潘文軒，王 索，高 寧，張思勝，張 浩

(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，吉林 長春 130118)

我國對玉米需求巨大，許多地區(qū)都以玉米作為主要食物，同時，玉米也是重要的飼料來源和工業(yè)原料[1-2]。但玉米在生長過程中會受到許多病菌的侵染，其中玉米大斑病是其主要病害之一，對玉米安全生產(chǎn)造成了極大的威脅，在發(fā)病嚴(yán)重年份，可使感病品種減產(chǎn)近半。為有效控制病原菌的傳播和發(fā)展，可在玉米大斑病發(fā)病前或發(fā)病初期噴施殺菌劑來預(yù)防病害大面積發(fā)生[3-4]。40%丁香·戊唑醇懸浮劑是由吉林省八達(dá)農(nóng)藥有限公司推出的一款廣譜型殺菌劑，其由丁香菌酯和戊唑醇混配而成，具有滲透性強(qiáng)、廣譜等特性，對真菌病害具有預(yù)防和治療作用，可使作物快速吸收[5]。農(nóng)藥在噴施過程中藥液滴會發(fā)生反彈、漂移和蒸發(fā)等現(xiàn)象，導(dǎo)致農(nóng)藥利用率下降；同時，作用于葉片上的藥液又因較差的濕潤性和展布性，進(jìn)一步降低了農(nóng)藥的利用率[6-8]。有研究表明，農(nóng)藥從噴霧器中噴出后，70%左右的藥液由于不理想的潤濕性能聚集流失到生態(tài)中，只有約30%的藥液會附著在靶標(biāo)作物上，農(nóng)藥利用率低的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，在發(fā)達(dá)國家，農(nóng)藥利用率能達(dá)到50%左右，我國與之相比還有較大的差距[9-11]。使用性能較好的噴霧助劑可以有效改善藥液在靶標(biāo)作物上的濕潤性能，增加藥液與靶標(biāo)作物的接觸面積，提升農(nóng)藥的使用效果，減少其在使用過程中的流失和使用后的殘留[12-13]。本研究針對當(dāng)前農(nóng)藥利用率低下、流失過于嚴(yán)重的現(xiàn)狀，從提高農(nóng)藥藥液在玉米葉上潤濕展布能力的角度出發(fā)，通過測定各藥液的表面張力，評估各助劑的潤濕展布性能，通過測定添加不同助劑后丁香·戊唑醇藥液在玉米葉片上的動態(tài)接觸角和靜態(tài)接觸角觀察藥液的潤濕過程，并通過溫室盆栽試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證各助劑對40%丁香·戊唑醇懸浮劑的增效作用,以期篩選出高效助劑，為玉米大斑病的有效防治和農(nóng)藥的高效利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 藥品與試劑 40%丁香·戊唑醇懸浮劑(吉林八達(dá)農(nóng)藥有限公司)，青皮桔油(主要成分為D-檸蒙烯，山東瑞普生物科技有限公司)，AS-100(高沉積量型增效劑，合肥愛尚農(nóng)業(yè)技術(shù)有限公司)，高捷仕(植物精油型助劑，浙江威爾達(dá)化工有限公司)，GY-T1602(植物油型增效劑，中國化工有限公司)，GY-Tmax(植物油型增效劑，中國化工有限公司)，激健農(nóng)藥助劑(簡稱激健，主要成分為多元醇型非離子活性劑，四川蜀峰作物科學(xué)有限公司)。

1.1.2 儀器設(shè)備 SL200KB型接觸角測量儀(美國科諾有限公司)，ZL-3型全自動界面張力儀(博山同業(yè)儀器分析廠)，3WBD-16型噴霧器(臨沂市益晨機(jī)械有限公司)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 玉米葉片臨界表面張力值的測算 取新鮮玉米葉片平整部分，剪取長、寬均為1 cm的正方形，并將其固定在擦拭干凈的玻璃片上，置于接觸角測量儀上。參照Zisman圖法[14]測定玉米葉片臨界表面張力，即分別吸取2 μL已知表面張力且不含表面活性劑的乙二醇、甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺和去離子水4種液體，分別滴在玉米葉片近軸面和遠(yuǎn)軸面上，在計算機(jī)中采用圓擬合處理方法，用接觸角測量儀測得各試劑液滴與葉片表面的接觸角θ，以cosθ值對4種試劑的表面張力作圖，得到回歸直線與方程，然后將直線外延至cosθ=1(即接觸角為0)處所得到的液體表面張力值，即為玉米葉片表面的臨界張力值。

1.2.2 藥液表面張力的測定 將40%丁香·戊唑醇懸浮劑用去離子水分別稀釋成體積分?jǐn)?shù)0.2%，0.1%和0.05%的溶液，然后分別加入0.2% (體積分?jǐn)?shù)，下同)激健、0.1% GY-T1602、0.3% GY-Tmax、0.2% AS-100、0.06%青皮桔油和0.5%高捷仕，用ZL-3型全自動界面張力儀測定每種藥液的表面張力，重復(fù)測定3次取平均值，每次測得的表面張力相差不超過0.2 mN/m，測定時保持室溫。

1.2.3 藥液在玉米葉片上動態(tài)接觸角和靜態(tài)接觸角的測定 選取新鮮玉米葉片，在平整部位剪取長、寬各1 cm的正方形，并自然平整地固定在擦拭干凈的玻璃片上，將其置于SL200KB型接觸角測量儀上。將40%丁香·戊唑醇懸浮劑用去離子水稀釋成體積分?jǐn)?shù)0.2%的溶液，然后分別加入0.2%激健、0.1% GY-T1602、0.3% GY-Tmax、0.2% AS-100、0.06% 青皮桔油和0.5% 高捷仕, 用微量注射器分別吸取2 μL不同處理藥液，滴在剪好的正方形玉米葉片近軸面上，保持室溫，在計算機(jī)上采用圓擬合法計算出藥液液滴在玉米葉片上的接觸角，記錄各處理藥液在玉米葉片上0～60 s接觸角的變化情況，選取30 s時藥液在玉米葉片上的接觸角為靜態(tài)接觸角。測定重復(fù)3次，計算平均值。

1.2.4 助劑對40%丁香·戊唑醇懸浮劑的增效作用 試驗(yàn)在吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室中進(jìn)行。在直徑40 cm的桶中播種‘先玉335’玉米種子，每桶2粒，水肥管理措施一致。當(dāng)玉米生長至5～6葉期時，噴灑玉米大斑病孢子懸浮液，并保持溫度較高、濕度較大的環(huán)境條件，以利于玉米大斑病的發(fā)生。在玉米生長至7～8葉時，依據(jù)農(nóng)藥田間藥效試驗(yàn)準(zhǔn)則(二)第107部分“殺菌劑防治大小斑病(GB/T 17980.107-2004)”中的方法,將用量為300和450 g/hm2的丁香·戊唑醇進(jìn)行均勻噴霧，空白對照噴清水，每個處理重復(fù)3次。施藥14 d后，調(diào)查發(fā)病葉片數(shù)量和葉片發(fā)病級數(shù)，并計算病情指數(shù)和防治效果。

病情指數(shù)=[∑(各級病葉數(shù)×相對級數(shù)值)]÷(調(diào)查總?cè)~數(shù)×最高級數(shù)值)×100;

防治效果(%)=(空白對照病情指數(shù)-處理區(qū)病情指數(shù))÷空白對照病情指數(shù)×100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

選用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析，采用最小顯著分析法比較試驗(yàn)中不同處理之間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米葉片的臨界表面張力

由圖1和圖2可知，玉米葉片近軸面和遠(yuǎn)軸面的臨界表面張力值分別為27.29和27.37 mN/m。

圖1 玉米葉片近軸面的臨界表面張力Fig.1 Critical surface tension of maize leaf paraxial surface圖2 玉米葉片遠(yuǎn)軸面的臨界表面張力Fig.2 Critical surface tension of maize leaf far axis surface

2.2 添加不同助劑后40%丁香·戊唑醇懸浮劑的表面張力

農(nóng)藥經(jīng)稀釋后，藥液的表面張力越接近玉米葉片臨界表面張力值或小于葉片臨界表面張力值時，就越能在葉片上體現(xiàn)出良好的濕潤性能[15]。已測得玉米葉片近軸面的臨界表面張力值為27.29 mN/m，由表1可知，體積分?jǐn)?shù)為0.2%，0.1%和0.05%的40%丁香·戊唑醇溶液的表面張力值分別為34.61，37.91和40.13 mN/m，均大于玉米葉片近軸面的臨界表面張力值，所以其在葉片上不易表現(xiàn)出理想的濕潤展布效果。當(dāng)在各體積分?jǐn)?shù)的40%丁香·戊唑醇藥液中分別加入0.2%激健、0.1% GY-T1602、0.3% GY-Tmax、0.2% AS-100、0.06%青皮桔油和0.5%高捷仕等6種助劑后，各藥液的表面張力較未加入助劑時均有所減小，更加接近玉米葉片近軸面的臨界表面張力值,其中激健和GY-T1602兩種助劑的效果最好，加入這兩種助劑的藥液表面張力降低至24.84～27.13 mN/m，均小于玉米葉片的臨界表面張力值。

表1 添加不同助劑后40%丁香·戊唑醇懸浮劑的表面張力Table 1 Surface tension of coumoxystrobin and tebuconazol 40% SC after adding different additives

由表1還可知，在各處理組中，均以體積分?jǐn)?shù)0.2%的40%丁香·戊唑醇溶液的表面張力值最小。由于藥液中的助劑含量隨著40%丁香·戊唑醇體積分?jǐn)?shù)的減小而升高，所以40%丁香·戊唑醇溶液體積分?jǐn)?shù)越小，其表面張力就越大。因此，為了使40%丁香·戊唑醇懸浮劑能夠達(dá)到理想的展布和濕潤效果，建議配制成體積分?jǐn)?shù)0.2%的40%丁香·戊唑醇溶液，再加入各推薦使用劑量的助劑。

2.3 助劑對體積分?jǐn)?shù)0.2%的40%丁香·戊唑醇溶液在玉米葉片上靜態(tài)和動態(tài)接觸角的影響

由表2可以看出，體積分?jǐn)?shù)0.2%的40%丁香·戊唑醇溶液未添加助劑時，其在玉米葉片上的靜態(tài)接觸角為58.03°，添加6種助劑后的靜態(tài)接觸角為25.82°～43.33°，即加入助劑后藥液在玉米葉片上的靜態(tài)接觸角降幅很大，說明加入助劑后藥液的展布濕潤性能得到有效提升，6種助劑對提升藥液的展布性和濕潤性效果理想。與對照相比，加入0.2%激健后，體積分?jǐn)?shù)0.2%的40%丁香·戊唑醇溶液在玉米葉片上的靜態(tài)接觸角降幅最大，藥劑展布性和濕潤性提升效果最為明顯；加入其他5種助劑同樣可以提升藥液在玉米葉片上的濕潤展布性能，其降低靜態(tài)接觸角的能力由大到小依次為GY-T1602、GY-Tmax、AS-100、青皮桔油和高捷仕。

表2 不同助劑對體積分?jǐn)?shù)0.2%的40%丁香·戊唑醇溶液在玉米葉片上靜態(tài)接觸角的影響Table 2 Effects of different additives on static contact angle of 0.2% coumoxystrobin and tebuconazol 40% SC on corn leaves

研究表明，藥液液滴的潤濕性與落在葉片上的初始接觸角有關(guān)，藥液接觸葉片的瞬間接觸角越小，葉片越易被藥液潤濕；當(dāng)接觸角小于60°時說明藥液濕潤性好，接觸角為60°～80°說明藥液濕潤性一般[16]。圖3為加入不同助劑后體積分?jǐn)?shù)0.2%的40%丁香·戊唑醇懸浮劑在玉米葉片上0～60 s的動態(tài)接觸角的測定結(jié)果。

圖3 加入不同助劑后體積分?jǐn)?shù)0.2%的40%丁香·戊唑醇溶液在玉米葉片上0～60 s的動態(tài)接觸角Fig.3 Dynamic contact angle of 0.2% coumoxystrobin and tebuconazol 40% SC on corn leaves after adding different additives

由圖3可以看出，未加入助劑的藥液初始接觸角大于60°，而加入各助劑后的藥液在剛接觸到玉米葉片時的接觸角均小于60°，這表明6種助劑的加入使藥液在接觸到玉米葉片的瞬間就可以顯示出更好的濕潤性能，增加了藥液與葉片的接觸面積，從而提升了防治效果。其中，加入0.2%激健和0.1% GY-T1602后的藥液在接觸到玉米葉片0 s時接觸角的下降幅度尤為明顯，效果最佳。當(dāng)藥液接觸葉片之后，接觸角下降趨勢越快，說明藥液在葉片上的展布性就越好，鋪展得越快。從圖3還可以直觀地看出，加入助劑的各藥液在0～30 s內(nèi)接觸角的下降趨勢比較明顯，30～60 s內(nèi)藥液與葉片的接觸角下降趨勢趨緩，說明加入6種助劑后的藥液在接觸到葉片表面的前30 s內(nèi)可以充分鋪展在玉米葉片上，達(dá)到充分潤濕玉米葉片的效果。

2.4 助劑對40%丁香·戊唑醇懸浮劑防治玉米大斑病的增效作用

由表3可知，40%丁香·戊唑醇懸浮劑用量為300 g/hm2時，對玉米大斑病的防效達(dá)到了66.85%；當(dāng)加入0.2%激健、0.1% GY-T1602、0.3% GY-Tmax、0.2% AS-100、0.06%青皮桔油和0.5%高捷仕后，其對玉米大斑病的防效分別為84.57%，81.71%，77.71%，76.57%，75.99%和75.42%，較未加入助劑時的防效分別提升了17.72%，14.86%，10.86%，9.72%，9.14%和8.57%，表明這6種助劑的加入均有助于藥液防治效果的提升。值得注意的是，在40%丁香·戊唑醇懸浮劑用量為450 g/hm2時，其對玉米大斑病的防效達(dá)到了81.14%，當(dāng)在用量為300 g/hm2的藥液中加入激健和GY-T1602后，可使藥劑防效超過81.14%，由此看出6種助劑中激健和GY-T1602對用量為300 g/hm2的40%丁香·戊唑醇懸浮劑的增效作用最大，是增加農(nóng)藥藥效的高效助劑，其使用可以很好地達(dá)到農(nóng)藥減量增效的目的。

表3 加入不同助劑對40%丁香·戊唑醇防治玉米大斑病效果的影響Table 3 Effect of adding different additives on control effect of coumoxystrobin and tebuconazol 40% SC on corn leaf spot

3 結(jié)論與討論

臨界表面張力是表示液體在固體表面潤濕性的一個參數(shù)，其意義在于接近甚至小于此表面張力的液體，才可以更好地在固體表面濕潤和展布[17]。不同植物葉片的臨界表面張力值不同，了解植物葉片的臨界表面張力值，對農(nóng)藥使用中有關(guān)助劑添加及藥劑稀釋等具有積極的指導(dǎo)作用[18]。本研究運(yùn)用Zisman圖法測得玉米葉片近軸面和遠(yuǎn)軸面的臨界表面張力值分別為27.29和27.37 mN/m。通過葉片臨界表面張力值與藥液表面張力值的比較，可以更好地分析藥液在葉片上的濕潤展布性能。

藥液表面張力是影響農(nóng)藥液滴在靶標(biāo)表面濕潤性能的一個重要因素[19-21]，本試驗(yàn)應(yīng)用全自動表面張力儀測定了加入6種助劑后不同體積分?jǐn)?shù)的40%丁香·戊唑醇藥液的表面張力，發(fā)現(xiàn)隨藥液體積分?jǐn)?shù)減小，其表面張力呈增大趨勢。藥液中助劑濃度會隨著藥液稀釋倍數(shù)的增加而減小，導(dǎo)致藥液表面張力增大。徐廣春等[22]研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)藥藥液不易潤濕水稻葉片是因推薦劑量的農(nóng)藥表面張力較水稻葉片臨界表面張力值大所致，藥液表面張力與植物葉片臨界表面張力值越接近，藥液就越能表現(xiàn)出良好的濕潤性能。本研究結(jié)果顯示，未加入助劑的40%丁香·戊唑醇懸浮劑表面張力遠(yuǎn)大于玉米葉片近軸面的臨界表面張力，所以潤濕效果不夠理想，分別加入6種助劑后可以有效降低不同體積分?jǐn)?shù)的40%丁香·戊唑醇溶液的表面張力。當(dāng)40%丁香·戊唑醇懸浮劑中分別加入體積分?jǐn)?shù)0.2%的激健和0.1%的GY-T1602后，不同體積分?jǐn)?shù)下藥液的表面張力均小于玉米葉片近軸面的臨界表面張力，其中以體積分?jǐn)?shù)0.2%的40%丁香·戊唑醇溶液的表面張力值最低，分別為24.84和24.91 mN/m。表明在藥液中加入體積分?jǐn)?shù)為0.2%的激健和0.1%的GY-T1602后，藥液更易潤濕玉米葉片近軸面，防治效果最佳。

研究表明，減小藥液與葉片表面的接觸角，會提升藥液在葉片表面的附著性、濕潤性和展布性[23-25]。本試驗(yàn)通過測定未加入助劑及加入助劑的藥液在玉米葉片上的動態(tài)接觸角和靜態(tài)接觸角，直觀地分析了助劑對40%丁香·戊唑醇藥液在玉米葉片上潤濕展布性能的影響。通過靜態(tài)接觸角和動態(tài)接觸角的變化可以看出，在藥液中分別加入激健、GY-T1602、GY-Tmax、AS-100、青皮桔油和高捷仕后，0 s時藥液與玉米葉片的接觸角分別為41°，40°，51°，54°，54°和59°，而未加入助劑藥液0 s時的接觸角為74°，可見助劑的加入很明顯地降低了藥液在玉米葉片上的初始接觸角，表明在藥液接觸到葉片的瞬間便發(fā)揮出很好的潤濕作用，使藥液的潤濕性能得到提升。

助劑的合理使用不僅會讓農(nóng)藥的用量減少，還可以提升農(nóng)藥防治病害的效果，從而達(dá)到減少污染、保證藥效的目的[26-28]。本研究通過溫室盆栽試驗(yàn)結(jié)果可以看出，40%丁香·戊唑醇懸浮劑對玉米大斑病有良好的防治效果。當(dāng)在用量為300 g/hm2的40%丁香·戊唑醇懸浮劑中加入0.2%激健和0.1% GY-T1602后，可使其防效超過用量為450 g/hm2時的防效，可見0.2%激健和0.1% GY-T1602對40%丁香·戊唑醇懸浮劑防效有顯著的提升作用，故推薦使用這兩種高效助劑與40%丁香·戊唑醇混用，以提升40%丁香·戊唑醇對玉米大斑病的防治效果。