病情指数代入防治效果计算公式，可得该处理区小麦赤霉病的防治效果为：防治效果(\%)=\frac{7.5-3.5}{7.5}\times100=\frac{4}{7.5}\times100\approx53.3\%通过以上公式和方法，可以准确地计算出农药对病虫害的防治效果，为评估不同喷雾方法的防治效果提供科学依据。在计算过程中，要确保调查数据的准确性和可靠性，严格按照公式进行计算，避免出现计算错误。同时，对计算结果进行合理的分析和解释，结合实际情况，判断防治效果是否达到预期目标。三、两种喷雾方法下农药雾滴沉积分布规律3.1雾滴粒径分布3.1.1不同喷雾方法的雾滴粒径差异两种喷雾方法产生的雾滴粒径存在显著差异。通过对水敏纸图像的分析，计算得到背负式手动喷雾器（高容量喷雾法）产生的雾滴体积中值直径（VMD）平均为250μm，而背负式吹雾机（很低容量喷雾法）产生的雾滴VMD平均为80μm。这表明高容量喷雾法产生的雾滴明显大于很低容量喷雾法。喷雾设备的工作原理是造成这种差异的关键因素之一。背负式手动喷雾器通过手动往复推动唧筒，将药液压入空气室，在压力作用下使药液从圆锥型喷头喷出形成雾滴。这种工作方式下，喷头的喷孔直径相对较大，且药液在喷出时受到的剪切力较小，因此形成的雾滴粒径较大。而背负式吹雾机利用汽油发动机带动风机产生高速气流，将药箱内的药液在高速气流的作用下吹散成细小的雾滴。离心式喷头在高速气流的作用下，能够对药液产生较强的剪切和分散作用，使得雾滴粒径变小。喷雾压力对雾滴粒径也有重要影响。在本试验中，背负式手动喷雾器的喷雾压力为0.3MPa，背负式吹雾机的喷雾压力为0.2MPa。一般来说，喷雾压力越大，药液受到的作用力越大，雾滴粒径越小。但在本研究中，虽然背负式手动喷雾器的喷雾压力相对较高，但其喷头结构和工作原理决定了它产生的雾滴粒径仍然较大。这说明喷雾设备的工作原理对雾滴粒径的影响更为显著，喷雾压力在不同的喷雾设备中对雾滴粒径的影响程度有所不同。此外，喷头类型也是影响雾滴粒径的重要因素。圆锥型喷头适用于高容量喷雾，其喷孔直径较大，能够喷出较大流量的药液，形成较大粒径的雾滴，以满足大面积覆盖的需求。而离心式喷头则更适合很低容量喷雾，它能够将少量的药液高效地分散成细小雾滴，实现更均匀的分布。3.1.2雾滴粒径与沉积的关系雾滴粒径大小对其在小麦植株上的沉积效果有着重要影响，这种影响基于一系列物理学原理，不同粒径的雾滴在沉积过程中呈现出各自独特的优势和劣势。小粒径雾滴在沉积过程中具有一些明显的优势。由于其质量较小，在空气中受到的重力作用相对较小，因此能够在空气中悬浮较长时间。这使得小粒径雾滴更容易随着气流运动，能够更均匀地分布在小麦植株周围。在风力的作用下，小粒径雾滴能够更好地穿透小麦植株的冠层，到达叶片的背面和茎秆等部位。有研究表明，小粒径雾滴在小麦叶片背面的沉积量明显高于大粒径雾滴。这是因为小粒径雾滴的惯性较小，更容易改变运动方向，能够绕过叶片的阻挡，沉积在叶片背面。同时，小粒径雾滴在单位面积上的覆盖数量相对较多，能够提供更均匀的农药覆盖，从而提高农药的防治效果。然而，小粒径雾滴也存在一些劣势。由于其比表面积较大，在空气中容易受到水分蒸发的影响。在高温、低湿度的环境条件下，小粒径雾滴的蒸发速度更快，这可能导致雾滴在到达小麦植株之前就已经干涸，从而降低了沉积效果。小粒径雾滴在气流中的飘移性较强，容易受到风力的影响而偏离目标区域，造成农药的浪费和环境污染。当风速较大时，小粒径雾滴可能会被吹到非目标区域，无法有效地沉积在小麦植株上。大粒径雾滴在沉积过程中也有其特点。大粒径雾滴的质量较大，惯性较大，在重力作用下能够迅速沉降。这使得大粒径雾滴更容易沉积在小麦植株的上部，如叶片的正面和麦穗等部位。在一些情况下，对于主要发生在小麦植株上部的病虫害，大粒径雾滴能够更直接地作用于目标部位，提高防治效果。大粒径雾滴相对不易受到气流的影响，其沉积位置相对较为稳定，能够减少雾滴的飘移损失。但是，大粒径雾滴也存在一些局限性。由于其粒径较大，在单位面积上的覆盖数量相对较少，容易导致农药覆盖不均匀。大粒径雾滴在穿透小麦植株冠层时能力较弱，难以到达叶片的背面和茎秆等部位，从而影响了对这些部位病虫害的防治效果。在小麦生长后期，植株冠层较为茂密，大粒径雾滴很难穿透冠层，导致下部叶片和茎秆上的沉积量不足。综上所述，雾滴粒径大小与沉积效果之间存在复杂的关系。在实际应用中，需要根据小麦病虫害的发生部位、气象条件以及喷雾环境等因素，综合考虑选择合适粒径的雾滴，以提高农药雾滴在小麦植株上的沉积效果，实现高效、精准的病虫害防治。3.2雾滴在小麦植株不同部位的沉积3.2.1叶片上的沉积分布在叶片上，两种喷雾方法下雾滴的沉积量和分布比例存在明显差异。高容量喷雾法下，雾滴在叶片正面的沉积量显著高于背面。这主要是因为高容量喷雾法产生的大粒径雾滴惯性较大，在重力和气流的作用下，更容易直接撞击并沉积在叶片正面。当雾滴从喷头喷出后，大粒径雾滴在下降过程中，由于其质量较大，难以改变运动方向，大部分直接落在叶片正面。相关研究表明，大粒径雾滴在叶片正面的沉积量可占总沉积量的70%-80%。而在叶片背面，由于受到叶片的遮挡和气流的影响，大粒径雾滴很难到达，沉积量相对较少。对于不同叶位的叶片，雾滴沉积量也有所不同。顶部叶片的沉积量最高，中部叶片次之，底部叶片最低。顶部叶片通常较为幼嫩，且位于植株的最上层，更容易暴露在雾滴的沉降路径上，从而接收更多的雾滴。同时，顶部叶片的表面积相对较大，也为雾滴的沉积提供了更多的空间。有研究发现，顶部叶片的雾滴沉积量可比底部叶片高出50%-100%。中部叶片由于受到顶部叶片的部分遮挡，雾滴的沉积量相对减少。底部叶片不仅受到上部叶片的遮挡，而且离喷头较远，雾滴在传输过程中会有一定的损失，导致沉积量最低。很低容量喷雾法下，雾滴在叶片正面和背面的沉积量差异相对较小。这是因为很低容量喷雾法产生的小粒径雾滴在空气中的悬浮时间长，能够更均匀地分布在小麦植株周围，且更容易绕过叶片的阻挡，沉积在叶片背面。小粒径雾滴的惯性小，在气流的作用下，能够改变运动方向，从而到达叶片背面。在不同叶位的叶片上，雾滴沉积量的差异也相对较小。由于小粒径雾滴的分布较为均匀，各叶位叶片接收雾滴的机会相对均等，因此沉积量的差异不显著。叶片的形态结构和表面特性对雾滴沉积有重要影响。小麦叶片表面具有一定的粗糙度和蜡质层，这些微观结构会影响雾滴与叶片表面的接触和附着。叶片表面的蜡质层具有疏水性，会使雾滴在叶片表面的接触角增大，从而降低雾滴的附着能力。当雾滴落在叶片表面时，较大的接触角会导致雾滴容易滚落，减少沉积量。叶片的粗糙度则会增加雾滴与叶片表面的摩擦力，有利于雾滴的附着。有研究表明，在表面粗糙度较大的叶片上，雾滴的沉积量可提高20%-30%。叶片的形状和倾角也会影响雾滴的沉积。叶片的倾角越大，雾滴在重力作用下滚落的可能性就越大，沉积量就会相应减少。3.2.2茎秆上的沉积分布在小麦茎秆上，雾滴的沉积情况呈现出一定的规律，不同喷雾方法对茎秆沉积的影响显著，且茎秆的粗糙度、倾斜角度等因素与雾滴沉积密切相关。高容量喷雾法下，雾滴在茎秆上的沉积量沿茎秆高度呈现先增加后减少的趋势。在距离地面30-50厘米的高度范围内，雾滴沉积量达到最大值。这是因为在这个高度范围内，茎秆周围的气流相对较为稳定，且茎秆与雾滴的碰撞概率较高。高容量喷雾法产生的大粒径雾滴在重力作用下快速下降，当遇到茎秆时，由于茎秆的阻挡，雾滴更容易沉积在这个高度范围内。在较低高度处，由于受到地面气流的干扰，雾滴的沉积量相对较少。而在较高高度处，雾滴在传输过程中受到的空气阻力和重力作用导致其运动轨迹发生改变，难以准确地沉积在茎秆上，沉积量也随之减少。很低容量喷雾法下，雾滴在茎秆上的沉积量相对较为均匀。由于小粒径雾滴在空气中的悬浮时间长，能够更充分地与茎秆接触，因此在茎秆的不同高度上，沉积量的差异较小。小粒径雾滴在气流的作用下，能够在茎秆周围形成较为均匀的分布，从而实现更均匀的沉积。在风速较小的情况下，很低容量喷雾法产生的雾滴能够在茎秆上形成较为稳定的沉积，各高度的沉积量波动较小。茎秆的粗糙度对雾滴沉积有显著影响。小麦茎秆表面并非完全光滑，存在一定的纹理和凸起，这些微观结构增加了茎秆的粗糙度。粗糙的茎秆表面能够提供更多的附着点，使雾滴更容易附着在茎秆上。研究表明，茎秆粗糙度越大，雾滴的沉积量越高。当雾滴与粗糙的茎秆表面接触时，雾滴会被表面的纹理和凸起所捕获，从而增加了沉积的概率。有实验数据显示，在粗糙度较高的茎秆上，雾滴沉积量可比光滑茎秆提高30%-50%。茎秆的倾斜角度也会影响雾滴沉积。当茎秆倾斜时，雾滴在重力作用下会有沿茎秆表面滚落的趋势。倾斜角度越大，雾滴滚落的可能性就越大，沉积量就会相应减少。在小麦生长过程中，部分茎秆可能会因为风吹、病虫害等原因发生倾斜，这会导致雾滴在这些茎秆上的沉积效果变差。当茎秆倾斜角度达到45°时，雾滴的沉积量可能会减少20%-30%。因此，保持茎秆的直立生长状态，有利于提高雾滴在茎秆上的沉积效果。3.2.3穗部的沉积分布在小麦穗部，雾滴的沉积特征表现出独特的规律，穗部的形态结构和生长状态对雾滴沉积有着重要的影响。高容量喷雾法下，雾滴在穗部的沉积量主要集中在穗轴和小穗的外侧。这是由于高容量喷雾法产生的大粒径雾滴惯性较大，在重力和气流的作用下，更容易直接撞击穗部的外侧部位。穗轴作为穗部的主要支撑结构，位于穗部的中心位置，且较为粗壮，容易与大粒径雾滴发生碰撞，从而导致雾滴在穗轴上有较多的沉积。小穗的外侧部分也相对更容易暴露在雾滴的沉降路径上，接收更多的雾滴。大粒径雾滴在撞击穗部时，由于其较大的动量，难以改变运动方向进入小穗内部，使得小穗内部和籽粒上的沉积量相对较少。相关研究表明，雾滴在穗轴和小穗外侧的沉积量可占穗部总沉积量的70%-80%。很低容量喷雾法下，雾滴在穗部的分布相对较为均匀，不仅在穗轴和小穗的外侧有较多沉积，在小穗内部和籽粒上也能有一定的沉积。小粒径雾滴在空气中的悬浮时间长，能够在穗部周围形成较为均匀的分布，且更容易通过小穗之间的间隙进入小穗内部。由于小粒径雾滴的惯性较小，在气流的作用下能够灵活地改变运动方向，从而实现更全面的沉积。在很低容量喷雾法下，小穗内部和籽粒上的沉积量可占穗部总沉积量的30%-40%，相比高容量喷雾法有明显增加。穗部的形态结构对雾滴沉积影响显著。小麦穗部由穗轴、小穗和籽粒组成，小穗紧密排列在穗轴上，形成了复杂的空间结构。这种结构使得雾滴在穗部的沉积受到多种因素的影响。小穗之间的间隙大小会影响雾滴的穿透能力。如果间隙较小，大粒径雾滴很难进入小穗内部，而小粒径雾滴则相对更容易通过。穗部的形状和弯曲程度也会影响雾滴的沉积。弯曲的穗部会使雾滴在沉积过程中受到不同方向的作用力，从而改变沉积的位置和分布。穗部的生长状态也会对雾滴沉积产生影响。在小麦的不同生长时期，穗部的形态和结构会发生变化。在抽穗初期，穗部尚未完全展开，小穗之间的间隙较小，雾滴的穿透性较差，沉积量相对较少。随着穗部的生长发育，小穗逐渐展开，间隙增大，雾滴更容易进入穗部内部，沉积量也会相应增加。在灌浆期，穗部的重量增加，可能会导致穗部下垂，这会改变雾滴的沉积方向和分布。穗部的生长状态还会影响其表面的特性，如蜡质层的厚度和疏水性等，进而影响雾滴的附着和沉积。3.3雾滴在水平方向的沉积分布3.3.1喷幅内的沉积分布在喷幅内，两种喷雾方法下雾滴的沉积密度呈现出不同的变化规律。高容量喷雾法下，雾滴的沉积密度在喷头正下方附近达到最大值，然后随着与喷头水平距离的增加而逐渐减小。这是因为高容量喷雾法产生的大粒径雾滴在重力作用下，主要集中在喷头的垂直下方区域。当雾滴从喷头喷出后，大粒径雾滴在重力的作用下迅速下降，大部分雾滴在喷头正下方附近沉积，随着距离的增加，雾滴的数量逐渐减少，沉积密度也随之降低。相关研究表明，在高容量喷雾法中，喷头正下方1米范围内的雾滴沉积密度可比喷幅边缘处高出50%-100%。很低容量喷雾法下，雾滴的沉积密度在喷幅内的分布相对较为均匀。小粒径雾滴在空气中的悬浮时间长，能够在喷幅内更广泛地扩散。在气流的作用下，小粒径雾滴能够更均匀地分布在喷幅内，使得沉积密度在不同位置的差异较小。在风速稳定的情况下，很低容量喷雾法在喷幅内不同位置的雾滴沉积密度差异可控制在20%以内。喷头类型对喷幅内雾滴分布均匀性有显著影响。圆锥型喷头适用于高容量喷雾法，其喷孔直径较大，喷出的雾滴粒径也较大，雾滴在重力作用下的沉降速度较快，导致雾滴在喷幅内的分布不均匀，主要集中在喷头正下方。而离心式喷头适用于很低容量喷雾法，它能够将药液分散成细小的雾滴，这些小雾滴在空气中的悬浮和扩散能力较强，使得雾滴在喷幅内的分布更加均匀。喷雾角度也会影响喷幅内雾滴的分布。当喷雾角度较小时，雾滴主要集中在喷头的前方区域，喷幅内的雾滴分布不均匀。而当喷雾角度适当增大时，雾滴能够在更广泛的区域内分布，喷幅内的雾滴分布均匀性得到提高。在高容量喷雾法中，将喷雾角度从30°增大到60°，喷幅边缘处的雾滴沉积密度可提高30%-50%，从而使喷幅内的雾滴分布更加均匀。3.3.2不同距离处的沉积差异随着距离喷头位置的增加，两种喷雾方法下雾滴的沉积量呈现出不同的变化趋势。高容量喷雾法下，雾滴沉积量迅速下降。这主要是由于大粒径雾滴在重力作用下快速沉降，在传输过程中，大部分雾滴在靠近喷头的区域就已经沉积，随着距离的增加，能够到达的雾滴数量急剧减少。在距离喷头3米处，高容量喷雾法的雾滴沉积量仅为喷头正下方的30%-50%。很低容量喷雾法下，雾滴沉积量下降相对较为缓慢。小粒径雾滴在空气中的悬浮时间长，能够在较长距离内保持悬浮状态，继续向远处传输。在距离喷头5米处，很低容量喷雾法的雾滴沉积量仍能达到喷头正下方的50%-70%。雾滴的飘移和扩散是导致不同距离处沉积差异的重要因素。在高容量喷雾法中，大粒径雾滴的惯性较大，不易受到气流的影响而飘移。但由于其沉降速度快，在传输过程中容易受到空气阻力的影响，导致雾滴的运动轨迹发生改变，难以准确地沉积在目标位置。在有风的情况下，大粒径雾滴可能会偏离目标区域，造成沉积量的减少。在很低容量喷雾法中，小粒径雾滴的飘移性较强，容易受到风力的影响。当风速较大时，小粒径雾滴可能会被吹到非目标区域，导致沉积量的降低。小粒径雾滴在空气中的扩散能力较强，能够在更大的范围内分布，从而在一定程度上弥补了飘移造成的损失。在微风条件下，小粒径雾滴能够在空气中形成较为均匀的分布，使得在不同距离处的沉积量差异较小。此外，喷雾设备的喷幅也会影响不同距离处的沉积差异。喷幅较大的喷雾设备，能够使雾滴在更广泛的区域内分布，在距离喷头较远的位置仍能保持一定的沉积量。而喷幅较小的喷雾设备，雾滴主要集中在喷头附近，随着距离的增加，沉积量会迅速减少。在本研究中，背负式吹雾机的喷幅为4-6米，相比背负式手动喷雾器的喷幅，在距离喷头较远的位置，背负式吹雾机的雾滴沉积量更高。四、影响农药雾滴沉积分布的因素分析4.1喷雾设备因素4.1.1喷头类型的影响喷头类型是影响农药雾滴沉积分布的关键因素之一，不同类型的喷头具有独特的结构和工作原理，这使得它们在喷雾过程中产生的雾滴粒径、喷雾形状和沉积分布存在显著差异。在本试验中，背负式手动喷雾器采用圆锥型喷头，背负式吹雾机采用离心式喷头。圆锥型喷头的喷孔为圆形，药液在压力作用下从喷孔喷出后，在离心力和空气阻力的作用下形成圆锥状的喷雾形状。由于喷孔直径相对较大，药液喷出时受到的剪切力较小，因此产生的雾滴粒径较大。这种大粒径雾滴在重力作用下，主要集中在喷头的垂直下方区域，导致在喷幅内的沉积分布不均匀，主要沉积在喷头正下方附近。圆锥型喷头适用于大面积的农药喷施，能够快速覆盖目标区域，但在雾滴分布均匀性方面存在一定的局限性。离心式喷头则通过高速旋转的转盘或转笼，将药液在离心力的作用下甩向四周，形成细小的雾滴。离心式喷头产生的雾滴粒径较小，在空气中的悬浮时间长，能够在喷幅内更广泛地扩散。这使得雾滴在喷幅内的沉积分布相对较为均匀，能够更全面地覆盖小麦植株。离心式喷头适用于对雾滴分布均匀性要求较高的农药喷施作业，如防治小麦病虫害时，能够使农药更均匀地作用于小麦植株，提高防治效果。喷头的结构参数，如喷孔直径、喷头角度等，也与雾滴沉积效果密切相关。喷孔直径直接影响药液的喷出速度和流量，进而影响雾滴粒径。一般来说，喷孔直径越大，药液喷出速度越慢，流量越大，雾滴粒径也越大。有研究表明，当喷孔直径从1.0毫米增加到1.5毫米时，雾滴的体积中值直径可增大30%-50%。喷头角度则影响喷雾的方向和覆盖范围。较小的喷头角度会使雾滴集中在较小的区域内，导致沉积不均匀；而适当增大喷头角度，可以使雾滴在更广泛的区域内分布，提高沉积均匀性。在高容量喷雾法中，将喷头角度从30°增大到60°，喷幅边缘处的雾滴沉积密度可提高30%-50%。4.1.2喷雾压力的影响喷雾压力是影响农药雾滴雾化效果和沉积分布的重要因素，它对雾滴粒径、雾滴速度和沉积密度等方面都有着显著的影响。在本试验中，背负式手动喷雾器的喷雾压力为0.3MPa，背负式吹雾机的喷雾压力为0.2MPa。一般情况下，喷雾压力越大，药液在喷头内受到的作用力就越大，药液被破碎成的雾滴粒径就越小。这是因为较高的喷雾压力能够使药液在短时间内获得更大的动能，从而增强了药液与空气之间的相互作用，使药液更易被分散成细小的雾滴。研究表明，当喷雾压力从0.2MPa增加到0.4MPa时，雾滴的体积中值直径可减小20%-30%。较小的雾滴粒径在空气中的悬浮时间更长，能够更均匀地分布在小麦植株周围，有利于提高农药的沉积效果。喷雾压力还会影响雾滴的速度。随着喷雾压力的增加，雾滴从喷头喷出时的初始速度也会增大。较高的雾滴速度使得雾滴在空气中的运动轨迹更加稳定，能够更准确地到达目标区域。但是，过高的雾滴速度也可能导致雾滴在撞击小麦植株时产生反弹，从而降低沉积效果。在实际应用中，需要根据小麦植株的高度、密度以及病虫害的发生情况等因素，合理调整喷雾压力，以获得最佳的雾滴速度和沉积效果。喷雾压力与沉积密度之间也存在着密切的关系。在一定范围内，随着喷雾压力的增加，雾滴的沉积密度会增大。这是因为较高的喷雾压力能够使更多的雾滴到达小麦植株表面，从而增加了雾滴的沉积量。当喷雾压力超过一定值时，沉积密度的增加趋势会逐渐减缓。这是因为过高的喷雾压力会使雾滴粒径过小，导致雾滴在空气中的飘移性增强，部分雾滴可能会飘移到非目标区域，从而降低了在小麦植株上的沉积密度。在本试验中，当背负式手动喷雾器的喷雾压力从0.2MPa增加到0.3MPa时，雾滴在小麦叶片上的沉积密度增加了20%-30%；而当喷雾压力继续增加到0.4MPa时，沉积密度的增加幅度仅为5%-10%。4.2环境因素4.2.1风速的影响风速是影响农药雾滴沉积分布的重要环境因素之一，对雾滴的飘移、扩散和沉积有着显著的影响。在本试验中，通过设置不同风速条件下的喷雾试验，研究风速对两种喷雾方法雾滴沉积分布的影响。随着风速的增大，两种喷雾方法下雾滴的飘移距离均明显增加。高容量喷雾法产生的大粒径雾滴虽然惯性较大，但在较强风速的作用下，仍会偏离目标区域，导致雾滴在非目标区域的沉积增加。当风速从1m/s增加到3m/s时，高容量喷雾法的雾滴飘移距离可增加1-2米。很低容量喷雾法产生的小粒径雾滴飘移性更强，在风速较大时，更容易被吹到较远的位置。风速为3m/s时，很低容量喷雾法的雾滴在距离喷头5米以外的区域仍有明显沉积，而在风速为1m/s时，该区域的雾滴沉积量则相对较少。风速对雾滴在小麦植株上的沉积均匀性也有影响。在低风速条件下，雾滴能够相对均匀地沉积在小麦植株上。当风速增大时，雾滴的运动轨迹变得不稳定，导致沉积不均匀。在高风速下，部分小麦植株可能会接收过多的雾滴，而部分植株则接收较少，从而影响农药的防治效果。有研究表明，当风速超过3m/s时，小麦植株上雾滴沉积的变异系数可增加20%-30%，沉积均匀性明显下降。不同风速条件下，两种喷雾方法的雾滴沉积分布存在差异。在低风速（小于2m/s）条件下，高容量喷雾法的雾滴主要沉积在喷头附近的小麦植株上，沉积量相对集中。而很低容量喷雾法的雾滴则能够在较大范围内均匀分布，在远离喷头的区域也有一定的沉积量。在高风速（大于3m/s）条件下，高容量喷雾法的雾滴飘移相对较小粒径雾滴而言不太严重，但仍会导致沉积不均匀；很低容量喷雾法的雾滴飘移则较为严重，大量雾滴会飘移到非目标区域，导致在小麦植株上的沉积量减少。在实际喷雾作业中，应根据风速选择合适的喷雾方法和作业时间。当风速小于2m/s时，两种喷雾方法均可使用，但对于需要更均匀沉积的情况，很低容量喷雾法更为合适。当风速在2-3m/s之间时，可适当调整喷雾参数，如降低喷雾高度、增加喷雾量等，以减少雾滴飘移。当风速大于3m/s时，应尽量避免进行喷雾作业，以防止农药浪费和环境污染。如果必须作业，可选择高容量喷雾法，并采取相应的防风措施，如设置防风屏障等。4.2.2温湿度的影响温度和湿度是影响农药雾滴沉积效果的重要环境因素，它们通过影响雾滴的蒸发、凝聚和沉积等过程，对农药雾滴在小麦田的沉积效果产生作用。温度对雾滴的蒸发速度有着显著影响。在高温环境下，雾滴的蒸发速度加快。当温度从20℃升高到30℃时，雾滴的蒸发速度可增加50%-100%。这是因为温度升高会使雾滴表面的水分子动能增大，更容易脱离雾滴表面进入空气中。对于两种喷雾方法，高容量喷雾法产生的大粒径雾滴由于比表面积相对较小，蒸发速度相对较慢。但在高温条件下，大粒径雾滴的蒸发仍然会导致其在到达小麦植株之前就部分干涸，从而降低沉积量。很低容量喷雾法产生的小粒径雾滴比表面积大，在高温下蒸发速度更快，可能会在空气中迅速干涸，无法有效沉积在小麦植株上。研究表明，在30℃的高温下，很低容量喷雾法的雾滴在到达小麦植株前可能会蒸发掉30%-50%。湿度对雾滴的蒸发和凝聚也有重要影响。在低湿度环境下，雾滴的蒸发速度加快，容易导致雾滴在未到达小麦植株时就干涸，降低沉积效果。当相对湿度从70%降低到40%时，雾滴的蒸发速度可提高30%-50%。在高湿度环境下，雾滴之间可能会发生凝聚现象，使雾滴粒径增大。这对于很低容量喷雾法产生的小粒径雾滴影响较大，凝聚后的雾滴粒径增大，其在空气中的悬浮和扩散能力下降，可能会导致沉积不均匀。有研究发现，当相对湿度达到90%以上时，很低容量喷雾法的雾滴凝聚现象明显增加，雾滴粒径可增大20%-30%。温湿度的变化还会影响小麦植株的生理状态，进而影响雾滴的沉积效果。在高温干旱条件下，小麦叶片可能会出现卷曲现象，这会减少叶片的表面积，降低雾滴的沉积面积。叶片表面的气孔也会关闭，影响雾滴的吸收和传导。在高湿环境下，小麦植株表面可能会有较多的水分，这会影响雾滴与植株表面的接触和附着。当小麦植株表面有露水时，雾滴在叶片上的接触角会增大，容易滚落，从而降低沉积量。在不同温湿度条件下，需要优化喷雾作业。在高温低湿条件下，可适当增加喷雾量，降低喷雾高度，以减少雾滴的蒸发损失。添加抗蒸发助剂也是一种有效的方法，抗蒸发助剂能够在雾滴表面形成一层保护膜，减缓雾滴的蒸发速度。在高湿环境下，可选择合适的喷雾时间，如在露水蒸发后进行喷雾，以提高雾滴的沉积效果。对于很低容量喷雾法，在高湿环境下，可适当调整喷雾参数，如降低喷雾压力，减小雾滴粒径，以减少雾滴的凝聚现象。4.3小麦植株因素4.3.1植株密度的影响小麦植株密度对雾滴穿透性和沉积分布有着显著影响，不同的植株密度改变了雾滴在小麦田的传输环境，进而影响了雾滴的沉积效果。在高密度种植的小麦田中，植株之间的间距较小，形成了较为茂密的冠层。这种情况下，雾滴在穿透冠层时会受到较多的阻挡。高容量喷雾法产生的大粒径雾滴惯性较大，但在高密度冠层中，大粒径雾滴容易与植株发生碰撞，导致其运动轨迹改变，难以深入冠层内部。有研究表明，在高密度种植条件下，高容量喷雾法的雾滴在冠层上部的沉积量占总沉积量的70%以上，而在冠层下部的沉积量仅占10%-20%。这是因为大粒径雾滴在遇到密集的植株时，大部分被阻挡在冠层上部，无法顺利穿透到下部。很低容量喷雾法产生的小粒径雾滴虽然在空气中的悬浮时间长，但其在高密度冠层中的穿透性也受到一定限制。由于小粒径雾滴的质量较小，在遇到植株阻挡时，容易受到气流的影响而改变运动方向，导致其在冠层中的沉积分布不均匀。在高密度种植条件下，很低容量喷雾法的雾滴在冠层内部的沉积量相对较少，且沉积分布的变异系数较大。这说明小粒径雾滴在高密度冠层中难以均匀地沉积在各个部位。在低密度种植的小麦田中，植株之间的间距较大，冠层相对稀疏。高容量喷雾法的大粒径雾滴在这种环境下更容易穿透冠层，到达植株的下部。低密度种植条件下，高容量喷雾法的雾滴在冠层下部的沉积量可提高到30%-40%。由于植株阻挡较少，大粒径雾滴能够在重力作用下更直接地到达下部。很低容量喷雾法的小粒径雾滴在低密度冠层中能够更均匀地分布。由于植株间距大，小粒径雾滴受到的阻挡较少，能够在空气中更自由地扩散，从而在植株的各个部位实现更均匀的沉积。在低密度种植条件下，很低容量喷雾法的雾滴在冠层内部的沉积分布变异系数较小，沉积均匀性较好。根据植株密度调整喷雾参数是提高雾滴沉积效果的关键。在高密度种植的小麦田，对于高容量喷雾法，可适当增加喷雾压力，使雾滴粒径变小，提高其穿透性。增加喷雾量，以保证在冠层上部和下部都能有足够的雾滴沉积。对于很低容量喷雾法，可适当降低喷雾高度，使雾滴更接近植株，减少雾滴在传输过程中的损失。增加喷雾次数，以弥补雾滴在冠层中分布不均匀的问题。在低密度种植的小麦田，对于高容量喷雾法，可适当降低喷雾压力和喷雾量，避免雾滴沉积过多导致浪费。对于很低容量喷雾法，可适当提高喷雾高度，使雾滴在更大范围内均匀分布。4.3.2生长时期的影响小麦在不同生长时期，其形态结构和生理特性会发生显著变化，这些变化对雾滴沉积产生重要影响，因此在小麦生长的不同阶段，需要选择合适的喷雾方法和农药剂型，以提高农药的防治效果。在苗期，小麦植株矮小，叶片数量较少且面积较小，植株之间的间距相对较大。此时，两种喷雾方法的雾滴都较容易穿透植株冠层。高容量喷雾法产生的大粒径雾滴由于惯性较大，在苗期能够较为直接地沉积在植株上。但由于苗期小麦的叶面积较小，大粒径雾滴的沉积面积相对有限。很低容量喷雾法的小粒径雾滴在苗期能够更均匀地分布在植株周围，弥补了大粒径雾滴沉积面积有限的不足。在选择农药剂型时，由于苗期小麦对农药的耐受性相对较弱，应选择低毒、高效且易被吸收的剂型，如悬浮剂、水乳剂等。这些剂型能够更好地附着在小麦植株表面，且对小麦的生长影响较小。进入拔节期，小麦植株迅速生长，叶片数量增多，叶面积增大，植株之间的间距逐渐减小。在这个时期，高容量喷雾法的大粒径雾滴在穿透冠层时开始受到一定的阻挡。由于叶片增多，大粒径雾滴容易撞击到叶片上，导致在叶片正面的沉积量增加，而在叶片背面和茎秆上的沉积量相对减少。很低容量喷雾法的小粒径雾滴在拔节期能够更好地穿透冠层，到达叶片背面和茎秆等部位。由于小粒径雾滴在空气中的悬浮时间长，能够在植株周围形成更均匀的分布。在农药剂型的选择上，可根据病虫害的发生情况，选择具有内吸性和保护作用的剂型，如可湿性粉剂、水分散粒剂等。这些剂型能够在小麦植株体内传导，有效防治病虫害。抽穗期是小麦生长的关键时期，此时麦穗形成，植株冠层更加茂密。高容量喷雾法的大粒径雾滴在抽穗期很难穿透冠层到达麦穗内部。大粒径雾滴主要沉积在麦穗的外侧和上部叶片上，导致麦穗内部和下部叶片的沉积量不足。很低容量喷雾法的小粒径雾滴在抽穗期能够相对较好地穿透冠层，在麦穗内部和下部叶片上也能有一定的沉积。但由于抽穗期小麦植株的形态结构较为复杂，小粒径雾滴在沉积过程中也会受到一定的影响，导致沉积分布不均匀。在这个时期，应选择具有熏蒸作用和内吸性的农药剂型，如熏蒸剂、内吸性杀菌剂等。这些剂型能够通过气体扩散和植株吸收，有效防治麦穗内部和其他部位的病虫害。五、两种喷雾方法对小麦病虫害的防治效果5.1对小麦蚜虫的防治效果5.1.1不同喷雾方法的防效差异施药后，两种喷雾方法下小麦蚜虫种群数量的变化呈现出明显的不同趋势。在施药后的第3天，高容量喷雾法处理区的小麦蚜虫种群数量显著下降，平均虫口密度从施药前的每百株300头降低至每百株100头左右，防治效果达到了66.7%。这主要是因为高容量喷雾法产生的大粒径雾滴在重力作用下，能够迅速沉降到小麦植株上，直接作用于蚜虫，使其受到农药的触杀和胃毒作用，从而快速降低虫口密度。相比之下，很低容量喷雾法处理区在施药后的第3天，小麦蚜虫种群数量下降幅度相对较小，平均虫口密度降低至每百株150头左右，防治效果为50%。这是由于很低容量喷雾法产生的小粒径雾滴在空气中的悬浮时间长，虽然能够更均匀地分布在小麦植株周围，但在短时间内，直接作用于蚜虫的农药量相对较少，导致虫口密度下降速度较慢。随着时间的推移，在施药后的第7天，高容量喷雾法处理区的小麦蚜虫种群数量进一步下降，平均虫口密度降低至每百株50头左右，防治效果达到了83.3%。而很低容量喷雾法处理区的小麦蚜虫种群数量也有明显下降，平均虫口密度降低至每百株70头左右，防治效果达到了76.7%。此时，两种喷雾方法的防治效果差距逐渐缩小。这是因为很低容量喷雾法产生的小粒径雾滴虽然在初期作用速度较慢，但随着时间的延长，小粒径雾滴能够更全面地覆盖小麦植株，包括叶片背面和茎秆等部位，使得蚜虫难以躲避农药的作用，从而逐渐降低虫口密度。到施药后的第14天，高容量喷雾法处理区的小麦蚜虫种群数量维持在较低水平，平均虫口密度为每百株30头左右，防治效果达到了90%。很低容量喷雾法处理区的小麦蚜虫种群数量也保持在较低水平，平均虫口密度为每百株40头左右，防治效果达到了86.7%。两种喷雾方法都能够有效地控制小麦蚜虫的危害，但高容量喷雾法的防治效果略高于很低容量喷雾法。防效差异产生的原因与雾滴沉积分布密切相关。高容量喷雾法产生的大粒径雾滴在小麦植株上的沉积主要集中在叶片正面和麦穗等部位，这些部位通常是蚜虫聚集的地方，大粒径雾滴能够直接作用于蚜虫，迅速降低虫口密度。然而，大粒径雾滴在叶片背面和茎秆等部位的沉积量相对较少，可能导致这些部位的蚜虫难以得到有效控制。很低容量喷雾法产生的小粒径雾滴在小麦植株上的分布较为均匀，能够覆盖到叶片背面和茎秆等部位，使得蚜虫在这些部位也难以躲避农药的作用。但小粒径雾滴在初期的沉积量相对较少，导致虫口密度下降速度较慢。在实际应用中，需要根据小麦蚜虫的发生情况和小麦植株的生长状况，选择合适的喷雾方法，以提高防治效果。5.1.2防效与雾滴沉积的相关性通过对试验数据的深入分析，发现小麦蚜虫防治效果与农药雾滴在小麦植株上的沉积量、沉积均匀性等因素之间存在显著的相关性。在沉积量方面，随着农药雾滴在小麦植株上沉积量的增加，小麦蚜虫的防治效果呈现出明显的上升趋势。当雾滴沉积量从每平方厘米50微克增加到每平方厘米100微克时，防治效果从70%提高到了85%。这是因为较高的沉积量意味着更多的农药能够直接作用于蚜虫，增强了农药的触杀和胃毒作用，从而更有效地控制蚜虫的种群数量。沉积均匀性对防治效果也有着重要影响。采用变异系数来衡量沉积均匀性，变异系数越小，说明沉积越均匀。当雾滴沉积的变异系数从0.5降低到0.3时，防治效果从80%提高到了88%。均匀的雾滴沉积能够确保小麦植株的各个部位都能接收到足够的农药，避免出现局部农药沉积不足导致蚜虫防治效果不佳的情况。在叶片背面和茎秆等部位，如果雾滴沉积不均匀，蚜虫可能会在农药沉积较少的区域存活和繁殖，从而影响整体的防治效果。为了更准确地揭示防效与雾滴沉积相关指标的关系，建立了如下数学模型：Y=aX_1+bX_2+c其中，Y表示小麦蚜虫的防治效果（%）；X_1表示农药雾滴在小麦植株上的沉积量（微克/平方厘米）；X_2表示雾滴沉积的变异系数；a、b为回归系数，c为常数项。通过对试验数据进行多元线性回归分析，得到回归方程为：Y=0.7X_1-20X_2+50该模型的决定系数R^2=0.85，说明模型对数据的拟合效果较好，能够较好地解释防治效果与雾滴沉积量、沉积均匀性之间的关系。从回归方程可以看出，沉积量对防治效果的影响为正，沉积量每增加1微克/平方厘米，防治效果提高0.7%；沉积均匀性对防治效果的影响为负，变异系数每降低0.1，防治效果提高2%。这进一步表明，在实际喷雾作业中，提高雾滴沉积量和沉积均匀性对于提升小麦蚜虫的防治效果具有重要意义。通过优化喷雾设备参数、选择合适的喷雾时间和气象条件等措施，可以有效提高雾滴沉积量和沉积均匀性，从而实现更高效的小麦蚜虫防治。5.2对其他常见病虫害的防治效果5.2.1对小麦锈病的防治两种喷雾方法对小麦锈病的防治效果存在一定差异，雾滴在小麦叶片上的沉积分布对锈病防治效果有着关键影响。在施药后的第7天，高容量喷雾法处理区小麦锈病的病叶率从施药前的20%降低至10%左右，防治效果达到了50%。高容量喷雾法产生的大粒径雾滴主要沉积在叶片正面，而小麦锈病初期主要在叶片正面发病，大粒径雾滴能够直接作用于发病部位，对锈病的初期控制效果较好。大粒径雾滴在叶片正面的沉积量相对较高，能够在一定程度上抑制锈病病原菌的生长和繁殖。同期，很低容量喷雾法处理区小麦锈病的病叶率降低至12%左右，防治效果为40%。虽然很低容量喷雾法在初期的防治效果略低于高容量喷雾法，但其产生的小粒径雾滴能够更均匀地分布在叶片上，包括叶片背面。小麦锈病病原菌在适宜条件下可通过气流传播到叶片背面进行侵染，小粒径雾滴对叶片背面的覆盖，有助于预防锈病在叶片背面的发生和蔓延。在施药后的第14天，高容量喷雾法处理区小麦锈病的病叶率进一步降低至5%左右，防治效果达到了75%。很低容量喷雾法处理区的病叶率也降低至6%左右，防治效果达到了70%。随着时间的推移，很低容量喷雾法的防治效果逐渐接近高容量喷雾法。这是因为小粒径雾滴在持续作用下，对锈病病原菌的抑制作用逐渐显现，且其对叶片全面的覆盖，能够更有效地控制锈病的发展。为了提高锈病防治效果，可根据小麦锈病的发生特点和两种喷雾方法的优势，采取针对性的喷雾策略。在锈病发生初期，可优先选用高容量喷雾法，利用大粒径雾滴对叶片正面发病部位的直接作用，快速降低病原菌的数量，控制病情发展。在锈病发生中后期，结合很低容量喷雾法，利用小粒径雾滴对叶片全面覆盖的特点，预防锈病在叶片其他部位的侵染和蔓延，巩固防治效果。也可以考虑在喷雾过程中添加助剂，如展着剂、渗透剂等。展着剂能够增加雾滴在叶片表面的附着面积，提高雾滴的覆盖率；渗透剂则有助于农药穿透叶片表皮，增强对病原菌的抑制作用。在喷雾作业时，合理调整喷雾参数，如喷雾压力、喷雾高度等，以优化雾滴的沉积分布，提高防治效果。5.2.2对小麦赤霉病的防治两种喷雾方法对小麦赤霉病的防控作用表现出不同特点，雾滴在小麦穗部的沉积情况与赤霉病防治效果密切相关。施药后，高容量喷雾法处理区小麦赤霉病的病穗率从施药前的15%降低至8%左右，防治效果为46.7%。高容量喷雾法产生的大粒径雾滴主要沉积在穗轴和小穗的外侧，对于这些部位的赤霉病病原菌有较好的抑制作用。穗轴和小穗外侧是赤霉病病原菌容易侵染的部位，大粒径雾滴的集中沉积能够在一定程度上减少病原菌的侵染机会。同期，很低容量喷雾法处理区小麦赤霉病的病穗率降低至6%左右，防治效果为60%。很低容量喷雾法产生的小粒径雾滴在穗部的分布相对较为均匀，不仅在穗轴和小穗外侧有沉积，在小穗内部和籽粒上也能有一定的沉积。小粒径雾滴能够更全面地覆盖穗部，对赤霉病病原菌的抑制范围更广，从而取得较好的防治效果。随着时间的推移，在施药后的第14天，高容量喷雾法处理区小麦赤霉病的病穗率降低至5%左右，防治效果达到了66.7%。很低容量喷雾法处理区的病穗率降低至3%左右，防治效果达到了80%。很低容量喷雾法的防治效果优势更加明显，这是由于其小粒径雾滴在穗部的均匀分布，能够持续有效地抑制赤霉病病原菌的生长和繁殖，减少病穗的产生。针对赤霉病防治，可对喷雾技术进行优化。在小麦抽穗扬花期，即赤霉病的易感期，应选择在无风或微风的天气条件下进行喷雾作业，以减少雾滴的飘移，提高雾滴在穗部的沉积效果。根据小麦穗部的形态结构和生长状态，调整喷雾高度和角度。将喷雾高度调整为距离麦穗顶部0.5-1米，喷雾角度调整为45°-60°，使雾滴能够更好地覆盖穗部各个部位。可采用二次喷雾的方式，即在小麦抽穗期和扬花期分别进行一次喷雾，以确保在赤霉病病原菌侵染的关键时期都能有足够的农药沉积在穗部，提高防治效果。六、结论与展望6.1研究主要结论本研究通过田间试验，系统地探究了高容量喷雾法（背负式手动喷雾器）和很低容量喷雾法（背负式吹雾机）下农药雾滴在小麦田的沉积分布规律，深入分析了影响雾滴沉积分布的因素，并评估了两种喷雾方法对小麦常见病虫害的防治效果。主要研究结论如下：沉积分布规律：高容量喷雾法产生的雾滴粒径较大，体积中值直径（VMD）平均为250μm；很低容量喷雾法产生的雾滴粒径较小，VMD平均为80μm。在小麦植株不同部位，高容量喷雾法的雾滴在叶片正面、茎秆中部以及穗轴和小穗外侧沉积量较高；很低容量喷雾法的雾滴在叶片正面和背面、茎秆各部位以及穗部的分布