0、 引言
變量噴霧作為“低投入可持續農業”的發展方向，日益受到農業工程領域的重視。傳統的大面積均勻噴施技術由于過量使用農藥易引起的農藥有效利用率低、農產品中農藥殘留超標、環境污染、作物藥害、操作者中毒等負面影響。變量噴施技術能夠最大程度地減小負面影響，減小環境污染，提高農藥的有效利用率。當前變量噴霧主要使用預混藥式，固定藥液濃度，通過改變施藥量來實現，主要技術有改變壓力式、PWM 式等。預混藥式變量噴霧是根據病情改變噴霧量的多少，而不能根據不同區域作物對藥液濃度的需求實時改變藥液濃度。實時混藥式變量噴霧可根據作物對藥液濃度需求進行實時調整藥液濃度，成為變量噴霧的一個新的研究方向。
張文昭利用 3WY － A3 型手推式噴霧機完成了變量噴霧實時混藥實驗，但實時混藥的均勻性不得而知。為此，本文在上述混藥實驗的基礎上進一步研究混藥均勻性測試和提高均勻性所采取的措施。
1、 實驗裝置與方法
完成噴霧混藥試驗所需要的主要設備有: 紫外分光光度計\\(752 型，廠家為上海舜宇恒平科學儀器有限公司\\) ，手推式噴霧機\\(3WY － A3 型，廣東省梅州市風華噴霧噴灌有限公司\\) ，水銀溫度計 \\(量程為 0 ～100℃ ，精度為 0． 5℃ \\) ，噴嘴 4 個，連接管、燒杯和試管若干。所用材料有茜紅素\\(分子式: C14H7NaO7S "H2O，分子量: 360． 28，天津天新精細化工開發中心生產\\) 。
1． 1 多噴頭試驗裝置
圖 1\\(a\\) 為四噴霧頭噴藥裝置，圖 1\\(b\\) 為對應藥液采集點分布圖。圖 1\\(a\\) 中: 1 為藥箱、2 為水箱、3為液泵、4 為混藥器、5 為噴頭\\(A，B，C 和 D\\) ; 噴頭A、B、C、D 的間隔均等，距離為 40cm，垂直朝下。圖 1\\(b\\) 中: A、B、C、D 為 4 個噴頭所對應的噴灑區域，中心距離為 40cm，每個噴霧頭的噴灑區域均采用 5 個小杯采集噴灑的液體，1、2、3、4 號杯分布在四周，5 號放置在中間。
2 個入液口、前扇葉、后扇葉、出液口和混液箱。前扇葉和后扇葉分別向相反的方向傾斜，并使葉片固定不動。水和藥分別從入液口流入，當混合液流過前扇葉和后扇葉時，先進行正向旋轉，后進行逆向旋轉，再從出液口流出，進行攪拌以提高混液均勻性。
1． 2 單噴頭實驗裝置
如圖 3\\(a\\) 所示為單噴頭實驗裝置: 1 為藥箱、2 為水箱、3 為液泵、4 為混藥器、5 為噴頭; 圖 3\\(b\\) 中，噴頭朝向水平方向，前下方均勻放置 13 個小杯，并排成一直線，相距 10cm。
1． 3 實驗方法
考慮到采用真實農藥進行混藥實驗，浪費資源且污染環境，實驗過程中采用莤素紅染色劑代替農藥進行混藥實驗。利用紫外分光光度儀檢測混藥濃度。首先利用紫外分光光度儀對莤素紅溶液濃度進行標定實驗，步驟如下:
1\\) 稱取茜素紅 0． 037 2g 用少量水溶解，轉移到50mL 容量瓶中，滴加蒸餾水至刻度，配成茜素紅母液，搖勻。計算該溶液濃度為 0． 002 6mol/L。
2\\) 從母液中用移液管分別移取 2、4、6、8、10mL 溶液至 5 個 50mL 容量瓶中，用蒸餾水滴至刻度。對上述容量瓶分別編號為 1、2、3、4、5。
3\\) 用紫外分光光度法對 1、2、3、4、5 號容量瓶中溶液進行吸光度檢測，實驗結果如表 1 所示。
以莤素紅溶液吸光度為橫坐標，以莤素紅濃度為縱坐標，獲得關系\\(見圖 4\\) ，并獲得它們間的經驗公式為y = 27． 888x － 3． 821 4 \\(1\\)其中，y 為莤素紅濃度，10－ 5mol / L; x 為莤素紅溶液吸光度\\(吸光度是指吸光物質對入射光的吸收程度\\) ，無量剛; 相關性 R2為 0． 994 1。利用等式\\(1\\) 通過測定未知溶液的吸光度可以計算未知溶液的濃度。在室溫為 23． 3℃、水溫為 23． 5℃實驗室環境中完成多噴頭和單噴頭實驗中，水箱中盛放自來水，藥箱中盛放較高濃度的莤素紅溶液，利用增加泵讓莤素紅溶液與水混合并由噴頭噴出; 然后用塑料杯采集各噴頭噴出的溶液，并用紫外分光光度計進行吸光度分析，并計算出濃度。
2、 實驗結果
2． 1 無混合器多噴頭實驗
采用圖 1\\(a\\) 的混藥裝置，去掉混合器 4，安裝 4個噴頭 A、B、C 和 D，每個噴頭下方放置 5 個小杯，共20 個; 每個小杯編號分別為 A1 ～ A5、B1 ～ B5、C1 ～C5、D1 ～ D5，將小杯收集到的藥液進行吸光度分析并計算出濃度\\(見表 2\\) ，考慮數據表太大，只列出以下 8組。
由表 2 可見，藥與水通過管道、泵等裝置自然混合后噴出，藥液濃度平均相對誤差在 ±9． 0%以內。
2． 2 帶混合器多噴頭實驗
在 2． 1 節的實驗基礎上，加入混合器 4，再重復進行實驗，所得的結果如表 3 所示。
由表 3 可知，多噴頭試驗中: 同一噴頭不同的點藥液濃度誤差不完全一致; 不同噴頭藥液濃度差異較小，誤差范圍相近，所有的點平均相對誤差為 ± 3． 0% 以內，據觀察其它未在列表中的數據，平均相對誤差為 ±3. 0% 以內。
2． 3 帶混合器單噴頭試驗
采用圖 2\\(a\\) 的噴霧結構，一個噴頭水平朝右，隨機控制混藥濃度，13 個小杯中的藥液濃度經分析結果如表 4 所示。由表4 中數據可知，單噴頭噴射的藥液，在不同距離處的濃度差異小，平均相對誤差為 ±3． 0% 以內。
3、 結論
1\\) 4 個噴頭時，無混合器實時混藥濃度均勻性平均相對誤差為 ± 9% ，帶混合器實時混藥濃度均勻性平均相對誤差為 ±3% 。
2\\) 單噴頭時，帶混合器實時混藥濃度均勻性平均相對誤差為 ±3% 。
3\\) 無混合器時混藥濃度均勻性稍差，加入混合器時，混藥濃度均勻性得到明顯提高，可以更好滿足施藥要求。
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