噴霧助劑對煙嘧磺隆藥液特性及減施除草活性的調節作用

韓玉軍，王月超，孫 瑩，高 紅，陶 波，戴長春*，馬 紅*

（1.東北農業大學植物保護學院，哈爾濱 150030；2.黑龍江省農業科學院作物資源研究所，哈爾濱 150086）

目前我國農田雜草防除主要以化學防除為主，除草劑的使用對保障糧食生產起到重要作用。除草劑使用中由于受到環境條件、雜草表觀結構及藥劑自身特性等因素的影響致使藥液不能在雜草表面良好的鋪展、持留和吸收，往往導致一些莖葉處理除草劑存在對雜草的防除效果下降、有效成分利用率不高等問題[1,2]。

噴霧助劑是在除草劑噴灑時添加在藥液中的輔助制劑，又稱桶混助劑，可以有效改善除草劑藥液性能，提高除草劑利用率和雜草防效[3,4]。研究表明，噴霧助劑可以通過降低除草劑藥液的表面張力、提高藥液黏度，促進藥液鋪展、增加藥液黏附與沉積等單方面或多方面的復合作用來促進除草劑效能的發揮[5,6]。但噴霧助劑種類較多，不同類型的助劑對除草劑增效作用機制存在差異。油類助劑能促進藥液在植物葉片上的鋪展和附著，增強藥液的抗雨水沖刷能力和沉積量[7,8]。表面活性劑和有機硅助劑能夠降低藥液表面張力和接觸角，減少藥液的飛濺和回彈的發生，促進藥液在疏水葉表面的潤濕鋪展行為[9-11]。近年來，噴霧助劑在防除農田雜草和除草劑減量應用方面起到重要作用，一些除草劑，如苯唑草酮、異噁唑草酮、耕杰等，在使用過程中均需要添加專用噴霧助劑。但助劑對除草劑防效的改善效果也因除草劑和助劑種類存在明顯差異，甚至存在拮抗現象[4,12]。研究不同噴霧助劑對除草劑減施增效機制和作用效果能為助劑合理選擇和除草劑減量使用技術提供依據。

玉米是我國種植面積最大的糧食作物，禾本科雜草是影響玉米生產主要因素。煙嘧磺隆是目前玉米田苗后莖葉處理防除禾本科雜草的最主要藥劑[13]。煙嘧磺隆上市以來隨著玉米種植面積的增加，其使用面積和使用量也逐漸增加，一些雜草對其抗性也逐漸顯現，導致其對部分雜草的防效不理想，且用量增加還可能增加玉米藥害及下茬作物的殘留藥害風險[14-17]。針對煙嘧磺隆的應用現狀，目前提高煙嘧磺隆的防治效果、延緩雜草抗藥性的發展對延長煙嘧磺隆的使用壽命及對保障玉米生產具有重要作用。改善除草劑噴灑液特性、促進藥液在雜草上的濕潤、鋪展和沉積是提高煙嘧磺隆雜草防效降低除草劑用量的有效途徑。趙世君等[18]報道，添加有機硅助劑Quad7 可以使煙嘧磺?。?5～70 g a.i./hm2）對雜草的防除效果提高4%～15%，增效作用好于非離子表面活性劑，且可以降低噴液量。郭繼業等[19]研究表明，在與推薦劑量防效相當的情況下，添加有機硅助劑明顯增加煙嘧磺隆的防效，不同有機硅助劑間增效作用差別不大，但可以節約煙嘧磺隆1/3 用藥量和1/2 用水量。Idziak 等[20]研究發現在煙嘧磺隆降低1/2 用量的情況下，甲酯化植物油助劑可以顯著增加其對雜草的防效，且與肥料助劑混用可以保證煙嘧磺隆減量應用下雜草防效和玉米產量。劉小民等[21]研究表明，植物油助劑可以延長煙嘧磺隆藥液的干燥時間，增效活性好于有機硅助劑。同時也有研究報道椰子油助劑和松香助劑對煙嘧磺隆也有較好的增效作用[22,23]。本研究在煙嘧磺隆減量施用的情況下探究添加不同類型助劑對其藥液表面張力、接觸角、鋪展直徑、干燥時間等性狀的調節效果，比較不同助劑對煙嘧磺隆防除田間雜草的減量增效作用，旨在為煙嘧磺隆有效助劑篩選提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

40 g/L 煙嘧磺隆可分散油懸浮劑，山東勝邦綠野化學有限公司；菲藍（有機硅助劑），九江菲藍高新材料有限公司；百濕露（有機硅助劑），贏創德固賽特種化學（上海）有限公司；滲透者（天然植物油類），澳大利亞維多利亞化學品公司；邁絲（酯化植物油類），北京廣源益農化學有限責任公司；杰效利（有機硅類非離子表面活性劑），邁圖高新材料（南通）有限公司；橙皮精油（植物精油），道硅材料技術（上海）有限公司；倍創（植物油、非離子表面活性劑），成都激建生物科技有限公司。

1.2 助劑對煙嘧磺隆藥液表面張力的影響

將40 g/L 煙嘧磺隆可分散油懸浮劑按照制劑量60 mL/畝（有效用量36 g a.i./hm2），噴液量為225 L/hm2配制成噴灑液，按照表1 的用量在噴灑液中加入供試7 種助劑，混合均勻。助劑的添加量按照體積比（v/v）設置5 個梯度配制成噴灑液，參照 GB/T 5549-2010 方法采用POWEREACH 表面張力系統進行表面張力測定，每個處理重復4 次，同一樣品連續測定4 次。

表1 供試藥劑用量Table 1 Dosage of testedherbicideandadjuvants

1.3 助劑對除草劑藥液的鋪展直徑和接觸角的影響

按照1.2 的藥液配制方法，參照張忠亮[24]的方法，用微量進樣器取上述藥液5 μL 滴在涂油石蠟的載玻片表面，以不加助劑為對照，靜置1 min 后用JC2000D3 接觸角測量儀測定藥液在載玻片上的鋪展直徑和接觸角，每個處理重復4 次。

1.4 助劑對除草劑藥液干燥時間的影響

按照1.2 的藥液配制方法，采用液滴干燥法，用微量移液槍取上述藥液5 μL 滴在稗草葉片表面，在同一環境條件下（溫度24 ℃±1 ℃、相對濕度50%），以不加助劑為對照，觀察并記錄液滴完全干燥所需要的時間，每個處理重復4 次。

1.5 添加不同助劑對煙嘧磺隆的增效減量作用

2019 年和2020 年通過田間試驗驗證了7 種助劑對煙嘧磺隆的增效作用。具體實施如下：將40 g/L 煙嘧磺隆可分散油懸浮劑（登記推薦藥量為42～60 g a.i./hm2）按照制劑量60 mL/畝（有效用量36 g a.i./hm2），80 mL/畝（有效用量48 g a.i./hm2），100 mL/畝（有效用量60 g a.i./hm2），分別以N36、N48 和N60 代表，田間噴液量為225 L/hm2，N36 與7 種助劑按照助劑的推薦用量進行混用，助劑的添加量為噴液量的體積比（v/v），7 種助劑的用量分別為：菲藍（FL）0.05%、百濕露（BS）0.075%、滲透者（ST）1.5%、邁絲（MS）0.75%、杰效利（JX）0.15%、橙油助劑（CP）0.15%、倍創（BC）0.15%。同時設置清水對照，驗證7 種助劑對煙嘧磺隆的增效減量作用。試驗采用隨機區組設計，每個處理4 次重復，每次重復21 m2。待玉米長至3～4 葉期，田間雜草2～4 葉期，利用新加坡利農HD400 型背負式噴霧器進行噴霧處理，施藥后21 d 后，每個小區取3 個0.25 m2樣點，定點調查主要雜草的鮮重，計算不同處理對鮮重防效。鮮重防效＝（對照區存活雜草鮮重－處理區存活雜草鮮重）/對照區存活雜草鮮重×100%。

1.6 噴霧助劑與煙嘧磺隆混用噴施對玉米產量的影響

依據1.5 中試驗設計，待玉米收獲時，每小區測定中間兩行的籽粒產量，折算公頃產量。

1.7 數據統計與分析

采用Excel 軟件進行數據處理，采用DPS 10.15 分析軟件進行數據分析，并利用Duncan’s 新復極差法進行差異顯著性分析，顯著水平為P＜0.05。

2 結果與分析

2.1 助劑對煙嘧磺隆藥液表面張力和接觸角的調節作用

添加供試7 種不同助劑均顯著能夠降低煙嘧磺隆藥液的表面張力和接觸角（圖1 和圖2）。由圖1 可以看出，7 種助劑中杰效利對表面張力影響最大，添加杰效利0.05%～0.2%后煙嘧磺隆藥液的表面張力顯著降低了41.52%～47.69%（F4,19＝2326.21，P＝0.0001）；其次是菲藍、百濕露、橙皮精油和滲透者，不同添加量的處理表面張力分別顯著降低了37.09%～45.77%、22.07%～36.62%、18.57%～39.19%和25.90%～40.30%（FL：F4,19＝567.92，P＝0.0001；BS：F4,19＝937.45，P＝0.0001；CP：F4,19＝583.08，P＝0.0001；ST：F4,19＝726.94，P＝0.0001）；邁絲和倍創對表面張力的降低效果相比均低于28%，分別為17.63%～27.73%和6.02%～24.41%（MS：F4,19＝434.93，P＝0.0001；BC：F4,19＝288.5，P＝0.0001）。助劑對表面張力的降低效果均表現出隨著添加量的增加降低幅度逐漸增大，并趨于平緩。7 種助劑的最佳用量分別是杰效利0.15%、菲藍0.05%、百濕露0.75%、邁絲0.75%、滲透者1.5%、橙皮精油0.15%、倍創0.15%。

圖1 不同助劑對煙嘧磺隆藥液表面張力的影響Fig.1 Effect of spray adjuvants on the surface tension of nicosulfuron

圖2 不同助劑對煙嘧磺隆藥液接觸角的影響Fig.2 Effect of spray adjuvants on the contact angle of nicosulfuron

助劑降低藥液表面張力的同時液滴的接觸角也隨之顯著降低。由圖2 可以看出，杰效利對煙嘧磺隆藥液液滴接觸角的影響最大，接觸角降低幅度顯著，添加杰效利0.05%～0.2%后煙嘧磺隆藥液的接觸角降低了49.87%～66.23%（F4,19＝2471.3，P＝0.0001）；其次是橙皮精油、菲藍和滲透者，接觸角的降低幅度分別為30.30%～56.03%、20.49%～49.84%和10.19%～43.21%（CP：F4,19＝2041.67，P＝0.0001；FL：F4,19＝654.64，P＝0.0001；ST：F4,19＝794.97，P＝0.0001）；百濕露、倍創和邁絲對藥液接觸角的降低幅度相對略低，分別為18.6%～28.2%、10.02%～15.64%和8.84%～13.76%（BS：F4,19＝460.31，P＝0.0001；BC：F4,19＝95.79，P＝0.0001；MS：F4,19＝114.09，P＝0.0001）。7 種助劑的最佳用量分別是杰效利0.15%、菲藍0.05%、百濕露0.75%、邁絲0.75%、滲透者1.5%、橙皮精油0.15%、倍創0.15%。

2.2 助劑對煙嘧磺隆藥液鋪展直徑和干燥時間的調節作用

由圖3 可以看出，添加助劑顯著增加藥液液滴的鋪展直徑，與接觸角的趨勢相似，隨著表面張力降低，鋪展直徑顯著增加。7 種助劑中以添加杰效利的處理鋪展直徑影響最大，與不添加助劑相比，添加杰效利0.05%～0.2%后煙嘧磺隆藥液的鋪展直徑增加了59.94%～150.13%（F4,19＝794.13，P＝0.0001）。其次依次為是橙皮精油、菲藍、滲透者、百濕露、邁絲和倍創，不同添加量處理后鋪展直徑分別增加了12.44%～31.38%、6.06%～31.00%、10.31%～29.63%、3.81%～28.31%、12.06%～26.19%、9.13%～13.50%。

圖3 不同助劑對煙嘧磺隆藥液鋪展直徑的影響Fig.3 Effect of spray adjuvants on the extended diameter of nicosulfuron

鋪展直徑的變化也影響到藥液的干燥時間，但不同助劑對煙嘧磺隆藥液的干燥時間影響不同。未添加助劑時，煙嘧磺隆藥液的干燥時間為1303 s，約21.72 min。添加滲透者、倍創和邁絲能夠顯著增加藥液的干燥時間，與未添加助劑的對照相比干燥時間分別增加了3.84%～36.69%、17.20%～23.57%、3.02%～18.01%，滲透者的增加幅度最大（ST：F4,19＝198.21，P=0.0001；BC：F4,19＝103.67，P＝0.0001；MS：F4,19＝53.64，P＝0.0001）。杰效利和橙皮精油顯著縮短藥液的干燥時間，降幅為38.43%～49.72%和4.92%～31.12%，杰效利影響最顯著（圖4，JX：F4,19＝947.96，P＝0.0001）。菲藍和百濕露的添加量較低時增加藥液干燥時間，隨著添加量的增加藥液干燥時間顯著降低。菲藍添加量0.025%時藥液干燥時間的增加5.48%，但與不添加助劑差異不顯著，菲藍添加量為0.05%～0.1%，藥液干燥時間顯著降低28.22%～41.02%。百濕露添加量為0.025%～0.05%時，藥液干燥時間增加7.88%～10.16%，添加量增加至0.075%～0.1%，藥液干燥時間顯著降低，降幅為12.79%～30.37%。

圖4 不同助劑對煙嘧磺隆藥液干燥時間的影響Fig.4 Effect of spray adjuvants on the drying time of nicosulfuron

2.3 助劑對煙嘧磺隆防除玉米田間雜草的減量增效作用

通過助劑對煙嘧磺隆藥液特性的測定結果，篩選了7 種助劑的添加量分別是杰效利0.15%、菲藍0.05%、百濕露0.75%、邁絲0.75%、滲透者1.5%、橙皮精油0.15%、倍創0.15%，用于2019 年和2020 年的田間試驗。7 種助劑均能增加煙嘧磺隆的雜草防效，不同助劑增效程度存在差異（表1 和表2）。

2019 年未添加助劑的煙嘧磺隆36 g a.i./hm2對稗草、野黍、藜和反枝莧的鮮重防效為62.93%、53.63%、71.58%、75.66%，添加助劑后煙嘧磺隆對稗草、野黍、藜和反枝莧的鮮重防效分別為72.88%～87.88%、62.05%～77.99%、77.86%～91.92%、84.26%～94.59%，防效提高了15.81%～39.64%、26.08%～48.20%、8.77%～28.42%、11.37%～25.07%。7 種助劑顯著增加了煙嘧磺隆對稗草和野黍的防效，增效幅度大小順序為滲透者、邁絲、杰效利、倍創、百濕露、菲藍和橙皮精油。其中，煙嘧磺隆36 g a.i./hm2添加邁絲和滲透者對稗草的防效達到了60 g a.i./hm2單用的效果，對野黍的防效顯著高于48 g a.i./hm2和60 g a.i./hm2單用的效果（稗草：F9,27＝60.02，P＝0.0001；野黍F9,27＝24.52，P＝0.0001）。添加7 種助劑均能夠顯著增加其對反枝莧的防效，其中煙嘧磺隆36 g a.i./hm2添加邁絲、滲透者和杰效利后對反枝莧的防效可以達到了60 g a.i./hm2單用的效果（F9,27＝24.09，P＝0.0001）。添加滲透者、邁絲、杰效利和倍創能夠顯著增加煙嘧磺隆對藜的防效，其他助劑對藜的防效增加不顯著（F9,27＝36.83，P＝0.0001），煙嘧磺隆36 g a.i./hm2添加邁絲、滲透者和杰效利后可以達到了60 g a.i./hm2單用的效果，添加倍創后防效與48 g a.i./hm2單用的防效相當（表2）。

從表3 可以看出，2020 年未添加助劑的煙嘧磺隆36 g a.i./hm2對稗草、野黍、藜和反枝莧的鮮重防效為69.06%、60.72%、72.81%、77.49%，添加助劑后煙嘧磺隆對稗草、野黍、藜和反枝莧的鮮重防效分別為76.96%～92.09%、65.00%～79.82%、82.89%～92.32%、86.66%～96.62%，防效提高了21.15%～44.98%、7.06%～30.96%、13.85%～26.80%、11.84%～24.68%。除了添加菲藍后煙嘧磺隆對藜的防效增加不顯著外，7 種助劑均顯著增加了煙嘧磺隆對其他雜草的防效，助劑的增效幅度大小順序為滲透者、邁絲、杰效利、倍創、百濕露、菲藍和橙皮精油（稗草：F9,27＝18.58，P＝0.0001；野黍：F9,27＝22.17，P＝0.0001；藜：F9,27＝25.13，P＝0.0001；反枝莧：F9,27＝50.16，P＝0.0001）。其中，煙嘧磺隆36 g.a.i/hm2添加滲透者和邁絲對稗草的防效達到了60 g a.i./hm2單用的效果，添加倍創達到了48 g a.i./hm2單用的效果；煙嘧磺隆36 g a.i./hm2添加邁絲后對野黍的防效顯著高于60 g a.i./hm2單用的效果，添加滲透者、杰效利、百濕露和菲藍對野黍的防效與60 g a.i./hm2單用的效果差異不顯著，添加倍創和橙皮精油后對野黍的防效達到了48 g a.i./hm2單用效果；煙嘧磺隆36 g a.i./hm2添加邁絲、滲透者和杰效利后對藜和反枝莧的防效達到了60 g a.i./hm2單用的效果（表2）。

表3 添加不同助劑后煙嘧磺隆防除雜草的鮮重防效（2020 年）Table 3 Weed Control effect by nicosulfuron with spray adjuvants (2020)

綜合2019 年和2020 年的試驗結果，煙嘧磺隆36 g a.i./hm2添加滲透者、邁絲、杰效利和倍創對雜草防除效果較好，與48 g a.i./hm2、60 g a.i./hm2單用的效果相當或略高，能夠降低煙嘧磺隆用量25%～40%，滲透者和邁絲對煙嘧磺隆防除供試所有雜草的增效幅度均較好，杰效利和倍創對煙嘧磺隆防除藜和反枝莧的增效作用好于稗草和野黍。

2.4 噴霧助劑與煙嘧磺隆混用噴施對玉米產量的影響

測產分析結果表明，與煙嘧磺隆單用相比，煙嘧磺隆減量添加噴霧助劑能夠提高玉米產量。與未添加助劑相比，2019 年和2020 年煙嘧磺隆36 g a.i./hm2添加助劑后玉米產量分別增加0.98%～10.00%和1.94%～14.64%，其中滲透者和邁絲的增產效果最好。兩年的測產結果顯示添加滲透者和邁絲后煙嘧磺隆36 g.a.i/hm2的產量均超過了48 g a.i./hm2單用處理，并且與60 g a.i./hm2單用的產量相當（圖5）。綜合7 種助劑對煙嘧磺隆除草活性及對玉米產量的測定結果，滲透者和邁絲可以作為煙嘧磺隆的有效助劑復配使用。

圖5 噴霧助劑與煙嘧磺隆混用噴施對玉米產量的影響（2019 年和2020 年）Fig.5 Effect of nicosulfuron with spray adjuvants on the yield of maize (Year 2019 and Year 2020)

3 討論

噴霧助劑可以調節除草劑藥液的表面張力，增加霧滴與雜草表面的接觸面積和親和性，提高藥液在雜草表面附著、展布、沉積、滲透和吸收，進而提高除草劑雜草防除效果和利用率[25,26]。不同種類的助劑增效作用因對除草劑和雜草種類存在差異。有機硅助劑和一些非離子表面活性劑降低藥液表面張力的能力遠高于其他助劑[27,28]。本研究比較了7 種噴霧助劑對煙嘧磺隆藥液特性的調節作用，其中杰效利、菲藍和橙皮精油對煙嘧磺隆藥液表面張力的降低作用顯著高于油類助劑邁絲、滲透者等其他助劑。藥液表面張力的降低往往會提升霧滴在雜草表面濕潤性能，降低與葉片的接觸角，提高霧滴的鋪展面積，降低液滴在靶標表面反彈和滾落的幾率，但表面張力過低也會造成藥液的流失的風險[29,30]。本研究中菲藍、百濕露、橙皮精油和杰效利對煙嘧磺隆藥液接觸角的降低作用顯著，且能夠顯著增加液滴的鋪展直徑，但對藥液的干燥時間縮短明顯，容易造成藥液的流失增加，不利于藥液的吸收，最終增效作用并不理想。而油類助劑邁絲和滲透者對降低藥液的表面張力和接觸角、增加液滴的鋪展直徑的改善幅度不及其他助劑，但能顯著延長了液滴的干燥時間，有利于藥液在靶標表面的附著和滯留，增效作用突出。

農田雜草表面特性復雜多樣，葉片表面的纖毛、蠟質，甚至灰塵等附著物質都會限制除草劑的藥液濕潤和沉積，導致同一種除草劑對不同種類雜草的防除效果存在明顯差異[31-32]。本研究表明，煙嘧磺隆單用及添加助劑后對野黍的防效均不及稗草，這可能與野黍葉片的表面特性和對除草劑的耐藥性有關[15,33]。邁絲和滲透者可以同時提高煙嘧磺隆對禾本科雜草和闊葉雜草的防效，而杰效利和倍創對煙嘧磺隆反枝莧和藜等闊葉雜草的防效較好，這可能與助劑對藥液的附著性能改善差異有關[5]。助劑對除草劑的增效機制比較復雜，一種助劑并不能對所有除草劑都有增效作用，不同助劑對除草劑藥液性狀改善作用差異明顯，并可能與除草劑藥液產生拮抗作用[34,35]。冉海燕等[36]研究發現激健和精品硅王對除草劑的增效作用好于橙皮精油。劉小民等[29]研究發現GY-Tmax 對苯唑草酮增效作用高于GY-S903 和GY-T12。本研究也發現菲藍、百濕露等助劑雖然可以有效改善藥液性能，但對煙嘧磺隆的增效作用表現不佳。滲透者和邁絲對煙嘧磺隆藥液的改善效果較好，能夠有效提高煙嘧磺隆對雜草綜合防效，并且能夠降低煙嘧磺隆使用量達40%以上，可以作為煙嘧磺隆的有效助劑選擇使用，這與劉小民的研究相似[21,29]。除草劑在品種選擇不當及不良環境條件應用很難達到理想的防除效果，若盲目的增加用量還會造成當季或下茬作物藥害風險[17]。劉小民等[21]發現煙嘧磺隆用量過高會給玉米生長造成短期藥害，添加助劑可以減量條件下保證雜草防效和玉米的安全性。本研究結果表明添加助劑可以在降低煙嘧磺隆用量25%～40%的條件下保證雜草防效和玉米產量。

近年來，我國助劑的種類和品種逐漸增多，在農藥的減量施用和精準施藥中也發揮了較大作用[37-39]。本研究探究了不同助劑對煙嘧磺隆藥液特性的調節作用和增效減量作用，明確了煙嘧磺隆的有效增效助劑，為煙嘧磺隆專用助劑的篩選及除草劑助劑合理選擇與應用提供參考依據。但不同雜草葉片表面結構和濕潤特性的差異會影響到除草劑藥液的親和性[26,40]。在實際應用中還需要根據除草劑及靶標雜草的特性合理選擇助劑，在此基礎上結合噴霧機械及其他綜合措施完善精準應用技術，才能更好促進除草劑減量應用。