助剂对硝磺草酮药液性状及除草活性的调节作用

马 红，王伟佳，韩玉军，王月超，孙 莹，高 红

（东北农业大学农学院，哈尔滨 150030）

苗后除草剂除草效果与靶标杂草叶片结构特征及除草剂稀释药液的物理性状关系密切，药液流失、雾滴漂移、蒸发等常导致除草剂使用中药液沉积性差而影响防除效果。一般除草剂室内除草活性较好，但田间实际防除效果不理想，与药液在杂草表面的铺展、沉积、持留和吸收密切相关[1-2]。

助剂是添加到农药喷洒液中的辅助剂，可改善药液沉积、被靶标生物吸收和转运性能，提高防治效果。助剂种类多，不同助剂对除草剂增效机制存在差异，增效作用也受除草剂性质和杂草特性的影响[3-4]。油类助剂促进药液在植物叶片上的铺展和附着，增强药液抗雨水冲刷能力[5]。表面活性剂类助剂主要通过降低表面张力和接触角，减少药液飞溅和回弹发生，使药液更好地在疏水叶表面润湿铺展[6-7]。根据除草剂种类、作用方式和靶标杂草叶面特性选择合适助剂对提高除草剂防除效果具有重要意义。研究不同助剂对除草剂减施增效机制和作用效果可为实现“农药零增长”和除草剂减量使用技术提供依据[8]。

硝磺草酮属于对羟基苯基丙酮酸双氧化酶（HPPD）抑制剂，为广谱、内吸、触杀选择性芽前芽后除草剂，可通过杂草幼苗根部及茎部吸收，导致杂草体内类胡萝卜素含量减少，影响光合作用发挥除草效果，主要用于玉米田苗后茎叶处理防除一年生禾本科及阔叶杂草，对玉米安全性较高[9-10]。近年来，硝磺草酮及其复配制剂已成为玉米田防除杂草主要品种，但在使用过程中易出现除草不彻底、杂草白化后逐渐返青等现象，可通过添加助剂调节药液性状及除草活性[11-12]。本研究采用室内和田间试验方法，结合仪器分析技术，探讨添加不同助剂对硝磺草酮药液表面张力、接触角、铺展直径、干燥时间等性状的调节效果，比较不同助剂在减量应用下对硝磺草酮防除田间杂草的作用效果，为除草剂减量增效使用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 供试除草剂与助剂

除草剂为15%硝磺草酮悬浮剂（辽宁津田科技有限公司），助剂如表1所示。

表1 供试助剂Table 1 Adjuvants in tested

1.1.2 供试植物材料

在东北农业大学向阳试验示范基地玉米田中采集稗草、野黍、藜、反枝苋作为试验材料。

1.2 方法

1.2.1 助剂有效性室内活性测定试验

采用温室盆栽法培育稗草和反枝苋幼苗。高15 cm，直径15 cm塑料盆，盆内装土至3/4处，浇水至盆内土壤完全湿润，然后将饱满的反枝苋和稗草种子各15粒均匀播于湿润土壤表面后覆土，置于温室培养，定期补水。待杂草生长至3～4叶期，每盆定苗7株进行硝磺草酮与助剂的喷施处理，验证助剂对硝磺草酮的有效性。15%硝磺草酮悬浮剂用量为有效用量67.5 g·hm-2，助剂添加量为喷液量的体积比（V/V）：渗透者（ST）1.5%、迈丝（MS）0.75%、杰效利（JX）0.15%、橙油精油（CP）0.15%、菲蓝（FL）0.05%、百湿露（BS）0.075%、倍创（BC）0.15%。采用新加坡利农背负式喷雾器HD-400进行叶片喷雾，喷液量300 L·hm-2，每个处理重复4次。施药后14 d，调查杂草地上部分鲜重，计算鲜重防效。

1.2.2 助剂对硝磺草酮药液特性的改善作用

1.2.2.1 助剂对硝磺草酮药液表面张力的影响

将15%硝磺草酮悬浮剂按照有效用量67.5 g a.i.·hm-2，喷液量为300 L·hm-2配制成喷洒液，按照助剂的试验用量向喷洒液中加入助剂，混合均匀。助剂添加量按照体积比（V/V），设置5个梯度，为0、1/3X、2/3X、1X、4/3X，X为推荐体积比。渗透者（ST）：0、0.5%、1%、1.5%、2%，迈丝（MS）：0、0.25%、0.5%、0.75%、1.0%，杰效利（JX）：0、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%，倍创（BC）：0、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%。以不添加助剂硝磺草酮药液作为对照，参照GB/T 5549-2010方法采用POWEREACH表面张力系统测定表面张力，每个处理重复4次，同一样品连续测定4次取平均值[13]。

1.2.2.2 助剂对药液铺展直径和接触角的影响

按照1.2.2.1药液配制方法，参照张忠亮方法[14]，利用微量进样器取上述药液5 μL滴在涂有石蜡的载玻片表面，以不添加助剂为对照，静置1 min后用JC2000D3接触角测量仪测定药液在载玻片上的铺展直径和接触角，每个处理重复4次。

1.2.2.3 助剂对除草剂药液干燥时间的影响

按照1.2.2.1药液配制方法，采用液滴干燥法，用微量移液枪取上述药液5 μL滴在稗草叶片表面，在同一环境条件下，温度（24±1）℃，相对湿度50%，以不添加助剂为对照，观察、计时，记录液滴完全干燥所需时间，每个处理重复4次。

1.2.3 不同助剂对硝磺草酮防除玉米田杂草的增效作用

于2020年在东北农业大学向阳试验示范基地开展田间试验验证。具体如下：将15%硝磺草酮悬浮剂按照有效用量67.5、90、135 g a.i.·hm-2，分别以M67.5、M90和M135代表，田间喷液量为300 L·hm-2。M67.5处理分别与4种助剂（渗透者、迈丝、杰效利和倍创）不同添加量混用，助剂添加量为喷液量体积比（V/V），梯度设置同1.2.2.1，同时设置清水对照，验证助剂对硝磺草酮的增效减量作用。试验采用随机区组设计，每个处理4次重复，每次重复21 m2。待玉米长至3～4叶期，田间杂草2～4叶期，利用新加坡利农HD400型背负式喷雾器进行喷雾处理，施药后21 d，每个小区取3个0.25 m2样点，定点调查主要杂草鲜重，计算不同处理对鲜重防效。

1.3 数据处理与分析

杂草鲜重防效计算公式为：

鲜重防效（%）=（对照区存活杂草鲜重-处理区存活杂草鲜重）/对照区存活杂草鲜重×100。

试验数据均采用DPS 10.15软件分析，利用Duncan's新复极差法分析差异显著性，显著水平为P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 不同助剂对硝磺草酮有效性的室内活性测定

7种助剂分别与硝磺草酮67.5 g·hm-2复配防除稗草和反枝苋，施药14 d各处理对杂草鲜重抑制率结果见图1。硝磺草酮67.5 g·hm-2单独使用对稗草和反枝苋防效分别为53.92%和72.65%。添加7种助剂对硝磺草酮除草活性均有提高。与硝磺草酮单独使用相比，添加7种助剂后对稗草和反枝苋防效分别提高6.36%～20.24%和7.14%～19.22%，添加助剂对稗草防效提高幅度略大于反枝苋，但趋势相近。其中均以添加迈丝的增效幅度最大，其次是渗透者、倍创和杰效利，增效幅度均超过13.5%，与其他助剂和单独使用差异显著。菲蓝、百湿露和橙皮精油效果增加幅度均低于10%，与单独使用差异不显著。根据室内活性测定结果，渗透者、迈丝、杰效利和倍创提高硝磺草酮防效的潜力大。

图1 助剂对硝磺草酮室内除草活性的增效作用Fig.1 Synergistic effect of different adjuvants on mesotrione contolling weeds in greenhouse

2.2 助剂对硝磺草酮药液表面张力和接触角的影响

不同助剂均显著降低硝磺草酮药液表面张力和接触角（见表2）。其中，杰效利降低幅度最大，添加0.025%～0.1%后，表面张力降低37.77%～39.95%，接触角降低79.16%～88.96%，随添加量增加，稀释药液表面张力和接触角也随之显著降低，但添加量0.05%～0.1%时处理间差异不显著。其次是渗透者，添加0.25%～1.5%后，表面张力降低28.09%～37.50%，接触角降低17.67%～33.84%，随添加量增加，药液接触角逐渐降低，但表面张力呈先降后略升趋势，当添加量为1.0%时，表面张力降低趋势趋于平稳。迈丝对硝磺草酮药液表面张力和接触角降低幅度比渗透者略低，趋势相近，当添加量为0.5%～1.0%时，表面张力减低幅度趋于平稳，处理间差异不显著，但接触角随添加量增加缓慢降低。4种助剂中倍创显著降低药液表面张力和接触角，降低作用最小，添加量为0.05%～0.2%，硝磺草酮药液表面张力降低8.51%～19.31%，接触角降低6.71%～8.89%。

表2 助剂对硝磺草酮药液表面张力和接触角的影响Table 2 Effects of different adjuvants on the suface tension and contact angle of mesotrione solution

2.3 助剂对硝磺草酮药液铺展直径和干燥时间的影响

添加助剂后，硝磺草酮表面张力显著降低同时药液铺展直径也随之增大（见表3）。其中，添加杰效利对硝磺草酮药液铺展直径增加显著，添加杰效利0.025%～0.1%后，硝磺草酮药液铺展直径增加33.56%～105.16%。其余3种助剂添加后，药液铺展直径虽增加，但与单独使用相比差异不显著。添加渗透者0.25%～1.5%、迈丝0.25%～1.0%和倍创0.05%～0.2%后，药液铺展直径分别增加3.07%～11.62%、4.43%～13.52%和1.78%～7.44%，仍以倍创增幅相对最小，与表面张力和接触角度数据相对应。

表3 助剂对硝磺草酮药液铺展直径和干燥时间的影响Table 3 Effects of different adjuvants on the expanded diameter and drying time of mesotrione solution

添加渗透者、迈丝和杰效利后，硝磺草酮干燥时间减少。添加渗透者0.25%～1.5%、迈丝0.25%～1.0%和杰效利0.025%～0.1%后，药液干燥时间分别减少12.00%～32.17%、3.33%～17.72%和71.47%～78.82%，其中添加杰效利对药液干燥时间减少显著。添加倍创后，药液干燥时间显著增加。添加倍创0.05%～0.2%后，药液干燥时间增加9.15%～51.09%，其中以添加0.15%处理干燥时间增加显著。

2.4 助剂对硝磺草酮防除玉米田杂草的增效作用

4种助剂对硝磺草酮防除玉米田杂草的增效和减量作用见图2。与硝磺草酮67.5 g·hm-2单独使用相比，添加渗透者、迈丝、杰效利、倍创后对稗草鲜重防效分别增加15.50%～23.47%、17.16%～24.27%、8.77%～19.57%、14.37%～22.28%；对野黍鲜重防效分别增加13.44%～27.85%、9.57%～25.47%、8.88%～16.01%、13.69%～22.35%；除添加杰效利0.025%处理外，其余处理对稗草防效均超过90 g·hm-2单独使用处理，且添加渗透者0.5%～1.5%、迈丝0.5%～1.0%、倍创0.15%～0.2%和杰效利0.1%处理对稗草鲜重防效均超过135 g·hm-2单独使用的防效；除添加杰效利0.025%处理外，其余处理对野黍的防效均高于135 g·hm-2单独使用的防效。

图2 助剂对硝磺草酮防除玉米田杂草的减施作用Fig.2 Dose-reduced effects of different adjuvants on mesotrione controlling weeds in field

与硝磺草酮67.5 g·hm-2单独使用相比，添加渗透者、迈丝、杰效利和倍创后，对藜鲜重防效分别增加18.18%～25.78%、19.03%～26.81%、15.73%～20.25%和17.91%～23.33%；对反枝苋鲜重防效分别增加10.32%～19.50%、13.98%～19.50%、10.19%～19.50%、9.58%～19.50%。添加助剂处理对藜鲜重防效均超过135 g·hm-2单独使用处理；添加渗透者0.5%～1.5%、迈丝0.25%～1.0%、杰效利0.05%～0.75%和倍创0.15%～0.2%处理对反枝苋防效也超过135 g·hm-2单独使用处理。

3 讨论与结论

除草效果与喷洒液特性及雾滴在靶标杂草表面的附着、展布、沉积、渗透以及杂草对除草剂药液的吸收和传导有关[15-17]，助剂通过改善除草剂喷洒液特性提高除草剂对杂草防除效果和利用率。研究表明，在常规和飞防喷雾中助剂可调节除草剂药液表面张力，优化雾滴分布、增加雾滴与杂草表面接触面积和亲和性，增加除草剂药效，有机硅助剂和部分非离子表面活性剂降低药液表面张力的能力远高于其他助剂[18-19]。本研究室内活性测定试验发现，7种助剂中菲蓝、百湿露和橙皮精油对硝磺草酮的增效活性不及渗透者、迈丝、杰效利和倍创，且差异显著，是因不同助剂种类对除草剂硝磺草酮的增效作用存在差异，表现趋势为植物油类助剂对硝磺草酮增效作用大于有机硅类，橙皮精油虽为植物油类助剂但可能与硝磺草酮产生拮抗作用致使增效不佳，添加助剂对稗草的防效提高幅度略高于反枝苋，是因稗草属于禾本科杂草其叶片蜡质层较阔叶杂草反枝苋厚，叶片也较光滑，不易接触硝磺草酮药液，添加助剂后稗草叶片更易与药液接触，因此增效幅度略高于反枝苋，同田间试验结果相符，与张靖研究结果相似。张靖等研究发现植物油助剂GYTmax对硝磺草酮增效作用最为显著，大于其他5种助剂，各种助剂对稗草的增效幅度均略高于反枝苋[20]。药液表面张力降低可提高雾滴在杂草表面湿润性能，降低与叶片接触角，提高雾滴铺展面积，但表面张力过低也造成药液的流失风险[21]。本研究表明，植物油类助剂迈丝和渗透者对硝磺草酮药液性状的调节作用优于有机硅类助剂杰效利和倍创，因杰效利对硝磺草酮药液的接触角降低幅度（79.16%～88.96%）和铺展直径增加幅度（33.56%～105.16%）均过大，易造成药液流失；倍创除显著增加药液干燥时间外，对其他药液性状的调节作用却不及其他3种助剂；综合田间试验结果看，迈丝和渗透者提高硝磺草酮田间防效的作用大于杰效利和倍创，同室内活性测定试验结果相符，与白从强等研究结果相似，发现助剂Silwet 806对绿麦隆增效作用源于药液表面张力降低，接触角降低，干燥时间缩短等药液性状调节[22]。

近年来，助剂在农药减量施用中发挥重要作用。刘小民等研究发现GY-Tmax提高苯唑草酮和烟嘧磺隆杂草防效，有效降低除草剂用量[23]。韩海亮等发现助剂激健可使10%硝磺草酮SC的田间用量降低30%，对鲜食糯玉米安全[24]。冉海燕等发现助剂激健可使31.5%烟嘧磺隆·莠去津SC田间用量降低30%，对玉米安全[25]。本研究田间试验结果表明，添加助剂提高硝磺草酮对杂草总体防效，降低硝磺草酮用量1/3以上，硝磺草酮对禾本科杂草防除效果远低于阔叶杂草，添加助剂可在硝磺草酮减量施用情况下有效提高对禾本科杂草防效，推荐使用渗透者和迈丝。田志慧等发现迈丝等助剂可使灭草松和氰氟草酯田间用量降低20%以上[26]，与本研究结果相近。

综上所述，室内活性测定及田间试验结果表明，4种助剂均对硝磺草酮药液性状起调节作用，降低药液表面张力和接触角，提高药液铺展直径和缩短干燥时间，进而提高硝磺草酮对杂草的防除效果，尤其对禾本科杂草的防除效果显著。其中迈丝和渗透者对硝磺草酮的田间增效作用优于杰效利和倍创。