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农药的施用方法

时间:2022-11-21 百科知识 版权反馈
【摘要】:农药的施用方法决定于农药的理化特性、生物靶标的行为特征、环境条件、施药器械的性能等多种因素。用喷雾机具将液态农药喷洒成雾状分散体系的施药方法称为喷雾法,是防治农、林、牧有害生物的最重要施药方法之一,也可用于卫生消毒等。液体在气体中不连续的存在状态称为液滴,农药使用中,药液经过喷雾器械雾化部件的作用分散形成的液滴称为雾滴。雾滴群的粒径范围及其分布状况称为雾滴分布,也称为雾滴谱。

农药的施用方法决定于农药的理化特性、生物靶标的行为特征、环境条件、施药器械的性能等多种因素。一般来说,常用的农药使用方法有喷雾法、喷粉法、撒粒法、烟雾法、熏蒸法等多种形式。

(一)喷雾法

用喷雾机具将液态农药喷洒成雾状分散体系的施药方法称为喷雾法,是防治农、林、牧有害生物的最重要施药方法之一,也可用于卫生消毒等。喷雾技术分类方法很多,主要根据施药液量分为五大类:高容量喷雾法、中容量喷雾法、低容量喷雾法、很低容量喷雾法、超低容量喷雾法等。根据喷雾方式或所用机具的不同,有飘移喷雾法、定向喷雾法、泡沫喷雾法、循环喷雾法、空中喷雾法等。可根据作物种类和生长状态、农药种类和气象环境条件,选择合适的喷雾方法。

1.基本原理

(1)雾化原理。将液体分散到气体中形成雾状分散体系的过程称为雾化。雾化的实质是被分散液体在喷雾机具提供的外力作用下克服自身表面张力,实现比表面积的大幅度增加。雾化效果的好坏一般用雾滴大小表示。雾化是农药科学使用最为普遍的一种操作过程,通过雾化可以使施用药剂在靶体上达到很高或较高的分散度,从而保证药效的发挥。根据分散药液的原动力,农药的雾化主要有液力式雾化、离心式雾化、气力式雾化(双流体雾化)和静电场雾化四种,目前最常用的是前三种。

①液力式雾化。药液受压后通过特殊构造的喷头和喷嘴而分散成雾滴喷射出去的方法,这种喷头称作液力式喷头。其工作原理是药液受压后生成液膜,由于液体内部的不稳定性,液膜与空气发生撞击后破裂成为细小雾滴。液力式雾化法是高容量和中容量喷雾所采用的喷雾方法,是农药使用中最常用的方法,操作简便,雾滴粒径大,雾滴飘移少,适合于各类农药。最常使用的工农-16喷雾器、大田喷杆喷雾机等都是采用液力式雾化原理。

②气力式雾化。利用高速气流对药液的拉伸作用而使药液分散雾化的方法,因为空气和药液都是流体,因此也称为双流体雾化法。这种雾化原理能产生细而均匀的雾滴,在气流压力波动的情况下雾滴细度变化不大。手动吹雾器、常温烟雾机都是采用这种雾化原理。

③离心式雾化。利用圆盘(或圆杯)高速旋转时产生的离心力使药液以一定细度的液滴飞离圆盘边缘而成为雾滴,其雾化原理是药液在离心力的作用下脱离转盘边缘而延伸称为液丝,液丝断裂后形成细雾,所以此法称为液丝断裂法。这种雾化方法的雾滴细度取决于转盘的旋转速度和药液的滴加速度,转速越高、药液滴加速度越慢,则雾化越细。

(2)雾滴粒径。液体在气体中不连续的存在状态称为液滴,农药使用中,药液经过喷雾器械雾化部件的作用分散形成的液滴称为雾滴。从喷头喷出的农药雾滴并不是均匀一致的,而是有大有小,呈一定的分布。在一次喷雾中,有足够代表性的若干个雾滴的平均直径或中值直径称为雾滴粒径,通常用微米做单位。雾滴粒径是衡量药液雾化程度和比较各类喷头雾化质量的主要指标。因与喷头类型有关,故也是选用喷头的主要参数。雾滴群的粒径范围及其分布状况称为雾滴分布,也称为雾滴谱。雾滴分布的集中或分散状况,称为雾滴分布均匀度,用数量中径与体积中径比值表示。雾滴过小容易飘失,过大则容易滚落、流失,因此,雾滴分布中只有部分粒径合适的雾滴能发挥生物效果,称为有效雾滴。雾滴谱窄,说明喷头雾化均匀,有助于生物效果的发挥。

2.喷雾方法的分类 主要根据单位面积所施用的药液量以及喷雾方式来划分。喷雾方法根据施药液量可划分为高容量喷雾法、中容量喷雾法、低容量喷雾法、超低容量喷雾法和超超低容量喷雾法等共五种。实际上喷施药液量很难划分清楚,低容量以上的几种喷雾法的雾滴较粗或很粗,所以也统称为常量喷雾法。低容量以下的几种喷雾法的雾滴较细或很细,统称为细雾滴喷雾法。小容量喷雾的经济效益显著,具有单位面积用药量少、工效高、机械能消耗低且防治及时等特点,所以国内外喷施药液量均向低容量喷雾方向发展。但和常量喷雾相比也存在着缺点和不足之处,如,不宜用高毒农药;雾滴穿透性能差,对密植作物后期危害其基部的害虫(如稻褐飞虱)不甚奏效;喷施具有选择性的除草剂时,如果飘移性强,往往会对邻近地块上的敏感作物造成飘移性药害等。

(1)常量喷雾技术。药液的雾化是靠机械来完成的,雾滴的大小与喷雾机性能有直接的关系。通过对药液施加压力,使其形成高压液流,再经过喷头中的狭小喷孔喷出,高速喷出的液流与静止的空气冲撞,药液被撞碎,形成细小的雾滴。药液受到的压力越大,喷孔片的孔径越小,则雾化程度越高,雾滴越小。应根据作物种类、生长期和病虫草害的种类选择适宜喷孔的喷片,决定垫圈数量。例如,对于较大的作物,宜选择喷孔直径大的喷片,其流量较大,雾滴粗些;用于苗期作物,宜选择喷孔直径小的喷头片,其流量小,雾滴细,若加垫圈可缩小雾化角,使雾滴较集中地针对作物幼苗。我国使用最广泛的工农-16型手动喷雾器和552型压缩式喷雾器,常用压力为0.3~0.4千帕,通常采用的喷头片孔径为1.3毫米和1.6毫米,每亩喷药液量为50~100升,均采用常量喷雾技术。此外,利用喷杆式喷雾机喷洒化学除草剂、土壤处理剂和利用喷射式机动喷雾机对水稻小麦等大面积农田和果树林木及枝叶繁茂的作物作业时也需采用常量喷雾法进行喷雾作业。常量喷雾法具有目标性强、穿透性好(尤其对杀灭密植作物后期危害其基部的稻褐飞虱等害虫,采用此法效果比其他方法更好)、农药覆盖性好、受环境因素影响较小等优点,但单位面积上施用药液量多、用水量大、农药利用率低、环境污染较大。

(2)低容量喷雾技术。若将喷片的孔径缩小为0.7毫米以下,就可进行低容量喷雾。或者利用高速气流把药液吹散成雾的方法也可进行低容量喷雾。低容量喷雾作业时,雾滴直径为100~150微米。由于雾滴较细,分布均匀,因而作为农药载体的水就能大大减少,施液量比常量喷雾要少得多,一般为15~150升/公顷。但比常规喷雾防治病虫害的效果好,生产率也高。低容量喷雾时可利用风力把雾滴分散、飘移、穿透、沉积在靶标上,也可将喷头对准靶标直接喷雾,而行走状态则是匀速连续行走,边走边喷,一般行走速度为1~1.2米/秒。低容量喷雾操作要求比常量喷雾要求严格得多,为此须注意以下几点:

①喷药时必须做到三稳。第一,行走速度要稳。走得过快,喷药不够;走得过慢,喷药过多,易造成浪费或药害。因此,施药人员须准确地控制行走速度,通常旱田行走速度为1~1.2米/秒,水田行走速度为0.7米/秒左右。第二,拿得稳。喷头距作物的高度和喷杆摆动大小要稳,否则会影响雾滴在作物上分布均匀性。第三,压力稳。喷雾器的压力要稳,如压力变化了,就会影响药液流量和雾滴大小,也就影响喷雾质量。

②加药液要过滤。低容量喷雾采用的是小孔径喷头片,药液必须经过小于喷孔的滤网(喷头滤网的当量直径应小于喷孔直径的0.4~0.5倍)过滤,以防堵塞喷孔。

(3)超低容量喷雾技术。超低容量喷雾法就是以极少的施液量(一般<5升/公顷),极细小的雾粒进行喷雾。所以雾粒在空中既有一定的悬浮时间,又能沉积到靶标生物上。从雾化原理来看,可通过四种方法实现,即旋转离心分散法、高速气流分散法、高液压分散法、热能分散法。其中,旋转离心式雾化出的雾滴,不仅可由旋转速度快慢控制雾滴大小,而且转速稳定可使雾滴大小比较均匀。对于不同的防治对象,最适合采用的雾滴大小也各不相同:对防治大田作物上的害虫喷药,用地面超低容量喷雾机具喷雾,要求最合适的雾滴范围为40~90微米,而用飞机超低容量喷雾则要求雾滴大小为80~120微米。对于蚊蛾等飞行虫害,最合适的雾滴范围为10~30微米,由于这样的雾滴能较长时间悬浮在空气中,加上昆虫在飞行时翅翼的迅速振动有助于雾滴在虫体各个方向附着,这种喷雾形式在虫害区域残留药量最少,对于防治蝗虫这样大面积的虫害,这种方法是非常有效的。由于超低容量喷雾是油质小雾滴,它比常量喷雾的水质雾滴在虫体表面上的沉积性好、附着力强、渗透性好,同时农药含量高的油质雾滴一般都比农药含量低的水质雾滴耐光、耐温、抗雨、不易挥发,因而其残效期长,所以药效高。而且具有工效高、节省用药、防治及时、不用水、防治费用低等优点,但超低容量喷雾也存在一定的缺点和局限性,这种施药方法受风力、风向和上升气流等气象因子影响很大,剧毒农药不能用,喷施技术要求比低量喷雾更加严格,如喷洒不慎,不仅影响药效,还有可能出现药害。超低容量喷雾作业应采用飘移累积性喷雾,利用风力把雾滴分散、飘移、穿透、沉积在靶标上。根据飘移喷雾的雾滴密度分布特点,距喷头近处雾滴密度高、远处密度低的特点,使药雾飘移少处有数次累积沉积,利于农药均匀分布。雾滴大小以质量中径70微米为宜,风速为0.5~5米/秒,应在早晚或夜间喷雾。

(4)超超低容量喷雾技术。超超低容量喷雾技术就是以微量的施液量(一般<3.5升/公顷),极细小的雾粒进行喷雾。其作业要求和施药方法与超低量喷雾作业相同,但其技术要求比超低量喷雾作业更严格。

以下根据喷雾方式划分。

(5)针对性喷雾。把喷头对着靶标直接喷雾叫做针对性喷雾。此法喷出的雾流朝着预定方向运动,雾滴能较准确地落到靶标上,较少散落或飘移到空中或其他非靶标上,因而也称为定向喷雾法。

(6)飘移喷雾。利用风力把雾滴分散、飘移、穿透、沉积在靶标上的喷雾方法称为飘移喷雾法。飘移喷雾法的雾滴按大小顺序沉降,距离喷头近处飘落的雾滴多而大,远处飘落的雾滴少而小。雾滴愈小,飘移愈远,据测定直径10微米的雾滴,飘移可达千米之远。而喷药时的工作幅宽不可能这么宽,每个工作幅宽内降落的雾滴是多个单程喷洒雾滴沉积累积的结果,所以飘移喷雾法又称飘移累积喷雾法。由于在一处有数次雾滴累积沉积,农药分布很均匀,这是该法的特点,也是优点。当手动喷雾器用小孔径喷片做低容量喷雾防治棉造桥虫、麦蚜以及水稻、蔬菜、花生等作物上部的病虫害时,可采用飘移性喷雾。超低量喷雾机在田间作业时也须采用飘移性喷雾法。

(7)泡沫喷雾法。能将药液形成泡沫状雾流喷向靶标的喷雾方法叫做泡沫喷雾法。喷药前在药液中加入一种能强烈发泡的起泡剂,作业时由一种特制的喷头自动吸入空气使药液形成泡沫雾喷出。泡沫喷雾法的主要特点是泡沫雾流扩散范围窄,雾滴不易飘移,对邻近作物及环境的影响小,适用于需要控制雾滴扩散范围的场合,如间作套种作物、除草剂的行间喷雾、庭院花卉以及室内消毒等场合的喷雾。在喷药时,喷头应离作物顶部或行间地面一定距离(30~50厘米),顺风、顺行喷洒,风速超过3米/秒时应停止喷药。

(8)循环喷雾法。在喷雾机的喷洒部件对面加装单个或多个药液回收装置,把没有沉积在靶标植物上的药液回收返送回药箱中,循环利用,以节省农药,减轻对环境的污染,这种喷雾方法叫做循环喷雾法,一般可节省农药30%以上。使用循环喷雾机的喷洒操作与常规喷雾机相同。喷施除草剂时须在杂草植株高于作物植株时对准杂草喷洒,如杂草与作物植株高度相差过小,除草剂易损伤作物。如采用灭生性除草剂,喷雾时须选择合适的喷头和喷施压力,尽量减少雾滴弹跳、滚落和飘移,以免损伤作物。

(9)静电喷雾法。静电喷雾就是通过高压静电发生装置使喷出的雾滴带电的喷雾方法。带电雾滴在电场力的作用下快速而均匀地飞向目标物,从而大大提高了雾滴的命中率。由于雾滴带有相同电荷,在空间的运行过程中互相排斥,不会发生凝聚现象,所以对目标作物覆盖较均匀(尤其是使植物叶片的背面能附着雾滴),黏附牢固,飘失减少,以提高农药的使用效果,降低农药的施用量,减少农药对环境所造成的污染。静电喷雾作业受天气的影响相对较小,早晚和白天均可进行喷雾,适用于有导电性的各种农药制剂。但是静电喷雾器需要有产生直流高压电的发生装置,因而机器的结构比较复杂,成本也就比较高。

(二)喷粉法

利用鼓风机械所产生的气流把农药粉剂吹散后,再沉积到作物和防治对象上的施药方法。其主要特点是使用方便、工效高、不用水、在作物上的沉积分布性能好,在干旱、缺水地区更具有实际应用价值。喷粉法曾是农药使用的主要方法,但由于喷粉时飘翔的粉粒容易污染环境,使喷粉法的使用受到限制。在特殊的农田环境中,如温室、大棚、果园以及水稻田,喷粉法仍是较好的方法。

(1)粉尘法。粉尘法是喷粉法的一种特殊形式,就是在温室、大棚等封闭空间里喷撒具有一定细度和分散度的粉尘剂,使粉粒在空间扩散、飞翔、飘浮形成飘尘,并能在空间飘浮相当长的时间,因而能在作物株冠层很好地扩散、穿透,产生比较均匀的沉积分布。粉尘法施药喷撒的粉尘剂粉粒细度要求在10微米以下。粉尘法的优点是工效高、不用水、省工省时、农药有效利用率高、不增加棚室湿度、防治效果好。但不可在露地使用,也不宜在作物苗期使用。

(2)静电喷粉。利用静电力帮助粉剂沉积的喷粉方法。进行静电喷粉时,通过喷头的高压静电给农药粉粒带上与其极性相同的电荷,又通过地面给作物上的害虫带上相反的异电荷,靠异性电荷相吸引力,使农药粉粒紧吸在害虫体上。静电喷粉的吸附能力是常规喷粉的5~8倍。静电喷粉受风力和空气湿度影响较大,应选择无风或晴天进行静电喷粉作业。

(三)烟雾法

烟雾法是指把农药分散成为烟雾状态的各种施药技术的总称。实际上烟和雾是两种物态,但都已分散成为极细的颗粒或雾滴,肉眼已无法辨认出是颗粒还是雾滴。烟和雾的共同特征是粒度细,常在0.0001~10微米范围内,在空气扰动或有风的情况下,烟雾是很难沉积下来的。

(1)熏烟法。烟是悬浮在空气中极细的固体微粒,沉降缓慢,能在空气中自行扩散,在气流的扰动下能扩散到更大的空间和很远的距离。熏烟法是一种介于细喷雾法及喷烟法与熏蒸法之间的高效施药方法,它通过利用烟剂(烟雾片、烟雾筒等)农药产生的烟来防治有害生物。其特点是一方面可以产生很高的工效和效力,另一方面也可能污染环境;但在温室大棚等保护地密闭的环境条件下,不存在污染环境的问题,在温室大棚中应用越来越普遍。由于细小烟粒的运动特性,烟粒在温室大棚等保护地的密闭空间中悬浮时间长,飘翔距离远,烟粒可以深入沉积到蔬菜叶片背面、植株内部,药剂沉积分布均匀,病虫害防治效果好。在温室大棚采用熏烟法防治病虫害,具有省工、高效、不增加棚室内湿度等优点,但由于药剂在燃烧时发生热分解,不能把任意一种农药都拿来配制烟剂,那些热分解温度较低的农药就不适合配制烟剂。由于烟粒具有热致迁移现象,因此,应在傍晚或清晨植株叶片温度较低时燃放烟剂,避免在晴天中午阳光直射时燃放烟剂;阴雨天,可在全天任何时间燃放烟剂。由于烟剂容易流动,一旦棚室出现破洞,由于棚室内温度高于外界,棚室内就会产生流向外界的气流,这种情况下燃放烟剂,烟粒就会随着气流飘失到棚室外,影响药效。因此,燃放烟剂前,要仔细检查棚室是否严密,燃放烟剂后,要把棚室门窗关好。在温室大棚采用熏烟法过程中,由于烟剂发烟时产生的CO、SO2、HCl,NO2、N2O、NO等有害气体量超过植物的忍耐限度可引起植物药害事故。蔬菜受烟剂药害后,重者数小时即可表现症状,初期部分叶片萎蔫并略为下垂,而后逐渐变褐,受害部位逐渐干枯,形成不规的白色坏死斑,坏死斑块边缘明显,稍凹陷;受害重的叶片,其坏死斑块扩大相连后导致整个叶片枯黄死亡。因此,采用熏烟法后不能长时间密闭棚室,8~12小时后要进行通风换气,排出有害气体。

(2)烟雾法。利用专用的烟雾机把液体农药分散成为烟雾状态的施药方法称为烟雾法。烟雾的运动与烟的运动(见熏烟法)很相似,但烟雾基本上是球形微粒,而且微粒粒径比烟粒大,所以烟雾的扩散距离及其受气流的影响程度也比烟小。烟雾法必须采用专用的施药机具(即烟雾机),按照雾化原理,烟雾机又分为热烟雾法和常温烟雾法。

①热烟雾法。利用特殊的雾化部件,依靠高温、高速气流的热能使油剂农药在烟花管内发生蒸发、裂化,分散成为烟雾状态的施药方法。水质农药不能采用此法,因为高温下水分会迅速蒸发掉,通常只有油质农药可以用,而且要求溶剂的沸点不能低,大量应用的是高沸点的矿物油溶液。热烟雾法具有雾滴细小的特点,雾滴直径一般在1~5微米,由于雾滴细小,穿透性好,适合在仓库、温室大棚和树林中使用。

②常温烟雾法。利用压缩空气的压力能使药液在常温下形成烟雾状微粒的农药使用方法,常温烟雾法所采用的专用机具称为常温烟雾机,是20世纪80年代开始在国际上发展起来的。其工作原理是药液在常温下被超音速气流的剪切作用形成微小雾滴。常温烟雾法对农药剂型没有特殊要求,油剂、水剂、乳剂及可湿性粉剂均可使用,其雾滴粒径一般为5~25微米,穿透能力强,适合于温室大棚和茶叶等郁闭作物的病虫害防治以及禽舍消毒等。

(四)熏蒸法

用气态农药或在常温下容易气化的农药在密闭空间防治病、虫、鼠害的施药方法。气态农药分子的扩散运动和穿透能力极强,能通过害虫的呼吸系统进入虫体,随血液循环分布到达靶标部位,或被已萌动的病原菌所吸收,发生杀虫或杀菌作用。也可在有覆盖密闭的条件下用于土壤熏蒸杀死土壤中已萌芽的杂草种子。对于发生在密闭空间,特别是在粮食、干果以及其他缝隙和隐蔽处的有害生物的防治,熏蒸法是效率最高、效果最好的农药使用方法,也是港口植物检疫中的一项重要手段。熏蒸法的效果同熏蒸剂的种类、药量、熏蒸空间的温度以及害虫、病原菌和杂草的活动状态有关。熏蒸剂同二氧化碳混用可以提高熏蒸杀虫效果,可以降低熏蒸剂用量。采用熏蒸法必须有严密的气体泄漏防范和检测措施,并严格遵循操作规程,易燃熏蒸剂必须有防火措施。

(1)土壤熏蒸法。利用气态药剂在土壤团粒间隙穿透、扩散的能力来处理土壤的方法。熏蒸剂气体能充分扩散到土壤的各个部分,因此,土壤熏蒸是杀灭土传病原菌、病原线虫和地下害虫及杂草的有效措施。但由于土壤耕作层的体积很大,而且土壤团粒对某些熏蒸剂有吸附作用,所以土壤熏蒸用药量很大、耗资较多。土壤熏蒸有三种施药方法:

①用土壤注射器,把熏蒸剂定量地注入一定深度的土中。须在土面上打出足够的注射孔以保证注入足够的剂量和分布的均匀性,也可在打孔后由玻璃漏斗灌药,再用泥土封口。

②开沟、施药、覆土。

③覆膜施药法。有专用的拖拉机牵引覆膜熏蒸机,药液从机后排液管流入土层下面,随即由拖拉机自动覆土,并同时自动覆膜。此法高速高效,主要在大面积农田上采用此法。在较小面积的经济作物田和温室大棚中则多采取罐装熏蒸剂的人工覆膜熏蒸法。土壤熏蒸后经过一定时间必须揭膜彻底散气,再进行农事作业。

(2)仓库熏蒸。在各种类型的仓库、集装箱、船舱、车厢等可密闭空间中进行的熏蒸作业。在这些场所存放的粮食等物品比较密集,病虫比较隐蔽,采用熏蒸法可杀死深藏于粮食、干果和其他货物中及缝隙等隐蔽处的病虫。熏蒸后散气即可除去残余有毒气体。根据仓内粮食和物品的堆放方式一般有三种作业方法:

①堆垛仓熏蒸法。这种仓是以包装袋(箱)堆垛方式存放,空间和间隙大,熏蒸效果好。

②散装仓熏蒸法。粮食散装仓,粮食堆的密度很大,农药气体穿透能力受到很大影响。因此,散装仓常采取插管熏蒸法。在粮堆中插入许多管子,熏蒸剂通过插管可以直接深入粮堆下层,并通过管壁上的小孔向四周扩散。机械化的插管熏蒸则在仓外预先把熏蒸剂汽化后通过管道压入粮食堆深处。

③空仓熏蒸,在堆装货物之前进行,以杀灭潜藏于仓库建筑物内的害虫或病原菌。

(五)航空施药

航空施药法是用飞机或其他飞行器将农药液剂、粉剂、颗粒剂、毒饵等均匀地撒施在目标区域内的施药方法。它是功效最高的施药方法,适用于连片种植的作物、果园、森林、草原、滋生蝗虫的荒滩和沙滩等地块施药。适用于飞机撒施的农药剂型有粉剂、可湿性粉剂、水分散性粒剂、悬浮剂、干悬浮剂、乳油、水剂、油剂、颗粒剂等。飞机喷粉由于粉粒飘移严重,已很少使用。目前航空施药运载作业平台主要有三种:固定翼式轻型飞机、直升机和小型无人驾驶直升机。

航空施药技术具有许多地面装备没有的特殊优势,因而在丘陵山区、连片大田和水田等地区的农业病虫草害防治,以及灭蝗、卫生消杀等作业中将能发挥其不可替代的作用。固定翼飞机因其载液量大、作业飞行速度快、喷洒作业效率高、应付突发灾害能力强,适用于连片大面积农田病虫害防治作业、灭蝗作业、大面积卫生防疫消杀作业。无人驾驶直升机外形尺寸小、重量轻、操控灵活,适用于作业区障碍物多、地形复杂的作业环境,尤其是中、小田块的病虫害防治或是大田块内局部的精准施药等。受到技术水平、使用限制等多种因素的制约,目前我国的航空施药技术还处于初级水平,随着社会的发展,先进技术的引入,航空施药技术在我国现代农业中将具有广泛的应用前景。

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