【摘要】：【目的】研究農(nóng)藥助劑對(duì)70%吡蟲啉水分散粒劑(WG)在小麥葉片上潤濕展布性和農(nóng)藥持留量的影響,通過添加合適的助劑提高現(xiàn)有殺蟲劑的使用效率。

【方法】利用接觸角/界面張力測(cè)量儀測(cè)定了15種農(nóng)藥助劑的臨界膠束濃度(CMC)、表面張力值(γcmc)及其在小麥葉正、反面的潤濕展布性,并根據(jù)表面張力γ及接觸角結(jié)果篩選出8種較好的助劑添加于70%吡蟲啉WG中,分析其在小麥葉片表面上潤濕展布性和最大持留量Rm的變化。

【結(jié)果】8種助劑均能降低藥液表面張力和增加藥液在葉面潤濕展布性,其中助劑1#、助劑2#和助劑4#對(duì)藥劑表面張力γ的降低范圍在70.52%～72.77%,表面張力值最低可下降到(21.48±0.15)mN/m,低于小麥葉片的CMC;且在小麥葉正、反面上的接觸角均小于60°,使藥液能很好地潤濕展布在小麥葉面上。助劑1#、脂肪酸甲酯磺酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)對(duì)增加藥液持留量的影響尤為明顯,且脂肪酸甲酯磺酸鈉與吡蟲啉WG混合后,可使葉片上的藥液持留量達(dá)到最大。

【結(jié)論】在小麥害蟲防治過程中,可以在農(nóng)藥制劑中通過添加適當(dāng)?shù)闹鷦﹣硖嵘幰涸谧魑锶~面的展布效果和持液量,從而提高現(xiàn)有農(nóng)藥的使用效率。

小麥(Triticum aestivum)屬禾本科植物，是全球范圍內(nèi)廣泛種植的重要糧食作物，其產(chǎn)量和消費(fèi)量約占世界谷物的30%，對(duì)世界糧食安全具有重要的保障性作用[1-2]。中國的小麥生產(chǎn)、消費(fèi)和進(jìn)口量居世界之首，小麥常年種植面積和總產(chǎn)量分別約占中國糧食種植面積和總產(chǎn)量的25%和22%，是中國主要的糧食作物之一[3]。然而，威脅小麥的病蟲草害種類很多，其中蚜蟲是小麥的主要蟲害之一，在全世界各麥區(qū)均有發(fā)生，嚴(yán)重影響小麥的收成。目前，中國針對(duì)小麥蚜蟲的防治主要采用化學(xué)農(nóng)藥，且以新煙堿類為主，如吡蟲啉、啶蟲脒、噻蟲嗪等。但由于中國農(nóng)藥劑型加工和使用技術(shù)相對(duì)落后，造成農(nóng)藥利用率低、農(nóng)藥殘留超標(biāo)和生態(tài)環(huán)境遭到破壞等問題[4-5]。研究表明：中國農(nóng)藥使用的利用率僅達(dá)到20%~30%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家50%左右的水平，70%~80%的農(nóng)藥流失進(jìn)入環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中，不僅造成農(nóng)藥資源的大量浪費(fèi)，污染環(huán)境，還威脅著人們生產(chǎn)和生活的安全[6-8]。

早在1942年ZIMMERMAN發(fā)現(xiàn)了加入助劑的除草劑可以大大提高葉面除草劑的活性，引起了人們廣泛的關(guān)注。隨后，助劑在農(nóng)藥中的作用得到廣泛應(yīng)用，其用量急劇增加[9]。助劑憑借其特殊的性能，在大多數(shù)農(nóng)藥中起著潤濕、分散、乳化和促溶等作用，大大降低了溶液的表面張力，增強(qiáng)了藥劑在植物或害蟲體表的潤濕、鋪展以及附著力，提高了農(nóng)藥的藥效，減少了農(nóng)藥的用量，并對(duì)農(nóng)藥劑型的穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響[10-14]。實(shí)際上，大量研究發(fā)現(xiàn)：多數(shù)使用的農(nóng)藥藥劑在其推薦劑量下藥劑中的助劑未達(dá)到臨界膠束濃度(CMC)，或者達(dá)到CMC但其表面活性較差，均不能很好地潤濕和展布在靶標(biāo)植物葉面上，尤其是疏水性強(qiáng)植物水稻、小麥等，造成藥滴的滾落和流失，降低利用率，污染靶標(biāo)植物田塊的生態(tài)環(huán)境[15-18]。故合理選擇和使用助劑增加藥液潤濕展布性和在葉片的滯留能力，減少藥液流失，提高農(nóng)藥利用率，減少麥田農(nóng)藥用量，對(duì)農(nóng)田資源可持續(xù)利用及安全生產(chǎn)具有重要的意義。

目前，中國多采用大容量噴霧技術(shù)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑，藥液經(jīng)噴霧器噴出霧化成藥滴，到達(dá)靶標(biāo)植物葉表面。因此，農(nóng)藥霧滴在靶標(biāo)植物葉面上潤濕展布性的好壞和沉積量的多少直接關(guān)系著農(nóng)藥的施用效率[19]，而潤濕展布性和持留量與藥液的表面張力、藥液在植物葉面上的接觸角有關(guān)。農(nóng)藥霧滴在靶標(biāo)植物葉面上的接觸角越小、藥液的表面張力越低，在作物葉面上的潤濕和展布性越好，展布面積就越大，相應(yīng)的防治面積也就越大，藥液黏附于作物葉面上的可能性就越大。因此，研究農(nóng)藥霧滴在靶標(biāo)植物葉面上的潤濕展布和滯留情況對(duì)提高農(nóng)藥施用效果和保護(hù)施藥地生態(tài)環(huán)境具有重要的實(shí)際意義。本文選取抽穗拔節(jié)期的小麥作為試驗(yàn)材料，通過試驗(yàn)測(cè)定了15種助劑用去離子水配制的不同質(zhì)量濃度的溶液及去離子水的表面張力和在小麥葉面上的靜態(tài)接觸角(θ)的變化趨勢(shì)，篩選出8種表面張力及潤濕性較好的助劑添加到70%吡蟲啉水分散粒劑(WG)中，對(duì)其在小麥葉面上潤濕展布性和最大持留量的影響進(jìn)行分析，從而篩選出用于小麥上使用效果較好的助劑，可減少農(nóng)藥施藥量和提高農(nóng)藥使用效率。

1.材料與方法

1.1供試材料和儀器

1.1.1小麥

供試的小麥種子(云麥56)購自昆明市種子公司，種植于云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院溫室。

在小麥抽穗拔節(jié)期進(jìn)行采樣，每次從小麥植株的中間部位采樣。

1.1.2供試農(nóng)藥及助劑

70%吡蟲啉WG(Imidacloprid 700 WG)為青島瀚生生物科技股份有限公司產(chǎn)品。農(nóng)藥助劑見表1。

1.1.3試驗(yàn)儀器

JC2000C1接觸角/界面張力測(cè)量儀(上海中晨數(shù)字技術(shù)設(shè)備有限公司，精度：0.1°或0.5°)；AL104型電子天平(梅特勒-托利多儀器上海有限公司)；GENEX單道可調(diào)移液槍[百得實(shí)驗(yàn)室儀器(蘇州)有限公司，1~10μL]；微量注射器(上海安亭微量進(jìn)樣器廠，1~10μL，平頭，針頭的外徑為0.7 mm±0.005 mm)。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1小麥葉片臨界表面張力的估測(cè)

參照顧中言等[20-21]的方法，采集新鮮小麥葉片，在不破壞葉面結(jié)構(gòu)的條件下剪取2 cm×1 cm的小塊葉面(盡量避開葉脈、病斑等)，將其平整固定在載玻片上，平放于接觸角測(cè)量儀樣品臺(tái)，然后用單道可調(diào)移液槍分別吸取2μL不同表面張力的液體滴在小麥正、反葉片表面，再用接觸角測(cè)定儀上的CCD攝像頭間隔20 s時(shí)攝下葉面上的液滴，用五點(diǎn)擬合分析法計(jì)算出液滴在小麥葉面上的接觸角(θ)，每組重復(fù)5次。依據(jù)ZISMAN提出不同表面張力的液體在固體表面的接觸角隨液體表面張力降低而減小，以接觸角的cosθ對(duì)液體表面張力作圖得到接觸角與表面張力的回歸直線，將直線外延至cosθ=1處，相應(yīng)的液體表面張力值即為該植物的臨界表面張力值[22]。

1.2.2不同藥液表面張力的測(cè)定

按國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5549—1990的方法[23]，測(cè)定不同助劑的臨界膠束濃度及其表面張力。用去離子水將供試助劑配制為10、50、100、500、1 000、5 000、10 000和50 000μg/mL系列質(zhì)量濃度的溶液充分混合均勻后，利用接觸角/界面張力測(cè)量儀上的測(cè)微絲桿控制試劑微量進(jìn)液，微量注射器連同測(cè)微絲桿固定在特別設(shè)計(jì)的夾持裝置上，以保證懸滴的穩(wěn)定。調(diào)節(jié)螺旋測(cè)微器使液滴下落，形成懸滴，待其懸滴外形穩(wěn)定時(shí)開始采集懸滴圖像數(shù)據(jù)，每組試驗(yàn)共采集20次數(shù)據(jù)(時(shí)間間隔為1 s)，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，采用懸滴法測(cè)定藥液的表面張力(γ)，繪制表面張力(γ)與質(zhì)量濃度對(duì)數(shù)(log c)的關(guān)系曲線，曲線拐點(diǎn)處的質(zhì)量濃度即為助劑的臨界膠束濃度(CMC)，對(duì)應(yīng)的表面張力為臨界膠束濃度表面張力(γcmc)。同時(shí)根據(jù)農(nóng)藥信息網(wǎng)查詢到70%吡蟲啉WG在麥田推薦使用質(zhì)量濃度(每畝制劑用量2.0 g)，用水稀釋到所需質(zhì)量濃度，按上述方法，利用懸滴法測(cè)定分析其藥液的表面張力值。

1.2.3小麥葉面接觸角的測(cè)定

接觸角是固、液、氣三相交界處，自固—液界面經(jīng)液體內(nèi)部到氣—液界面之間的夾角，通常以θ表示，是潤濕性最為直接的一個(gè)表征指標(biāo)。本文以小麥葉片為試驗(yàn)材料，測(cè)定了不同藥液在其表面的接觸角。供試助劑用去離子水配制成100、500、1 000、5 000和10 000μg/mL的溶液，以去離子水為對(duì)照。將1.2.2中配制好的農(nóng)藥藥液分別加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的CMC的供試助劑，以上溶液均充分混勻后留存?zhèn)溆谩?

用單道可調(diào)移液槍分別吸取以上不同藥液滴于小麥葉片的正、反表面上，再用接觸角測(cè)量儀的視頻功能記錄0~40 s內(nèi)液滴接觸角變化趨勢(shì)(控制溫度在25℃±0.5℃)，并選取20 s時(shí)的接觸角為靜態(tài)接觸角，用擬合分析法計(jì)算出接觸角(θ)的度數(shù)，每組試驗(yàn)5次重復(fù)。

1.2.4添加助劑后藥液在小麥葉片上最大持留量的測(cè)定

采用浸漬法[24]進(jìn)行測(cè)定。采集到的新鮮洗凈并陰干的小麥葉片，在不破壞葉面結(jié)構(gòu)的條件下切割成一定面積的長方形葉塊(盡量避開大葉脈、病斑等)，稱取葉片質(zhì)量(m1)，用上述配制好的藥液將其完全浸沒約10 s后，取出至無藥液滴下時(shí)，稱量并記錄其讀數(shù)即為m2，每次放入葉片數(shù)5片，每個(gè)處理重復(fù)3次。根據(jù)公式計(jì)算最大持留量(Rm)：

1.2.5數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 17.0數(shù)據(jù)處理軟件結(jié)合Student-Newman-Keuls檢驗(yàn)，對(duì)各處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行單向ANOVA分析，評(píng)價(jià)處理間的差異顯著性和重復(fù)間的離散度。

2.結(jié)果與分析

2.1小麥葉片的臨界表面張力估值

臨界表面張力是固—液界面化學(xué)中表征固體表面能的一個(gè)重要指標(biāo)，用以說明液體在固體表面的可潤濕性。通過ZISMAN圖法[22]以接觸角的cosθ對(duì)液體表面張力作圖得到接觸角與表面張力的回歸直線如圖1所示：求得方程分別為y=?0.041 1 x+2.392 3和y=?0.042 1x+2.519 5。將圖中直線外延至cosθ=1處，得出小麥葉片正、反面的臨界表面張力值分別為33.88和36.08 mN/m，與顧中言等[21]研究結(jié)果幾乎一致。從測(cè)定結(jié)果可以看出：小麥葉片的反面表面張力值比正面大，更容易被潤濕；但小麥葉片正、反面的表面張力估值較小，即表面自由能較低，較難被潤濕。

圖1小麥葉片臨界表面張力的估測(cè)值

2.2供試助劑的臨界膠束濃度及其對(duì)應(yīng)的表面張力

助劑可以降低水的表面張力，當(dāng)藥液中的助劑的質(zhì)量濃度低于CMC時(shí)，隨著藥液中助劑質(zhì)量濃度增高其表面張力急劇下降，直至達(dá)到CMC后，藥液的表面張力就不再隨助劑質(zhì)量濃度的增高而改變或改變較小，將此時(shí)的質(zhì)量濃度稱為臨界膠束濃度(CMC)，對(duì)應(yīng)的表面張力為γcmc，也是該藥液的最低表面張力。本次試驗(yàn)通過對(duì)15種農(nóng)藥助劑進(jìn)行不同質(zhì)量濃度的水稀釋測(cè)定其表面張力值，繪制表面張力(γ)與質(zhì)量濃度對(duì)數(shù)(log c)的關(guān)系曲線圖，求得各個(gè)助劑的CMC和γcmc如表2所示。

表2不同助劑的臨界膠束濃度及其對(duì)應(yīng)表面張力(mean±SD,n=5)

從表2中可見：不同種類的助劑具有不同的臨界膠束濃度(CMC)和臨界膠束濃度時(shí)表面張力(γcmc)，與其對(duì)照(水)相比各助劑臨界膠束濃度時(shí)的表面張力均小于水的臨界表面張力[(72.75±0.01)mN/m]，并存在顯著性差異。其中，助劑1#、2#和4#當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到CMC時(shí)表面張力的降低率在72.63%~69.75%，助劑4#的效果最好，其次是助劑1#和2#，臨界表面張力分別是(19.91±0.11)、(20.00±0.01)和(22.00±0.42)mN/m。而自制的助劑3#以及目前農(nóng)藥生產(chǎn)上應(yīng)用較為廣泛的常規(guī)綠色助劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、Tween-80和農(nóng)乳600#等與助劑1#、2#和4#相比，對(duì)水表面張力的降低能力稍弱，但在P<0.05水平上差異顯著性分析表明均顯著低于水的臨界表面張力。茶皂素對(duì)水的表面張力影響最小，臨界表面張力為(47.63±0.17)mN/m，降低率僅為34.53%。

臨界表面張力(γcmc)是固—液界面化學(xué)中表征固體表面能的一個(gè)指標(biāo)，用以說明液體在固體表面的可潤濕性。根據(jù)方程Ws=γSV-γLV-γSL>0(γSV為固體的表面張力，γLV為液體的表面張力，γSL為固液之間的界面張力)，只有液體的表面張力小于臨界表面張力時(shí)，才可以在固體表面完全潤濕。對(duì)于低表面自由能的疏水性植物小麥而言，本試驗(yàn)測(cè)定其葉片正、反面臨界表面張力的估值分別為33.88和36.08 mN/m，同時(shí)結(jié)合表2中15種助劑達(dá)到CMC時(shí)所對(duì)應(yīng)的表面張力(γcmc)分析可知：有10種助劑的γcmc表面張力小于36.08 mN/m，8種助劑的最低表面張力小于小麥葉正面的臨界表面張力值33.88 mN/m，當(dāng)藥液中助劑的質(zhì)量濃度略高于或等于CMC時(shí)，可以較好地在小麥葉面上粘著，并潤濕展布；其余7種助劑的γcmc高于小麥葉片的臨界表面張力，難以粘著在小麥葉面上。

2.3不同質(zhì)量濃度的助劑溶液在小麥葉面上的靜態(tài)接觸角

藥液噴灑過程中，藥液霧滴從藥械噴頭飛出到達(dá)靶標(biāo)作物葉片并沉積在葉面上時(shí)，會(huì)與葉片表面形成一定的接觸角，因此可以通過測(cè)量接觸角(θ)的大小來分析藥液在靶標(biāo)植物葉面上的沉積狀態(tài)，評(píng)判其潤濕和展布性的好壞。根據(jù)GASKIN的分級(jí)方法[25]來評(píng)判藥液的潤濕程度：θ<60°表明潤濕性好；60°≤θ<80°潤濕性中等；80°≤θ<100°潤濕性較差；θ≥100°潤濕性差。

15種農(nóng)藥助劑系列質(zhì)量濃度水稀釋液在小麥葉片正、反面上20 s時(shí)的靜態(tài)接觸角數(shù)據(jù)如表3和、4所示。當(dāng)助劑的質(zhì)量濃度達(dá)到CMC時(shí)，由于表面張力不再隨助劑質(zhì)量濃度的增加而降低或變化甚小，此時(shí)表面張力達(dá)到最小，在靶標(biāo)作物葉面上的潤濕展布性最佳，接觸角θ最小，以此接觸角θ作為評(píng)價(jià)助劑的潤濕展布性的好壞更加準(zhǔn)確。從表3、4可見：除助劑萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽外，不同的助劑水稀釋液在小麥葉面上的接觸角均隨著其藥液中助劑的質(zhì)量濃度增加而逐漸降低，后趨于平穩(wěn)或不變；且相同的助劑在小麥葉片正、反面上的潤濕性存在差異性，葉片反面的潤濕性較正面更好，與本次試驗(yàn)對(duì)小麥葉片正、反面的臨界表面張力呈現(xiàn)一致性。其中，表3小麥葉片正面上靜態(tài)接觸角的測(cè)定結(jié)果顯示：助劑2#和4#在質(zhì)量濃度高于500μg/mL時(shí)，接觸角近乎為零，完全潤濕展布在小麥葉片正面上。此外潤濕性較好的助劑還有5種，接觸角范圍是5.09o±0.96o~56.10o±2.09o，其中助劑1#的潤濕性最好。接觸角在60°≤θ<80°之間，潤濕性中等的有3種農(nóng)藥助劑。萘磺酸甲醛縮合物鹽、茶皂素和Tween-80的潤濕效果最差，接觸角均大于100o，在小麥葉面上難以潤濕展布。

表3不同質(zhì)量濃度的助劑溶液在小麥葉正面上的靜態(tài)接觸角(mean±SD,n=5)

表4不同質(zhì)量濃度的助劑溶液在小麥葉反面上的接觸角

表4中小麥葉反面上的靜態(tài)接觸角數(shù)據(jù)顯示：當(dāng)達(dá)到CMC時(shí)能完全潤濕展布于小麥葉面上的助劑和在葉正面上的試驗(yàn)結(jié)果一致；同時(shí)除Tween-80外，其他常規(guī)綠色助劑在小麥葉反面上的潤濕展布性都較好，靜態(tài)接觸角均小于80°，接觸角的范圍在10.57o±1.62°~75.24o±1.52°。

2.4助劑對(duì)藥液在小麥葉片上表面張力的影響

對(duì)于疏水性植物小麥而言，許多商品農(nóng)藥和葉面肥制劑藥液在其推薦使用劑量下難以在小麥葉面上黏附并潤濕鋪展，從而滴落流失進(jìn)入麥田生態(tài)環(huán)境中，結(jié)果既沒有達(dá)到防蟲治病的效果，又污染環(huán)境，破壞了生態(tài)系統(tǒng)，大大地增加了施藥和治理的成本[15-18,21]。本次試驗(yàn)通過對(duì)15種助劑的CMC、對(duì)應(yīng)的表面張力(γcmc)和在小麥葉片正、反面上的靜態(tài)接觸角(θ)的測(cè)定結(jié)合小麥葉面的臨界表面張力估值進(jìn)行分析篩選出8種γcmc低于小麥葉片臨界表面張力且潤濕展布性較好的助劑作為添加到農(nóng)藥和葉面肥中的助劑，改善農(nóng)藥、肥料的性質(zhì)，降低其表面張力，增加在靶標(biāo)作物葉面上的潤濕鋪展性。

表面張力的大小直接決定了農(nóng)藥制劑在稀釋后能否完全潤濕展布在植物表面上，而降低表面張力的常用方法就是在制劑中添加助劑。本次試驗(yàn)通過添加不同助劑測(cè)定了供試農(nóng)藥表面張力值的變化，結(jié)果如圖2所示。70%吡蟲啉WG藥液的表面張力值為(68.21±2.03)mN/m，加入助劑后顯著降低了藥液的表面張力，且不同助劑對(duì)同一種藥液的表面張力降低趨勢(shì)存在顯著差異。其中，篩選出的8種助劑中，助劑1#和2#對(duì)藥液表面張力下降趨勢(shì)最大，效果最好，降低率分別可達(dá)65.13%和67.78%；其次是助劑4#、助劑3#、AEO-09和SDBS，降低率范圍在32.84%~63.96%；脂肪酸甲酯磺酸鈉和OP-10較差，但降低率也可達(dá)26.58%以上。加入助劑1#、2#和4#后，藥液的表面張力降低至小麥葉片正面的臨界表面張力(33.88 mN/m)以下，能較好潤濕展布在小麥的葉片正、反面上，極大地增加施藥效果。

圖2助劑對(duì)藥液表面張力的影響

2.5助劑對(duì)藥液在小麥葉片上潤濕展布的影響

2.5.1助劑對(duì)藥液在小麥葉片上靜態(tài)接觸角的影響

藥液到達(dá)植物葉片表面上時(shí)，由于藥液本身的表面張力和靶標(biāo)植物葉表面的性質(zhì)等因素差異性，會(huì)與葉片表面接觸的位置上形成弧形或橢圓形的小液滴；因此，通過測(cè)定弧度(即接觸角θ)的大小能直觀反映出藥液在靶標(biāo)植物葉面上的潤濕鋪展性能。本次試驗(yàn)通過對(duì)添加不同助劑后的農(nóng)藥制劑在小麥葉片正、反面上靜態(tài)接觸角變化的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見圖3，當(dāng)添加助劑后農(nóng)藥在小麥葉面上的靜態(tài)接觸角均有顯著降低。從圖3可知：助劑1#、2#和3#對(duì)吡蟲啉WG的影響最為顯著，其中助劑2#的效果最好，靜態(tài)接觸角由123.96o±2.34o降低至33.41o±5.13o，降低率達(dá)73.05%，能使殺蟲劑很好的潤濕鋪展在小麥葉片上，其次是助劑3#和助劑1#，降低率分別為69.04%和44.30%。脂肪酸甲酯磺酸鈉和OP-10效果較差，降低率僅為18.46%和19.14%。添加助劑后藥液在小麥葉反面上靜態(tài)接觸角的變化與在小麥葉正面上的變化呈現(xiàn)一致性。綜上所述，根據(jù)GASKIN的分級(jí)方法[25]來評(píng)判藥液的潤濕程度，添加助劑2#和3#均能使供試藥劑很好的潤濕鋪展于小麥葉面上，且靜態(tài)接觸角均小于40o；AEO-09的潤濕性中等，接觸角在60°≤θ<80°范圍內(nèi)；其余5種助劑的添加對(duì)各藥劑在小麥葉面上靜態(tài)接觸角有一定的降低作用，但仍不能使供試藥劑較好的潤濕鋪展于小麥葉片表面，與上述圖2中對(duì)表面張力的變化結(jié)果數(shù)據(jù)一致。

圖3助劑對(duì)藥液在小麥葉正、反面靜態(tài)接觸角的影響

2.5.2助劑對(duì)藥液在小麥葉上動(dòng)態(tài)潤濕效果

試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，添加各供試助劑后的藥液液滴在小麥葉片正、反面上的展布行為基本相似，但展布的速率和面積不同，因此以加入助劑2#和SDBS的吡蟲啉藥液在水平放置的小麥葉片上的鋪展情況(圖4、5)為例，說明添加不同助劑后藥液在小麥葉片上的鋪展行為。藥液液滴以零速度放置于小麥葉片上，長軸方向平行于葉脈，展布速度較快，短軸方向垂直于葉脈，展布速度較慢，且鋪展面積在20 s左右趨于穩(wěn)定。由圖4、5可知：添加了助劑2#的藥液因其表面張力下降至21.98 mN/m，小于小麥葉片正反面的表面張力，可以在小麥葉片潤濕展布，隨時(shí)間變化接觸角減小，展布程度增大；而添加了SDBS助劑和未添加助劑的藥液表面張力大于小麥葉片的表面張力，在小麥葉片上不鋪展或鋪展速度較慢。在農(nóng)藥使用過程中，藥液在小麥葉面上的展布性越好，鋪展的面積就越大，相應(yīng)的防治面積也就越大，藥液黏附于作物葉面上的可能性就越大，從而減少了農(nóng)藥流失進(jìn)入環(huán)境的概率，大大地提高農(nóng)藥利用率和施藥效果。

圖4助劑對(duì)藥液在小麥葉正面的潤濕展布行為

圖5助劑對(duì)藥液在小麥葉反面的潤濕展布行為

2.6助劑對(duì)藥液在小麥葉片上最大持留量的影響

最大穩(wěn)定持藥量(Rm)是衡量藥劑好壞的重要指標(biāo)，直接關(guān)乎著藥劑能夠在植物葉面上附著量的多少，即藥劑中起作用有效成分的多少[26-27]。本試驗(yàn)采用浸漬法測(cè)定未添加和添加助劑的農(nóng)藥制劑在小麥葉面上最大穩(wěn)定持藥量，結(jié)果顯示：在未添加助劑時(shí)，供試70%吡蟲啉WG以農(nóng)藥登記最高推薦劑量(2.0 g/667 m2)配制成的藥液在小麥葉面上最大穩(wěn)定持藥量(Rm)為(8.16±0.28)mg/cm2。由圖6可知：70%吡蟲啉WG+助劑3#在葉面上的Rm增加率為負(fù)值，效果最差；其余添加助劑的藥液農(nóng)藥制劑相比，持藥量均有一定的增加。其中，添加脂肪酸甲酯磺酸鈉的效果最好，Rm為(10.50±1.57)mg/cm2，在小麥葉片上的最大持留量增加約28.33%，能極大地增加葉面肥在小麥葉面上的附著量，可有效降低農(nóng)藥施藥成本，其次助劑1#的Rm增加率為25.77%，其余各助劑的加入使農(nóng)藥最大持留量增加范圍在12.22%~14.93%之間。

圖6助劑對(duì)藥液在小麥葉片上最大持留量的影響

綜上所述，表面張力及潤濕展布性不太好的脂肪酸甲酯磺酸鈉能更大程度地附著在小麥葉片上，而表面張力和潤濕展布性好的助劑2#、3#和4#對(duì)供試藥劑持藥量的增加率較小，甚至有降低持藥量的現(xiàn)象，說明表面張力和潤濕展布性的好壞并不與最大穩(wěn)定持藥量對(duì)應(yīng)，表面張力并不是越小越好，這與BATEMAN等[28]的研究結(jié)果一致。分析可能原因：一是靶標(biāo)植物葉片的表面特征是影響藥液持留量的內(nèi)在因素[29]，供試小麥葉片較水稻等植物更光滑，藥液難以粘附著其表面；二是農(nóng)藥霧滴在植物葉片上的沉積是一個(gè)粘濕過程，Rm與藥液的粘附張力、表面張力和潤濕性有關(guān)，其中受粘附力的影響最大，而表面張力降低和潤濕性增加會(huì)減小藥液的粘附量[30]。

3.討論

目前，助劑廣泛應(yīng)用于日用化學(xué)工業(yè)、食品、環(huán)境、衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)和新材料等各個(gè)領(lǐng)域，被人們形象地譽(yù)為“工業(yè)味精”[31-32]。助劑的應(yīng)用大大地提高了農(nóng)藥施用率，減少環(huán)境污染；然而，由于國內(nèi)各農(nóng)藥制劑和助劑生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)及工藝存在差異，致使市場(chǎng)上的助劑和農(nóng)藥制劑的品質(zhì)不一，不同種類甚至同種助劑的性質(zhì)和施用效果也不同，大多數(shù)農(nóng)藥制劑在推薦劑量下其藥液并不能很好的潤濕靶標(biāo)植物[20]，因此，合理選擇和安全使用助劑尤為重要。

本研究通過對(duì)15種助劑的臨界膠束濃度(CMC)、臨界表面張力(γcmc)及不同質(zhì)量濃度下20 s時(shí)的靜態(tài)接觸角進(jìn)行對(duì)比研究，并結(jié)合小麥葉面的臨界表面張力估值進(jìn)行分析篩選出8種γcmc低于小麥葉片臨界表面張力且潤濕展布性較好的助劑添加到70%吡蟲啉WG中，測(cè)定其表面張力、葉片上潤濕性和最大穩(wěn)定持藥量的變化，發(fā)現(xiàn)自行制備的助劑1#、2#、3#和4#在表面張力降低能力和潤濕展布性方面均優(yōu)于其他助劑，對(duì)藥劑表面張力γ的降低范圍是41.77%~67.78%，表面張力值最低可下降到(21.98±0.15)mN/m，低于小麥葉片的臨界表面張力；在小麥葉正、反面上的接觸角均小于60o，均能較好潤濕展布在小麥葉正、反面上，其中助劑2#的效果最好，助劑1#和3#的效果次之。影響藥液在靶標(biāo)植物上持藥量的因素除了藥液的表面張力及潤濕展布性等的性質(zhì)外，還與藥液的黏附張力和靶標(biāo)作物的葉表面特征有關(guān)。通過浸漬法測(cè)定藥液在小麥葉面上的最大持留量Rm卻呈現(xiàn)出不一致的試驗(yàn)結(jié)果，表面張力和潤濕展布性好的助劑1#、2#、3#和4#對(duì)試驗(yàn)藥劑持留量的增加率較小，甚至有降低持留量的現(xiàn)象；反之，常規(guī)綠色助劑中表面張力和潤濕性不太好的SDBS、OP-10和脂肪酸甲酯磺酸鈉對(duì)藥液持藥量的增加更為明顯，與郭朝陽[33]的研究結(jié)果一致，添加某些助劑可以降低藥液表面張力，但會(huì)增加其藥液流失，減少藥液在靶標(biāo)作物葉面的沉積量。

在田間施藥過程中，多采用大容量噴霧進(jìn)行噴灑，且使用者往往通過加大制劑用藥量來提高防治效果，而農(nóng)藥霧滴在靶標(biāo)植物葉面上潤濕展布性和持留量直接關(guān)系著農(nóng)藥的施用效率。本研究表明：通過添加助劑可降低藥液的表面張力，擴(kuò)大霧滴在葉片上的展布面積，提高藥液在葉面上的持留量，達(dá)到提高農(nóng)藥利用率、減少藥液流失和農(nóng)藥用量的目的。因此，在對(duì)防治小麥病蟲草害的農(nóng)藥制劑研制或者使用過程中，除了考慮制劑產(chǎn)品的配伍穩(wěn)定性外，還需要考慮藥液在靶標(biāo)植物上的潤濕展布性和滯留能力，以降低藥液的流失率，有利于農(nóng)藥的減量使用。如何合理運(yùn)用表面性能參數(shù)混配出具有良好潤濕展布性和持藥量的助劑種類及最佳比例，還有待進(jìn)一步的研究。