一种基于Photoshop的表面活性剂润湿性测定方法

伍智华，李洪浩，王秀琼，彭山英

(1.四川国光农化股份有限公司，四川 简阳 641400；2.四川省农业科学院植物保护研究所，四川 成都610066)

一种基于Photoshop的表面活性剂润湿性测定方法

伍智华1，李洪浩2，王秀琼1，彭山英1

(1.四川国光农化股份有限公司，四川 简阳 641400；2.四川省农业科学院植物保护研究所，四川 成都610066)

利用Photoshop软件获得表面活性剂在叶片上的润湿面积，以润湿面积比较表面活性剂的润湿性能。利用固定相机，拍下表面活性剂液滴在叶片上的扩展区域，用Photoshop软件抠出液滴扩展面积，并获取准确的像素，以该像素值除以水的像素值获得相对扩展比例。通过两次试验，分别在芋叶和芭蕉叶上对SILWET408和BQ-100进行润湿性比较，结果SILWET408润湿性均优于BQ-100。该方法能直观地反应表面活性剂的润湿扩展性能，为农药制剂开发研究和田间应用提供更加直接的参考数据。

Photoshop；润湿性；SILWET408；BQ-100

表面活性剂的润湿性其测量方法很多，其中最重要的一个方法是采用表面张力仪来测定表面张力值，以表面张力值来表示其润湿性能。但表面张力值只是针对表面活性剂本身的一个值，而对于不同的作物，其润湿性的表现不同，具体使用量也存在差异。另一种方法是测试液滴的润湿角，润湿角越小，说明润湿性越好，但这种方法需要专业设备，价格也比较高。国标对润湿性的测量有相关推荐标准(GB/T 11983-2008)，其主要方法是采用浸没法，将棉布圆片浸没于被测表面活性剂溶液，或已知浓度的标准润湿剂溶液中，记录润湿时间，对相应的浓度绘制润湿时间曲线，可评价表面活性剂的润湿力。该方法需要标准的帆布、浸没夹，实际操作很难把握，误差也很大。同时该方法也仅仅表示表面活性剂对帆布的润湿能力。

基于Photoshop在农业科学上的研究也较多，主要用于叶片面积测量。其测量方法是先将叶片扫描成图片，在Photoshop中用“套索”或“魔棒”工具选择需要计算面积的区域，在“直方图”窗口中查看选择区域的像素值，将像素值按实际比例换算成面积[1-5]。在Photoshop CS5版本中，Photoshop提供相关面积分析功能，在“分析”菜单中，设定测量比例，然后点“记录测量”，系统可以自动计算出面积、周长等数据，还可以将数据导出[6]。这些数字化技术都可以为农业科学技术的研究提供便利性。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜芋叶和芭蕉叶；迈图有机硅润湿剂SILWET408(南京捷润科技有限公司提供)；铺展有机硅BQ-100(广州佰谦化工有限公司)将SILWET408和BQ-100分别稀释1000倍配成母液，再用母液分别配制成2500倍液、5000倍液、10000倍液、15000倍液稀释液保存备用。

1.2 测量仪器及软件

1.2.1 仪器 Sony TX-10数码相机(带固定三脚架)、电脑、电子天平。

1.2.2 工具 20μL微量进样器(液相色谱仪用)、剪刀、烧杯、玻璃棒。

1.2.3 软件 Adobe Photoshop CS5、Microsoft Office。

1.3 拍摄测量

将数码相机固定在三脚架上，镜头垂直向下，三脚架下放一平面，平面离相机镜头垂直距离约10～20cm；在数码相机液晶屏中心位置标记一点，测试时将液滴中心位置与该点对齐；设置好数码相机拍摄参数，尽量使用最高像素，使用微距模式拍摄；将表面活性剂配制成不同浓度的液体备用；用剪刀剪一小块新鲜干净的叶片，放置在平面上展平，用微量进样器吸取10μL表面活性剂试样，注射在叶片上，1min后拍照；将照片导入电脑，用photoshop进行抠图处理，主要方法是先采用“套索”或“魔棒”工具将液滴区域选择，复制和粘贴后，在图层窗口中可以看见软件自动新建了一个图层，而该图层即为抠出来的液滴；在菜单栏“窗口”中点击“直方图”，在打开窗口的右上角点击菜单图标，选择“扩展视图”，直方图会加载详细信息(见图1)，其中“源”项选择“选中的图层”，“像素”数值即为我们需要的值。

图1 直方图详细信息

1.4 样品测试

按照1.3的测量步骤分别在芋叶和芭蕉叶上进行测试，比较两种润湿剂的润湿铺展性能。

1.5 数据处理

1个浓度重复测3次，计算3次平均值。

相对扩展比例=处理像素/清水对照像素

2 结果与分析

2.1 SILWET 408和BQ-100在芋叶片上的润湿性比较

从表1可以看出，两种表面活性剂随着稀释倍数的增加，相对扩展比例在逐渐减小。BQ-100稀释倍数在2500～15000倍时，相对扩展比例在1.78～32.51；SILWET408稀释倍数在2500～15000倍时，

表1 SILWET 408和BQ-100在芋叶片上的润湿性数据

相对扩展比例在2.13～42.43。在相同稀释倍数下，SILWET408相对扩展比例值均大于BQ-100，说明在芋叶上SILWET408比BQ-100更加优秀。而BQ-100在5000倍时相对扩展比例仅4.02，说明BQ-100想有更好的效果需要稀释倍数低于5000倍。

图2 芋叶试验比较

2.2 SILWET 408和BQ-100在芭蕉叶片上的润湿性比较

在芭蕉叶上，表2试验结果与表1类似，BQ-100稀释倍数在2500～15000倍时，相对扩展比例在1.90～25.86；SILWET408稀释倍数在2500～15000倍时，相对扩展比例在3.37～47.71。同样稀释倍数下，SILWET408比BQ-100相对扩展比例值更大，在2500倍时，SILWET408的相对扩展比例值几乎是BQ-100的2倍。同样说明在芭蕉叶上SILWET408比BQ-100更优秀。

表2 SILWET 408和BQ-100在芭蕉叶片上的润湿性数据

3 结论

从试验数据可以看出，SILWET408的润湿扩展性能比BQ-100更好。表面活性剂在不同的叶片上润湿性表现不一样，SILWET 408明显对芭蕉叶润湿性更好，扩展区域更大，对芋叶润湿性相对差一些；而BQ-100在5000倍及以上对芋叶润湿性非常差，达到2500倍后润湿性急剧增加， 而对芭蕉叶随稀释倍数减少，润湿性逐渐增加。两种表面活性剂田间桶混使用时，想要获得好的润湿性能，稀释倍数应该在10000倍以下。

图3 芭蕉叶试验比较

本方法的误差主要有以下方面：一是抠图区域属于人为划定，不存在绝对准确，但采用高分辨率(或高像素)的相机可以减小误差，因为分辨率大，图片可以放大进行抠图，同时获取的像素值更大，更准确；二是拍摄的材料(叶片)影响液滴扩展，即使同一张叶片，不同区域的叶片状态也不一样，因此扩散面积也不一样；三是相机固定高度和液滴位置也影响拍摄面积，因此相机必须固定统一的高度，拍摄液滴最好在图像正中，并且以清水作为对照来表示相对扩展比例。某些润湿剂润湿性非常好，随时间推移面积不停在扩大，而扩大到一定程度后会由于风干而面积减少，造成试验误差，因此需要限定扩散时间，以上试验仅限定1min，实际田间应用扩散面积可能远大于1min扩散的面积。

[1] 陈圣林,吴志华,马生健. 基于数字图像处理的桉树叶面积分析[J]. 桉树科技,2006,01:6-10.

[2] 陈伟祥,黄佳佳. 两种植物叶面积测定方法的比较研究[J]. 吉林农业,2010,10:50-51.

[3] 白由路,杨俐苹. 基于图像处理的植物叶面积测定方法[J]. 农业网络信息,2004,01:36-38.

[4] 崔华威,杨艳丽,黎敬涛,等. 一种基于Photoshop的叶片相对病斑面积快速测定方法[J]. 安徽农业科学,2009,22:10760-10762,10805.

[5] 张仁祖,徐为根,黄文杰. 一种新的基于图像处理的作物叶面积测量方法[J]. 江西农业学报,2008,04:117-119.

[6] 于守超,张秀省,冀芦莎. 基于Photoshop CS5的植物叶面积测定方法[J]. 湖北农业科学,2012,15:3340-3342.