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背景

农药喷施后，其在靶标植物表面的有效沉积一直是农药应用技术领域的研究重点。事实上，农药在靶标作物上的沉积与药液的界面张力和靶标植物叶片的界面特性密切相关。在农药制剂产品中添加适当表面活性剂可有效降低药液的界面张力，提升药液在靶标植物上的润湿渗透性。当使用稀释倍数下的药液表面张力低于靶标植物叶片的临界表面张力时，药液可以顺利在叶片上润湿铺展。但是，从能量的角度考量，通过测定叶片的表面自由能及其分量可以更好的描述植物表面的润湿性能。

目前，表面自由能的测定多应用于材料科学领域，在植物保护领域的应用却只局限于大豆、水稻、桃树和苹果等少数植物种类，而植物叶片的表面自由能是反映润湿性能的一个重要参数，深入探究植物叶片的表面自由能及其分量，对于专用功能助剂研发、药液润湿性能改善、农药利用率提升以及减量增效举措的实施具有重大意义。基于此，本研究根据OWRK法机理采用DSA100型接触角仪对12种植物叶片的表面自由能及其分量进行了测定，期望能为植物保护工作者们提供一些借鉴和参考。

实验方法与仪器

本研究采用OWRK法进行测定。先将新鲜的植物成熟叶片裁剪成适当宽度的长方形叶片，分别测定水和二碘甲烷在叶片上的接触角。由ADVANCE计算出靶标植物的表面自由能、色散分量和极性分量数据。

结果与讨论 

植物叶片表面自由能大小及其分量所占比率是农药减量化研究中功能助剂种类及其用量选择的重要参数，其可以有助于农药研发和推广应用人员更深刻地了解农药药液在靶标植物叶片表面的润湿铺展行为及其机理。由表可知，靶标植物叶片的表面自由能及其分量大小因植物而异，即使同一植物中叶片近轴面和远轴面的表面自由能也存在差异。例如甘蔗叶片近轴面和远轴面的表面能差异较小，而大豆叶片的差异较大。究其原因主要是部分植物不同部位的表面化学物质组成不同所致，而植物叶片表面化学组份会随植物生长发育而不断变化。

当靶标叶片的总表面能越大时，该植物的润湿性能越好，当总表面自由能越小时，该植物的润湿性能越差。从表可知，西瓜和甜瓜叶片的近轴面、玉米叶片的近轴面和远轴面的极性分量所占比例较大，分别为31.30%、32.41%、43.86%和36.07%，且表面自由能均大于50mJ/m2，说明叶片表面润湿性能较优；甘蔗叶片的近轴面和远轴面、大豆叶片的远轴面的极性分量所占比例较小，分别为0.08%、0和1.14%，且表面自由能均低于30mJ/m2，说明叶片表面润湿性能较差，而其余植物叶片的极性分量所占比例居中且表面自由能在30~50mJ/m2之间，说明叶片表面润湿性能一般。  

小结 

表面自由能是反映靶标植物叶片润湿性能的一个重要参数，以水和二碘甲烷为测试液，采用OWRK法测定了甘蔗、刺苋 、玉米等12种植物叶片的表面自由能、色散分量和极性分量。结果表明，靶标植物叶片的表面自由能及其分量大小因植物而异，即使同一植物中叶片近轴面和远轴面的表面自由能也存在差异。当叶片表面自由能越大、极性分量比例越大时，叶片润湿性能越好，反之越差。该方法简单、快捷，可应用于农药药液在靶标植物叶片表面的润湿铺展行为研究以及农药制剂和桶混助剂的研发与应用。