劉 輝，張利斌，陶 波

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，哈爾濱 150030）

有關(guān)除草劑表面張力、接觸角、黏度、鋪展直徑、干燥時(shí)間、最大穩(wěn)定持留量等藥液理化性狀與藥效關(guān)系的問(wèn)題，已有許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者做過(guò)研究。蘇少泉等認(rèn)為除草劑活性能否充分發(fā)揮往往決定于霧滴在雜草葉表面的黏著、展布、濕潤(rùn)、滲透與傳導(dǎo)，而所有這些特性均依賴(lài)于除草劑的劑型及助劑的使用。延長(zhǎng)干燥時(shí)間，起濕潤(rùn)劑作用，防止液滴迅速干枯，對(duì)藥液的吸收時(shí)間越長(zhǎng)，吸收量越多[1]。Tann等研究認(rèn)為，除草劑藥液葉面接觸角的變化和表面張力與除草劑藥效間有密切關(guān)系[2]。由于改變噴霧助劑添加量可以改變藥液表面張力，而藥液表面張力的大小會(huì)直接影響葉面接觸角，影響藥劑的進(jìn)入量，進(jìn)而影響到藥效。但是，藥液表面張力并不是越小越好，過(guò)小可能會(huì)造成藥液的流失，當(dāng)藥液的表面張力小于植物葉片表面潤(rùn)濕臨界值時(shí)，藥液能由氣孔直接滲透進(jìn)入表皮，提高除草劑使用效果[3]。上述幾種因素與除草劑的生物活性有密切聯(lián)系。Bateman曾報(bào)道，當(dāng)藥液表面張力減小時(shí)，藥液在難被潤(rùn)濕葉片豌豆和大麥上的沉積量增加，而在向日葵和油菜上的沉積量會(huì)減少[4]。Sharma、袁會(huì)珠等認(rèn)為不能把表面張力作為評(píng)價(jià)制劑優(yōu)劣的唯一指標(biāo)[5-6]。所以，應(yīng)該采用調(diào)節(jié)藥液多項(xiàng)理化性狀的方法，達(dá)到提高除草劑藥效目的。

苯達(dá)松又稱(chēng)滅草松，是有機(jī)雜環(huán)類(lèi)的一種選擇性除草劑。因其廣譜、高效、低毒、低殘留、低成本、生態(tài)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而成為當(dāng)今水稻田使用除草劑主要品種之一，在防除惡性雜草及多年生雜草方面效果突出。目前，苯達(dá)松主要?jiǎng)┬蜑樗畡?。雖然水劑具有低毒、低害、易稀釋、易使用、易計(jì)量、不易燃易爆和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)[7]，但由于除草劑水劑黏度低，表面張力較大，不易在葉片表面展布，通過(guò)植物葉面的滲透和角質(zhì)層擴(kuò)散困難，影響除草劑的吸收效果。因此，可通過(guò)增加黏度或降低水劑的表面張力提高其生物活性。

本文主要討論通過(guò)調(diào)節(jié)苯達(dá)松藥液的黏度和表面張力，探討二者分別與藥液的干燥時(shí)間、鋪展直徑、在雜草葉面的最大穩(wěn)定持留量及其與除草劑生物活性之間的關(guān)系，進(jìn)而闡釋提高苯達(dá)松活性各項(xiàng)物理指標(biāo)的最優(yōu)范圍；為苯達(dá)松制劑劑型設(shè)計(jì)和優(yōu)化技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 藥劑及儀器

苯達(dá)松水劑（Bentazone，蘇州聯(lián)合偉業(yè)科技有限公司，48%）；有機(jī)硅（Organosilicone，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)藥與雜草教研室提供）；丙三醇（分析純，市售）；DT-102型全自動(dòng)界面張力儀（淄博華坤電子儀器有限公司）；DNJ-1旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)

1.1.2 施藥器械

施藥器械為KNAPSACK Hydraulic Sprayer背負(fù)式四噴頭噴霧器，噴嘴型號(hào)為T(mén)EEJET80015VS。

1.2 方法

1.2.1 除草劑表面張力的調(diào)節(jié)

在除草劑中加入有機(jī)硅助劑調(diào)節(jié)表面張力。采用全自動(dòng)界面張力儀測(cè)定。苯達(dá)松表面張力為31、29、27、25、23、21、20 mN·m-1。

1.2.2 除草劑粘度的調(diào)節(jié)

向除草劑中加入丙三醇調(diào)節(jié)粘度。采用NDJ-1黏度計(jì)（0號(hào)轉(zhuǎn)子，60 r·min-1，換算系數(shù)0.1 mPa·s-1，測(cè)量藥液粘度。重復(fù)5次，取平均值，并計(jì)算出相對(duì)黏度。將苯達(dá)松粘度調(diào)節(jié)至為2、3、4、5、6、7、8 mPa·s-1。

1.2.3 除草劑液滴直徑的測(cè)定[8]

用微量移液槍取各溶液5 μL滴在石蠟表面，過(guò)5 min后用顯微鏡測(cè)定上述調(diào)節(jié)后的除草劑藥液液滴的最大和最小直徑，二者均值即為液滴直徑，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.2.4 除草劑液滴干燥時(shí)間的測(cè)定[9]

采用液滴干燥法，用微量注射器吸取上述調(diào)節(jié)后的除草劑藥液2.5 μL，滴在涂有石蠟的玻片上，然后在同一環(huán)境條件下（溫度17℃、相對(duì)濕度75%），通過(guò)顯微鏡觀察、計(jì)時(shí)，記錄液滴完全干燥所需的時(shí)間，每個(gè)處理重復(fù)三次。

1.2.5 除草劑對(duì)雜草最大穩(wěn)定持留量的影響[10]

浸漬法。在100 mL的燒杯中分別倒入上述調(diào)節(jié)后的除草劑藥液，剪取植物葉片，用萬(wàn)分之一天平稱(chēng)重（W0），然后用鑷子夾持，垂直放入藥液中10 s，迅速把葉片拉出液面，垂直懸置，待其不再有液滴留淌時(shí)稱(chēng)重（W1），用葉面積儀測(cè)定葉片的面積（S），計(jì)算葉片的最大穩(wěn)定持留量RM（mg·cm-2）。重復(fù)5次，取平均值。計(jì)算公式如下：

1.2.6 除草劑生物活性的測(cè)定

采用盆栽法。盆栽土壤為黑土（有機(jī)質(zhì)含量4%～5%，pH=6.75），在盆（24 cm×30 cm）中播種闊葉雜草—龍葵（Solanum nigrum L.）、莧菜（Amaranthus tricolor L.）。將上述調(diào)節(jié)后除草劑在雜草4～5葉期進(jìn)行莖葉噴霧處理。苯達(dá)松用量1 200 g ai·ha-1，噴液量為20 L·ha-1。另設(shè)不施藥清水對(duì)照，每個(gè)處理重復(fù)4次，施藥后正常管理。處理后14 d調(diào)查目測(cè)防效，28 d調(diào)查鮮重防效。

鮮重防效（%）=（對(duì)照區(qū)存活雜草鮮重-處理區(qū)存活雜草鮮重）/對(duì)照區(qū)存活雜草鮮重×100%

2 結(jié)果與分析

2.1 表面張力對(duì)苯達(dá)松藥液理化性狀的影響

苯達(dá)松藥液隨著表面張力的降低，粘度沒(méi)有明顯變化，鋪展直徑逐漸升高，干燥時(shí)間逐漸降低，最大穩(wěn)定持留量先升高再降低（見(jiàn)圖1）。當(dāng)表面張力由31 mN·m-1降到20 mN·m-1時(shí)，粘度由2.92 mPa·s-1升高到3.22 mPa·s-1；鋪展直徑由5.65 mm增加到11.58 mm；干燥時(shí)間由40.46 min降低到24.42 min；最大穩(wěn)定持留量在表面張力為27 mN·m-1時(shí)有最大值，且最高值為22.56 mg·cm-2，當(dāng)表面張力低于25 mN·m-1時(shí)，最大穩(wěn)定持留量趨于平緩。

2.2 表面張力對(duì)苯達(dá)松藥液生物活性的影響

在噴液量、施藥劑量相同的條件下，隨著表面張力的降低，苯達(dá)松對(duì)龍葵和莧菜的目測(cè)防效、鮮重防效逐漸升高。表面張力低于27 mN·m-1時(shí)，苯達(dá)松對(duì)龍葵和莧菜的防效增加趨于緩慢，且各處理之間無(wú)顯著性差異。當(dāng)苯達(dá)松藥液表面張力27 mN·m-1時(shí)，比未改變苯達(dá)松藥液表面張力防效對(duì)龍葵的目測(cè)防效和鮮重防效分別增加32%和35.81%，對(duì)莧菜的目測(cè)防效和鮮重防效分別增加29%和28.33%；最大穩(wěn)定持留量達(dá)到最大值，干燥時(shí)間、鋪展直徑急劇下降。

圖1 表面張力對(duì)苯達(dá)松藥液其他理化性狀的影響Fig.1 Effect of surface tension on the physicochemical properties of Bentazon

圖2 表面張力對(duì)苯達(dá)松生物活性的影響Fig.2 Effect of surface tension on the biological activity of Bentazon

2.3 粘度對(duì)苯達(dá)松藥液理化性狀的影響

隨著苯達(dá)松藥液粘度的增加，表面張力緩慢降低，鋪張直徑?jīng)]有顯著性，干燥時(shí)間逐漸降低，最大穩(wěn)定持留量逐漸升高（見(jiàn)圖3）。當(dāng)粘度由2 mPa·s-1升高到8 mPa·s-1，表面張力由31.2 mN·m-1降低到26.13 mN·m-1；鋪展直徑增加趨勢(shì)緩慢；干燥時(shí)間由40.46 min降低到36.87 min；最大穩(wěn)定持留量由21.21 mg·cm-2增加到29.17 mg·cm-2。

圖3 粘度對(duì)苯達(dá)松藥液其他理化性狀的影響Fig.3 Effect of viscosity on the physicochemical properties of Bentazon

2.4 粘度對(duì)苯達(dá)松藥液生物活性的影響

粘度的增加可以提高苯達(dá)松的生物活性（見(jiàn)圖4）。當(dāng)粘度超過(guò)6 mPa·s-1，苯達(dá)松對(duì)龍葵的防效趨于平穩(wěn)，對(duì)龍葵的目測(cè)防效和鮮重防效分別增加32%和31.26%；對(duì)莧菜的目測(cè)防效和鮮重防效分別增加31%和30.58%。此時(shí)，表面張力低于28.6 mN·m-1，鋪展直徑高于6.08 mm，大穩(wěn)定持留量高于25.71 mg·cm-2，干燥時(shí)間低于36.57 min。

圖4 粘度對(duì)苯達(dá)松生物活性的影響Fig.4 Effect of viscosity on the biological activity of Bentazon

3 討論與結(jié)論

改變苯達(dá)松藥液的表面張力，其生物活性最佳區(qū)間是：表面張力在低27 mN·m-1，藥液粘度在低于2.98 mPa·s-1，最大穩(wěn)定持留量在超過(guò)20.36 mg·cm-2，鋪展直徑高于7.25 mm，干燥時(shí)間在低于26.55 min，對(duì)龍葵的目測(cè)防效和鮮重防效分別增加32%和35.81%。改變苯達(dá)松藥液的粘度，其生物活性最佳區(qū)間是：粘度超過(guò)6 mPa·s-1，表面張力低于28.6 mN·m-1，最大穩(wěn)定持留量高于25.71 mg·cm-2，鋪展直徑大于6.08 mm，干燥時(shí)間低于36.57 min，對(duì)龍葵的目測(cè)防效和鮮重防效分別增加32%和31.26%。

藥液物理性狀的改變與藥效間存在某些相關(guān)性[10]。降低藥液表面張力，鋪展直徑增加，干燥時(shí)間縮短，此結(jié)果與姜永芳研究結(jié)果一致[11]。而表面張力對(duì)粘度、最大穩(wěn)定持留量沒(méi)有顯著性變化。苯達(dá)松生物活性逐漸增加后趨于平衡；草甘膦生物活性先增加后降低。劉支前曾報(bào)道展布性與藥效似乎無(wú)直接關(guān)系[12]，Liu曾報(bào)道草甘膦的葉面吸收與藥液的展布性甚至有負(fù)相關(guān)關(guān)系[13]，而本研究中均未得到驗(yàn)證。增加除草劑藥液粘度，最大穩(wěn)定持留量增加，表面張力降低，干燥時(shí)間和鋪展直徑影響很??；苯達(dá)松和草甘膦生物活性都逐漸增加，達(dá)到最大值后趨于平穩(wěn)。驗(yàn)證了提高藥液粘度，可增加除草劑對(duì)雜草的防除[14]。

不同雜草對(duì)藥液理化性狀和藥液敏感性不同[15]，本研究中鋪展直徑、干燥時(shí)間均采用石蠟?zāi)M植物葉片蠟質(zhì)層結(jié)構(gòu)，僅能體現(xiàn)藥液理化性狀變化的相對(duì)趨勢(shì)。對(duì)不同類(lèi)型的雜草對(duì)藥液理化性狀和藥液敏感性需進(jìn)一步研究。

除草劑活性能否充分發(fā)揮往往決定于霧滴在雜草葉表面的粘著、展布、濕潤(rùn)、滲透與傳導(dǎo)。通過(guò)本研究可以說(shuō)明適當(dāng)?shù)亟档捅砻鎻埩蛟黾映輨┧畡┑恼扯瓤商岣叱輨┑纳锘钚浴?/p>

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