目前農(nóng)藥仍是防治農(nóng)作物病蟲害的主要手段，每年有大量農(nóng)藥藥液噴灑在農(nóng)作物上，尤其在蘋果園中，由于農(nóng)藥使用技術(shù)相對落后，年平均施藥達(dá)到8~15次，且由于果園施藥機(jī)械以擔(dān)架式柱塞泵噴槍為主、果農(nóng)習(xí)慣以藥液在作物葉片表面滴淌為施藥量標(biāo)準(zhǔn)等，導(dǎo)致大量農(nóng)藥流失進(jìn)入環(huán)境，對人類健康造成嚴(yán)重威脅?？茖W(xué)高效地使用農(nóng)藥對降低果園用藥成本、確保果園環(huán)境安全具有重要意義。

通常提高農(nóng)藥利用率主要從改進(jìn)農(nóng)藥施藥機(jī)械和添加農(nóng)藥助劑兩方面實(shí)現(xiàn)，而影響農(nóng)藥藥效發(fā)揮的重要因素是藥液性質(zhì)和靶標(biāo)表面性質(zhì)，包括藥液在靶標(biāo)表面的彈跳、藥液在靶標(biāo)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(biāo)表面的接觸角等有關(guān)，其中表面張力是最常用的參數(shù)。此外，大量研究將持液量作為藥液在靶標(biāo)表面潤濕過程的主要指標(biāo)，并認(rèn)為只有小于表觀表面自由能的藥液才能迅速被靶標(biāo)表面持留，進(jìn)而發(fā)揮藥效。通過添加外源或內(nèi)源農(nóng)藥助劑可有效降低藥液的表面張力，從而提高藥液在靶標(biāo)表面的最大持液量，進(jìn)而起到改善農(nóng)藥在靶標(biāo)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(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，常用的方法有OWRK、Zisman法等，這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中有很大的局限性。另外，在實(shí)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(nóng)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(yuǎn)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(wěn)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(guī)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(guān)系，并將二者關(guān)系進(jìn)行簡化，以指導(dǎo)實(shí)際施藥過程中對農(nóng)藥最大使用量進(jìn)行估算，達(dá)到提高農(nóng)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(guān)系，結(jié)合果樹冠層參數(shù)，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(jī)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(yè)株式會社產(chǎn)品；陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)，Acros公司產(chǎn)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(jì)南綠霸農(nóng)藥有限公司)；1.8%阿維菌素乳油(1.8%abamectin EC，河南欣農(nóng)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(yōu)普UPH-I-20T。

1.2供試植物

2018年于山西省晉中市東陽鎮(zhèn)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(nóng)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(yàn)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(biāo)GB/T 22237方法中的靜態(tài)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(wěn)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(xù)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(dāng)藥液不再從葉片流淌時(天平顯示數(shù)字穩(wěn)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(shù)，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(nèi)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(shù)和平均葉傾角測定

采用魚眼影像技術(shù)測量果樹冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)，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(shù)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(diǎn)，6點(diǎn)所圍成的面積即為冠層地面投影面積。