蘇賢巖，胡章濤，遲 雨，胡 飛，李 釗，高同春，葉正和*，陳 莉*

（1.安徽省農(nóng)業(yè)科學院植物保護與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所，合肥 230031；2.安徽農(nóng)業(yè)大學，合肥 230036）

小麥白粉病是小麥生產(chǎn)中的主要病害之一，在各主要產(chǎn)麥區(qū)均有發(fā)生，常年對小麥產(chǎn)量造成巨大損失，當前主要的防治措施仍是化學防治[1-3]。近年來，快速高效施藥和農(nóng)藥減量增效已成為植保技術(shù)發(fā)展的主要方向。植保無人飛機具有體積小、質(zhì)量輕、自動化程度高、用水量少、作業(yè)效率高等優(yōu)勢，發(fā)展尤為迅速[4-7]。2021年，我國植保無人飛機保有量已達11萬多臺[8]，防治面積逐年擴大，但用植保無人飛機施藥的施液量多在2 L/667 m2以下[9]，約為常規(guī)地面噴霧的三十分之一，屬于低容量噴霧，噴霧時存在總霧滴數(shù)少、霧滴粒徑小、易于蒸發(fā)和飄移、葉片上霧滴沉積密度低等問題，常常導致防治效果不穩(wěn)定。由于飛防專用劑型藥劑的研發(fā)周期較長，通過添加飛防助劑是當前解決以上問題行之有效的主要措施。本研究以降低藥液表面張力、增強藥液的潤濕和抗蒸發(fā)性能為目的，通過綜合篩選低表面張力物質(zhì)及乳化劑、滲透劑、甲基化植物油等常用農(nóng)藥助劑并優(yōu)化其配比，開發(fā)了植保無人飛機飛防助劑PDMS。為驗證飛防助劑PDMS應(yīng)用性能，本文以43%戊唑醇SC為試驗藥劑，以助劑邁飛為對照助劑，研究飛防助劑PDMS對藥液表面張力、潤濕性能、蒸發(fā)抑制率和霧化性能的影響，同時采用室內(nèi)模擬無人飛機低容量噴霧施藥的方法，以小麥白粉病為防治對象，研究飛防助劑PDMS的應(yīng)用對霧滴沉積密度和防治效果的影響，以期為植保無人飛機飛防技術(shù)在小麥白粉病防治應(yīng)用上提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試器材

孔徑1 mm虹吸式扇形噴頭（用于模擬植保無人飛機XR TEE JET1100VS1.0扇形噴頭），東莞市沙鷗噴霧系統(tǒng)有限公司；Winner319A噴霧激光粒度儀，濟南微納顆粒儀器股份有限公司；QBZY系列全自動表面張力儀，淄博本創(chuàng)儀器有限公司；標準帆布圓片（直徑35 mm，21支3股×21支4股細帆布），上海市紡織工業(yè)技術(shù)監(jiān)督所；空氣壓縮機，浙江萊德堡機械有限公司；水敏紙，先正達集團。

1.1.2 供試藥劑

飛防助劑PDMS，安徽省農(nóng)業(yè)科學院植物保護與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所；飛防助劑邁飛，北京廣源益農(nóng)化學有限責任公司；43%戊唑醇懸浮劑，拜耳作物科學公司；胭脂紅，天津多福源實業(yè)有限公司；苯并咪唑（純度98%），上海麥克林生化科技股份有限公司。

1.1.3 供試病原菌小麥白粉病菌（Blumeria graminisf.sp.tritici），安徽省主要農(nóng)作物抗病性研究與鑒定中心。

1.1.4 供試小麥品種

小麥品種：‘銘賢169’。

1.2 試驗方法

1.2.1 病原菌的接種

在盆缽內(nèi)（50 cm×80 cm）播種200粒麥種，放入20℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，在麥苗3葉期接種白粉病菌，備用。

1.2.2 水瓊脂培養(yǎng)基平板的制備

準確稱取苯并咪唑1.015 2 g，用少量乙醇溶解后，用無菌水稀釋至1 000 mL，制備成0.1%苯并咪唑溶液（保鮮劑）。在100 mL無菌水中加入0.45～0.5 g瓊脂粉，攪拌均勻，放入微波爐加熱熔化，靜置8～10 min，加入6 mL 0.1%苯并咪唑溶液（保鮮劑）制成含苯并咪唑的水瓊脂培養(yǎng)基，并按18 mL/皿將培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿中，制備成水瓊脂培養(yǎng)基平板，備用。

1.2.3 室內(nèi)噴霧試驗設(shè)計

噴霧條件及噴液量設(shè)置：制備1%胭脂紅色漿溶液；調(diào)節(jié)噴頭噴霧時的空氣壓力至0.14 MPa，使噴頭霧化清水所產(chǎn)生的霧滴平均粒徑達到80 μm左右；模擬植保無人飛機飛防時的常規(guī)飛行高度，即與作物冠層的高度相當，將噴頭離地高度設(shè)置為1.60 m；在地面上鋪置白紙，以色漿溶液進行噴霧，考察色漿溶液霧滴在白紙上的分布范圍，確定噴頭噴幅，并根據(jù)噴幅所覆蓋的面積計算各處理噴霧所需的藥液量。

待測培養(yǎng)皿放置點設(shè)置：考察上述試驗中噴幅范圍內(nèi)色漿溶液霧滴在白紙上的密度分布情況，選取3個霧滴密度，在60滴/cm2左右的固定點作為待測培養(yǎng)皿的放置點。

藥劑處理：將供試藥劑43%的戊唑醇懸浮劑按制劑量15 mL/667 m2和用水量1 200 mL/667 m2制備藥液。在藥液中分別添加供試助劑PDMS和對照助劑邁飛20 mL，同時設(shè)置不添加助劑的對照藥液處理和清水空白對照處理，見表1。

表1 藥劑處理設(shè)計

1.2.4 飛防助劑性能測試

表面張力的測定：使用QBZY系列全自動表面張力儀測定藥液的靜態(tài)表面張力。

潤濕性能的測定：調(diào)節(jié)室溫至（20±1）℃，量取150 mL待測藥液于250 mL的燒杯中，攪拌均勻后靜置2 min，將標準帆布圓片用潔凈的不銹鋼絲圈移放至藥液液面，同時開啟秒表計時，記錄標準帆布片從接觸液面至完全潤濕下沉的時長。

霧滴積沉密度的測定：剪取60 mm左右接種處理后處于發(fā)病初期（零星顯癥）的麥苗葉段，分別放在制備好的水瓊脂培養(yǎng)基平板上，每皿放置6個葉段，并對放入葉段的培養(yǎng)皿進行分組處理，每處理3次重復，每重復3皿。按上述噴霧條件、計算的噴液量及確定的培養(yǎng)皿固定放置點，用制備的待測藥液對供試小麥葉片進行噴霧施藥。噴霧施藥時每個培養(yǎng)皿在靠近噴頭方向緊貼培養(yǎng)皿水平放置1片水敏紙，監(jiān)測和統(tǒng)計霧滴沉積密度（圖1）。

圖1 噴頭、培養(yǎng)皿及水敏紙位置示意圖

霧滴粒徑的測定：使用Winner319A噴霧激光粒度儀測定，測定前調(diào)節(jié)噴頭位置，使噴頭位于激光粒度測定儀測試區(qū)激光束正上方0.5 m處，噴霧激光粒度儀開機預(yù)熱30 min后用80 μm標準粒度物質(zhì)進行測試粒徑校準，然后對待測液進行噴霧處理并測定各處理的霧滴粒徑大小和分布，3次重復。參照“span”法[10]計算霧滴粒徑分布寬度（RS）。

藥液蒸發(fā)抑制率的測定：根據(jù)謝文萍等[11]的方法，分別測量各備用250 mL燒杯的質(zhì)量和內(nèi)徑，并準確稱取50 g待測藥液于備用燒杯中，將燒杯置于（35±2）℃水浴鍋中加熱4 h，取出后稱量燒杯與藥液總質(zhì)量，計算藥液的蒸發(fā)量和蒸發(fā)速率，以清水為對照，按式（1）計算藥液蒸發(fā)抑制率。

1.2.5 小麥白粉病防治效果調(diào)查方法

于藥后3、7、11 d分別調(diào)查記錄各處理葉片的病級數(shù)，分別按式（2）和式（3）計算各處理病情指數(shù)和防治效果。嚴重度分級方法參照劉華林等[12]的調(diào)查分級方法標準進行。小麥白粉病分級方法為0級：無病斑；1級：病斑面積占整個葉面積6%以下；3級：病斑面積占整個葉面積6%～15%；5級：病斑面積占整個葉面積16%～25%；7級：病斑面積占整個葉面積26%～50%；9級：病斑面積占整個葉面積50%以上。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 24.0數(shù)據(jù)處理軟件進行數(shù)據(jù)分析，采用LSD法進行試驗數(shù)據(jù)差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 飛防助劑對藥液表面張力、潤濕性能和藥液蒸發(fā)抑制率的影響

添加助劑PDMS對43%戊唑醇懸浮劑藥液表面張力、潤濕性能和抗蒸發(fā)性能的影響，見表2。藥液中添加助劑PDMS后，藥液的表面張力顯著降低，從37.84 mN/m降低到30.04 mN/m，與添加對照助劑邁飛的效果（31.60 mN/m）相當。在藥液中添加助劑PDMS后，標準帆布片潤濕性能明顯提升，不添加助劑的藥液對標準帆布片不能完全潤濕。添加助劑PDMS后完全潤濕標準帆布片僅需9.09 s，顯著優(yōu)于添加助劑邁飛的處理效果（133.90 s）。添加助劑PDMS和對照助劑邁飛均能顯著提升藥液抗蒸發(fā)性能：當不添加助劑時，43%戊唑醇懸浮劑藥液蒸發(fā)抑制率為-3.99%；在添加助劑PDMS和對照助劑邁飛后，藥液蒸發(fā)抑制率分別為48.53%和23.65%，顯著高于不添加助劑處理，且添加助劑PDMS處理優(yōu)于助劑邁飛處理。

表2 不同助劑處理對藥液表面張力、潤濕性能和抗蒸發(fā)性能的影響

2.2 飛防助劑對霧滴粒徑和沉積密度的影響

添加助劑PDMS和邁飛對藥液的霧化性能、藥液霧化后霧滴沉積有明顯的提升和促進作用。從圖2可以看出，添加助劑的藥液霧化時水敏紙上霧滴沉積數(shù)量明顯多于不添加助劑的藥液。同時，表3統(tǒng)計的霧滴沉積密度數(shù)據(jù)顯示，添加PDMS和邁飛后霧滴沉積密度分別為139滴/cm2和133滴/cm2，均顯著高于不添加助劑的對照藥液（68滴/cm2）。從表3還可以看出，添加助劑PDMS、邁飛和不添加助劑的藥液霧化時霧滴體積平均粒徑（VAD）分別為61.88、59.26 μm和85.31 μm，說明添加助劑后霧滴相對于對照明顯變??；霧滴粒徑分布寬度（RS）分別為2.19、2.14和2.51，說明添加助劑后藥液粒徑分布寬度變小，霧滴大小的均勻度提升。

圖2 不同助劑處理霧滴沉積量監(jiān)測圖

表3 不同助劑處理對霧滴粒徑及霧滴沉積密度的影響

2.3 飛防助劑對小麥白粉病防治效果的影響

藥后3、7、11 d，藥液中添加邁飛、PDMS、不添加助劑處理和清水對照處理，小麥離體葉片白粉病病情發(fā)展情況見圖3～圖5。由圖可知，藥后3、7、11 d，各藥劑處理的小麥白粉病病情明顯輕于清水對照處理；在藥液中添加助劑邁飛和PDMS后，小麥葉片上的病斑數(shù)量及病斑面積均明顯少于不加助劑的藥液處理。

圖3 不同助劑處理藥后3 d 小麥離體葉片白粉病發(fā)生情況

圖4 不同助劑處理藥后7 d 小麥離體葉片白粉病發(fā)生情況

圖5 不同助劑處理藥后11 d 小麥離體葉片白粉病發(fā)生情況

從表4可以看出，藥后3、7、11 d，藥液中添加助劑PDMS處理對小麥白粉病的防治效果分別為70.65%、90.85%和87.40%；添加助劑邁飛后分別為69.10%、90.07%和84.91%，添加助劑PDMS處理的防效顯著高于不加助劑藥液的防效，且與添加助劑邁飛處理效果相當。

表4 不同助劑處理對小麥白粉病的防治效果

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，在43%戊唑醇懸浮劑藥液中添加飛防助劑PDMS，采用模擬低容量無人飛機噴霧的方式防治小麥白粉病，藥后7 d對小麥白粉病的防效為90.85%，而不添加助劑的處理防效僅為49.87%，說明防治效果有明顯的提升。由此可見，43%戊唑醇懸浮劑藥液添加助劑PDMS，能明顯降低藥液的表面張力，從而有利于提高霧滴的潤濕性能，促進霧滴在作物植株表面的附著和擴展，進而提升藥液在小麥葉片表面的覆蓋度，提高藥液的利用率和對小麥白粉病的防治效果。Schleier和宋睿等[13-14]研究提出，噴霧助劑能夠改變?nèi)芤旱男再|(zhì)，顯著降低藥液的表面張力，使霧滴具有較強的黏附力，有利于霧滴在靶標上的潤濕鋪展，避免藥劑流失，提高霧滴沉積率，并提高藥液的氣孔滲透性能，因而起到的防治效果更明顯；劉迎和黃海燕等[15-16]在研究農(nóng)藥助劑對無人飛機防治效果的影響中也發(fā)現(xiàn)，噴霧助劑的添加可以顯著提高藥劑的防治效果，本研究結(jié)果與以上報道基本一致。

另有研究表明，霧滴數(shù)目、霧滴粒徑、施藥液量之間有著密切的關(guān)系。在施藥量一定的情況下，霧滴數(shù)目與霧滴直徑呈立方關(guān)系，霧滴粒徑減小一半，霧滴數(shù)目則增加8倍[17]，但藥液霧化時若霧滴粒徑變小，單位體積藥液霧化所產(chǎn)生的霧滴的總表面積會明顯增大，從而藥液蒸發(fā)量會隨之增大，不利于霧滴的有效沉積。因此，選擇噴霧助劑進行植保無人飛機低容量噴霧施藥防治時，不僅要考慮其降低霧滴表面張力、提升藥液潤濕、優(yōu)化藥液霧化性能的效果，還應(yīng)考慮其抑制藥液蒸發(fā)的性能。本研究結(jié)果顯示，43%戊唑醇懸浮劑藥液添加助劑PDMS后，藥液霧化時霧滴粒徑減小、霧滴大小均勻度提升，藥液霧化時產(chǎn)生的總有效霧滴數(shù)增加，同時藥液的抗蒸發(fā)性能增強，阻止了小霧滴因快速蒸發(fā)而飄逸，從而使霧滴沉積密度從68滴/cm2提高到139滴/cm2，防治效果也隨之提高。

綜上，助劑PDMS具有顯著的降低藥液表面張力、提升藥液潤濕性能、優(yōu)化藥液霧化性能及抑制藥液蒸發(fā)的特點，用植保無人飛機低容量噴霧防治小麥白粉病，能有效提升防治效果。此外，本研究是在室內(nèi)采用虹吸式扇形噴頭模擬植保無人飛機噴霧進行的施藥，并采用盆栽小麥接種白粉病菌后進行葉片離體培養(yǎng)和觀察病情發(fā)展，試驗條件與田間植保無人飛機噴霧施藥及小麥白粉病病情發(fā)展存在一定的差異性，如培養(yǎng)箱適宜的條件導致對照處理小麥白粉病發(fā)病后病指偏高，小麥葉片在離體條件下對藥劑的吸收轉(zhuǎn)化情況與植株體也存在差異，導致藥劑（未添加助劑）噴霧防治效果一般，因此助劑PDMS在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用還需結(jié)合田間試驗開展進一步研究。