三種復(fù)配增效劑對(duì)除草劑的增效作用

曾夢(mèng)蝶, 孟令濤, 曹洪玉, 寇俊杰*,

(1. 南開(kāi)大學(xué) 農(nóng)藥國(guó)家工程研究中心，天津 300071；2. 山東濱農(nóng)科技有限公司，山東 濱州 256600)

除草劑增效劑是指本身沒(méi)有生物活性，但與除草劑混用后，能顯著提高除草活性，甚至可以延緩或阻止雜草對(duì)除草劑抗性的產(chǎn)生，延長(zhǎng)除草劑品種生命期的一類助劑的總稱。高立強(qiáng)等[1]驗(yàn)證了增效劑的使用確實(shí)可以在保證防除效果的前提下降低除草劑的用量和成本。針對(duì)其增效機(jī)理，張忠亮等[2]報(bào)道了6 種有機(jī)硅助劑可通過(guò)顯著降低藥液的表面張力，增加藥液擴(kuò)展直徑及在葉片上的最大持留量，促進(jìn)雜草對(duì)除草劑的吸收而起到增效效果。封云濤等[3]推測(cè)，助劑可以通過(guò)降低藥液的表面張力和液滴在靶標(biāo)葉片上的接觸角，增大藥液在靶標(biāo)上的潤(rùn)濕展布面積，促進(jìn)藥液的快速吸收。Song 等[4]通過(guò)加入助劑降低了液滴在超疏水表面的表面張力與接觸角，增加了液滴的持留量并獲得了較大的潤(rùn)濕鋪展面積。因此，增效劑主要可以通過(guò)降低除草劑的靜態(tài)表面張力(SST)，加速藥液在葉片上動(dòng)態(tài)表面張力(DST)的降低及減小藥液噴灑在葉面上的接觸角來(lái)增加葉片與藥液的接觸面積[5]，明顯改善除草劑的潤(rùn)濕、鋪展、滯留和滲透等理化性能，利于藥液在葉面的鋪展及黏附，減少噴霧藥液隨風(fēng)漂移[6]，也有利于減少農(nóng)藥制劑中有效成分的分解，延長(zhǎng)藥效有效期，從而增加防效，達(dá)到降低農(nóng)藥用量和成本及減少環(huán)境污染的目的。

增效劑有效成分的不同導(dǎo)致其作用效果和機(jī)理不同。以滲透劑T 為主要成分的增效劑目前銷售量最多，具有顯著降低表面張力，滲透快速均勻且潤(rùn)濕性良好的特點(diǎn)，作為陰離子型乳化劑和滲透劑配制的農(nóng)藥微乳劑具有產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、藥效好等優(yōu)點(diǎn)[7]。以異構(gòu)醇醚為主要成分的增效劑易分散或溶于水中，具有優(yōu)良的潤(rùn)濕性、滲透性和乳化性，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛[8]。以油酸甲酯為主要成分的增效劑，主要作為除草劑的噴霧助劑使用[9]，能夠顯著降低除草劑藥液的表面張力和接觸角，延長(zhǎng)液滴的干燥時(shí)間，增加藥液在雜草葉面的沉積量及增強(qiáng)供試光合抑制型除草劑對(duì)雜草光能利用率的抑制作用[10]。魯梅等[10-11]研究表明，油酸甲酯助劑對(duì)常用除草劑烯禾啶、三氟羧草醚、精喹禾靈、磺草酮、莠去津和煙嘧磺隆的除草活性均有顯著的增效作用，但目前尚未見(jiàn)有關(guān)這3 種復(fù)配增效劑對(duì)滅草松、草銨膦、高效氟吡甲禾靈的增效作用及其增效機(jī)制的報(bào)道。因此，本文擬將上述3 種增效劑分別添加于滅草松、草銨膦和高效氟吡甲禾靈中，通過(guò)理化性能測(cè)試及室內(nèi)藥效評(píng)價(jià)，研究其對(duì)除草劑的增效作用，并以期篩選出表現(xiàn)較好的增效劑。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 增效劑和除草劑 3 種復(fù)配增效劑，為本實(shí)驗(yàn)室自配。1#增效劑：主要成分為滲透劑T(順丁烯二酸二異辛酯磺酸鈉)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，其他成分為脂肪醇聚氧乙烯醚和溶劑油；2#增效劑：主要成分為異構(gòu)醇醚，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%，其他成分為脂肪醇聚氧乙烯醚和乙醇；3#增效劑：主要成分為油酸甲酯，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%，其他成分為礦物油、卵磷脂和油酸甲酯乳化劑。480 g/L 滅草松水劑(bentazon 480 g/L AS)、200 g/L 草銨膦水劑(glufosinate-ammonium 200 g/L AS)和10.8% 高效氟吡甲禾靈乳油(haloxyfop-P-methyl 10.8% EC)(山東濱農(nóng)科技有限公司)。

1.1.2 供試雜草 稗草Echinochloa crusgalli(L.)Beauv 和龍葵Solanum nigrumL.(山東濱農(nóng)科技有限公司提供)。采用盆栽法培養(yǎng)，置于可控日光溫室內(nèi)，溫度17～36 ℃，自然光照，光周期14 h (L)/10 h (D)，相對(duì)濕度39%～66%。

1.1.3 儀器 JK99M 全自動(dòng)張力儀(上海中晨數(shù)字技術(shù)設(shè)備有限公司)；BP-100 型動(dòng)態(tài)表面張力儀(德國(guó)Kruss Gmbh 公司)；Horus 動(dòng)態(tài)薄膜干燥度分析儀(Formulaction)；OCA25 光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x(北京東方德菲儀器有限公司)；ME20A 電子天平(梅特勒—托利多儀器上海有限公司)；UPR11-5T 型超純水器(四川優(yōu)普超純科技有限公司)。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)計(jì)及藥劑處理如表1 所示。

1.2.1 靜態(tài)表面張力測(cè)定 參照文獻(xiàn)方法[12]測(cè)定。在(25±1) ℃下，用0.3 mm 的鉑金環(huán)(外徑20.30 mm，周長(zhǎng)61.89 mm，密度0.998 g/mL)在全自動(dòng)張力儀上先用純水進(jìn)行校準(zhǔn)，然后測(cè)定表1中15 種處理的靜態(tài)表面張力，每個(gè)試驗(yàn)至少重復(fù)3 次，結(jié)果取平均值，用Origin Pro 軟件(9.0 版，OriginLab 公司)處理數(shù)據(jù)[13]。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及藥劑處理Table 1 Experimental design and treatment

1.2.2 動(dòng)態(tài)表面張力測(cè)定 在動(dòng)態(tài)表面張力儀上采用最大氣泡壓力法測(cè)定，毛細(xì)管半徑為0.345 mm，溫度(25±1) ℃，測(cè)定氣泡表面壽命范圍為10～10 000 ms。樣品測(cè)量之前用純水進(jìn)行校準(zhǔn)[14]，測(cè)量完畢后使用Origin Pro 軟件(9.0 版，OriginLab公司)處理數(shù)據(jù)。

1.2.3 干燥度測(cè)定 在 (25±1) ℃下，取2 μL

待測(cè)樣品滴于激光正下方進(jìn)行檢測(cè)，并以純水作為對(duì)照。測(cè)量完畢后使用Origin Pro 軟件(9.0 版，OriginLab 公司)處理數(shù)據(jù)。

1.2.4 接觸角測(cè)定 選取新鮮且潔凈的均為6 葉期的稗草和龍葵葉片，避開(kāi)葉脈和病斑，選取平整部分剪取小塊的葉肉，滴加5 μL 待測(cè)樣品，10 s 后記錄接觸角大小，至少重復(fù)3 次，計(jì)算平均接觸角。

1.2.5 黏附張力和黏附功的計(jì)算 將平均靜態(tài)表面張力值和平均接觸角代入潤(rùn)濕方程[15]：

式中：β為藥液的黏附張力，mN/m；Wa為藥液的黏附功，mJ/m2；θ為液滴在葉片上的接觸角，°；γ為藥液的表面張力，mN/m。

1.2.6 防治效果 對(duì)表1 中處理4～15 進(jìn)行防治效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)，處理4～7 為龍葵各4 盆，處理8～11為稗草和龍葵各4 盆，處理12～15 為稗草各4 盆，參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[16]，采用盆栽莖葉處理法，于藥后5、9、16 和23 d 調(diào)查，目測(cè)各處理間雜草防效的差異，記錄雜草中毒癥狀和死亡情況，于最后一次觀察后剪取存活靶標(biāo)雜草地上部分并稱取鮮重，按公式(3)計(jì)算鮮重防效(E)[17]。

式中：mCK為空白對(duì)照的活草鮮重，mg；mPT為處理殘存的雜草鮮重，mg。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)軟件和鄧肯式新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性分析和綜合評(píng)估。

2 結(jié)果與分析

2.1 靜態(tài)表面張力

按表1 的試驗(yàn)設(shè)計(jì)及藥劑處理配制好待測(cè)樣品，測(cè)得的靜態(tài)表面張力如表2 所示。可見(jiàn)：處理3 降低水的靜態(tài)表面張力的能力明顯弱于處理1 和處理2。與未添加增效劑的處理相比，添加3 種增效劑后的靜態(tài)表面張力均有降低，其中2#增效劑的效果最好。

表2 15 種處理的靜態(tài)表面張力數(shù)據(jù)Table 2 Static surface tension data of 15 treatments

2.2 動(dòng)態(tài)表面張力

測(cè)定結(jié)果如圖1(A)所示：處理2 降低表面張力的速度最快，且在10 000 ms 時(shí)表面張力達(dá)到最小值，處理3 降低表面張力的速度最慢，說(shuō)明2#增效劑的效果最好，3#增效劑最差。與未添加增效劑的處理(4，8，12)相比，添加增效劑后除草劑表面張力的降低速度更快，10 000 ms 時(shí)所達(dá)到的靜態(tài)表面張力值也更小，其中也是2#增效劑的效果最好。

圖1 15 種處理的動(dòng)態(tài)表面張力Fig. 1 Dynamic surface tension of 15 treatments

2.3 動(dòng)態(tài)干燥度

以水的干燥時(shí)間為對(duì)照，3 種增效劑、除草劑及分別添加3 種增效劑的除草劑的干燥時(shí)間如圖2 所示，樣品的干燥時(shí)間與水的相差不大，均為20 min 左右，說(shuō)明增效劑對(duì)干燥度的影響不大。

圖2 15 種處理的動(dòng)態(tài)干燥度Fig. 2 Dynamic dryness of 15 treatments

2.4 接觸角

植物葉片性質(zhì)的不同會(huì)影響藥液的潤(rùn)濕和持留能力[18]。接觸角測(cè)定結(jié)果 (表3) 顯示：無(wú)論靶標(biāo)作物是禾本科的稗草還是闊葉科的龍葵，2#增效劑的接觸角均最小，且3 種除草劑中添加2#增效劑后接觸角減小的程度最大(6，10，14)，添加3#增效劑后接觸角減小的程度最小，因此，2#增效劑減小接觸角的性能最好。

表3 15 種處理作用于靶標(biāo)作物時(shí)的接觸角Table 3 Contact angles of 15 treatments on target crops

2.5 黏附張力和黏附功

不同藥液在不同作物葉片上的黏附張力(β)和黏附功(Wa)見(jiàn)表4。

表4 15 種處理作用于靶標(biāo)作物時(shí)的黏附張力和黏附功Table 4 Adhesion forces and adhesion works of 15 treatments on target crops

結(jié)果表明，藥液作用于稗草的黏附張力和黏附功的值比作用于易被除草劑藥液潤(rùn)濕[19-20]的龍葵的小。與添加增效劑的除草劑相比，未添加增效劑的黏附張力與黏附功均更小，其中，添加2#增效劑的3 種除草劑作用于稗草時(shí)具有最大的黏附張力和黏附功，而分別添加了3 種增效劑的除草劑作用于龍葵時(shí)，添加1#增效劑和2#增效劑的黏附張力稍大，添加3#的黏附功稍大，總體上3 種增效劑的黏附張力和黏附功差距不大。說(shuō)明增效劑可通過(guò)降低除草劑的靜態(tài)表面張力和減小藥液接觸角而增強(qiáng)除草劑藥液在靶標(biāo)作物上的黏附，從而延長(zhǎng)藥液在葉片的附著和持留，抑制藥液流失。

2.6 藥效評(píng)價(jià)

由表5 數(shù)據(jù)可以看出，處理4～7 對(duì)龍葵鮮重防效均在90%以上，其中最好的是添加了2#增效劑的處理6，鮮重防效為100%，其次是添加了1#增效劑的處理5 和添加了3#增效劑的處理7，最差的是未添加增效劑的處理4，處理5～6 與處理4 差異顯著，處理6 與處理5、7 在0.05 水平上差異顯著。處理8～11 對(duì)龍葵效果均較佳，鮮重防效均為100%；對(duì)稗草防治效果最好的是添加了2#增效劑的處理10，鮮重防效為88.06%，其他處理防效略差，鮮重防效在61%～74%之間，處理10 與處理8、9、11 在0.05 水平上差異顯著。處理12～15 對(duì)稗草的防治效果均一般，鮮重防效在59%～65%之間。

表5 3 種增效劑對(duì)滅草松、草銨膦、高效氟吡甲禾靈的增效作用(藥后23 d)Table 5 Synergistic effects of three kinds of synergists on bentazon, glufosinate-ammonium and haloxyfop-P-methyl (23 days after application)

藥效評(píng)價(jià)驗(yàn)證了3 種增效劑對(duì)480 g/L 滅草松AS 和200 g/L 草銨膦AS 均有較強(qiáng)的增效活性，其中添加異構(gòu)醇醚類復(fù)配增效劑 (2#) 的增效效果均為最好，而對(duì)10.8% 高效氟吡甲禾靈EC略有增效效果但不明顯。理化性能表明，3 種增效劑中異構(gòu)醇醚類復(fù)配增效劑降低除草劑的靜態(tài)表面張力、加速動(dòng)態(tài)表面張力的降低、減小接觸角的效果最為顯著，且具有更大的黏附張力和黏附功。說(shuō)明增效劑可能是通過(guò)降低靜態(tài)表面張力、加速動(dòng)態(tài)表面張力的降低及減小除草劑與葉片接觸角的方式增加藥液在葉片上的持留，起到對(duì)除草劑的增效作用。

3 結(jié)論

通過(guò)測(cè)定除草劑、增效劑及分別添加增效劑的除草劑的靜態(tài)表面張力、動(dòng)態(tài)表面張力、動(dòng)態(tài)干燥度及藥液在稗草和龍葵葉片上的接觸角的理化參數(shù)并計(jì)算黏附張力和黏附功的大小，研究了3 種增效劑對(duì)480 g/L 滅草松AS、200 g/L 草銨膦AS 及10.8% 高效氟吡甲禾靈EC 增效作用的影響。3 種增效劑對(duì)480 g/L 滅草松AS 和200 g/L草銨膦AS 均有增效作用，其中添加異構(gòu)醇醚類復(fù)配增效劑后的靜態(tài)表面張力降低的程度及干燥時(shí)間雖然與添加其他增效劑后的變化差異不大，但其在加速動(dòng)態(tài)表面張力的降低及減小接觸角方面明顯優(yōu)于其他增效劑，且其作用于稗草具有最大的黏附張力和黏附功。3 種增效劑分別添加于10.8%高效氟吡甲禾靈EC 中，均在一定程度上降低了靜態(tài)表面張力、加速了動(dòng)態(tài)表面張力的降低、減小了接觸角，增加了黏附性，但影響程度均比添加于 480 g/L 滅草松AS 和200 g/L 草銨膦AS 中的小。在稗草上的防治效果也表明，這3 種增效劑對(duì)10.8% 高效氟吡甲禾靈EC 略有效果但不明顯。添加了異構(gòu)醇醚類復(fù)配增效劑的除草劑相比添加滲透劑T 類和油酸甲酯類復(fù)配增效劑的除草劑，在室內(nèi)藥效評(píng)價(jià)中對(duì)稗草和龍葵也表現(xiàn)出最好的防治效果，其增效機(jī)制可能是以異構(gòu)醇醚為主要成分的增效劑通過(guò)降低除草劑的靜態(tài)表面張力、加速動(dòng)態(tài)表面張力的降低、減小接觸角的方式，增強(qiáng)了藥液在靶標(biāo)作物上的黏附，更易在葉表皮持留潤(rùn)濕，從而達(dá)到增效作用。