果园风送式喷雾机在矮砧苹果园的应用与喷施效果评价

贾晓曼 张勇 门兴元 李丽莉 翟浩

摘要：为综合评价3WG-1200A型风送式果林喷雾机在现代矮砧栽培苹果园的应用与喷施效果，本试验对该喷雾机在苹果树体上、中、下不同冠层（2.0、1.5、1.0 m）以及东、南、西、北、中5个方位的雾滴密度、覆盖率及雾滴粒径进行研究。结果显示：树体上的雾滴密度为每平方厘米166.99个，雾滴覆盖率为48.23%，雾滴粒径为138.63 μm;雾滴密度和覆盖率在树体上、中、下冠层的变化趋势一致，上部冠层与中部冠层差异不显著，但均高于下部冠层，而树体不同冠层的雾滴粒径变化趋势与之相反。雾滴覆盖率和粒径在树体东、南、西、北、中5个方位的变化趋势一致，中和东方位的数值最高，其次分别为北、南和西方位。本试验表明，3WG-1200A型风送式果林喷雾机在现代矮砧苹果园中的雾滴特性符合病虫害防治要求，可为矮砧苹果园中施药器械的应用及改进提供参考。

关键词：苹果园;风送式喷雾机;雾滴密度;雾滴覆盖率;雾滴粒径

中图分类号：S491文献标识号：A文章编号：1001-4942（2019）07-0087-05

二十世纪八十年代末九十年代初以来，以乔砧密植为主的苹果栽培模式推动了我国苹果产业快速发展，但该模式存在成熟期树体冠层交叠现象严重、作业机械难以进入果园等问题，严重影响机械作业效果，增大果园机械的研究与推广难度。矮砧密植栽培模式具有树冠矮小、通风透光、省时省力、结果早、无大小年、果实品质好等优点。因此，由乔砧密植栽培模式向矮砧密植栽培模式的转变，是我国苹果产业的发展方向[1]。

目前，我国果园常规施药器械仍以小型机动果园喷雾机为主[2]，存在施药工效低、喷雾压力不稳定、雾化不均匀、射程短、穿透性差、药液浪费严重等问题，导致果园施药人工和农药成本过高，影响果园生态环境的多样性和果品的安全化生产。机械化是现代化果园生产的重要标志，机械化施药则是果园机械化的重要组成部分。现代化的施药器械多为大中型果园喷雾机，具有工作强度低、安全性好、利用率高、防效高等优点，尤其适合矮砧宽行密植模式。目前，我国现代化果园中的施药器械主要为风送式喷雾机，可通过风力辅助输送雾滴，增加叶背面和树膛内部的雾滴覆盖率。然而，随着大中型果园施药器械在现代化果园的推广应用，其中存在的问题也日益突出。一方面，果园建园不规范，在建园时使用不同种类的矮化砧木进行栽培，导致树体大小、树形树冠差异较大[3]，增加了机械化施药难度。另一方面，果园施药机械品牌型号混杂，工作性能各异，增加选择施药器械的困难。为使果农能够选用合适的药械，亟需结合栽培模式、树形、地形等对不同的施药机械进行规范性评价。

本试验通过分析风送式喷雾机在苹果树体上、中、下冠层（2.0、1.5、1.0 m）以及东、南、西、北、中5个方位的雾滴密度、覆盖率及雾滴粒径，对其喷施效果进行综合评价，以期为果农选择适合矮砧苹果园应用的施药机械提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试药械：3WG-1200A型风送式果林喷雾机（南通黄海药械有限公司，喷洒高度8～9 m，喷洒幅宽18～20 m，容积1 200 L）。

供试果园：山东省肥城市矮砧密植苹果园，内植五年生‘烟富3苹果。矮砧密植，株行距为2.0 m×4.0 m，南北走向，纺锤形树冠，果园自然生草。

1.2 试验方法

使用3WG-1200A型风送式果林喷雾机喷洒清水，666.7m2用水量为75 L。喷雾机放置于树东，喷雾前，在每小区垂直于喷雾带的方向随机选取果树5棵，将树冠分为上、中、下3层，高度分别是2.0、1.5、1.0 m;在冠层的东、南、西、北、中选五点作为布样点（图1），用回形针分别于每点某叶片背面固定一张水敏纸雾滴测试卡（中国农业科学院植物保护研究所生产），检测面朝下。喷施结束后，将晾干的水敏纸取下放入塑封袋，带回实验室用扫描仪进行扫描，并用六六山下雾滴分析软件（重庆六六山下植保科技有限公司）测定分析雾滴密度、覆盖率和雾滴粒径。

1.3 数据分析

利用Microsoft Excel 2007作图。用DPS 16.05统计软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 苹果树冠的雾滴密度分布

风送式喷雾机在树体上、中、下冠层的雾滴密度分布结果如图2所示。树体上平均雾滴密度为每平方厘米166.99个，其中下部冠层为120.99个， 显著低于上部冠层的196.47个和中部冠层的183.52个。上、中、下不同冠层的雾滴密度变异系数，中部冠层最大，为23%，其次为上部和下部冠层（分别为14%和6%）。

喷雾机在树体东、南、北、中4个方位的雾滴密度分别为每平方厘米171.92、193.48、166.02、157.74个，差异不显著。树体南方位雾滴密度显著高于西方位（图3）。树体不同方位的雾滴密度变异系数，西方位（18%）最小，其余4个方位均为30%。

2.2 苹果树冠的雾滴覆盖率分布

由图4可以看出，风送式噴雾机整树体的平均雾滴覆盖率为48.23%，其中上部冠层为50.82%，显著高于下部冠层（44.69%），但与中部冠层（49.16%）差异不显著。树体上、中、下不同冠层的雾滴覆盖率变异系数，下部冠层最大，为22%，其次为上部和中部冠层（分别为19%和13%）。

由图5看出，树体中方位的雾滴覆盖率最高，为48.03%，显著高于西和南两个方位;树体东、北方位的雾滴覆盖率分别为45.07%、45.85%，均与中方位差异不显著;树体西方位雾滴覆盖率最低，且显著低于树体其它方位。树体不同方位的雾滴覆盖率变异系数，中部的最小，南、北、东、西依次增大，分别为8%、11%、12%和17%。

2.3 苹果树冠的雾滴粒径分布

图6显示，风送式喷雾机整树体的平均雾滴粒径为138.63 μm，其中树冠下层为147.20 μm，显著高于上层（133.22 μm）和中层（135.47 μm）。树体上、中、下冠层雾滴粒径的变异系数，下部最大，为9%，上部和中部相同，均为6%。

在树体东、南、西、北、中5个方位中，西、南和北方位的雾滴粒径分别为129.52、135.93、136.96 μm，显著低于东部（145.78 μm）和中部（144.96 μm），见图7。树体不同方位的雾滴粒径变异系数，东部的最大（12%），其次为中部和北部（10%和8%），南部和西部较小（7%和6%）。

2.4 苹果树冠不同部位的雾滴分布分析

风送式喷雾机的雾滴密度和覆盖率在树体上、中、下冠层的变化趋势一致，其中树体上部冠层的雾滴密度和覆盖率与中部冠层差异不显著，但均高于下部冠层，而雾滴粒径在树体上、中、下冠层的变化趋势则与之相反，下层的雾滴粒径显著高于中层和上层（图8）。

风送式喷雾机的雾滴覆盖率、粒径在树体东、南、西、北、中5个方位的变化趋势一致，其中树体中和东方位的雾滴覆盖率和粒径最高，其它依次为北、南和西方位，喷雾机在树体东、南、北和中方位的雾滴密度均高于西方位（图9）。

3 討论与结论

近年来，随着苹果产业的转型升级，现代化喷药器械广泛应用于矮砧果园，高效省力，但缺乏在果园中的应用评价。因此，亟需结合果园类型及药械性能参数对现代化大中型药械在果园中的施药效果进行规范性评价。

农药的雾滴粒径大小、覆盖密度、药液配制浓度对杀虫剂、杀菌剂和除草剂等的药效均有显著影响[4]，是衡量药械施药技术的必备检测指标[5]。单个雾滴所产生的影响远大于其本身的粒径范围，在一定面积内，只要雾滴数达到一定值，即可实现较好的防治效果[4，6]。丁素明等[7]报道病虫害防治所需雾滴密度应达到每平方厘米20个以上，而本研究中风送式喷雾器的平均雾滴密度为166.99个，完全满足常规施药要求。

雾滴粒径，即雾滴直径，是衡量药液雾化程度和比较各类喷头雾化质量的重要指标[8]。农药喷施过程中，雾滴粒径直接影响农药有效成分的利用率、沉积量和药液分布[9-12]。雾滴粒径与药效之间存在生物最佳粒径关系，防治飞行害虫适合使用10～50 μm的细小雾滴，防治叶面爬行类害虫幼虫和植物病害则适合30～150 μm的雾滴，喷洒除草剂适合100～300 μm的较粗大雾滴[4，13，14]。不同作物的株型、叶面特征、栽培年限、病虫害种类等有所区别，最佳粒径也有所不同[15]。

本研究中风送式喷雾器的雾滴粒径为138.63 μm，符合防治病虫害的雾滴粒径要求。苹果作为多年生经济作物，枝干病害更为严重，由于叶间的相互遮挡减少了枝干部位的药液附着，因此建议适当增大压力、减小送风速度或使用雾化效果更好的喷头，以减小雾滴粒径，提高喷施效果。不同方位的粒径特性不同，除了比较均值，还应分析其变异系数（CV），以消除平均数不同对各方位雾滴特性变异程度的影响[16，17]。风送喷雾机在苹果树冠中层的雾滴覆盖率变异系数较下层和上层低，粒径的变异系数与上部相同，均低于下层，说明中层的雾滴粒径和分布较为均匀，但该层雾滴密度的变异系数较大，可能与枝叶密集遮挡有关。苹果树冠的5个不同方位中，西部的雾滴密度和粒径的变异系数最小，覆盖率变异系数最大，可能是由于树冠西方位受到的遮挡较多，从而导致覆盖率变化大。

袁会珠等[4]研究表明，在相同施药量下，雾滴粒径与密度成反比，粒径减小一半，雾滴数目增加8倍。本研究中，风送式喷雾器在不同高度的雾滴密度和粒径的变化趋势也证明了这一点：上层和中层的雾滴密度和覆盖率差异不显著，但均高于下部冠层，而雾滴粒径的变化与之相反，下部冠层的雾滴粒径显著高于上层和中层。推测可能是由于纺锤形树体的中、下层枝叶稠密，大的雾滴易沉积到下层，造成下层的雾滴粒径比上中层大。

雾滴覆盖率和粒径在树体东、南、西、北、中5个方位的变化趋势一致，其中树体中、东、北3个方位的覆盖率和粒径较高，均高于南和西方位。雾滴密度在5个方位的差异较为明显，在树体东、南、北和中方位的雾滴密度均高于西方位。可能是由于果树为南北向栽植，喷雾器从东面施药，树冠西方位受到的遮挡较多，大的雾滴过早沉积，小的雾滴弥散效果好，造成西方位的雾滴密度和粒径较其它4个方位小。

综上，3WG-1200A型风送式果林喷雾机在现代矮砧苹果园中通过风力辅助输送药液，对枝叶搅动大，农药雾滴较小、穿透性强、分散均匀，工作效率高，适用范围广，能满足病虫害防治的基本要求，适用于矮砧密植集约栽培苹果园的施药作业。

参 考 文 献：

[1]郝璠. 苹果矮砧集约栽培技术效益评价分析[D]. 杨凌：西北农林科技大学， 2014.

[2]张鹏九， 高越， 史高川， 等. 不同药械对高效氟氯氰菊酯水乳剂防治苹果园桃小食心虫的影响[J]. 果树学报， 2016， 33（7）： 850-856.

[3]Desmond R L， Jiang Z， Rushing J W. Tree fruit reflective film improves red skin coloration and advances maturity in peach[J]. Hort Technology，2001，1（2）：234-242.

[4]袁会珠， 王国宾. 雾滴大小和覆盖密度与农药防治效果的关系[J]. 植物保护， 2015， 41（6）： 9-16.

[5]张文君. 农药雾滴雾化与在玉米植株上的沉积特性研究 [D]. 北京：中国农业大学， 2014.

[6]Ford M G， Salt D W. Behaviour of insecticide deposits and their transfer from plant to insect surfaces[J].Pesticides on Plant Surfaces， 1987：26-81.

[7]丁素明， 傅锡敏， 薛新宇， 等. 低矮果园自走式风送喷雾机研制与试验[J]. 农业工程学报， 2013， 29（15）： 18-25.

[8]袁会珠， 徐映明， 芮昌辉. 农药应用指南[M]. 北京： 中国农业科学技术出版社， 2011.

[9]朱金文， 石江， 朱国念， 等. 雾滴直径与施药液量对毒死蜱在甘蓝叶片上沉积量的影响[J]. 中国蔬菜， 2003（6）： 3-5.

[10]宋坚利， 何雄奎， 曾爱军， 等. 三种果园施药机械施药效果研究[J]. 中国农机化， 2006（5）： 79-82.

[11]邓巍， 孟志军， 陈立平， 等. 农药喷雾液滴尺寸和速度測量方法 [J]. 农机化研究， 2011， 33（5）： 26-30.

[12]庾琴， 范仁俊， 刘中芳， 等. 雾滴密度、药液量和器械对苹果全爪螨防效的影响[J]. 果树学报， 2016， 33（1）： 81-87.

[13]胡桂琴， 许林云， 周宏平， 等. 影响空心圆锥雾喷头雾滴粒径的多因素分析[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）， 2014， 38（2）： 133-136.

[14]Solang U. Traceing insecticide spray droplets by sizes on natural surfaces. The state of the art and its value[J]. Pesticide Science， 2006， 8 （5）： 501-509.

[15]兰玉彬， 彭瑾， 金济. 农药喷雾粒径的研究现状与发展 [J]. 华南农业大学学报， 2016， 37（6）： 1-9.

[16]何玲， 王国宾， 胡韬， 等. 喷雾助剂及施液量对植保无人机喷雾雾滴在水稻冠层沉积分布的影响[J]. 植物保护学报， 2017， 44（6）： 1046-1052.

[17]关祥斌， 孔肖， 齐鹏， 等. 不同喷雾机械施药作业对农药沉积率及麦蚜防效的影响[J]. 河南农业， 2018（18）： 43-44， 46.