刘 辉，张利斌，陶 波

（东北农业大学农学院，哈尔滨 150030）

有关除草剂表面张力、接触角、黏度、铺展直径、干燥时间、最大稳定持留量等药液理化性状与药效关系的问题，已有许多国内外学者做过研究。苏少泉等认为除草剂活性能否充分发挥往往决定于雾滴在杂草叶表面的黏着、展布、湿润、渗透与传导，而所有这些特性均依赖于除草剂的剂型及助剂的使用。延长干燥时间，起湿润剂作用，防止液滴迅速干枯，对药液的吸收时间越长，吸收量越多[1]。Tann等研究认为，除草剂药液叶面接触角的变化和表面张力与除草剂药效间有密切关系[2]。由于改变喷雾助剂添加量可以改变药液表面张力，而药液表面张力的大小会直接影响叶面接触角，影响药剂的进入量，进而影响到药效。但是，药液表面张力并不是越小越好，过小可能会造成药液的流失，当药液的表面张力小于植物叶片表面润湿临界值时，药液能由气孔直接渗透进入表皮，提高除草剂使用效果[3]。上述几种因素与除草剂的生物活性有密切联系。Bateman曾报道，当药液表面张力减小时，药液在难被润湿叶片豌豆和大麦上的沉积量增加，而在向日葵和油菜上的沉积量会减少[4]。Sharma、袁会珠等认为不能把表面张力作为评价制剂优劣的唯一指标[5-6]。所以，应该采用调节药液多项理化性状的方法，达到提高除草剂药效目的。

苯达松又称灭草松，是有机杂环类的一种选择性除草剂。因其广谱、高效、低毒、低残留、低成本、生态环境友好等优点而成为当今水稻田使用除草剂主要品种之一，在防除恶性杂草及多年生杂草方面效果突出。目前，苯达松主要剂型为水剂。虽然水剂具有低毒、低害、易稀释、易使用、易计量、不易燃易爆和环境友好等优点[7]，但由于除草剂水剂黏度低，表面张力较大，不易在叶片表面展布，通过植物叶面的渗透和角质层扩散困难，影响除草剂的吸收效果。因此，可通过增加黏度或降低水剂的表面张力提高其生物活性。

本文主要讨论通过调节苯达松药液的黏度和表面张力，探讨二者分别与药液的干燥时间、铺展直径、在杂草叶面的最大稳定持留量及其与除草剂生物活性之间的关系，进而阐释提高苯达松活性各项物理指标的最优范围；为苯达松制剂剂型设计和优化技术提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 药剂及仪器

苯达松水剂（Bentazone，苏州联合伟业科技有限公司，48%）；有机硅（Organosilicone，东北农业大学农药与杂草教研室提供）；丙三醇（分析纯，市售）；DT-102型全自动界面张力仪（淄博华坤电子仪器有限公司）；DNJ-1旋转式粘度计

1.1.2 施药器械

施药器械为KNAPSACK Hydraulic Sprayer背负式四喷头喷雾器，喷嘴型号为TEEJET80015VS。

1.2 方法

1.2.1 除草剂表面张力的调节

在除草剂中加入有机硅助剂调节表面张力。采用全自动界面张力仪测定。苯达松表面张力为31、29、27、25、23、21、20 mN·m-1。

1.2.2 除草剂粘度的调节

向除草剂中加入丙三醇调节粘度。采用NDJ-1黏度计（0号转子，60 r·min-1，换算系数0.1 mPa·s-1，测量药液粘度。重复5次，取平均值，并计算出相对黏度。将苯达松粘度调节至为2、3、4、5、6、7、8 mPa·s-1。

1.2.3 除草剂液滴直径的测定[8]

用微量移液枪取各溶液5 μL滴在石蜡表面，过5 min后用显微镜测定上述调节后的除草剂药液液滴的最大和最小直径，二者均值即为液滴直径，每个处理重复3次。

1.2.4 除草剂液滴干燥时间的测定[9]

采用液滴干燥法，用微量注射器吸取上述调节后的除草剂药液2.5 μL，滴在涂有石蜡的玻片上，然后在同一环境条件下（温度17℃、相对湿度75%），通过显微镜观察、计时，记录液滴完全干燥所需的时间，每个处理重复三次。

1.2.5 除草剂对杂草最大稳定持留量的影响[10]

浸渍法。在100 mL的烧杯中分别倒入上述调节后的除草剂药液，剪取植物叶片，用万分之一天平称重（W0），然后用镊子夹持，垂直放入药液中10 s，迅速把叶片拉出液面，垂直悬置，待其不再有液滴留淌时称重（W1），用叶面积仪测定叶片的面积（S），计算叶片的最大稳定持留量RM（mg·cm-2）。重复5次，取平均值。计算公式如下：

1.2.6 除草剂生物活性的测定

采用盆栽法。盆栽土壤为黑土（有机质含量4%～5%，pH=6.75），在盆（24 cm×30 cm）中播种阔叶杂草—龙葵（Solanum nigrum L.）、苋菜（Amaranthus tricolor L.）。将上述调节后除草剂在杂草4～5叶期进行茎叶喷雾处理。苯达松用量1 200 g ai·ha-1，喷液量为20 L·ha-1。另设不施药清水对照，每个处理重复4次，施药后正常管理。处理后14 d调查目测防效，28 d调查鲜重防效。

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%

2 结果与分析

2.1 表面张力对苯达松药液理化性状的影响

苯达松药液随着表面张力的降低，粘度没有明显变化，铺展直径逐渐升高，干燥时间逐渐降低，最大稳定持留量先升高再降低（见图1）。当表面张力由31 mN·m-1降到20 mN·m-1时，粘度由2.92 mPa·s-1升高到3.22 mPa·s-1；铺展直径由5.65 mm增加到11.58 mm；干燥时间由40.46 min降低到24.42 min；最大稳定持留量在表面张力为27 mN·m-1时有最大值，且最高值为22.56 mg·cm-2，当表面张力低于25 mN·m-1时，最大稳定持留量趋于平缓。

2.2 表面张力对苯达松药液生物活性的影响

在喷液量、施药剂量相同的条件下，随着表面张力的降低，苯达松对龙葵和苋菜的目测防效、鲜重防效逐渐升高。表面张力低于27 mN·m-1时，苯达松对龙葵和苋菜的防效增加趋于缓慢，且各处理之间无显著性差异。当苯达松药液表面张力27 mN·m-1时，比未改变苯达松药液表面张力防效对龙葵的目测防效和鲜重防效分别增加32%和35.81%，对苋菜的目测防效和鲜重防效分别增加29%和28.33%；最大稳定持留量达到最大值，干燥时间、铺展直径急剧下降。

图1 表面张力对苯达松药液其他理化性状的影响Fig.1 Effect of surface tension on the physicochemical properties of Bentazon

图2 表面张力对苯达松生物活性的影响Fig.2 Effect of surface tension on the biological activity of Bentazon

2.3 粘度对苯达松药液理化性状的影响

随着苯达松药液粘度的增加，表面张力缓慢降低，铺张直径没有显著性，干燥时间逐渐降低，最大稳定持留量逐渐升高（见图3）。当粘度由2 mPa·s-1升高到8 mPa·s-1，表面张力由31.2 mN·m-1降低到26.13 mN·m-1；铺展直径增加趋势缓慢；干燥时间由40.46 min降低到36.87 min；最大稳定持留量由21.21 mg·cm-2增加到29.17 mg·cm-2。

图3 粘度对苯达松药液其他理化性状的影响Fig.3 Effect of viscosity on the physicochemical properties of Bentazon

2.4 粘度对苯达松药液生物活性的影响

粘度的增加可以提高苯达松的生物活性（见图4）。当粘度超过6 mPa·s-1，苯达松对龙葵的防效趋于平稳，对龙葵的目测防效和鲜重防效分别增加32%和31.26%；对苋菜的目测防效和鲜重防效分别增加31%和30.58%。此时，表面张力低于28.6 mN·m-1，铺展直径高于6.08 mm，大稳定持留量高于25.71 mg·cm-2，干燥时间低于36.57 min。

图4 粘度对苯达松生物活性的影响Fig.4 Effect of viscosity on the biological activity of Bentazon

3 讨论与结论

改变苯达松药液的表面张力，其生物活性最佳区间是：表面张力在低27 mN·m-1，药液粘度在低于2.98 mPa·s-1，最大稳定持留量在超过20.36 mg·cm-2，铺展直径高于7.25 mm，干燥时间在低于26.55 min，对龙葵的目测防效和鲜重防效分别增加32%和35.81%。改变苯达松药液的粘度，其生物活性最佳区间是：粘度超过6 mPa·s-1，表面张力低于28.6 mN·m-1，最大稳定持留量高于25.71 mg·cm-2，铺展直径大于6.08 mm，干燥时间低于36.57 min，对龙葵的目测防效和鲜重防效分别增加32%和31.26%。

药液物理性状的改变与药效间存在某些相关性[10]。降低药液表面张力，铺展直径增加，干燥时间缩短，此结果与姜永芳研究结果一致[11]。而表面张力对粘度、最大稳定持留量没有显著性变化。苯达松生物活性逐渐增加后趋于平衡；草甘膦生物活性先增加后降低。刘支前曾报道展布性与药效似乎无直接关系[12]，Liu曾报道草甘膦的叶面吸收与药液的展布性甚至有负相关关系[13]，而本研究中均未得到验证。增加除草剂药液粘度，最大稳定持留量增加，表面张力降低，干燥时间和铺展直径影响很小；苯达松和草甘膦生物活性都逐渐增加，达到最大值后趋于平稳。验证了提高药液粘度，可增加除草剂对杂草的防除[14]。

不同杂草对药液理化性状和药液敏感性不同[15]，本研究中铺展直径、干燥时间均采用石蜡模拟植物叶片蜡质层结构，仅能体现药液理化性状变化的相对趋势。对不同类型的杂草对药液理化性状和药液敏感性需进一步研究。

除草剂活性能否充分发挥往往决定于雾滴在杂草叶表面的粘着、展布、湿润、渗透与传导。通过本研究可以说明适当地降低表面张力或增加除草剂水剂的粘度可提高除草剂的生物活性。

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