有机硅助剂对7种杀虫剂在剑麻叶上润湿性能的影响

刘志军，辜柳霜，闫 超，冯 岗，贺春萍，吴伟怀，曾鑫年，易克贤,3

（1华南农业大学植物保护学院，广州 510642；2中国热带农业科学院环境与植物保护研究所，海口 570100；3农业农村部热带作物有害生物综合治理重点实验室，海口 570100）

0 引言

新菠萝灰粉蚧(Dysmicoccus neobrevipes)是热带经济作物上一种重要的介壳害虫，寄主十分广泛，可取食剑麻、菠萝、芭蕉等几十种寄主植物，属于高度危险的外来入侵物种[1-4]。该虫嗜好剑麻植株，常以刺吸式口器吸取剑麻汁液为害，造成叶片黄化卷缩，植株腐烂坏死，其分泌的含糖蜜露易诱发煤烟病，严重威胁剑麻产业链的可持续发展[5]。新菠萝灰粉蚧繁殖能力强，一年可发生多代，初龄若虫经短暂爬行后便可寄居生活，体表逐渐形成蜡质层，一般药剂难以进入体内，防治较为困难[6-8]。目前，对于介壳虫的防治主要是依赖化学防治。中国农药信息网中防治对象为介壳虫的农药登记产品有197种（检索时间为2021年12月22日），其中单剂142种、混剂55种。登记产品的有效成分以毒死蜱、噻嗪酮、噻虫嗪、矿物油、螺虫乙酯为主，剂型主要分为乳油、悬浮剂、水分散粒剂、可湿性粉剂4类，施用方法以喷雾为主。相关研究表明[9-11]，大田常规喷雾时农药的有效利用率只有20%～30%，绝大多数药剂在推荐用量下并不能有效地黏附在靶标作物表面，在喷施过程中极易从靶标上滚落流失。顾中言等[11-12]研究阐明大多数药剂在植物表面难以润湿展布，是因为多数药剂在推荐用量下的表面张力值大于靶标植物的临界表面张力值，只有当液体的表面张力小于或接近固体的临界表面张力时，才能很好地在固体表面铺展开来。有机硅表面活性助剂具有出色的分散性、润湿性，可通过快速降低药液的表面张力等，使药液在植物等靶标表面更好地润湿、展着和滞留，进而提高农药的利用率和防治效果[13-15]。基于此，笔者选取7种常用的介壳虫防治用药，从剑麻的临界表面张力值，推荐剂量下药剂的表面张力值，以及添加有机硅助剂后药剂表面张力的变化等方面，分析药液在剑麻叶片上的润湿性能，以期为大田用药防治剑麻新菠萝灰粉蚧提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

剑麻品种为‘H.11648’，采自于广东省湛江市东方红农场。乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚飒(DMSO)均为分析纯（江苏强盛功能化学股份有限公司），有机硅Silwet 408（迈图高新材料集团）。7种供试药剂见表1。

表1 供试药剂基本信息

1.2 主要仪器

JC2000D1型接触角测量仪和JK99C型全自动张力仪（上海中晨数字技术设备有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 剑麻叶片临界表面张力测定 参照Zisman作图法[16]，选取洁净、无病斑的剑麻叶片，用刀片切成规则平整的小块（避开叶脉），用胶水将其固定在载玻片上，使用微量注射器分别吸取2 μL已知表面张力的液体（乙二醇、DMSO、DMF和去离子水），点滴在剑麻叶片表面，置于接触角测量仪上，记录此时液滴所成的接触角θ，每个处理重复10次，取平均值。以这4种液体的表面张力值为横坐标，cos θ为纵坐标，得到一条直线回归方程，在cos θ=1（接触角为0）处得到相应的表面张力值即为剑麻叶片的临界表面张力值。

1.3.2 有机硅助剂对7种杀虫剂表面张力的影响 将7种供试杀虫剂用去离子水稀释成各制剂推荐用量，向其中添加质量浓度分别为0、100、200、300、400、500、1000 mg/L的有机硅，以去离子水为对照。根据国家标准GB/T 5549—1990测定杀虫剂药液的表面张力，用JK99C型全自动张力仪（铂金板法）测定，连续重复5次测得的表面张力值相差不超过0.2 mN/m。测定时的温度为(26±2)℃，相对湿度(80±5)%。

1.4 数据处理

利用Excel软件进行数据处理和图表绘制。

2 结果与分析

2.1 剑麻叶片的临界表面张力

通过Zisman作图法，将图1中的直线外延至cos θ=1（接触角为0）处得到相应的表面张力值，即剑麻叶片的临界表面张力为23.89 mN/m。

图1 剑麻叶片的临界表面张力

2.2 有机硅助剂对7种杀虫剂表面张力的影响

由图2可知，7种杀虫剂在推荐用量下的表面张力值各不相同，其中25%噻虫嗪WG的表面张力值最大，为72.51 mN/m，接近于水的表面张力值72.91 mN/m；70%吡虫啉WG的表面张力值次之，为66.43 mN/m；45%毒死蜱EC和4.5%高效氯氰菊酯EC的表面张力值较小，分别为36.59、35.72 mN/m；其余3种杀虫剂的表面张力值介于44.41～54.67 mN/m之间。未添加有机硅助剂时，7种杀虫剂在推荐用量下药液的表面张力值均大于剑麻的临界表面张力值。添加有机硅助剂后，药剂的表面张力随有机硅含量的增加呈降低趋势。有机硅含量为100 mg/L时，25%噻虫嗪WG、22%氟啶虫胺腈SC、22.4%螺虫乙酯SC、40%噻嗪酮SC的表面张力降至剑麻的临界表面张力之下，降幅分别为67.58%、58.86%、57.40%、47.51%。有机硅含量为200 mg/L时，70%吡虫啉WG和4.5%高效氯氰菊酯EC的表面张力降至剑麻的临界表面张力之下，降幅分别为64.70%、34.71%。有机硅含量为500 mg/L时，45%毒死蜱EC的表面张力降至剑麻的临界表面张力之下，降幅为35.73%。当添加的有机硅含量大于500 mg/L时，7种杀虫剂的表面张力趋于平稳。

图2 添加有机硅助剂对7种杀虫剂表面张力的影响

3 结论

7种杀虫剂在推荐用量下的表面张力各不相同，均大于剑麻的临界表面张力(23.89 mN/m)，其中25%噻虫嗪WG的表面张力值最大(72.51 mN/m)，4.5%高效氯氰菊酯EC的表面张力值最小(35.72 mN/m)。当45%毒死蜱EC 450 mg/L中加入有机硅500 mg/L，4.5%高效氯氰菊酯EC 45 mg/L和70%吡虫啉WG 350 mg/L中加入有机硅200 mg/L，其余4种杀虫剂添加有机硅100 mg/L时，药液的表面张力降到剑麻的临界表面张力以下，其中25%噻虫嗪WG的表面张力降幅最大(67.58%)，4.5%高效氯氰菊酯EC的表面张力降幅最小(34.71%)。可在农药制剂中添加适量的有机硅助剂改善药液的润湿效果，提高农药的利用率。

4 讨论

本研究测得剑麻叶片的临界表面张力为23.89 mN/m，远小于100 mN/m，属于低能蜡质表面，这与水稻[12]、玉米[17]和小麦[18]等禾本科作物一样。剑麻叶片具有较强的疏水性，绝大多数的水溶制剂都难以在叶片上附着展布。药液的表面张力是衡量农药液滴在靶标表面润湿性能的一个重要指标，药液的表面张力小于或接近于植物的临界表面张力才能在叶片上达到理想的润湿效果[19-21]。7种杀虫剂经水稀释成推荐剂量后的表面张力都不相同，且均低于水的表面张力，这源于制剂在生产过程中已包含少量的表面活性剂[22]。在大田喷雾时，由于7种杀虫剂在推荐用量下的表面张力值(35.59～72.51 mN/m)大于剑麻的临界表面张力值(23.89 mN/m)，药液在剑麻叶片上的润湿性能较差，易从植株上滚落，影响杀虫效果。试验结果表明，有机硅表面活性助剂能将7种杀虫剂的表面张力降至剑麻的临界表面张力以下，提升药液的润湿性能。随着有机硅含量的增加，药剂的表面张力不断降低，有机硅含量大于500 mg/L时，7种杀虫剂的表面张力基本不变，此时药液内的表面活性剂含量达到饱和，处于临界胶束浓度。有机硅助剂的添加量影响着药液表面张力的变化，如45%毒死蜱EC中需添加有机硅500 mg/L，才能使表面张力降至剑麻的临界表面张力之下，而其他杀虫制剂只需添加较少含量的有机硅助剂，这可能与制剂的类型及助剂的本身特性有关。有研究表明，有机硅助剂可通过改善药剂的表面张力、接触角等理化性状，间接提高农药对中国梨喀木虱、稻纵卷叶螟等害虫的杀虫效果，达到助剂增效的目的[23-26]。但本研究只测定了有机硅助剂对7种杀虫剂表面张力的影响，有关助剂对药剂的持留量及防效等影响还有待进一步研究。