农药及助剂在辣椒叶面的润湿性能

朱 峰，龙育堂，廖国会，秦立新，陈明贵，张光成，马宏良，张 震，陈 曦，段婷婷，龙家寰，张 盈，陈才俊*

(1.贵州省农业科学院 植物保护研究所，贵州 贵阳 550006； 2.贵州医科大学，贵州 贵阳 550025； 3.清镇市植保植检站，贵州 贵阳 550025)

辣椒是重要的经济作物，贵州省年种植面积为33.33万hm2左右，其主要病害有疫病和炭疽病。农药在田间使用过程中，药液在作物上的润湿能力与防治效果息息相关。影响农药药液在靶标表面上润湿行为的因素包括植物叶面性质和药液本身的性质，植物叶片的性质难以改变，因此，通过添加农药助剂改变药液的性质，提高药液的润湿性是当前剂型加工的有效方法。通常用接触角、表面张力等评价药液在靶标叶面的润湿效果。ZHANG等[1]研究表明，药液与靶标的接触角越小，其粘附力越大，结合越牢固。药液的表面张力与靶标的临界表面张力愈接近，药液在靶标上越容易润湿铺展。农药助剂的种类和用量对药液在不同靶标上的接触角和润湿铺展效果产生的影响不同。药液在植物上的润湿铺展取决于植物的叶表面微观结构和叶面的化学成分[2]，特别是上表皮蜡的含量[3]。ZHU等[4]研究发现，茶叶叶面微观结构决定了其叶片的润湿特性为中等。通过添加不同农药助剂可以提高农药药液在靶标表面的润湿和展布，及其在植物上的沉积量[5]，促进农药在植物体内的吸收传导[6]，从而提高农药的生物活性。徐广春等[7]研究发现，水稻常用农药田间喷雾时大多在大容量喷雾和弥雾浓度下，药液的润湿性较差。农药制剂的物理化学性能不良对靶标植物表面的吸附能力弱，对于疏水性植物叶片的润湿效果差，不能很好的黏附和展布，造成大量农药未能发挥作用而浪费，残留在植物或进入土壤中经雨水冲入河流或渗入地下造成污染。因此，增加农药在靶标作物上的润湿效果是提高农药使用效率的有效途径。通过研究药液对靶标的润湿性能可以分析评价农药使用效果[8]。鉴于此，选择辣椒病害常用农药及不同类型农药助剂，采用表面张力和接触角指标研究常用农药和表面活性剂在辣椒叶面的润湿能力，以期在达到理想润湿效果的同时使用最小浓度的农药助剂，提高农药利用率并减少其用量，从而降低污染，以实现贵州辣椒生产上农药的减量使用。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 药剂 防治辣椒病害常用的5种农药和6种表面活性剂的相关信息详见表1。

表1 辣椒病害防治常用农药及助剂的信息

1.1.2 仪器与设备 DCAT9表面张力测定仪和SCA20接触角测量仪，德国Dataphysics仪器股份有限公司;电子天平，德国赛多利斯(上海)贸易有限公司；3WBD-16电动喷雾器，台州市路桥区嘉能植保机械厂。

1.1.3 防治对象 贵州省清镇市红枫湖镇辣椒生长期的辣椒疫病和炭疽病。

1.2 方法

1.2.1 不同农药及助剂在辣椒叶片上的润湿性能

1) 接触角测定。采用躺滴法测试接触角。选取新鲜、干净的辣椒叶片，避开叶脉、病斑等在平整部分剪取大小不超过载玻片的小块粘在载玻片上，并平放在接触角测量仪的样品台上，吸取不同农药及助剂稀释液2 μL分别滴于叶块上，以去离子水为对照，利用光学视频接触角测量仪的视频功能记录0～60 s内液滴接触角变化，温度控制在(25±0.5)℃，并选取60 s时的接触角为静态接触角。3次重复，计算平均值。

2) 表面张力测定。在250 mL三角瓶中分别将不同农药助剂配制成系列浓度，用界面张力仪测定相应浓度溶液的表面张力。3次重复，且3次测量值相差不超过0.2 mN/m，取其平均值后乘以校正因子获得实际表面张力值，测定时温度控制在(25±0.5)℃。当溶液中的表面活性剂浓度低于临界胶束浓度时，表面张力随表面活性剂浓度的增高急剧下降；当表面活性剂浓度达到临界胶束浓度后，溶液的表面张力就不随表面活性剂浓度的增高而改变或改变甚小。利用该性质，将测得的表面张力与对应的浓度对数作图，曲线拐点处即为表面活性剂的临界胶束浓度。

1.2.2 对辣椒病害防治效果的影响 试验设5个处理(表2)3次重复，每个小区30 m2。先用量筒分别准确量取各小区用水量，将1/4体积水加入量杯中，将按使用说明书用量准确称量的试验药剂分别放入量杯中，用玻璃棒搅拌使药剂完全溶解均匀后倒入喷雾器中，再将剩余的水量分2次清洗量杯并加入喷雾器中，充分摇匀后施药，施药1个月后调查各处理对辣椒疫病和炭疽病的防治效果，计算防效。

病果率=(病果数/调查总果数)×100%

防效=[(对照病果率-处理病果率)/对照病果率]×100%

表2 试验处理设置

2 结果与分析

2.1 不同农药及助剂在辣椒叶片上的润湿性能

2.1.1 接触角 从图1可知，随着药液浓度的增加5种农药剂和6种助剂与辣椒叶面的接触角均呈逐渐减小趋势。1)农药。在常规喷雾稀释浓度0.05%时，烯酰吗啉(xxml)、苯醚甲环唑(bmjhz)、吡唑醚菌酯(bzmjz)和宁南霉素(lnms)、芸苔素内酯(ytsnz)等的药液与辣椒叶面的接触角分别为72.66°、68.36°、65.84°、53.68°和71.90°，润湿铺展效果不理想。2)助剂。天然植物源助剂橙皮精油、有机硅助剂施普润和云展在辣椒叶面的润湿铺展效果较好，在添加量为1%时，接触角分别为35.56°、28.00°及29.72°，而倍达通、迈道和G1801等的接触角分别为55.11°、67.14°及62.47°，润湿铺展效果较差。因此，生产中助剂的添加量应大于1%。

2.1.2 表面张力 从图2看出，随着药液浓度增加，5种农药和6种助剂药液在辣椒叶面上的表面张力呈逐渐减小趋势。

1) 农药。烯酰吗啉、苯醚甲环唑、吡唑醚菌酯、宁南霉素及芸苔素内酯在0.05%(稀释2 000倍)的常规喷雾浓度下，药液的表面张力分别为56.83 mN/m、58.16 mN/m、55.50 mN/m、52.29 mN/m和47.41 mN/m，润湿铺展能力不足。虽然浓度为1%时达到药液的临界胶束浓度(CMC)，但通常喷雾条件下药液的表面张力不可能降至30 mN/m，因此，目前所用的制剂经过田间稀释的二次分散后得到的药液对靶标的润湿铺展效果不佳。

2) 助剂。在达到助剂的临界胶束浓度(CMC)时，橙皮精油、施普润、云展、倍达通、迈道和高分子助剂(G1801)6种助剂的表面张力分别为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。有机硅助剂施普润和云展均具有很好的铺展性能，故常作为喷雾助剂添加；其余4种助剂的表面张力值虽然较为相近，除橙皮精油与辣椒叶片的接触角较小外，其余的接触角均大于55°，不适宜用作辣椒病害防治的喷雾助剂。因此，基于食品安全考虑，选择橙皮精油作为助剂添加进行后续辣椒病害防治试验。由于生产中常使用有机硅作为喷雾助剂，故采用有机硅助剂云展作为对照。

注：bzmjz为吡唑醚菌酯，bmjhz为苯醚甲环唑，lnms为宁南霉素，ytsnz为芸苔素内酯，xxml为烯酰吗啉，cpjy为橙皮精油，spr为施普润，yz为云展，bdt为倍达通，mt为迈道，G1801为高分子助剂；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.

图1 5种农药和6种助剂不同浓度药液与辣椒叶面的接触角

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

2.2 对病虫害的防治效果及产量的影响

从表3看出，各处理与对照的产量、发病情况均存在差异。

2.2.1 产量 处理1、处理2、处理3和处理4的平均产量分别为1 550.00 kg/667m2、1 783.34 kg/667m2、1 716.67 kg/667m2和1 850.00 kg/667m2，对照的产量为1 533.34 kg/667m2，各处理分别较对照增产1.09%、16.30%、11.96%和20.65%，处理2～4的产量与对照和处理1差异显著；处理2(添加橙皮精油)较处理1(添加有机硅助剂)增产15.05%，差异显著；处理4(添加橙皮精油)较处理3(添加有机硅助剂)增产7.77%，差异显著。

2.2.2 对病虫害的防治效果 处理1～4的病果率为0%～0.49%，对照的病果率为8.75%～21.60%，各处理与对照间差异明显，但各处理间无显著差异。说明，添加有机硅和橙皮精油对各农药组合防治辣椒炭疽病和辣椒疫病的防治效果相当。尽管橙皮精油的表面张力值比有机硅的大，但由于橙皮精油除了有较好的润湿性能外，还可以对农药起到增效作用[9-10]，因此，在生产中用作喷雾助剂对病害的防治效果更好。

表3 不同处理对辣椒产量及病害防治效果

注：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)，大写字母表示相同药剂不同处理间差异显著(P<0.05)；—表示无数值。

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 结论与讨论

研究结果表明，在当前防治辣椒病害的农药中，在常规喷雾浓度下，烯酰吗啉、苯醚甲环唑、吡唑醚菌酯、宁南霉素和芸苔素内酯等在辣椒叶片上的接触角在50°以上，润湿效果较差；且其表面张力均在47.41 mN/m以上(>30 mN/m)，润湿铺展能力不足。6种助剂表面张力均在35.82 mN/m以下，其中，天然植物源助剂橙皮精油、有机硅助剂施普润和云展在质量浓度为1%时，其在辣椒叶面的接触角分别为35.56°、28.00°及29.72°，均在40°以下，润湿铺展效果较好，而倍达通、迈道和G1801的接触角均在55°以上，润湿铺展效果较差。

田间药效试验表明，添加橙皮精油和有机硅助剂对辣椒产量和辣椒病害的防治效果均有影响。其中，4个处理较对照增产1.09%～20.65%，与对照差异显著；添加橙皮精油的处理较添加有机硅助剂的处理增产7.77%～15.05%，添加橙皮精油和有机硅助剂处理的效果差异显著。此外，橙皮精油还具有较好的抗虫及抑菌活性，对农药有很好的增效作用。添加橙皮精油和有机硅助剂的农药处理，辣椒疫病的病果率为0%～0.49%，辣椒炭疽病的病果率为0%，说明添加橙皮精油可有效提高药剂防效。因此，在辣椒生产中可选用橙皮精油作为喷雾助剂。