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基于藥液表面張力測定估算蘋果樹最大施藥液量的方法（一）
來源： 農藥學學報 瀏覽 782 次 發布時間:2025-04-01
目前農藥仍是防治農作物病蟲害的主要手段，每年有大量農藥藥液噴灑在農作物上，尤其在蘋果園中，由于農藥使用技術相對落后，年平均施藥達到8~15次，且由于果園施藥機械以擔架式柱塞泵噴槍為主、果農習慣以藥液在作物葉片表面滴淌為施藥量標準等，導致大量農藥流失進入環境，對人類健康造成嚴重威脅。科學高效地使用農藥對降低果園用藥成本、確保果園環境安全具有重要意義。
通常提高農藥利用率主要從改進農藥施藥機械和添加農藥助劑兩方面實現，而影響農藥藥效發揮的重要因素是藥液性質和靶標表面性質，包括藥液在靶標表面的彈跳、藥液在靶標表面的潤濕過程等，以上過程均與藥液的表面張力、藥液在靶標表面的接觸角等有關，其中表面張力是最常用的參數。此外，大量研究將持液量作為藥液在靶標表面潤濕過程的主要指標，并認為只有小于表觀表面自由能的藥液才能迅速被靶標表面持留，進而發揮藥效。通過添加外源或內源農藥助劑可有效降低藥液的表面張力，從而提高藥液在靶標表面的最大持液量，進而起到改善農藥在靶標表面潤濕性能的作用。然而，目前對非均勻表面植物葉片臨界表面張力的測定較繁雜，且沒有統一標準，常用的方法有OWRK、Zisman法等，這些方法各有優缺點，在實際應用中有很大的局限性。另外，在實際施藥過程中，不同植物葉片表面親、疏水性既決定了藥液在葉片表面的彈跳效果，也決定了農藥助劑的添加效果，如：對親水性植物葉面而言，藥液在葉片表面的彈跳效果遠不如疏水性植物葉面明顯，同時降低藥液的表面張力反而會減少葉片表面的最大穩定持液量(Rm)，可見具有不同表面張力的藥液在不同植物葉面上的Rm變化規律不一致。因此，有必要針對不同植物研究具有不同表面張力的藥液與葉片上Rm之間的關系，并將二者關系進行簡化，以指導實際施藥過程中對農藥最大使用量進行估算，達到提高農藥利用率的目的。
本研究以蘋果樹葉片為研究對象，通過對表面活性劑溶液表面張力的測定，明確不同表面張力藥液與不同生長期蘋果葉片Rm之間的關系，結合果樹冠層參數，探索一種可以估算果樹最大施藥液量的方法。
1材料與方法
1.1供試藥劑
非離子表面活性劑吐溫-80(Tween-80)、有機硅L-77(Silwet L-77)和聚乙二醇單辛基苯基醚(Triton X-100)，均為東京化成工業株式會社產品；陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)，Acros公司產品；50%吡蚜酮可濕性粉劑(50%pymetrozineWP，陜西湯普森生物科技有限公司)；70%吡蟲啉水分散粒劑(70%midacloprid WG，濟南綠霸農藥有限公司)；1.8%阿維菌素乳油(1.8%abamectin EC，河南欣農化工有限公司)；25%噻蟲啉懸浮劑(thiacloprid SC，河北賽豐生物科技有限公司)；去離子水，成都優普UPH-I-20T。
1.2供試植物
2018年于山西省晉中市東陽鎮采摘蘋果樹葉(品種為“富士”)，樹齡20年，栽種模式：喬化開心型。采摘日期為5月3日(前期)、8月5日(后期)。采摘前15 d未施農藥。
1.3分析測試儀器
界面張力儀(芬蘭Kibron公司)；萬分之一天平(艾德姆衡器武漢有限公司)；LAI-2200植物冠層掃描儀(美國LI-COR Biosciences公司)。
1.4試驗方法
1.4.1表面張力的測定
用去離子水將Tween-80、SDS、Silwet L-77和Triton X-100依次配制成5×10?5、1×10?4、2×10?4、5×10?4、1×10?3和5×10?3的溶液。按照國標GB/T 22237方法中的靜態平板法，用界面張力儀測定溶液的表面張力。同一樣品至少測量3次，且每次測得的表面張力值相差不超過0.2 mN/m，取平均值。測量時的溫度為(25±2)℃。
用去離子水將50%吡蚜酮可濕性粉劑、70%吡蟲啉水分散粒劑、1.8%阿維菌素乳油和25%噻蟲啉懸浮劑依次配制成4 000、8 000、3 000和3 000倍液(推薦使用濃度)，用界面張力儀測定溶液的表面張力。
1.4.2葉面最大穩定持液量(Rm)測定
自制與水平面分別成30°、60°、90°的載物臺(圖1c)，用雙面膠將蘋果葉片固定在載物臺上，載物臺通過連接桿與分析天平托盤a相連。葉片固定后,采用高壓連續手持噴霧器噴霧(霧滴粒徑D50為210μm)至液滴開始滴落時為止，當藥液不再從葉片流淌時(天平顯示數字穩定)記錄Rm。為避免霧滴沉積在載物臺、連接桿和天平上影響電子天平讀數，用玻璃管b將連接桿與噴霧出的霧滴隔開(圖1)。使用葉面測量儀測量葉片面積，計算葉片單位面積內的Rm。
圖1葉面最大持液量測定裝置示意圖a. 天平托盤 b. 玻璃管 c. 載物臺
1.4.3葉面積指數和平均葉傾角測定
采用魚眼影像技術測量果樹冠層結構參數，使用植物冠層掃描儀，選擇儀器自帶的90°遮蓋帽，采取“1上4下”的采樣方式。儀器自動計算其葉面積指數和平均葉傾角。
1.4.4冠層地面投影面積測定
利用垂線確定單棵果樹冠層最外層，即滴水線部位，每棵樹確定6個點，6點所圍成的面積即為冠層地面投影面積。