有機(jī)硅助劑對7種殺蟲劑在劍麻葉上潤濕性能的影響

劉志軍，辜柳霜，閆 超，馮 崗，賀春萍，吳偉懷，曾鑫年，易克賢,3

（1華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，廣州 510642；2中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所，?？?570100；3農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱帶作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，?？?570100）

0 引言

新菠蘿灰粉蚧(Dysmicoccus neobrevipes)是熱帶經(jīng)濟(jì)作物上一種重要的介殼害蟲，寄主十分廣泛，可取食劍麻、菠蘿、芭蕉等幾十種寄主植物，屬于高度危險(xiǎn)的外來入侵物種[1-4]。該蟲嗜好劍麻植株，常以刺吸式口器吸取劍麻汁液為害，造成葉片黃化卷縮，植株腐爛壞死，其分泌的含糖蜜露易誘發(fā)煤煙病，嚴(yán)重威脅劍麻產(chǎn)業(yè)鏈的可持續(xù)發(fā)展[5]。新菠蘿灰粉蚧繁殖能力強(qiáng)，一年可發(fā)生多代，初齡若蟲經(jīng)短暫爬行后便可寄居生活，體表逐漸形成蠟質(zhì)層，一般藥劑難以進(jìn)入體內(nèi)，防治較為困難[6-8]。目前，對于介殼蟲的防治主要是依賴化學(xué)防治。中國農(nóng)藥信息網(wǎng)中防治對象為介殼蟲的農(nóng)藥登記產(chǎn)品有197種（檢索時(shí)間為2021年12月22日），其中單劑142種、混劑55種。登記產(chǎn)品的有效成分以毒死蜱、噻嗪酮、噻蟲嗪、礦物油、螺蟲乙酯為主，劑型主要分為乳油、懸浮劑、水分散粒劑、可濕性粉劑4類，施用方法以噴霧為主。相關(guān)研究表明[9-11]，大田常規(guī)噴霧時(shí)農(nóng)藥的有效利用率只有20%～30%，絕大多數(shù)藥劑在推薦用量下并不能有效地黏附在靶標(biāo)作物表面，在噴施過程中極易從靶標(biāo)上滾落流失。顧中言等[11-12]研究闡明大多數(shù)藥劑在植物表面難以潤濕展布，是因?yàn)槎鄶?shù)藥劑在推薦用量下的表面張力值大于靶標(biāo)植物的臨界表面張力值，只有當(dāng)液體的表面張力小于或接近固體的臨界表面張力時(shí)，才能很好地在固體表面鋪展開來。有機(jī)硅表面活性助劑具有出色的分散性、潤濕性，可通過快速降低藥液的表面張力等，使藥液在植物等靶標(biāo)表面更好地潤濕、展著和滯留，進(jìn)而提高農(nóng)藥的利用率和防治效果[13-15]?；诖?，筆者選取7種常用的介殼蟲防治用藥，從劍麻的臨界表面張力值，推薦劑量下藥劑的表面張力值，以及添加有機(jī)硅助劑后藥劑表面張力的變化等方面，分析藥液在劍麻葉片上的潤濕性能，以期為大田用藥防治劍麻新菠蘿灰粉蚧提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

劍麻品種為‘H.11648’，采自于廣東省湛江市東方紅農(nóng)場。乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亞颯(DMSO)均為分析純（江蘇強(qiáng)盛功能化學(xué)股份有限公司），有機(jī)硅Silwet 408（邁圖高新材料集團(tuán)）。7種供試藥劑見表1。

表1 供試藥劑基本信息

1.2 主要儀器

JC2000D1型接觸角測量儀和JK99C型全自動(dòng)張力儀（上海中晨數(shù)字技術(shù)設(shè)備有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 劍麻葉片臨界表面張力測定 參照Zisman作圖法[16]，選取潔凈、無病斑的劍麻葉片，用刀片切成規(guī)則平整的小塊（避開葉脈），用膠水將其固定在載玻片上，使用微量注射器分別吸取2 μL已知表面張力的液體（乙二醇、DMSO、DMF和去離子水），點(diǎn)滴在劍麻葉片表面，置于接觸角測量儀上，記錄此時(shí)液滴所成的接觸角θ，每個(gè)處理重復(fù)10次，取平均值。以這4種液體的表面張力值為橫坐標(biāo)，cos θ為縱坐標(biāo)，得到一條直線回歸方程，在cos θ=1（接觸角為0）處得到相應(yīng)的表面張力值即為劍麻葉片的臨界表面張力值。

1.3.2 有機(jī)硅助劑對7種殺蟲劑表面張力的影響 將7種供試殺蟲劑用去離子水稀釋成各制劑推薦用量，向其中添加質(zhì)量濃度分別為0、100、200、300、400、500、1000 mg/L的有機(jī)硅，以去離子水為對照。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5549—1990測定殺蟲劑藥液的表面張力，用JK99C型全自動(dòng)張力儀（鉑金板法）測定，連續(xù)重復(fù)5次測得的表面張力值相差不超過0.2 mN/m。測定時(shí)的溫度為(26±2)℃，相對濕度(80±5)%。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 劍麻葉片的臨界表面張力

通過Zisman作圖法，將圖1中的直線外延至cos θ=1（接觸角為0）處得到相應(yīng)的表面張力值，即劍麻葉片的臨界表面張力為23.89 mN/m。

圖1 劍麻葉片的臨界表面張力

2.2 有機(jī)硅助劑對7種殺蟲劑表面張力的影響

由圖2可知，7種殺蟲劑在推薦用量下的表面張力值各不相同，其中25%噻蟲嗪WG的表面張力值最大，為72.51 mN/m，接近于水的表面張力值72.91 mN/m；70%吡蟲啉WG的表面張力值次之，為66.43 mN/m；45%毒死蜱EC和4.5%高效氯氰菊酯EC的表面張力值較小，分別為36.59、35.72 mN/m；其余3種殺蟲劑的表面張力值介于44.41～54.67 mN/m之間。未添加有機(jī)硅助劑時(shí)，7種殺蟲劑在推薦用量下藥液的表面張力值均大于劍麻的臨界表面張力值。添加有機(jī)硅助劑后，藥劑的表面張力隨有機(jī)硅含量的增加呈降低趨勢。有機(jī)硅含量為100 mg/L時(shí)，25%噻蟲嗪WG、22%氟啶蟲胺腈SC、22.4%螺蟲乙酯SC、40%噻嗪酮SC的表面張力降至劍麻的臨界表面張力之下，降幅分別為67.58%、58.86%、57.40%、47.51%。有機(jī)硅含量為200 mg/L時(shí)，70%吡蟲啉WG和4.5%高效氯氰菊酯EC的表面張力降至劍麻的臨界表面張力之下，降幅分別為64.70%、34.71%。有機(jī)硅含量為500 mg/L時(shí)，45%毒死蜱EC的表面張力降至劍麻的臨界表面張力之下，降幅為35.73%。當(dāng)添加的有機(jī)硅含量大于500 mg/L時(shí)，7種殺蟲劑的表面張力趨于平穩(wěn)。

圖2 添加有機(jī)硅助劑對7種殺蟲劑表面張力的影響

3 結(jié)論

7種殺蟲劑在推薦用量下的表面張力各不相同，均大于劍麻的臨界表面張力(23.89 mN/m)，其中25%噻蟲嗪WG的表面張力值最大(72.51 mN/m)，4.5%高效氯氰菊酯EC的表面張力值最小(35.72 mN/m)。當(dāng)45%毒死蜱EC 450 mg/L中加入有機(jī)硅500 mg/L，4.5%高效氯氰菊酯EC 45 mg/L和70%吡蟲啉WG 350 mg/L中加入有機(jī)硅200 mg/L，其余4種殺蟲劑添加有機(jī)硅100 mg/L時(shí)，藥液的表面張力降到劍麻的臨界表面張力以下，其中25%噻蟲嗪WG的表面張力降幅最大(67.58%)，4.5%高效氯氰菊酯EC的表面張力降幅最小(34.71%)?？稍谵r(nóng)藥制劑中添加適量的有機(jī)硅助劑改善藥液的潤濕效果，提高農(nóng)藥的利用率。

4 討論

本研究測得劍麻葉片的臨界表面張力為23.89 mN/m，遠(yuǎn)小于100 mN/m，屬于低能蠟質(zhì)表面，這與水稻[12]、玉米[17]和小麥[18]等禾本科作物一樣。劍麻葉片具有較強(qiáng)的疏水性，絕大多數(shù)的水溶制劑都難以在葉片上附著展布。藥液的表面張力是衡量農(nóng)藥液滴在靶標(biāo)表面潤濕性能的一個(gè)重要指標(biāo)，藥液的表面張力小于或接近于植物的臨界表面張力才能在葉片上達(dá)到理想的潤濕效果[19-21]。7種殺蟲劑經(jīng)水稀釋成推薦劑量后的表面張力都不相同，且均低于水的表面張力，這源于制劑在生產(chǎn)過程中已包含少量的表面活性劑[22]。在大田噴霧時(shí)，由于7種殺蟲劑在推薦用量下的表面張力值(35.59～72.51 mN/m)大于劍麻的臨界表面張力值(23.89 mN/m)，藥液在劍麻葉片上的潤濕性能較差，易從植株上滾落，影響殺蟲效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，有機(jī)硅表面活性助劑能將7種殺蟲劑的表面張力降至劍麻的臨界表面張力以下，提升藥液的潤濕性能。隨著有機(jī)硅含量的增加，藥劑的表面張力不斷降低，有機(jī)硅含量大于500 mg/L時(shí)，7種殺蟲劑的表面張力基本不變，此時(shí)藥液內(nèi)的表面活性劑含量達(dá)到飽和，處于臨界膠束濃度。有機(jī)硅助劑的添加量影響著藥液表面張力的變化，如45%毒死蜱EC中需添加有機(jī)硅500 mg/L，才能使表面張力降至劍麻的臨界表面張力之下，而其他殺蟲制劑只需添加較少含量的有機(jī)硅助劑，這可能與制劑的類型及助劑的本身特性有關(guān)。有研究表明，有機(jī)硅助劑可通過改善藥劑的表面張力、接觸角等理化性狀，間接提高農(nóng)藥對中國梨喀木虱、稻縱卷葉螟等害蟲的殺蟲效果，達(dá)到助劑增效的目的[23-26]。但本研究只測定了有機(jī)硅助劑對7種殺蟲劑表面張力的影響，有關(guān)助劑對藥劑的持留量及防效等影響還有待進(jìn)一步研究。