3結(jié)論與討論

通過植物冠層掃描儀、表面張力儀對具有不同表面張力的藥液在蘋果葉片不同生長期最大持液量(Rm)的研究，發(fā)現(xiàn)不同藥液在蘋果葉片的Rm變化規(guī)律相似，即在溶液質(zhì)量濃度低于cmc時(shí)，Rm值隨溶液質(zhì)量濃度的升高(表面張力降低)而降低。同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn)，蘋果葉片生長前期近軸面的Rm值明顯高于生長后期，這與前期對蘋果葉片近軸面接觸角分布的研究結(jié)果基本一致。由于蘋果葉片生長前期近軸面蠟質(zhì)層含量較低，故Rm值較高，而隨著生長期的推移，蘋果葉片近軸面蠟質(zhì)層不斷積累，疏水性較生長前期增強(qiáng)，故生長后期的最大持液量明顯低于生長前期。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，同一生長期時(shí)，具有相同表面張力的藥液在遠(yuǎn)軸面的Rm值均高于近軸面，主要原因在于蘋果葉片近、遠(yuǎn)軸面結(jié)構(gòu)不同，近軸面較為光滑且表面附有大量蠟質(zhì)層，遠(yuǎn)軸面附有絨毛，可通過絨毛吸附水滴進(jìn)行阻流，從而使蘋果葉片遠(yuǎn)軸面的Rm值大于近軸面。

影響藥液在葉片潤濕性的因素很多，主要包括表面活性劑自身性質(zhì)、添加助劑后藥液的表面張力、靶標(biāo)葉面性質(zhì)等，其中表面張力作為藥液基本屬性之一，便于量化分析，因此本研究選擇藥液的表面張力作為霧化表征參數(shù)。需要說明的是，當(dāng)藥液中表面活性劑的濃度超過cmc時(shí)，其許多性質(zhì)(如表面張力、電導(dǎo)率、滲透壓、界面張力、密度等)會(huì)發(fā)生變化，而這些性質(zhì)均會(huì)影響Rm。本研究也發(fā)現(xiàn)，當(dāng)表面活性劑的濃度超過cmc或接近c(diǎn)mc時(shí)，Rm值會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則波動(dòng)，其原因可能與表面活性劑分子的結(jié)構(gòu)、pH值以及周圍環(huán)境的溫度等有關(guān)。如在疏水性表面活性劑分子中存在支鏈，其在高濃度(超過cmc)下，可通過分子間的相互疏水作用在固體表面上形成膠束，很大程度地降低了固-液界面張力，從而增加固-液界面吸附量，通常比其他類型表面活性劑有著更好的潤濕性能；而離子型表面活性劑溶液中本身存在的無機(jī)鹽和有機(jī)小分子可能影響其界面張力，對溶液在潤濕黏附過程產(chǎn)生較大影響；而有機(jī)硅類表面活性劑多屬于三硅氧烷乙氧基化物，其不僅可快速降低水和非水體系的表面張力，而且當(dāng)濃度超過cmc時(shí)，其特殊的分子結(jié)構(gòu)還會(huì)對固體表面表現(xiàn)出較強(qiáng)的黏附性。因此，本研究在進(jìn)行表面張力與葉片Rm線性擬合時(shí)選擇的表面張力的質(zhì)量濃度范圍低于cmc。需要指出的是，當(dāng)溶液的表面張力低至30.65 mN/m時(shí)，擬合曲線的R2大幅下降，具體原因需進(jìn)一步研究。另外，根據(jù)徐廣春等對市場上52種常用農(nóng)藥的潤濕性分析可知，目前常用農(nóng)藥在推薦劑量下的表面張力均未出現(xiàn)低于30.6 mN/m的情況。因此，本研究建立的藥劑表面張力與蘋果葉片Rm的關(guān)系，對指導(dǎo)使用果樹農(nóng)藥藥液用量具有重要的指導(dǎo)意義。

此外，本研究發(fā)現(xiàn)，最大持液量隨葉傾角的增大而降低，這與徐廣春等對有機(jī)硅Silwet-408在水稻上潤濕的研究結(jié)果一致。本研究還發(fā)現(xiàn)，隨著葉傾角的增大，擬合曲線的斜率在減小，即葉傾角越大時(shí)，隨著藥液表面張力的下降，蘋果葉片Rm的下降趨勢減緩，其原因可能為當(dāng)葉傾角增加超過藥液在近軸面上的前進(jìn)角時(shí)，導(dǎo)致大量藥液下滑，Rm下降，從而斜率減小。說明葉傾角對葉片最大持液量有較大影響，因此，在研究液體表面張力對果樹葉片Rm的影響時(shí)，不可忽視葉傾角的作用。基于上述結(jié)論，結(jié)合果樹常用冠層參數(shù)(平均葉傾角、葉面積指數(shù)、冠層地面投影面積)，對果樹不同生長期最大藥液施用量進(jìn)行了估算和驗(yàn)證。在實(shí)際栽種過程中，對果樹的修剪會(huì)導(dǎo)致不同果園、不同栽種模式、不同樹齡果樹的冠層參數(shù)有所區(qū)別，因此，針對不同栽種模式下的果樹，應(yīng)根據(jù)其冠層參數(shù)，合理估算最大藥液施用量。需要說明的是，本研究近、遠(yuǎn)軸面只選擇了3個(gè)葉傾角，所以只是提出了一種果樹最大藥液施用量的估算方法，后續(xù)需進(jìn)一步對鈍角狀態(tài)下的Rm進(jìn)行研究。此外，由于蘋果樹屬于親水型植物，霧滴在葉片上的彈跳流失作用較小，且影響霧滴在葉片上的彈跳因素較多(霧滴密度、撞擊速度、霧滴直徑、表面張力等因素)，本研究中的估算方法并未將藥液在葉片上的彈跳流失作用納入其中，需后續(xù)進(jìn)一步對此研究。此次研究的最大持液量是以最大穩(wěn)定持液量的數(shù)值進(jìn)行表述的，而最大穩(wěn)定持液量是在葉片達(dá)到流失點(diǎn)后葉片上的藥液流失至不能再流失時(shí)的持液量，相較流失點(diǎn)數(shù)值偏低。因此用該持液量估算的果園藥液量用量可能偏低，導(dǎo)致一些較粗大霧滴的噴霧器械噴霧時(shí)不能有效覆蓋果樹表面。

目前對蘋果葉片潤濕性能的研究中，多集中于葉片理化性質(zhì)的研究，如：對蘋果葉片遠(yuǎn)近軸面接觸角、表面自由能的測定以及對蘋果葉表面微觀蠟質(zhì)層結(jié)構(gòu)的研究等。這些對蘋果葉片潤濕性能的研究雖對藥劑的選擇有一定指導(dǎo)作用，但只限于單一藥劑的篩選。本研究基于前人對蘋果葉片性質(zhì)的挖掘，提出了適用于蘋果葉片最大持液量計(jì)算的方法，并以此為基礎(chǔ)，結(jié)合果樹冠層參數(shù)對大容量噴霧下的蘋果樹最大藥液施用量進(jìn)行了估算。基于以上研究，建議農(nóng)藥制劑企業(yè)有針對性地開發(fā)適用于蘋果樹不同生長期的農(nóng)藥制劑，并在標(biāo)簽上注明所推薦藥液稀釋濃度的表面張力，從而方便果農(nóng)通過最大持液量估算藥液用量，實(shí)際使用時(shí)低于該估算的藥液用量，使噴液量不足流失點(diǎn)，就達(dá)到了減少藥液流失的目的。