三种复配增效剂对除草剂的增效作用

曾梦蝶, 孟令涛, 曹洪玉, 寇俊杰*,

(1. 南开大学 农药国家工程研究中心，天津 300071；2. 山东滨农科技有限公司，山东 滨州 256600)

除草剂增效剂是指本身没有生物活性，但与除草剂混用后，能显著提高除草活性，甚至可以延缓或阻止杂草对除草剂抗性的产生，延长除草剂品种生命期的一类助剂的总称。高立强等[1]验证了增效剂的使用确实可以在保证防除效果的前提下降低除草剂的用量和成本。针对其增效机理，张忠亮等[2]报道了6 种有机硅助剂可通过显著降低药液的表面张力，增加药液扩展直径及在叶片上的最大持留量，促进杂草对除草剂的吸收而起到增效效果。封云涛等[3]推测，助剂可以通过降低药液的表面张力和液滴在靶标叶片上的接触角，增大药液在靶标上的润湿展布面积，促进药液的快速吸收。Song 等[4]通过加入助剂降低了液滴在超疏水表面的表面张力与接触角，增加了液滴的持留量并获得了较大的润湿铺展面积。因此，增效剂主要可以通过降低除草剂的静态表面张力(SST)，加速药液在叶片上动态表面张力(DST)的降低及减小药液喷洒在叶面上的接触角来增加叶片与药液的接触面积[5]，明显改善除草剂的润湿、铺展、滞留和渗透等理化性能，利于药液在叶面的铺展及黏附，减少喷雾药液随风漂移[6]，也有利于减少农药制剂中有效成分的分解，延长药效有效期，从而增加防效，达到降低农药用量和成本及减少环境污染的目的。

增效剂有效成分的不同导致其作用效果和机理不同。以渗透剂T 为主要成分的增效剂目前销售量最多，具有显著降低表面张力，渗透快速均匀且润湿性良好的特点，作为阴离子型乳化剂和渗透剂配制的农药微乳剂具有产品质量稳定、药效好等优点[7]。以异构醇醚为主要成分的增效剂易分散或溶于水中，具有优良的润湿性、渗透性和乳化性，在工业生产中应用广泛[8]。以油酸甲酯为主要成分的增效剂，主要作为除草剂的喷雾助剂使用[9]，能够显著降低除草剂药液的表面张力和接触角，延长液滴的干燥时间，增加药液在杂草叶面的沉积量及增强供试光合抑制型除草剂对杂草光能利用率的抑制作用[10]。鲁梅等[10-11]研究表明，油酸甲酯助剂对常用除草剂烯禾啶、三氟羧草醚、精喹禾灵、磺草酮、莠去津和烟嘧磺隆的除草活性均有显著的增效作用，但目前尚未见有关这3 种复配增效剂对灭草松、草铵膦、高效氟吡甲禾灵的增效作用及其增效机制的报道。因此，本文拟将上述3 种增效剂分别添加于灭草松、草铵膦和高效氟吡甲禾灵中，通过理化性能测试及室内药效评价，研究其对除草剂的增效作用，并以期筛选出表现较好的增效剂。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 增效剂和除草剂 3 种复配增效剂，为本实验室自配。1#增效剂：主要成分为渗透剂T(顺丁烯二酸二异辛酯磺酸钠)，质量分数为50%，其他成分为脂肪醇聚氧乙烯醚和溶剂油；2#增效剂：主要成分为异构醇醚，质量分数为65%，其他成分为脂肪醇聚氧乙烯醚和乙醇；3#增效剂：主要成分为油酸甲酯，质量分数为65%，其他成分为矿物油、卵磷脂和油酸甲酯乳化剂。480 g/L 灭草松水剂(bentazon 480 g/L AS)、200 g/L 草铵膦水剂(glufosinate-ammonium 200 g/L AS)和10.8% 高效氟吡甲禾灵乳油(haloxyfop-P-methyl 10.8% EC)(山东滨农科技有限公司)。

1.1.2 供试杂草 稗草Echinochloa crusgalli(L.)Beauv 和龙葵Solanum nigrumL.(山东滨农科技有限公司提供)。采用盆栽法培养，置于可控日光温室内，温度17～36 ℃，自然光照，光周期14 h (L)/10 h (D)，相对湿度39%～66%。

1.1.3 仪器 JK99M 全自动张力仪(上海中晨数字技术设备有限公司)；BP-100 型动态表面张力仪(德国Kruss Gmbh 公司)；Horus 动态薄膜干燥度分析仪(Formulaction)；OCA25 光学接触角测量仪(北京东方德菲仪器有限公司)；ME20A 电子天平(梅特勒—托利多仪器上海有限公司)；UPR11-5T 型超纯水器(四川优普超纯科技有限公司)。

1.2 试验方法

试验设计及药剂处理如表1 所示。

1.2.1 静态表面张力测定 参照文献方法[12]测定。在(25±1) ℃下，用0.3 mm 的铂金环(外径20.30 mm，周长61.89 mm，密度0.998 g/mL)在全自动张力仪上先用纯水进行校准，然后测定表1中15 种处理的静态表面张力，每个试验至少重复3 次，结果取平均值，用Origin Pro 软件(9.0 版，OriginLab 公司)处理数据[13]。

表1 试验设计及药剂处理Table 1 Experimental design and treatment

1.2.2 动态表面张力测定 在动态表面张力仪上采用最大气泡压力法测定，毛细管半径为0.345 mm，温度(25±1) ℃，测定气泡表面寿命范围为10～10 000 ms。样品测量之前用纯水进行校准[14]，测量完毕后使用Origin Pro 软件(9.0 版，OriginLab公司)处理数据。

1.2.3 干燥度测定 在 (25±1) ℃下，取2 μL

待测样品滴于激光正下方进行检测，并以纯水作为对照。测量完毕后使用Origin Pro 软件(9.0 版，OriginLab 公司)处理数据。

1.2.4 接触角测定 选取新鲜且洁净的均为6 叶期的稗草和龙葵叶片，避开叶脉和病斑，选取平整部分剪取小块的叶肉，滴加5 μL 待测样品，10 s 后记录接触角大小，至少重复3 次，计算平均接触角。

1.2.5 黏附张力和黏附功的计算 将平均静态表面张力值和平均接触角代入润湿方程[15]：

式中：β为药液的黏附张力，mN/m；Wa为药液的黏附功，mJ/m2；θ为液滴在叶片上的接触角，°；γ为药液的表面张力，mN/m。

1.2.6 防治效果 对表1 中处理4～15 进行防治效果评价试验，处理4～7 为龙葵各4 盆，处理8～11为稗草和龙葵各4 盆，处理12～15 为稗草各4 盆，参照行业标准[16]，采用盆栽茎叶处理法，于药后5、9、16 和23 d 调查，目测各处理间杂草防效的差异，记录杂草中毒症状和死亡情况，于最后一次观察后剪取存活靶标杂草地上部分并称取鲜重，按公式(3)计算鲜重防效(E)[17]。

式中：mCK为空白对照的活草鲜重，mg；mPT为处理残存的杂草鲜重，mg。试验数据采用DPS标准统计软件和邓肯式新复极差法进行显著性分析和综合评估。

2 结果与分析

2.1 静态表面张力

按表1 的试验设计及药剂处理配制好待测样品，测得的静态表面张力如表2 所示。可见：处理3 降低水的静态表面张力的能力明显弱于处理1 和处理2。与未添加增效剂的处理相比，添加3 种增效剂后的静态表面张力均有降低，其中2#增效剂的效果最好。

表2 15 种处理的静态表面张力数据Table 2 Static surface tension data of 15 treatments

2.2 动态表面张力

测定结果如图1(A)所示：处理2 降低表面张力的速度最快，且在10 000 ms 时表面张力达到最小值，处理3 降低表面张力的速度最慢，说明2#增效剂的效果最好，3#增效剂最差。与未添加增效剂的处理(4，8，12)相比，添加增效剂后除草剂表面张力的降低速度更快，10 000 ms 时所达到的静态表面张力值也更小，其中也是2#增效剂的效果最好。

图1 15 种处理的动态表面张力Fig. 1 Dynamic surface tension of 15 treatments

2.3 动态干燥度

以水的干燥时间为对照，3 种增效剂、除草剂及分别添加3 种增效剂的除草剂的干燥时间如图2 所示，样品的干燥时间与水的相差不大，均为20 min 左右，说明增效剂对干燥度的影响不大。

图2 15 种处理的动态干燥度Fig. 2 Dynamic dryness of 15 treatments

2.4 接触角

植物叶片性质的不同会影响药液的润湿和持留能力[18]。接触角测定结果 (表3) 显示：无论靶标作物是禾本科的稗草还是阔叶科的龙葵，2#增效剂的接触角均最小，且3 种除草剂中添加2#增效剂后接触角减小的程度最大(6，10，14)，添加3#增效剂后接触角减小的程度最小，因此，2#增效剂减小接触角的性能最好。

表3 15 种处理作用于靶标作物时的接触角Table 3 Contact angles of 15 treatments on target crops

2.5 黏附张力和黏附功

不同药液在不同作物叶片上的黏附张力(β)和黏附功(Wa)见表4。

表4 15 种处理作用于靶标作物时的黏附张力和黏附功Table 4 Adhesion forces and adhesion works of 15 treatments on target crops

结果表明，药液作用于稗草的黏附张力和黏附功的值比作用于易被除草剂药液润湿[19-20]的龙葵的小。与添加增效剂的除草剂相比，未添加增效剂的黏附张力与黏附功均更小，其中，添加2#增效剂的3 种除草剂作用于稗草时具有最大的黏附张力和黏附功，而分别添加了3 种增效剂的除草剂作用于龙葵时，添加1#增效剂和2#增效剂的黏附张力稍大，添加3#的黏附功稍大，总体上3 种增效剂的黏附张力和黏附功差距不大。说明增效剂可通过降低除草剂的静态表面张力和减小药液接触角而增强除草剂药液在靶标作物上的黏附，从而延长药液在叶片的附着和持留，抑制药液流失。

2.6 药效评价

由表5 数据可以看出，处理4～7 对龙葵鲜重防效均在90%以上，其中最好的是添加了2#增效剂的处理6，鲜重防效为100%，其次是添加了1#增效剂的处理5 和添加了3#增效剂的处理7，最差的是未添加增效剂的处理4，处理5～6 与处理4 差异显著，处理6 与处理5、7 在0.05 水平上差异显著。处理8～11 对龙葵效果均较佳，鲜重防效均为100%；对稗草防治效果最好的是添加了2#增效剂的处理10，鲜重防效为88.06%，其他处理防效略差，鲜重防效在61%～74%之间，处理10 与处理8、9、11 在0.05 水平上差异显著。处理12～15 对稗草的防治效果均一般，鲜重防效在59%～65%之间。

表5 3 种增效剂对灭草松、草铵膦、高效氟吡甲禾灵的增效作用(药后23 d)Table 5 Synergistic effects of three kinds of synergists on bentazon, glufosinate-ammonium and haloxyfop-P-methyl (23 days after application)

药效评价验证了3 种增效剂对480 g/L 灭草松AS 和200 g/L 草铵膦AS 均有较强的增效活性，其中添加异构醇醚类复配增效剂 (2#) 的增效效果均为最好，而对10.8% 高效氟吡甲禾灵EC略有增效效果但不明显。理化性能表明，3 种增效剂中异构醇醚类复配增效剂降低除草剂的静态表面张力、加速动态表面张力的降低、减小接触角的效果最为显著，且具有更大的黏附张力和黏附功。说明增效剂可能是通过降低静态表面张力、加速动态表面张力的降低及减小除草剂与叶片接触角的方式增加药液在叶片上的持留，起到对除草剂的增效作用。

3 结论

通过测定除草剂、增效剂及分别添加增效剂的除草剂的静态表面张力、动态表面张力、动态干燥度及药液在稗草和龙葵叶片上的接触角的理化参数并计算黏附张力和黏附功的大小，研究了3 种增效剂对480 g/L 灭草松AS、200 g/L 草铵膦AS 及10.8% 高效氟吡甲禾灵EC 增效作用的影响。3 种增效剂对480 g/L 灭草松AS 和200 g/L草铵膦AS 均有增效作用，其中添加异构醇醚类复配增效剂后的静态表面张力降低的程度及干燥时间虽然与添加其他增效剂后的变化差异不大，但其在加速动态表面张力的降低及减小接触角方面明显优于其他增效剂，且其作用于稗草具有最大的黏附张力和黏附功。3 种增效剂分别添加于10.8%高效氟吡甲禾灵EC 中，均在一定程度上降低了静态表面张力、加速了动态表面张力的降低、减小了接触角，增加了黏附性，但影响程度均比添加于 480 g/L 灭草松AS 和200 g/L 草铵膦AS 中的小。在稗草上的防治效果也表明，这3 种增效剂对10.8% 高效氟吡甲禾灵EC 略有效果但不明显。添加了异构醇醚类复配增效剂的除草剂相比添加渗透剂T 类和油酸甲酯类复配增效剂的除草剂，在室内药效评价中对稗草和龙葵也表现出最好的防治效果，其增效机制可能是以异构醇醚为主要成分的增效剂通过降低除草剂的静态表面张力、加速动态表面张力的降低、减小接触角的方式，增强了药液在靶标作物上的黏附，更易在叶表皮持留润湿，从而达到增效作用。