表面活性剂对叶面肥水滴在仿植物表面铺展行为调控研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jsjyao
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叶面施肥作为一种新兴、高效的施肥方式已经得到了广泛应用。然而,由于植物表面粗糙结构的存在,使大多数叶片具有疏水甚至超疏水性质,这造成了实际应用中喷施溶液的严重损失。因此增强叶面肥在疏水植物叶片上的铺展对于实际的农业生产至关重要。目前最常用的方法是添加助剂,但是工业助剂通常只能在静态的情况下增强液滴在超疏水表面上的铺展,在动态冲击的情况下,液滴首先在表面铺展至最大面积,之后会发生收缩,最终在超疏水表面上的有效铺展面积很小,不能给予植物充分吸收营养物质的机会。本论文基于不同类型的表面活性剂,研究了叶面肥在动态冲击的情况下在疏水表面的铺展效果,最终确定其最适宜的喷施条件。首先采用气相沉积的方法制备了一种超疏水表面来模拟植物叶片,经测试该疏水表面的接触角为159°,具有超疏水性质,然后依次探究了表面活性剂的种类、浓度对叶面肥在超疏水表面上铺展的影响。结果表明,与其他的表面活性剂相比,囊泡表面活性剂AOT在超疏水表面上的铺展面积最大,能够有效抑制液滴在超疏水表面上的反弹和飞溅。由于影响液滴在超疏水表面上铺展的因素有很多,因此又探究了液滴体积、冲击高度以及超疏水表面的倾斜角度对液滴铺展的影响,最终确定了硼肥液滴在超疏水表面上的最适宜喷施条件。结果表明囊泡表面活性剂AOT不仅有利于液滴在水平的超疏水表面上铺展,对于倾斜的超疏水表面也具有较好的铺展效果。在自然界中植物叶片的疏水性存在很大差异,甚至同一种植物叶片的疏水性也会随着生长时期、季节的变化而变化,因此液滴在不同叶片上的粘附性也不同。为了达到叶面肥减施增效的目的,在第一部分工作的基础上进一步探究了叶面肥在不同疏水性表面上的铺展,分别研究了表面活性剂的类型、浓度、以及液滴体积、冲击高度等因素对液滴铺展的影响。针对不同疏水性表面,通过调节适宜的体积、浓度以及液滴冲击高度等因素,实现液滴在疏水表面的均匀铺展,结果表明,随着疏水表面接触角的增加,液滴在疏水表面铺展的最适宜添加AOT浓度不断增加,液滴的喷施体积不断增加,液滴的喷施高度是降低的,并且深入分析了表面疏水性差异对叶面肥铺展行为的影响机制。这一项工作有利于在实际农业生产中,根据作物的疏水性选择适宜的喷施条件,提高叶面肥的利用效率。
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