農(nóng)藥及助劑在辣椒葉面的潤(rùn)濕性能

朱 峰，龍育堂，廖國(guó)會(huì)，秦立新，陳明貴，張光成，馬宏良，張 震，陳 曦，段婷婷，龍家寰，張 盈，陳才俊*

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所，貴州 貴陽(yáng) 550006； 2.貴州醫(yī)科大學(xué)，貴州 貴陽(yáng) 550025； 3.清鎮(zhèn)市植保植檢站，貴州 貴陽(yáng) 550025)

辣椒是重要的經(jīng)濟(jì)作物，貴州省年種植面積為33.33萬(wàn)hm2左右，其主要病害有疫病和炭疽病。農(nóng)藥在田間使用過(guò)程中，藥液在作物上的潤(rùn)濕能力與防治效果息息相關(guān)。影響農(nóng)藥藥液在靶標(biāo)表面上潤(rùn)濕行為的因素包括植物葉面性質(zhì)和藥液本身的性質(zhì)，植物葉片的性質(zhì)難以改變，因此，通過(guò)添加農(nóng)藥助劑改變藥液的性質(zhì)，提高藥液的潤(rùn)濕性是當(dāng)前劑型加工的有效方法。通常用接觸角、表面張力等評(píng)價(jià)藥液在靶標(biāo)葉面的潤(rùn)濕效果。ZHANG等[1]研究表明，藥液與靶標(biāo)的接觸角越小，其粘附力越大，結(jié)合越牢固。藥液的表面張力與靶標(biāo)的臨界表面張力愈接近，藥液在靶標(biāo)上越容易潤(rùn)濕鋪展。農(nóng)藥助劑的種類和用量對(duì)藥液在不同靶標(biāo)上的接觸角和潤(rùn)濕鋪展效果產(chǎn)生的影響不同。藥液在植物上的潤(rùn)濕鋪展取決于植物的葉表面微觀結(jié)構(gòu)和葉面的化學(xué)成分[2]，特別是上表皮蠟的含量[3]。ZHU等[4]研究發(fā)現(xiàn)，茶葉葉面微觀結(jié)構(gòu)決定了其葉片的潤(rùn)濕特性為中等。通過(guò)添加不同農(nóng)藥助劑可以提高農(nóng)藥藥液在靶標(biāo)表面的潤(rùn)濕和展布，及其在植物上的沉積量[5]，促進(jìn)農(nóng)藥在植物體內(nèi)的吸收傳導(dǎo)[6]，從而提高農(nóng)藥的生物活性。徐廣春等[7]研究發(fā)現(xiàn)，水稻常用農(nóng)藥田間噴霧時(shí)大多在大容量噴霧和彌霧濃度下，藥液的潤(rùn)濕性較差。農(nóng)藥制劑的物理化學(xué)性能不良對(duì)靶標(biāo)植物表面的吸附能力弱，對(duì)于疏水性植物葉片的潤(rùn)濕效果差，不能很好的黏附和展布，造成大量農(nóng)藥未能發(fā)揮作用而浪費(fèi)，殘留在植物或進(jìn)入土壤中經(jīng)雨水沖入河流或滲入地下造成污染。因此，增加農(nóng)藥在靶標(biāo)作物上的潤(rùn)濕效果是提高農(nóng)藥使用效率的有效途徑。通過(guò)研究藥液對(duì)靶標(biāo)的潤(rùn)濕性能可以分析評(píng)價(jià)農(nóng)藥使用效果[8]。鑒于此，選擇辣椒病害常用農(nóng)藥及不同類型農(nóng)藥助劑，采用表面張力和接觸角指標(biāo)研究常用農(nóng)藥和表面活性劑在辣椒葉面的潤(rùn)濕能力，以期在達(dá)到理想潤(rùn)濕效果的同時(shí)使用最小濃度的農(nóng)藥助劑，提高農(nóng)藥利用率并減少其用量，從而降低污染，以實(shí)現(xiàn)貴州辣椒生產(chǎn)上農(nóng)藥的減量使用。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 藥劑 防治辣椒病害常用的5種農(nóng)藥和6種表面活性劑的相關(guān)信息詳見(jiàn)表1。

表1 辣椒病害防治常用農(nóng)藥及助劑的信息

1.1.2 儀器與設(shè)備 DCAT9表面張力測(cè)定儀和SCA20接觸角測(cè)量?jī)x，德國(guó)Dataphysics儀器股份有限公司;電子天平，德國(guó)賽多利斯(上海)貿(mào)易有限公司；3WBD-16電動(dòng)噴霧器，臺(tái)州市路橋區(qū)嘉能植保機(jī)械廠。

1.1.3 防治對(duì)象 貴州省清鎮(zhèn)市紅楓湖鎮(zhèn)辣椒生長(zhǎng)期的辣椒疫病和炭疽病。

1.2 方法

1.2.1 不同農(nóng)藥及助劑在辣椒葉片上的潤(rùn)濕性能

1) 接觸角測(cè)定。采用躺滴法測(cè)試接觸角。選取新鮮、干凈的辣椒葉片，避開(kāi)葉脈、病斑等在平整部分剪取大小不超過(guò)載玻片的小塊粘在載玻片上，并平放在接觸角測(cè)量?jī)x的樣品臺(tái)上，吸取不同農(nóng)藥及助劑稀釋液2 μL分別滴于葉塊上，以去離子水為對(duì)照，利用光學(xué)視頻接觸角測(cè)量?jī)x的視頻功能記錄0～60 s內(nèi)液滴接觸角變化，溫度控制在(25±0.5)℃，并選取60 s時(shí)的接觸角為靜態(tài)接觸角。3次重復(fù)，計(jì)算平均值。

2) 表面張力測(cè)定。在250 mL三角瓶中分別將不同農(nóng)藥助劑配制成系列濃度，用界面張力儀測(cè)定相應(yīng)濃度溶液的表面張力。3次重復(fù)，且3次測(cè)量值相差不超過(guò)0.2 mN/m，取其平均值后乘以校正因子獲得實(shí)際表面張力值，測(cè)定時(shí)溫度控制在(25±0.5)℃。當(dāng)溶液中的表面活性劑濃度低于臨界膠束濃度時(shí)，表面張力隨表面活性劑濃度的增高急劇下降；當(dāng)表面活性劑濃度達(dá)到臨界膠束濃度后，溶液的表面張力就不隨表面活性劑濃度的增高而改變或改變甚小。利用該性質(zhì)，將測(cè)得的表面張力與對(duì)應(yīng)的濃度對(duì)數(shù)作圖，曲線拐點(diǎn)處即為表面活性劑的臨界膠束濃度。

1.2.2 對(duì)辣椒病害防治效果的影響 試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理(表2)3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)30 m2。先用量筒分別準(zhǔn)確量取各小區(qū)用水量，將1/4體積水加入量杯中，將按使用說(shuō)明書用量準(zhǔn)確稱量的試驗(yàn)藥劑分別放入量杯中，用玻璃棒攪拌使藥劑完全溶解均勻后倒入噴霧器中，再將剩余的水量分2次清洗量杯并加入噴霧器中，充分搖勻后施藥，施藥1個(gè)月后調(diào)查各處理對(duì)辣椒疫病和炭疽病的防治效果，計(jì)算防效。

病果率=(病果數(shù)/調(diào)查總果數(shù))×100%

防效=[(對(duì)照病果率-處理病果率)/對(duì)照病果率]×100%

表2 試驗(yàn)處理設(shè)置

2 結(jié)果與分析

2.1 不同農(nóng)藥及助劑在辣椒葉片上的潤(rùn)濕性能

2.1.1 接觸角 從圖1可知，隨著藥液濃度的增加5種農(nóng)藥劑和6種助劑與辣椒葉面的接觸角均呈逐漸減小趨勢(shì)。1)農(nóng)藥。在常規(guī)噴霧稀釋濃度0.05%時(shí)，烯酰嗎啉(xxml)、苯醚甲環(huán)唑(bmjhz)、吡唑醚菌酯(bzmjz)和寧南霉素(lnms)、蕓苔素內(nèi)酯(ytsnz)等的藥液與辣椒葉面的接觸角分別為72.66°、68.36°、65.84°、53.68°和71.90°，潤(rùn)濕鋪展效果不理想。2)助劑。天然植物源助劑橙皮精油、有機(jī)硅助劑施普潤(rùn)和云展在辣椒葉面的潤(rùn)濕鋪展效果較好，在添加量為1%時(shí)，接觸角分別為35.56°、28.00°及29.72°，而倍達(dá)通、邁道和G1801等的接觸角分別為55.11°、67.14°及62.47°，潤(rùn)濕鋪展效果較差。因此，生產(chǎn)中助劑的添加量應(yīng)大于1%。

2.1.2 表面張力 從圖2看出，隨著藥液濃度增加，5種農(nóng)藥和6種助劑藥液在辣椒葉面上的表面張力呈逐漸減小趨勢(shì)。

1) 農(nóng)藥。烯酰嗎啉、苯醚甲環(huán)唑、吡唑醚菌酯、寧南霉素及蕓苔素內(nèi)酯在0.05%(稀釋2 000倍)的常規(guī)噴霧濃度下，藥液的表面張力分別為56.83 mN/m、58.16 mN/m、55.50 mN/m、52.29 mN/m和47.41 mN/m，潤(rùn)濕鋪展能力不足。雖然濃度為1%時(shí)達(dá)到藥液的臨界膠束濃度(CMC)，但通常噴霧條件下藥液的表面張力不可能降至30 mN/m，因此，目前所用的制劑經(jīng)過(guò)田間稀釋的二次分散后得到的藥液對(duì)靶標(biāo)的潤(rùn)濕鋪展效果不佳。

2) 助劑。在達(dá)到助劑的臨界膠束濃度(CMC)時(shí)，橙皮精油、施普潤(rùn)、云展、倍達(dá)通、邁道和高分子助劑(G1801)6種助劑的表面張力分別為32.20 mN/m、20.39 mN/m、20.43 mN/m、31.41 mN/m、27.77 mN/m和35.82 mN/m。有機(jī)硅助劑施普潤(rùn)和云展均具有很好的鋪展性能，故常作為噴霧助劑添加；其余4種助劑的表面張力值雖然較為相近，除橙皮精油與辣椒葉片的接觸角較小外，其余的接觸角均大于55°，不適宜用作辣椒病害防治的噴霧助劑。因此，基于食品安全考慮，選擇橙皮精油作為助劑添加進(jìn)行后續(xù)辣椒病害防治試驗(yàn)。由于生產(chǎn)中常使用有機(jī)硅作為噴霧助劑，故采用有機(jī)硅助劑云展作為對(duì)照。

注：bzmjz為吡唑醚菌酯，bmjhz為苯醚甲環(huán)唑，lnms為寧南霉素，ytsnz為蕓苔素內(nèi)酯，xxml為烯酰嗎啉，cpjy為橙皮精油，spr為施普潤(rùn)，yz為云展，bdt為倍達(dá)通，mt為邁道，G1801為高分子助劑；下同。

Note：bzmjz，Pyraclostrobin；bmjhz, Difenoconazole；lnms，Ningnanmycin；ytsnz，Brassinolide；xxml，Dimethomorph；cpjy，orange peel essential oil；spr，Shipurun；yz，Yunzhan；bdt，Beidatong；mt，Maidao；G1801，Macromolecule surfactant.The same below.

圖1 5種農(nóng)藥和6種助劑不同濃度藥液與辣椒葉面的接觸角

Fig.1 Contact angle of five pesticides and six surfactants with different concentration on pepper leaf surface

2.2 對(duì)病蟲害的防治效果及產(chǎn)量的影響

從表3看出，各處理與對(duì)照的產(chǎn)量、發(fā)病情況均存在差異。

2.2.1 產(chǎn)量 處理1、處理2、處理3和處理4的平均產(chǎn)量分別為1 550.00 kg/667m2、1 783.34 kg/667m2、1 716.67 kg/667m2和1 850.00 kg/667m2，對(duì)照的產(chǎn)量為1 533.34 kg/667m2，各處理分別較對(duì)照增產(chǎn)1.09%、16.30%、11.96%和20.65%，處理2～4的產(chǎn)量與對(duì)照和處理1差異顯著；處理2(添加橙皮精油)較處理1(添加有機(jī)硅助劑)增產(chǎn)15.05%，差異顯著；處理4(添加橙皮精油)較處理3(添加有機(jī)硅助劑)增產(chǎn)7.77%，差異顯著。

2.2.2 對(duì)病蟲害的防治效果 處理1～4的病果率為0%～0.49%，對(duì)照的病果率為8.75%～21.60%，各處理與對(duì)照間差異明顯，但各處理間無(wú)顯著差異。說(shuō)明，添加有機(jī)硅和橙皮精油對(duì)各農(nóng)藥組合防治辣椒炭疽病和辣椒疫病的防治效果相當(dāng)。盡管橙皮精油的表面張力值比有機(jī)硅的大，但由于橙皮精油除了有較好的潤(rùn)濕性能外，還可以對(duì)農(nóng)藥起到增效作用[9-10]，因此，在生產(chǎn)中用作噴霧助劑對(duì)病害的防治效果更好。

表3 不同處理對(duì)辣椒產(chǎn)量及病害防治效果

注：同列不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，大寫字母表示相同藥劑不同處理間差異顯著(P<0.05)；—表示無(wú)數(shù)值。

Note: Different lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP<0.05 level. The capital letters indicate significance of difference in the same pesticide among different treatments atP<0.05 level. — means no data.

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，在當(dāng)前防治辣椒病害的農(nóng)藥中，在常規(guī)噴霧濃度下，烯酰嗎啉、苯醚甲環(huán)唑、吡唑醚菌酯、寧南霉素和蕓苔素內(nèi)酯等在辣椒葉片上的接觸角在50°以上，潤(rùn)濕效果較差；且其表面張力均在47.41 mN/m以上(>30 mN/m)，潤(rùn)濕鋪展能力不足。6種助劑表面張力均在35.82 mN/m以下，其中，天然植物源助劑橙皮精油、有機(jī)硅助劑施普潤(rùn)和云展在質(zhì)量濃度為1%時(shí)，其在辣椒葉面的接觸角分別為35.56°、28.00°及29.72°，均在40°以下，潤(rùn)濕鋪展效果較好，而倍達(dá)通、邁道和G1801的接觸角均在55°以上，潤(rùn)濕鋪展效果較差。

田間藥效試驗(yàn)表明，添加橙皮精油和有機(jī)硅助劑對(duì)辣椒產(chǎn)量和辣椒病害的防治效果均有影響。其中，4個(gè)處理較對(duì)照增產(chǎn)1.09%～20.65%，與對(duì)照差異顯著；添加橙皮精油的處理較添加有機(jī)硅助劑的處理增產(chǎn)7.77%～15.05%，添加橙皮精油和有機(jī)硅助劑處理的效果差異顯著。此外，橙皮精油還具有較好的抗蟲及抑菌活性，對(duì)農(nóng)藥有很好的增效作用。添加橙皮精油和有機(jī)硅助劑的農(nóng)藥處理，辣椒疫病的病果率為0%～0.49%，辣椒炭疽病的病果率為0%，說(shuō)明添加橙皮精油可有效提高藥劑防效。因此，在辣椒生產(chǎn)中可選用橙皮精油作為噴霧助劑。