摘要：【目的】研究磁化作用对除草剂溶液表面张力及除草剂喷雾雾滴粒径的影响规律，探索新型除草剂喷雾雾滴粒径控制方法。【方法】设计磁化除草剂溶液表面张力试验和磁化喷雾雾滴粒径试验，记录不同磁场强度和磁化时长2个影响因素下除草剂溶液表面张力和喷雾雾滴粒径，观测数据变化规律；并对数据进行拟合，给出符合数据变化的函数关系式。【结果】在磁场强度为50~500 mT、磁化时长为5.0~25.0 min范围内，溶液表面张力和喷雾雾滴粒径均随磁场强度和磁化时长的增加呈现先下降后回升的趋势；当磁场强度为350 mT、磁化时长为15.0 min时，表面张力和雾滴粒径下降幅度最大，表面张力为54.0 mN/m，下降14.96%，喷雾雾滴粒径为108.75μm，下降11.20%。对表面张力数据进行拟合，洛伦兹拟合函数的决定系数(R2)为0.816 4，调整后R2为0.794 0，均方根误差(Root mean square error，RMSE)为1.105 9；雾滴粒径数据拟合中，多项式拟合函数的R2为0.833 6，调整后R2为0.787 4，RMSE为2.085 7。拟合函数有意义且拟合精度较高。【结论】磁化作用并不是磁场强度越大或磁化时长越长磁化效果越好，而是存在最佳磁化处理强度和磁化时长；本研究给出的洛伦兹模型函数可作为除草剂溶液表面张力与磁化作用的函数关系式，三次多项式函数可作为350 mT磁场强度下雾滴粒径调控模型。

生物磁学(Biomagnetism)是生物学和磁学相互交叉的一门新型学科，主要探究生物磁效应及磁现象、外磁场对生物体的影响。生物磁学方向的研究已吸引众多领域相关专家的高度关注。生物磁学目前已经普遍应用于环境保护工程、农业、林业等许多领域，且已取得巨大的收益，其中，在农、林业领域采用最多的为磁化水。磁化水是指以一定的流速通过磁场，受磁力线切割使自身的理化性质发生变化的水或水溶液。

在磁化水性质方面，Cai等和Lee等研究了磁场对水溶液表面张力的影响，结果表明磁化作用使水溶液表面张力降低，在1 T磁场强度下磁化时间从1 min增加到13 min时，水溶液表面张力从68.5 mN/m下降到62.5 mN/m。对矿井水、纯水和自来水在不同磁场强度及不同磁化时长下表面张力的变化规律进行研究，发现并不是磁场强度越大或磁化时间越长磁化效果就越好，而是存在最佳磁场强度和最佳磁化时间；在不同的磁场强度下，表面张力随磁化时间的延长呈先减小后增加的趋势，在磁场强度为300 mT、磁化时间为15 min时表面张力下降幅度最大，为25%。Toledo等和Wang等研究了磁场强度为270、530 mT，磁化时长为20、40、60 min条件下自来水表面张力变化情况，通过与未磁化自来水的表面张力进行对比，发现经磁化后自来水的表面张力均有所减小。

上述研究均是针对磁化作用对自来水、纯水或矿井水表面张力的影响进行的，当前相关领域鲜见在磁化作用对除草剂或其他植保药剂表面张力的影响方向展开研究。药液表面张力与喷雾雾滴粒径呈密切的正相关关系，目前磁化作用对除草剂溶液喷雾雾滴粒径影响的研究较少。

本文通过磁化除草剂溶液表面张力试验和磁化喷雾雾滴粒径试验，研究磁化作用对除草剂溶液表面张力与除草剂喷雾雾滴粒径的影响，分别给出表面张力、雾滴粒径与磁场强度和磁化时间的二元函数，为研究磁化除草剂机理提供理论参考；并使用固定磁场强度调整磁化时长，给出控制除草剂喷雾雾滴粒径的函数关系式，为控制除草剂喷雾雾滴粒径提供新的参考方法。

1材料与方法

1.1试验设备

表面张力仪(芬兰Kibron公司)；程控功率电流源、数字高斯计、双轭双调气隙电磁铁(北京翠海佳诚)；激光粒度分析仪(欧美可)；隔膜泵(额定工作电压：12 V，额定功率：60 W，最大工作压力：0.8 MPa，流量：5 L/min)；可调直流稳压电源(迈胜)；压力表(伊莱科)；F110-01型植保雾化喷头；烧杯；玻璃器皿等。

1.2磁化除草剂溶液表面张力试验设计

Esmaeilnezhad等研究表明，水溶液表面张力随液体温度的升高逐渐减小，因此在试验过程中保持试验环境温度为26℃。按照除草剂与自来水1∶300的体积比配置异丙甲草胺除草剂溶液。设定最短磁化时间为5.0 min，最长磁化时间为25.0 min，以5 min为公差进行递增磁化，实际磁化时长可根据试验结果进行细化调整，试验中实际磁化时长见表1，试验共分11组处理，处理1为对照组，处理2~11为试验组，共48组试验，每组试验重复4次。处理1用塑料烧杯量取40 mL溶液，使用表面张力仪(图1)按照仪器使用方法测未磁化状态下溶液的表面张力，测试结果显示在仪器屏幕上，为保证数据准确性，重复测3次取平均值，为63.5 mN/m，当作对照值。处理2~11均使用静态磁化处理，以处理2为例，调整程控功率电流源使两磁极间磁场强度为50 mT，量取40 mL溶液置于塑料烧杯中，将烧杯夹紧于双轭双调气隙电磁铁两磁极中间进行磁化处理，如图2所示。磁化水表面张力状态约能保持25 min，为确保所有试验组各变量一致，磁化完毕后立即用表面张力仪测试溶液表面张力并记录数据。之后每个处理的磁场强度递增50 mT，且各处理的操作步骤参照处理2进行。

表1磁化除草剂溶液表面张力试验设计表

图1表面张力仪

图2静态磁化