助剂对40%丁香·戊唑醇悬浮剂在玉米叶片上润湿性能及药效的影响

潘文轩，王 索，高 宁，张思胜，张 浩

(吉林农业大学 植物保护学院，吉林 长春 130118)

我国对玉米需求巨大，许多地区都以玉米作为主要食物，同时，玉米也是重要的饲料来源和工业原料[1-2]。但玉米在生长过程中会受到许多病菌的侵染，其中玉米大斑病是其主要病害之一，对玉米安全生产造成了极大的威胁，在发病严重年份，可使感病品种减产近半。为有效控制病原菌的传播和发展，可在玉米大斑病发病前或发病初期喷施杀菌剂来预防病害大面积发生[3-4]。40%丁香·戊唑醇悬浮剂是由吉林省八达农药有限公司推出的一款广谱型杀菌剂，其由丁香菌酯和戊唑醇混配而成，具有渗透性强、广谱等特性，对真菌病害具有预防和治疗作用，可使作物快速吸收[5]。农药在喷施过程中药液滴会发生反弹、漂移和蒸发等现象，导致农药利用率下降；同时，作用于叶片上的药液又因较差的湿润性和展布性，进一步降低了农药的利用率[6-8]。有研究表明，农药从喷雾器中喷出后，70%左右的药液由于不理想的润湿性能聚集流失到生态中，只有约30%的药液会附着在靶标作物上，农药利用率低的现象非常严重，在发达国家，农药利用率能达到50%左右，我国与之相比还有较大的差距[9-11]。使用性能较好的喷雾助剂可以有效改善药液在靶标作物上的湿润性能，增加药液与靶标作物的接触面积，提升农药的使用效果，减少其在使用过程中的流失和使用后的残留[12-13]。本研究针对当前农药利用率低下、流失过于严重的现状，从提高农药药液在玉米叶上润湿展布能力的角度出发，通过测定各药液的表面张力，评估各助剂的润湿展布性能，通过测定添加不同助剂后丁香·戊唑醇药液在玉米叶片上的动态接触角和静态接触角观察药液的润湿过程，并通过温室盆栽试验进一步验证各助剂对40%丁香·戊唑醇悬浮剂的增效作用,以期筛选出高效助剂，为玉米大斑病的有效防治和农药的高效利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 药品与试剂 40%丁香·戊唑醇悬浮剂(吉林八达农药有限公司)，青皮桔油(主要成分为D-柠蒙烯，山东瑞普生物科技有限公司)，AS-100(高沉积量型增效剂，合肥爱尚农业技术有限公司)，高捷仕(植物精油型助剂，浙江威尔达化工有限公司)，GY-T1602(植物油型增效剂，中国化工有限公司)，GY-Tmax(植物油型增效剂，中国化工有限公司)，激健农药助剂(简称激健，主要成分为多元醇型非离子活性剂，四川蜀峰作物科学有限公司)。

1.1.2 仪器设备 SL200KB型接触角测量仪(美国科诺有限公司)，ZL-3型全自动界面张力仪(博山同业仪器分析厂)，3WBD-16型喷雾器(临沂市益晨机械有限公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 玉米叶片临界表面张力值的测算 取新鲜玉米叶片平整部分，剪取长、宽均为1 cm的正方形，并将其固定在擦拭干净的玻璃片上，置于接触角测量仪上。参照Zisman图法[14]测定玉米叶片临界表面张力，即分别吸取2 μL已知表面张力且不含表面活性剂的乙二醇、甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺和去离子水4种液体，分别滴在玉米叶片近轴面和远轴面上，在计算机中采用圆拟合处理方法，用接触角测量仪测得各试剂液滴与叶片表面的接触角θ，以cosθ值对4种试剂的表面张力作图，得到回归直线与方程，然后将直线外延至cosθ=1(即接触角为0)处所得到的液体表面张力值，即为玉米叶片表面的临界张力值。

1.2.2 药液表面张力的测定 将40%丁香·戊唑醇悬浮剂用去离子水分别稀释成体积分数0.2%，0.1%和0.05%的溶液，然后分别加入0.2% (体积分数，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型全自动界面张力仪测定每种药液的表面张力，重复测定3次取平均值，每次测得的表面张力相差不超过0.2 mN/m，测定时保持室温。

1.2.3 药液在玉米叶片上动态接触角和静态接触角的测定 选取新鲜玉米叶片，在平整部位剪取长、宽各1 cm的正方形，并自然平整地固定在擦拭干净的玻璃片上，将其置于SL200KB型接触角测量仪上。将40%丁香·戊唑醇悬浮剂用去离子水稀释成体积分数0.2%的溶液，然后分别加入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, 用微量注射器分别吸取2 μL不同处理药液，滴在剪好的正方形玉米叶片近轴面上，保持室温，在计算机上采用圆拟合法计算出药液液滴在玉米叶片上的接触角，记录各处理药液在玉米叶片上0～60 s接触角的变化情况，选取30 s时药液在玉米叶片上的接触角为静态接触角。测定重复3次，计算平均值。

1.2.4 助剂对40%丁香·戊唑醇悬浮剂的增效作用 试验在吉林农业大学温室中进行。在直径40 cm的桶中播种‘先玉335’玉米种子，每桶2粒，水肥管理措施一致。当玉米生长至5～6叶期时，喷洒玉米大斑病孢子悬浮液，并保持温度较高、湿度较大的环境条件，以利于玉米大斑病的发生。在玉米生长至7～8叶时，依据农药田间药效试验准则(二)第107部分“杀菌剂防治大小斑病(GB/T 17980.107-2004)”中的方法,将用量为300和450 g/hm2的丁香·戊唑醇进行均匀喷雾，空白对照喷清水，每个处理重复3次。施药14 d后，调查发病叶片数量和叶片发病级数，并计算病情指数和防治效果。

病情指数=[∑(各级病叶数×相对级数值)]÷(调查总叶数×最高级数值)×100;

防治效果(%)=(空白对照病情指数-处理区病情指数)÷空白对照病情指数×100%。

1.3 数据处理

选用DPS数据处理系统对试验数据进行差异显著性分析，采用最小显著分析法比较试验中不同处理之间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 玉米叶片的临界表面张力

由图1和图2可知，玉米叶片近轴面和远轴面的临界表面张力值分别为27.29和27.37 mN/m。

图1 玉米叶片近轴面的临界表面张力Fig.1 Critical surface tension of maize leaf paraxial surface图2 玉米叶片远轴面的临界表面张力Fig.2 Critical surface tension of maize leaf far axis surface

2.2 添加不同助剂后40%丁香·戊唑醇悬浮剂的表面张力

农药经稀释后，药液的表面张力越接近玉米叶片临界表面张力值或小于叶片临界表面张力值时，就越能在叶片上体现出良好的湿润性能[15]。已测得玉米叶片近轴面的临界表面张力值为27.29 mN/m，由表1可知，体积分数为0.2%，0.1%和0.05%的40%丁香·戊唑醇溶液的表面张力值分别为34.61，37.91和40.13 mN/m，均大于玉米叶片近轴面的临界表面张力值，所以其在叶片上不易表现出理想的湿润展布效果。当在各体积分数的40%丁香·戊唑醇药液中分别加入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种助剂后，各药液的表面张力较未加入助剂时均有所减小，更加接近玉米叶片近轴面的临界表面张力值,其中激健和GY-T1602两种助剂的效果最好，加入这两种助剂的药液表面张力降低至24.84～27.13 mN/m，均小于玉米叶片的临界表面张力值。

表1 添加不同助剂后40%丁香·戊唑醇悬浮剂的表面张力Table 1 Surface tension of coumoxystrobin and tebuconazol 40% SC after adding different additives

由表1还可知，在各处理组中，均以体积分数0.2%的40%丁香·戊唑醇溶液的表面张力值最小。由于药液中的助剂含量随着40%丁香·戊唑醇体积分数的减小而升高，所以40%丁香·戊唑醇溶液体积分数越小，其表面张力就越大。因此，为了使40%丁香·戊唑醇悬浮剂能够达到理想的展布和湿润效果，建议配制成体积分数0.2%的40%丁香·戊唑醇溶液，再加入各推荐使用剂量的助剂。

2.3 助剂对体积分数0.2%的40%丁香·戊唑醇溶液在玉米叶片上静态和动态接触角的影响

由表2可以看出，体积分数0.2%的40%丁香·戊唑醇溶液未添加助剂时，其在玉米叶片上的静态接触角为58.03°，添加6种助剂后的静态接触角为25.82°～43.33°，即加入助剂后药液在玉米叶片上的静态接触角降幅很大，说明加入助剂后药液的展布湿润性能得到有效提升，6种助剂对提升药液的展布性和湿润性效果理想。与对照相比，加入0.2%激健后，体积分数0.2%的40%丁香·戊唑醇溶液在玉米叶片上的静态接触角降幅最大，药剂展布性和湿润性提升效果最为明显；加入其他5种助剂同样可以提升药液在玉米叶片上的湿润展布性能，其降低静态接触角的能力由大到小依次为GY-T1602、GY-Tmax、AS-100、青皮桔油和高捷仕。

表2 不同助剂对体积分数0.2%的40%丁香·戊唑醇溶液在玉米叶片上静态接触角的影响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，药液液滴的润湿性与落在叶片上的初始接触角有关，药液接触叶片的瞬间接触角越小，叶片越易被药液润湿；当接触角小于60°时说明药液湿润性好，接触角为60°～80°说明药液湿润性一般[16]。图3为加入不同助剂后体积分数0.2%的40%丁香·戊唑醇悬浮剂在玉米叶片上0～60 s的动态接触角的测定结果。

图3 加入不同助剂后体积分数0.2%的40%丁香·戊唑醇溶液在玉米叶片上0～60 s的动态接触角Fig.3 Dynamic contact angle of 0.2% coumoxystrobin and tebuconazol 40% SC on corn leaves after adding different additives

由图3可以看出，未加入助剂的药液初始接触角大于60°，而加入各助剂后的药液在刚接触到玉米叶片时的接触角均小于60°，这表明6种助剂的加入使药液在接触到玉米叶片的瞬间就可以显示出更好的湿润性能，增加了药液与叶片的接触面积，从而提升了防治效果。其中，加入0.2%激健和0.1% GY-T1602后的药液在接触到玉米叶片0 s时接触角的下降幅度尤为明显，效果最佳。当药液接触叶片之后，接触角下降趋势越快，说明药液在叶片上的展布性就越好，铺展得越快。从图3还可以直观地看出，加入助剂的各药液在0～30 s内接触角的下降趋势比较明显，30～60 s内药液与叶片的接触角下降趋势趋缓，说明加入6种助剂后的药液在接触到叶片表面的前30 s内可以充分铺展在玉米叶片上，达到充分润湿玉米叶片的效果。

2.4 助剂对40%丁香·戊唑醇悬浮剂防治玉米大斑病的增效作用

由表3可知，40%丁香·戊唑醇悬浮剂用量为300 g/hm2时，对玉米大斑病的防效达到了66.85%；当加入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，其对玉米大斑病的防效分别为84.57%，81.71%，77.71%，76.57%，75.99%和75.42%，较未加入助剂时的防效分别提升了17.72%，14.86%，10.86%，9.72%，9.14%和8.57%，表明这6种助剂的加入均有助于药液防治效果的提升。值得注意的是，在40%丁香·戊唑醇悬浮剂用量为450 g/hm2时，其对玉米大斑病的防效达到了81.14%，当在用量为300 g/hm2的药液中加入激健和GY-T1602后，可使药剂防效超过81.14%，由此看出6种助剂中激健和GY-T1602对用量为300 g/hm2的40%丁香·戊唑醇悬浮剂的增效作用最大，是增加农药药效的高效助剂，其使用可以很好地达到农药减量增效的目的。

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

3 结论与讨论

临界表面张力是表示液体在固体表面润湿性的一个参数，其意义在于接近甚至小于此表面张力的液体，才可以更好地在固体表面湿润和展布[17]。不同植物叶片的临界表面张力值不同，了解植物叶片的临界表面张力值，对农药使用中有关助剂添加及药剂稀释等具有积极的指导作用[18]。本研究运用Zisman图法测得玉米叶片近轴面和远轴面的临界表面张力值分别为27.29和27.37 mN/m。通过叶片临界表面张力值与药液表面张力值的比较，可以更好地分析药液在叶片上的湿润展布性能。

药液表面张力是影响农药液滴在靶标表面湿润性能的一个重要因素[19-21]，本试验应用全自动表面张力仪测定了加入6种助剂后不同体积分数的40%丁香·戊唑醇药液的表面张力，发现随药液体积分数减小，其表面张力呈增大趋势。药液中助剂浓度会随着药液稀释倍数的增加而减小，导致药液表面张力增大。徐广春等[22]研究发现，农药药液不易润湿水稻叶片是因推荐剂量的农药表面张力较水稻叶片临界表面张力值大所致，药液表面张力与植物叶片临界表面张力值越接近，药液就越能表现出良好的湿润性能。本研究结果显示，未加入助剂的40%丁香·戊唑醇悬浮剂表面张力远大于玉米叶片近轴面的临界表面张力，所以润湿效果不够理想，分别加入6种助剂后可以有效降低不同体积分数的40%丁香·戊唑醇溶液的表面张力。当40%丁香·戊唑醇悬浮剂中分别加入体积分数0.2%的激健和0.1%的GY-T1602后，不同体积分数下药液的表面张力均小于玉米叶片近轴面的临界表面张力，其中以体积分数0.2%的40%丁香·戊唑醇溶液的表面张力值最低，分别为24.84和24.91 mN/m。表明在药液中加入体积分数为0.2%的激健和0.1%的GY-T1602后，药液更易润湿玉米叶片近轴面，防治效果最佳。

研究表明，减小药液与叶片表面的接触角，会提升药液在叶片表面的附着性、湿润性和展布性[23-25]。本试验通过测定未加入助剂及加入助剂的药液在玉米叶片上的动态接触角和静态接触角，直观地分析了助剂对40%丁香·戊唑醇药液在玉米叶片上润湿展布性能的影响。通过静态接触角和动态接触角的变化可以看出，在药液中分别加入激健、GY-T1602、GY-Tmax、AS-100、青皮桔油和高捷仕后，0 s时药液与玉米叶片的接触角分别为41°，40°，51°，54°，54°和59°，而未加入助剂药液0 s时的接触角为74°，可见助剂的加入很明显地降低了药液在玉米叶片上的初始接触角，表明在药液接触到叶片的瞬间便发挥出很好的润湿作用，使药液的润湿性能得到提升。

助剂的合理使用不仅会让农药的用量减少，还可以提升农药防治病害的效果，从而达到减少污染、保证药效的目的[26-28]。本研究通过温室盆栽试验结果可以看出，40%丁香·戊唑醇悬浮剂对玉米大斑病有良好的防治效果。当在用量为300 g/hm2的40%丁香·戊唑醇悬浮剂中加入0.2%激健和0.1% GY-T1602后，可使其防效超过用量为450 g/hm2时的防效，可见0.2%激健和0.1% GY-T1602对40%丁香·戊唑醇悬浮剂防效有显著的提升作用，故推荐使用这两种高效助剂与40%丁香·戊唑醇混用，以提升40%丁香·戊唑醇对玉米大斑病的防治效果。