納米農藥——助推植保無(wú)人機騰飛的“燃料”
2016年被稱(chēng)為是植保無(wú)人機的發(fā)展元年,作為一種新型的農業(yè)輔助工具,植保無(wú)人機越來(lái)越受到推崇,但是想要達到普遍應用的水平,還需攻克很多障礙,與之相匹配的農藥就是其中關(guān)鍵的一環(huán)。
無(wú)人機噴灑農藥已經(jīng)是其在植保領(lǐng)域的重要應用,但農藥常會(huì )影響其作業(yè)水平。
首先,大多數無(wú)人機機體配備的是口徑很小的離心式噴頭,而目前市面上常用的農藥固體劑型難溶于水,因此假若用固體劑型用作飛機噴灑,極易堵塞、磨損噴頭,不僅大大降低噴灑效率,還直接影響植保效果。
其次,液體農藥劑型兌水稀釋后往往容易成為不穩定的乳劑,必須規定時(shí)間內噴灑完畢,否則農藥會(huì )分層、析出,藥效消失。因此如果出現不適宜飛行的天氣,藥劑不能回收利用,只好廢棄,造成浪費。同時(shí),要在田間地頭現場(chǎng)配制農藥,需要找到潔凈水源、大型容器,操作起來(lái)很不方便。
并且,通常農藥中的溶劑密度比水小,摻入水噴施時(shí),比重小的藥劑液滴容易發(fā)生漂移,飛過(guò)田間池塘時(shí),可能危害水生生物。如果大量藥劑漂落到水源地,還可能引發(fā)安全事故。
更重要的是,液體農藥劑型通常含有有害成分,它們會(huì )隨農藥制劑的施用滲透到土壤和地下水中,嚴重污染環(huán)境,人體長(cháng)期接觸則可能造成白血病等一系列疾病。
上述問(wèn)題成為了制約植保無(wú)人機普及的關(guān)鍵性難題,長(cháng)久以來(lái)困擾著(zhù)諸多學(xué)者和專(zhuān)家。
然而最近有一個(gè)值得高興消息傳來(lái),中國農科院科技管理局局長(cháng)梅旭榮預計,“十三五”時(shí)期我國納米農藥等技術(shù)將走在世界前列,智慧農業(yè)也有望實(shí)現重大突破。
納米農藥是利用納米技術(shù)將農藥粒子從傳統的5微米降低至100納米,農藥的功效會(huì )得到充分發(fā)揮。
一方面,發(fā)揮納米載藥粒子的小尺寸與大比表面效應,增大作物葉面和有害生物表面的黏附性與覆蓋率,進(jìn)一步通過(guò)納米載體的表面基團修飾增加農藥液滴的葉面親和能力,克服疏水性葉面的農藥沉積障礙,減少葉面農藥脫落,提高生物利用度。
另一方面,利用納米材料負載農藥粒子,擬合作物防治需求曲線(xiàn),實(shí)現藥物的控制釋放,減少農藥施用次數,從而避免了農藥濫用引發(fā)的食品安全問(wèn)題。
除了通過(guò)提高農藥有效利用率,減少農藥使用量之外,通過(guò)納米化提高難溶性農藥粒子的分散性和溶出速率,還可以大大減少農藥制劑成分中的有機溶劑使用量,從而減少有害溶劑與助劑流入環(huán)境造成污染。
我國是全球農藥生產(chǎn)和使用大國,每年農藥化學(xué)防治面積高達70億畝次,使用量超過(guò)200萬(wàn)噸,如此龐大的數據也在督促我們使用環(huán)保農藥,特別是在植保無(wú)人機將被大規模應用的前提下,諸如納米農藥的使用,將成為其推廣的強大助力。
暨南大學(xué)教授、善思研究院院長(cháng)張子勇表示,和傳統農藥不同,采用了納米技術(shù)的農藥,就是將其制成了農藥納米膠囊的水性制劑,噴灑后不會(huì )隨著(zhù)液滴中的水分和溶劑的蒸發(fā)而形成大的結晶聚集體,而呈現均勻分散納米微粒。粒子尺寸小,數量多,即可提高藥效,又具有緩釋作用。同時(shí),用水代替有機溶劑,以農藥水劑取代乳油劑型,消除了有害溶劑和助劑對環(huán)境的影響。
有機構預計,2017年植保無(wú)人機行業(yè)將迎來(lái)井噴式增長(cháng),市場(chǎng)需求量約為20000架,如果均采用航空植保專(zhuān)用藥劑,不僅能保障噴施農藥后環(huán)境和操作人員的安全,還能保障農作物食品的安全。我們希望諸如納米農藥這樣的環(huán)保產(chǎn)品能夠更多的應用到綠色農業(yè)的發(fā)展中,在推動(dòng)植保無(wú)人機大幅應用的同時(shí),也能加快智慧農業(yè)的建設。
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