评估喷雾应用技术和空气导流喷嘴在葡萄园中减少喷雾漂移的作用 Georgios Bourodimos, Michael Koutsiaras, Vasilis Psiroukis, Aikaterini Kasimati, Spyros Fountas

《AgriEngineering》：Evaluation of Spray Application Techniques and Air Induction Nozzles as Spray Drift Mitigation Measures in Vineyards Georgios Bourodimos, Michael Koutsiaras, Vasilis Psiroukis, Aikaterini Kasimati and Spyros Fountas

　　摘要 喷雾漂移是植物保护产品（PPP）应用中面临的最显著挑战之一，因为它会导致水、土壤和食品污染，并且与农业工人、旁观者和农村居民的健康风险密切相关。喷雾漂移被定义为在施用过程中被气流从目标区域带走的PPP部分。高风速、低相对湿度和高温度等因素会通过促进液滴蒸发和偏离目标移动来增加漂移的风险。喷洒设备的技术进步，如低漂移和空气诱导喷嘴，已被证明可以显著降低漂移的可能性。空气诱导喷嘴将空气与喷雾液体混合，形成较大的液滴，这些液滴不易发生漂移。本研究的主要目的是量化使用成本效益高且易于应用的漂移缓解技术所实现的喷雾漂移减少量，这些技术不需要与传统施用方法相比更专业和昂贵的设备，特别适用于南欧地区的葡萄园。现场测量遵循ISO 22866:2005协议，使用的是希腊葡萄园农民常用的常规轴流风扇辅助喷雾器。本研究在Savatiano葡萄上进行，这是阿提卡地区种植最广泛的酿酒葡萄品种，其特征是植株高度较低。评估的喷雾技术包括：单侧喷洒外排葡萄藤；单侧喷洒最后两排葡萄藤；在外排葡萄藤上使用无空气辅助喷涂；最后，使用空气诱导喷嘴进行喷洒。结果显示，每种技术在不同距离上产生的沉积漂移量有所不同。无空气辅助的喷洒在几乎所有距离上都产生了最低的漂移量。虽然空气诱导喷嘴在最初4米范围内增加了漂移沉积，但它们在5米以外的距离显著减少了漂移。这些发现表明，对传统葡萄园喷雾器进行简单的操作调整，特别是减少或关闭外排葡萄藤的空气辅助，可以在不增加专门设备投资的情况下大幅减少喷雾漂移。总体而言，无空气支持的喷涂在从葡萄园出发的所有距离上都实现了最大的漂移减少量，其次是空气诱导喷嘴，在更远的距离（超过5米）同样有效，但在施用区域附近效果较差。这些结果为寻求低成本策略以最小化农业投入损失、减少环境污染并提高农药应用可持续性的葡萄园种植者提供了实际指导。

1. 引言
农药是管理害虫、杂草和植物病虫害的有效工具[1]。由于成本低廉且性能高效，大多数农药都是通过喷洒方式施用的[2,3]。农药喷洒的主要目标是在目标植物表面充分沉积并均匀分布活性物质[4]。尽管从喷雾器释放的喷雾量远大于最终覆盖作物的量[5]，但在大多数应用中，沉积在目标上的喷雾量不超过初始农药量的55%，而45%的喷雾要么落到地上，要么以空气颗粒的形式流失[6]。喷雾漂移是指在施用过程中被气流带离喷洒（处理）区域的植物保护产品（PPP）的数量[7]，被认为是施用者和农药制造商面临的最具挑战性的问题[8]。喷雾漂移已被确定为环境的一个主要问题，因为它可能导致地表水污染[9]；损害附近的敏感作物[10]和其他易受影响的非目标区域[11,12]；农药残留超过法定限值[13]；以及给农业工人[14]、旁观者[15]、居民[15]和当地动物[16]带来的健康风险[16]。喷雾漂移是一个复杂的现象，受多种参数的影响，包括所使用的喷洒设备和施用技术（喷嘴类型和尺寸、喷雾压力、空气速度、驱动速率、喷雾器系统等）[17,18]；气象条件（风速、温度、湿度等）[19]；喷雾液体的特性（粘度、表面张力、均匀性等）[20,21]；作物的地形特征（尺寸、密度、叶片等）[22,23]；以及操作者的 cuidado、态度和技能[24]。气象条件显著影响喷雾漂移的范围和体积，其中风速被认为是影响最大的气象因素[25]。由于风速与喷雾漂移沉积量直接相关[26]，风速的增加会导致施用场地以外更远距离的漂移量增加[27]。空气温度和相对湿度也是影响喷洒应用的参数。较高的温度条件和/或较低的相对湿度会导致喷雾液滴更快蒸发，从而增加漂移的可能性[28]。另一方面，液滴大小是最重要的技术因素，这取决于喷嘴直径和类型、喷雾压力以及喷雾液体的化学和物理性质[29,30]。当液滴直径小于100微米时，漂移损失更为常见[31]。了解喷雾参数对液滴特性的影响对于减少漂移至关重要。通常提出的减少漂移的措施包括使用减少漂移的技术（DRT）、无喷雾缓冲区和防风林及河岸植被[32,33,34]。根据植物种类和叶片阶段，防风林（灌木和树行）的漂移减少效率差异很大[33]。FOCUS[33]建议对于裸露的树木使用25%，对于大多数类型的树木使用50%，对于完全有叶的树木使用90%。Ucar和Hall[35]报告称，防风林的存在可以将农药漂移减少60-90%，并观察到活防风林比人工防风林更能有效降低风速和减少漂移。此外，阔叶植被（如杨树）在捕捉喷雾漂移方面表现不如常绿植物（如松树）[36]。关于用作保护屏障的无喷雾缓冲区，建议的距离范围为3米到24米[37]。指令2009/128/EC是欧盟所有减少漂移和提高农药施用效率立法的基石，其中包括对保护区使用的要求。每个欧盟成员国应在其国家行动计划中确定这些区域的特点（如宽度及其与不同喷洒技术的连接方式）[38]。近年来，为了减少环境污染和喷雾漂移，开发了新的技术设备和改进的施用方法。低漂移和空气诱导喷嘴在现代农业中非常流行，它们产生的喷雾质量更粗糙，但可以降低漂移潜力[39,40]。多项研究表明，在葡萄园中对比使用空气诱导喷嘴和传统喷嘴时，喷雾漂移有所减少[39,40]。带电喷雾由于“环绕”效应改善了整体分布和叶片下表面的沉积，从而减少了喷雾漂移，提高了树冠穿透率，并提高了沉积效率[41]。Pascuzzi和Cerruto[42]在葡萄园进行了田间测试，得出结论认为静电喷雾器可以在叶片上沉积更多的农药，比传统的空气辅助喷雾器更有效。然而，需要进一步改进这项技术并理解静电液滴的行为，与传统喷洒系统相比，某些参数必须仔细调节，例如与植被的距离和质量-电荷比[43]。葡萄园中最常用的PPP施用设备是带有弧形喷杆和轴流风扇的传统空气辅助喷雾器。这种风扇会产生螺旋状气流，导致喷雾器两侧的气流不均匀，喷雾分布不平衡。为了克服这一现象，需要对喷嘴进行调整[44]。此外，当叶轮的转速发生变化时，垂直气流分布可能会变得不正常[45]。由于传统气流喷雾器在液体利用效率较低，导致大量喷雾流失[46]，因此开发了一些以目标为导向的系统，如定向空气喷射、横流喷雾器和带有水平或可调空气排放系统的隧道喷雾器。横流喷雾器减少了喷雾损失，但水平空气喷射通常会在叶片上表面产生比下表面更多的沉积[47]。隧道喷雾器通过覆盖整个树冠、回收多余喷雾并限制隧道内的气流来减少漂移损失[48]。然而，隧道喷雾器也存在一些局限性，包括在果园或葡萄园中操作困难、成本高，以及通过物理接触或残留喷雾传播疾病的风险[49]。为了解决喷雾漂移问题，已经开发了目标检测和变量剂量策略，这些策略使用非常先进的技术，如视觉系统和激光扫描，或超声波和光谱系统。已经尝试了各种传感器来精确施用农药，适用于不同类型的果园和葡萄园。Llorens等人[50]在三种不同成熟阶段的葡萄品种上使用了Gil等人[51]测试的变速喷雾器，与传统喷雾器相比，农药体积节省了58%。Koch和Weisser[52]报告称，在果园和葡萄园中，配备传感器的喷雾器可以防止在植物间隙处喷洒，从而减少50%的漂移。适当调整喷雾器的空气辅助和喷雾模式对于减少喷雾漂移非常重要。根据葡萄树冠的轮廓调整喷雾材料分布可以减少大约90%的喷雾漂移和约20%的农药使用量[53]。另一种缓解措施是在穿过外排葡萄藤时减少或完全关闭空气辅助，或者仅在喷雾器的侧面启用空气辅助，其中空气出口朝向内部作物行，例如在风扇出口处安装盖罩或重新导向金属板[54]。Wenneker等人[55]报告称，通过使用空气诱导喷嘴结合空气辅助调整，并且仅对面向该行的喷嘴阵列进行喷洒，可以显著减少苹果园中的喷雾漂移量。尽管关于减少喷雾漂移的技术研究很多，但对于适用于传统葡萄园喷洒系统的实际且低成本的缓解策略关注相对较少，特别是在南欧地区，那里低矮的葡萄树冠和广泛使用的轴流风扇辅助喷雾器会影响喷雾扩散模式。许多研究集中在先进设备或专门技术上，这些技术可能并不总是对农民可获取。因此，需要评估可以使用现有设备实现的简单操作调整，以减少喷雾漂移，同时保持葡萄园生产系统的实用性。本研究的目的是量化与作为参考处理的传统喷洒方法相比，使用实际漂移缓解技术所实现的喷雾漂移减少量。现场测量按照ISO 22866:2005[7]标准进行，使用的是希腊葡萄园农民常用的常规轴流风扇辅助喷雾器。实验在阿提卡地区种植最广泛的酿酒葡萄品种Savatiano的葡萄园中进行，该品种的特点是植株高度相对较低。评估的喷雾应用技术包括：单侧喷洒外排葡萄藤；单侧喷洒最后两排葡萄藤；在外排葡萄藤上使用无空气辅助喷涂；以及使用空气诱导喷嘴。

2. 材料与方法
2.1. 田间地点和实验布局
漂移测试在2018年和2019年的种植年份在希腊雅典的雅典农业大学葡萄园进行（纬度37°59′06″，经度23°54′21″）。葡萄藤以2.0 × 1.6米的间距种植（行间距 × 葡萄藤间距）。叶片和葡萄的高度达到地面以上0.3至1.2米，平均植株高度约为1.1米。设置测试现场时遵循了标准的ISO 22866:2005[7]。每次喷洒都涉及对葡萄园的十排向风方向的行进行喷洒，喷洒范围超过60米，目的是为了符合ISO 22866:2005标准[7]的要求，该标准规定施药区域的长度必须至少是最长向风采样距离的两倍，并且在作物种植区域边缘的上风方向至少宽20米（见图1）。图1显示了试验场的布局图。对于每个重复实验，都会采集施药区域及其周围地面和空气中的喷雾漂移样本。地面沉积的喷雾漂移样本在12个不同的采样点进行采集。收集器放置在距离施药区域边缘1、2、3、4、5、7.5、10、12.5、15、20、25和30米的裸露土壤中（见图1）。距离第一排植物1米的位置被视为采样起点。在每个采样点，放置了三个滤纸收集器（Whatman Grade 1，尺寸为46 × 8厘米），每个收集器的总面积为1104平方厘米（见图2a,c）。图2中：(a) 葡萄园和采样区域；(b) 空气中喷雾漂移采样器（聚乙烯管）；(c) 滤纸收集器。空气中的喷雾漂移测量在距离施药区域边缘5、10和15米三个位置进行（见图1）。在每个采样点，放置了两根6米高的杆子，在每根杆子上选择6个采样点，分别在1、2、3、4、5和6米的高度处，使用内径为2毫米、长度为1米、收集面积为62.8平方厘米的圆柱形聚乙烯管来收集空气中的喷雾漂移（见图2a,b）。因此，每个距离上共有12个收集器，总采样面积为753.6平方厘米。

每次喷洒后，空气和地面收集器被放入单独的塑料袋中，并保持在适宜的温度（约4摄氏度）下，直到在实验室进行分析。

2.2. 处理方法、喷雾器和喷雾器设置
为了评估喷雾漂移的可能性及其缓解措施，共进行了五种喷洒方案，总共进行了24次实验来评估沉积和空气中的喷雾漂移（见表1）。表1列出了使用的Archimedes Turbo FS 1000轴流风扇辅助喷雾器的所有处理参数。处理方法包括：A—标准双面喷洒（参考处理）；B—对外侧一排植物进行单侧喷洒；C—对两侧外侧两排植物进行单侧喷洒；D—不使用辅助空气对外侧排植物进行喷洒；E—使用空气诱导喷嘴进行标准喷洒。试验中使用的Archimedes Turbo FS 1000喷雾器（G. Roumeliotis，Aridiaia Pellas，希腊）适用于灌木和果树作物，配备了一个1000升的聚酯储液罐、一个直径800毫米的轴流风扇（带双速变速箱），并在喷雾器两侧各装有7个喷嘴。在所有试验中，通过将感水纸贴在葡萄园冠层和杆子上调整喷雾参数后，共激活了6个喷嘴（喷雾器两侧各3个）。

使用了两种不同类型的喷嘴：一种是传统的空心锥形TeeJet TXA8002VK喷嘴（TeeJet Technologies，Wheaton，IL，美国），黄色标记，标称喷嘴流量为1.40升/分钟，压力为1.0兆帕（在4种处理中）；另一种是空气诱导型空心锥形TeeJet TXA8002VK喷嘴（TeeJet Technologies，Wheaton，IL，美国），黄色标记，标称喷嘴流量为1.46升/分钟，压力为1.0兆帕（在1种处理中）。实际喷嘴流量使用电子测量设备（AAMS-Salvarani BVBA，Maldegem，比利时）进行测量，结果与标称流量接近。

所有测试的喷洒压力均为1.0兆帕，前进速度为1.61米/秒（5.8公里/小时），TXA8002VK喷嘴的施药量为434升/公顷，AITXA8002VK喷嘴的施药量为453升/公顷。所有测试中，PTO转速为56.55转/秒（540转/分钟），风扇转速为169.65转/秒（风扇比为1:3），风扇气流速率使用测量隧道（AAMS-Salvarani BVBA，Maldegem，比利时）测量，流量为10,000立方米/小时。图3展示了葡萄园中测试的五种处理方法，表1提供了它们的概述。在五种喷洒方案中，由于对喷雾器的即时调整（处理B、C和D）以及改进的设备（处理E），采用了多种喷雾漂移缓解措施。

2.3. 喷雾液和喷雾漂移的测定
将一种黄色染料示踪剂E-102 Tartrazine 85%（w/w）以大约4克/升的浓度混合到喷雾液中（见[56,57]。每次喷洒前都会彻底搅拌溶液，并在喷洒前后直接从喷嘴中取两个样品，以确定每次测试中喷雾液中的Tartrazine精确浓度。在每次测试之前，会在施药区域放置一张空滤纸样品，并在启动喷雾器前立即收集。

喷雾沉积物在实验室中用一定体积的去离子水提取，然后通过Shimadzu UV-1800分光光度计（Shimadzu Corp.，京都，日本）在426纳米波长下分析所得液体进行定量。根据ISO 22866:2005标准[7]，计算每个单位面积的喷雾量：
\[ \text{喷雾沉积量} = \left( \frac{\rho_{\text{样品}} - \rho_{\text{空白}} \cdot \frac{F_{\text{cal}}}{V_{\text{稀释液}}} \cdot \text{A}_{\text{收集器}} \right) \] （1）
其中，\(\rho_{\text{沉积量}}\)是以微升/平方厘米为单位的喷雾沉积量；\(\rho_{\text{样品}}\)是样品的分光光度计读数（吸光度）；\(\rho_{\text{空白}}\)是空白样品（收集器+去离子水）的分光光度计读数（吸光度）；\(F_{\text{cal}}\)是校准参数（毫克/升）；\(V_{\text{稀释液}}\)是用于溶解示踪剂的稀释液体积（升）；\(\rho_{\text{喷雾}}\)是示踪剂在喷雾液中的浓度（克/升）；\(\text{A}_{\text{收集器}}\)是用于捕捉喷雾沉积物的收集器面积（平方厘米）。

收集器上的喷雾沉积百分比可以通过以下公式计算：
\[ \text{沉积百分比} = \frac{\text{沉积量}}{\text{实际施用量}} \times 100 % \] （2）
其中，\(\text{施用量}\)是以升/公顷为单位的喷雾量，由以下公式计算：
\[ \text{施用量} = \frac{T_{\text{总喷嘴流量}} \times \text{喷嘴标称流量}}{(\text{行间距}\times \text{拖拉机速度}\times \text{时间}) \times 10,000 \] （3）
\(\text{时间}\)为60分钟。

从每个下风距离放置的三个样品（距离施药区域5、10和15米）获得的读数平均值用于计算沉积量。对于每个采样高度（地面以上），分别独立确定了空气中喷雾漂移的示踪剂量。

2.4. 漂移值和漂移减少量计算
每次重复实验的漂移值（DV）是通过数值积分得到的喷雾漂移曲线计算得出的[58]。计算定积分\(\int_{a}^{b} f(x) \, dx\)的一个近似方法如下：
- 将区间\[a, b\]划分为n个等宽的子区间：\[ \谈 = \frac{b - a}{n} \] （4）
其中，\(h = 0.5\)米；\(a\)分别对应于距离施药区域0.75米和地面以上0.75米的高度；\(b\)分别对应于距离施药区域30.25米和地面以上6.25米的高度。
- 计算每个等宽子区间内的中点值\(x_1, x_2, \ldots, x_n\)。
- 计算矩形面积之和：\[ \text{总面积} = \sum_{i=1}^{n} h \cdot f(x_i) \] （5）
其中，\(S_n\)是矩形面积之和；\(h\)是矩形底边长度；\(f(x_i)\)是矩形的高度。

与参考喷洒（处理A）相比的漂移减少百分比用于描述各种葡萄园处理方法（其他喷洒方法OS）所实现的总体漂移减少量。这些百分比使用ISO 22369-1:2006[59]规定的漂移值（DV）进行计算：
\[ \text{减少百分比} = \frac{\text{漂移减少量}_{\text{其他喷洒方法}}{\text{参考喷洒方法}} \times 100 \] （6）
其中，\(\text{漂移减少量}_{\text{其他喷洒方法}}\)是无量纲的。同时，还计算了与参考喷淋曲线相比的特定区域的漂移减少量，以评估每个区域对总体漂移减少的贡献。

2.5. 测试期间的气象条件
在一个便携式气象站位于样本区域中间，距离施药区域30米，靠近下风区域边缘的位置，用于测量试验期间的环境条件。两个Rotronic HC2A-S3温湿度传感器（Rotronic AG，瑞士Bassersdorf）被放置在两个不同的高度（距地面2米和3米）以测量空气温度和相对湿度，而一个超声波风速计（Campbell Scientific WindSonic1 Gill 2D，美国犹他州Logan）则安装在距地面3米的位置以估计风速和风向。数据记录器Campbell Scientific CR850（Campbell Scientific，美国犹他州Logan）以1 Hz的频率采样率自动记录所有读数。为了确认环境条件符合ISO 22866:2005标准中对于喷雾漂移现场测量的理想要求，对每次试验计算了以下标准：(a) 风速测量值小于1 m/s的比例（必须小于10%）；(b) 平均风向应与喷雾轨迹成90° ± 30°角（在本实验中为0°至60°之间），且不超过30%的结果超过90° ± 45°；(c) 平均温度应在5°C至35°C之间。

2.6 数据分析
统计分析使用STATGRAPHICS Centurion XVI Version 16.1.15软件（Statgraphics Technologies, Inc., 美国弗吉尼亚州The Plains）进行。采用双向方差分析（ANOVA）评估每种处理方式以及与喷射区域距离对沉积漂移的影响。三因素方差分析（ANOVA）用于考虑处理方式、距地面高度和与喷射区域距离对空气漂移的影响。分析前，使用Shapiro–Wilk检验[60]和Levene检验[61]检查数据的规则性和均方差性，并对数据进行对数转换。在存在显著差异的情况下，使用Tukey的 Honestly Significant Difference (HSD) 检验[62]进行均值的多重比较。此外，还使用Pearson线性相关系数[63]研究标准化沉积漂移和空气漂移与喷射位置距离及距地面高度之间的关联性。对于每个检验，p值小于0.05视为统计显著。

3. 结果与讨论
3.1 试验期间的气象测量
尽管众所周知，使用不同喷雾系统的田地试验无法在完全相同的条件下重复进行[64]，但所有试验期间都监测了气象条件（表2），以确保符合ISO 22866:2005的标准[7]。尽管观察到试验之间存在一些变化，但所有测量结果均处于标准规定的可接受范围内，从而允许在各处理组之间进行可靠比较。表2 显示了试验期间记录的气象条件。处理组A–E对应于表1中描述的喷雾场景。试验期间的平均温度在20.71°C至32.60°C之间，相对湿度范围为23.75%至67.17%。两个高度（距地面2米和3米）测得的空气温度和相对湿度的最大差异分别为0.38°C和0.56%。所有温度和相对湿度测量的箱线图见图5。图5 显示了所有温度和相对湿度测量值的箱线图。处理组A–E对应于表1中描述的喷雾场景。红色点表示个别异常值观测结果。所有试验的平均风速均超过1 m/s，符合标准协议（最小1.74 m/s，最大5.09 m/s）。此外，平均风向在12.86°至59.97°之间（理想风向为30° ± 30°），如图6所示。图6 显示了所有风速和风向测量的箱线图。处理组A–E对应于表1中描述的喷雾场景。彩色点表示个别异常值观测结果。

3.2 沉积喷雾漂移
表3展示了每种处理方式在喷射区域下游不同距离处的地面收集器上沉积的喷雾漂移量（占喷射量的百分比）及其平均值，图7显示了平均数据曲线。表3 显示了所有处理方式在喷射区域下游不同距离处的沉积量（占喷射量的百分比）。处理组A–E对应于表1中描述的喷雾场景。图7 显示了五种处理方式在喷射区域下游多个距离处的沉积量（占喷射量的百分比）。曲线显示了每种处理方式重复测量的平均值。在所有采样距离上都观察到了大量的地面残留物。漂移曲线显示，随着距离最终葡萄行距离的增加，地面沉积量逐渐减少，不同处理方式的下降速率有所不同。其他研究人员在葡萄园和果园实验中也发现了类似的结果[39,40,65]。显然，五种处理方式导致了不同的沉积漂移水平。处理组B、C、D和E产生的喷雾漂移量均低于参照处理组A。例外的是使用空气诱导喷嘴的处理组E，在葡萄园边缘前2米范围内的沉积量大于使用传统空心锥形喷嘴的处理组A。通常，在处理组E中，前4米内的沉积量较大，而在5米之后，沉积量减少明显，类似于处理组D的情况。显然，空气诱导喷嘴显著减少了地面沉积。然而，空气诱导喷嘴产生的液滴较粗，因此粗液滴减少的程度与测量点密切相关。在初始距离处，沉积可能主要是由于直接喷射而非风带动的漂移。对于空气诱导喷嘴来说，这种效应更为明显，因为粗液滴具有弹道特性。因此，在果园和葡萄园边缘附近，漂移减少的效果微乎其微或不存在，Heijne等人[66]也发现了这一点。此外，处理组D（在第一行和第二行的外侧不使用空气辅助进行喷洒）在几乎所有距离上都产生了最低的沉积量，显示出空气对喷雾漂移的显著影响。当应用处理组D和处理组E时，在距离喷射区域约7.5米处，喷射量中有1%形成了沉积物。表4显示了双向ANOVA分析的结果，表明处理方式和收集器与喷射区域距离对沉积喷雾漂移有高度显著的统计影响（p < 0.001）。表4 显示了由处理方式和距离引起的沉积喷雾漂移的双向ANOVA结果（自由度：Df）。根据Pearson相关检验（表5），收集器位置与沉积喷雾漂移之间存在强烈的负相关（r = ?0.8888），表明随着距离的增加，沉积喷雾漂移显著减少（p < 0.001）。图8 显示了每种处理的沉积喷雾漂移值。图9显示了六个漂移区间（距喷射区域1–30米）内处理组的沉积漂移值（DVs）。同时，处理组D在六个漂移区间内的地面沉积量最低。值得注意的是，使用空气诱导喷嘴的处理组E在五个漂移区间内的沉积量也非常低，与处理组D的水平接近。图8 和图9 还表明，处理组D在六个漂移区间内的沉积量最低。

图10 展示了以处理组A为参考时，所有处理方式在整个漂移曲线上实现的总降塞性减少量。所有测试处理方式都减少了喷雾漂移，其中处理组D的减少量最高（56%）。该处理方式使用了与处理组A相同的喷嘴，但在外侧路径和第一个喷洒路径上关闭了空气辅助。风扇流速的降低显著减少了喷雾漂移。研究表明，过高的空气浓度会加剧苹果园和葡萄园中的漂移损失[67,68]。当只对葡萄园外侧的一行进行喷洒时，处理组B实现了平均20%的漂移减少。在处理组C中，喷洒第一行和第二行时，沉积减少了30%。当使用空气诱导喷嘴（处理组E）时，喷射区域约7.5米处的沉积量仅为1%。而在使用处理组A（标准双面喷洒）、处理组B（在第一行单侧喷洒）和处理组C（在第一行和第二行单侧喷洒）时，相同的沉积量百分比（喷射量的1%）出现在约12.5米处（图7）。双向ANOVA分析表明处理方式和收集器与喷射区域距离对沉积喷雾漂移有显著影响（p < 0.001）。图4 和图5 表明收集器位置与沉积喷雾漂移之间存在强烈的负相关（r = ?0.8888）。图10 和图9 进一步显示了每个处理方式在六个漂移区间内的沉积漂移值（DVs）。图11 显示了每个处理方式在六个选定距离区间（1–5, 5–10, 10–15, 15–20, 20–25, 25–30米）内的沉积量（DVs）。Tukey的 Honestly Significant Difference (HSD) 检验显示，在0米至30米的距离区间内，处理组A–C、A–D和A–E之间存在显著差异（p < 0.05）。处理组A和B之间没有观察到显著差异（表6），表明在第一行单侧喷洒并未达到与参照处理组相比的显著效果。图10 和图11 进一步展示了处理组D在六个漂移区间内的总降塞性减少量，以及每种处理方式在六个选定距离区间内的效果。更详细的分析指出，在1-5米范围内，使用空气诱导喷嘴（处理E）产生的漂移减少量最小（14%），而在25-30米范围内则产生了最大的漂移减少量（67%）。总体而言，在5-30米范围内，处理E的漂移减少量排在第二位（55%），仅次于处理D（63%）。相比之下，处理B和C表现出不同的趋势：在1-5米范围内漂移减少量最大（分别为25%和37%），而在25-30米范围内漂移减少量最小（分别为1%和2%）。处理D在所有范围内都保持了较高的漂移减少效果，特别是在1-5米范围内减少了52%，在其他所有范围内减少了60%以上。

3.3. 空气喷雾漂移
在喷洒区域下游六个不同高度和三个不同距离处放置了垂直采样器来测量空气喷雾的漂移沉积情况。表7展示了空气喷雾的沉积情况，图12显示了平均值曲线。
表7. 空气喷雾漂移沉积情况。
图12. 在距离喷洒区域三个不同距离处的空气喷雾漂移沉积剖面。

本研究的结果表明，对于每种处理方法而言，沉积量最大的是在喷洒区域下游5米处，其次是10米和15米处。如图12所示，随着距离地面的高度增加，喷雾漂移量减少，尤其是在距离喷洒区域5米的地方。这种空气漂移剖面与之前的果园研究结果相似[65,69]。然而，在葡萄园中进行的研究显示，随着高度的增加，沉积量反而会增加[40]。由于喷雾漂移量受到树冠结构和几何形状的显著影响，这种差异很大程度上取决于实验葡萄园的较差树冠和较矮的高度，这导致在较低高度处的沉积量更大[70]。

通过三元方差分析（ANOVA）研究了处理方式、高度和距离喷洒区域对垂直采样器中喷雾漂移沉积的影响，结果表明（表8），这三个参数确实具有统计学上的显著效应（p < 0.001）。处理方式与距离、处理方式与高度以及距离与高度之间的交互作用对空气喷雾漂移沉积没有显示出统计学上的显著效应。

表8. 受处理方式、距离喷洒区域和距离地面高度影响的空气喷雾漂移的三元方差分析结果（Df：自由度）。

皮尔逊相关系数检验（表9）显示，距离喷洒区域的距离（r = ?0.4466）和高度（r = ?0.4219）与漂移量显著负相关，表明随着距离的增加和高度的升高，喷雾漂移量减少（p < 0.001）。

图13和图14展示了从喷洒区域下游5米、10米和15米处获得的空气喷雾漂移曲线得出的漂移值（DVs），以及所有处理方法在五个不同高度区域（1-2米、2-3米、3-4米、4-5米和5-6米）的漂移值。显然，在所有三个距离处，处理D和E的喷雾漂移沉积量最低，其次是处理C、B和A。在五个不同高度区域也是如此。

图13. 从喷洒区域下游5米、10米和15米处获得的空气喷雾漂移曲线得出的漂移值（DVs）。
图表显示了平均值±标准误差（SE）。

图14. 在喷洒区域下游5米、10米和15米处，针对每种处理方法，五个不同高度区域（1-2米、2-3米、3-4米、4-5米和5-6米）的空气喷雾漂移曲线得出的漂移值（DVs）。图表显示了平均值±标准误差（SE）。

图15和图16使用处理A作为参考，展示了所有处理方法在喷洒区域下游三个不同距离以及五个不同高度区域所实现的总体喷雾漂移减少情况。所有测试的处理方法都比处理A减少了喷雾漂移。与沉积漂移的结果类似，处理D的减少效果最为显著。同样可以看出，尽管处理E在1-5米范围内的沉积漂移减少量较少，但在距离喷洒区域5米处的空气漂移减少量较高，类似于处理D。具体来说，在距离喷洒区域三个不同距离处，处理D分别在5米、10米和15米处的减少量分别为54%、48%和49%。同时，处理E在5米处的减少量为48%，10米处的减少量为43%，15米处的减少量为41%；处理C在5米处的减少量为48%，10米处的减少量为43%，15米处的减少量为41%；处理B在5米处的减少量为15%，10米处的减少量为7%，15米处的减少量为6%。

进一步详细分析显示，对于距离喷洒区域5米的位置，处理D在1-2米处的减少量为58%，2-3米处的减少量为56%，3-4米处的减少量为53%，4-5米处的减少量为48%，5-6米处的减少量为40%。对于相应的不同高度区域，处理E在1-2米处的减少量为52%，2-3米处的减少量为53%，3-4米处的减少量为48%，4-5米处的减少量为39%，5-6米处的减少量为34%。对于距离喷洒区域10米的位置，处理D在1-2米处的减少量为51%，2-3米处的减少量为49%，3-4米处的减少量为48%，4-5米处的减少量为45%，5-6米处的减少量为42%。对于距离喷洒区域15米的位置，处理D在1-2米处的减少量为53%，2-3米处的减少量为50%，3-4米处的减少量为48%，4-5米处的减少量为45%，5-6米处的减少量为42%。处理B、C和E在所有三个距离上以及不同高度区域内的减少趋势也是一致的。处理E的减少效果仅次于处理D，其次是处理C，然后是处理B。

我们还可以看到，在距离地面较低的高度区域，空气漂移的减少量更大，而在较高的高度区域则减少量较小，除了处理B和C在距离喷洒区域10米和15米处的情况。

图15. 考虑以处理A为参考，在喷洒区域下游三个不同距离处，每种处理方法在整个空气喷雾漂移曲线上的总漂移减少量（%）。
图表显示了平均值±标准误差（SE）。

图16. 考虑以处理A为参考，在喷洒区域下游5米、10米和15米距离处，针对五个不同高度区域（1-2米、2-3米、3-4米、4-5米和5-6米）的每种处理方法所实现的空气漂移减少量（%）。
图表显示了平均值±标准误差（SE）。

这些发现与最近的研究结果一致，强调了喷雾器配置、气流管理和喷嘴技术在减少喷雾漂移和提高果园及葡萄园系统中农药应用的环境可持续性方面的重要性。最近的研究强调，通过操作调整和减少漂移的技术可以在保持应用效率的同时显著限制目标外的沉积[71,72]。

4. 结论
本研究表明，对于地面收集器，五种处理方法在不同距离上产生了不同量的沉积漂移。与作为参考的处理A相比，处理B、C、D和E在所有距离上都产生了较少的喷雾漂移。例外的是使用空气诱导喷嘴的处理E，在葡萄园边缘的前2米范围内产生了更多的沉积漂移。在第1行和第2行外侧不使用空气辅助进行喷洒（处理D）在几乎所有距离上都产生了最少的沉积漂移，而使用空气诱导喷嘴（处理E）则在前4米范围内产生了大量的喷雾漂移，尽管在5米之后喷雾漂移的减少量显著，类似于处理D。在减少喷雾漂移方面，使用空气诱导喷嘴的处理E在距离应用区域最远的区域产生了最大的漂移减少量，而使用传统喷嘴和处理B和C在第一行和第二行进行单侧喷洒时，最高的漂移减少量出现在靠近应用区域的区域。处理D在所有区域都显示出较高的减少量。

关于空气喷雾沉积，结果表明，随着距离地面的高度增加，喷雾漂移量减少，特别是在距离应用区域5米处。在距离应用区域的三个位置，处理D的沉积量最低。在五个不同高度区域也是如此。总体而言，这些结果证实了在实际操作调整下，传统葡萄园喷洒系统可以显著影响喷雾漂移行为。

总之，本研究表明，在喷洒区域下游的所有距离上，第1行和第2行外侧不使用空气辅助进行喷洒（处理D）通常实现了最高的沉积漂移减少量，其次是使用空气诱导喷嘴的处理E，其减少量也较为显著，但在靠近作物的1-5米范围内沉积量有所增加。在减少空气喷雾漂移方面，处理D和处理E的表现最好，优于参考处理和其他所有处理方法。从实际操作的角度来看，对传统葡萄园喷雾器进行简单调整，例如减少或关闭外部行的空气辅助，可以在不增加专用设备投资的情况下显著减少喷雾漂移。这些发现为葡萄园经营者提供了实际指导，有助于减少环境污染并提高农药应用的环境可持续性，同时继续使用标准喷洒系统。这些结果有助于推动更加可持续的植物保护实践，并支持在葡萄园生产系统中实施减少喷雾漂移的策略。