2.3蘋果葉片Rm與表面張力的關(guān)系

根據(jù)臨界膠束理論，當(dāng)表面活性劑質(zhì)量濃度高于cmc時(shí)，溶液性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，這種變化不僅與溶液的表面張力有關(guān)，還與表面活性劑的結(jié)構(gòu)、種類等有關(guān)。本研究重點(diǎn)關(guān)注液滴表面張力與Rm之間的關(guān)系，所以對(duì)未達(dá)到cmc濃度時(shí)不同濃度溶液的表面張力(包括表面活性劑的質(zhì)量濃度為0時(shí)，即純水)所對(duì)應(yīng)的Rm進(jìn)行最小二乘法線性擬合，結(jié)果見表2。

表2不同葉傾角下表面張力與Rm擬合曲線的R2

由表2結(jié)果可知，蘋果葉片生長(zhǎng)前期近、遠(yuǎn)軸面和生長(zhǎng)后期近軸面，不同葉傾角下表面張力與Rm值擬合曲線的R2均高于0.80。而蘋果葉片生長(zhǎng)后期遠(yuǎn)軸面除30°時(shí)R2高于0.7外，其他葉傾角下均低于0.6，且隨著葉傾角增大，R2不斷減小，這表明蘋果葉片生長(zhǎng)后期遠(yuǎn)軸面的表面張力與Rm值之間的線性關(guān)系較差。

圖7為不同葉傾角下Rm值與表面張力的擬合曲線。從中可以看出，蘋果葉片生長(zhǎng)前期近軸面Rm值在不同表面張力下擬合曲線的斜率均小于遠(yuǎn)軸面(30°除外)，這表明蘋果葉片生長(zhǎng)前期遠(yuǎn)軸面Rm值受表面張力的影響較近軸面大。同一生長(zhǎng)期不同葉傾角的Rm值在不同表面張力下擬合曲線的斜率隨葉傾角的增大而減小，這表明隨著葉傾角的增大，近、遠(yuǎn)軸面的Rm值受表面張力的影響逐漸減小。蘋果葉片生長(zhǎng)后期近、遠(yuǎn)軸面Rm在不同表面張力下擬合曲線的斜率變化規(guī)律與生長(zhǎng)前期相似，且蘋果葉片生長(zhǎng)前期近、遠(yuǎn)軸面Rm在不同表面張力下擬合曲線的斜率大于生長(zhǎng)后期，這表明蘋果葉片生長(zhǎng)后期近、遠(yuǎn)軸面Rm值受表面張力的影響較生長(zhǎng)前期小。

圖7不同生長(zhǎng)時(shí)期近、遠(yuǎn)軸面Rm在不同表面張力下的擬合曲線

2.4基于Rm值的蘋果樹藥液施用量估算

基于2.3節(jié)中表面張力與Rm值之間的關(guān)系，選取4種常用農(nóng)藥制劑(50%吡蚜酮可濕性粉劑、70%吡蟲啉水溶性顆粒劑、1.8%阿維菌素乳油和25%噻蟲嗪懸浮劑)，測(cè)定其最大表面張力，結(jié)合果樹常用冠層參數(shù)(平均葉傾角、葉面積指數(shù)等)對(duì)果樹施藥用量進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估，從而為大容量果樹精準(zhǔn)用藥提供理論基礎(chǔ)。

葉面積指數(shù)是總?cè)~面積/冠層地面積的比值，故可通過冠層地面投影面積與葉面積指數(shù)估算總?cè)~面積，再通過測(cè)量平均葉傾角，并根據(jù)不同表面張力藥液與蘋果葉片Rm之間的關(guān)系，估算出不同表面張力藥液在蘋果樹上的最大施藥量。

以試驗(yàn)蘋果園的果樹為例，隨機(jī)選取6棵果樹進(jìn)行估算。測(cè)得蘋果葉片近軸面平均葉傾角為41.73°，故選擇近軸面30°葉傾角時(shí)表面張力與Rm的變化曲線。當(dāng)近軸面葉傾角為41.73°時(shí)，遠(yuǎn)軸面葉傾角為138.27°，大于試驗(yàn)所測(cè)的90°葉傾角。由上述研究發(fā)現(xiàn)，葉傾角越大，葉片Rm越小，故選擇90°為遠(yuǎn)軸面葉傾角。此外，測(cè)得每棵果樹冠層地面投影面積的平均值為15.14 m2，冠層指數(shù)平均值為2.1。因此，果樹$T=dfrac{{left({{Y_1}+{Y_2}}right)times Ltimes S}}{{1;000}}$，其中T為最大藥液施用量(L)，Y1為近軸面30°葉傾角時(shí)的Rm(g/m2)，Y2為遠(yuǎn)軸面90°葉傾角時(shí)的Rm，L為葉面積指數(shù)，S為冠層地面投影面積(m2)。

需要指出的是，在蘋果樹生長(zhǎng)后期施藥藥液最大用量估算中，由于遠(yuǎn)軸面90°葉傾角時(shí)藥液表面張力與Rm之間線性關(guān)系較差，且藥液表面張力對(duì)Rm的影響非常小(見2.3節(jié)圖7(d))，故選取遠(yuǎn)軸面90°葉傾角時(shí)的Rm均值。

圖8為估算出的蘋果樹葉片分別在生長(zhǎng)前期和后期施藥的最大藥液量與藥液表面張力的關(guān)系。從中可以看出，在試驗(yàn)果園中，在蘋果樹生長(zhǎng)前期施藥的最大施用量受藥液表面張力的影響大于在生長(zhǎng)后期施藥。

圖8藥液最大施用量與藥液表面張力的關(guān)系

表3為4種常用農(nóng)藥制劑在推薦使用倍數(shù)下對(duì)蘋果樹的最大施藥量。從表中可以看出，在蘋果樹生長(zhǎng)前期施藥的最大用量遠(yuǎn)高于在生長(zhǎng)后期施藥。考慮到目前果園中使用的大容量噴霧器械多為手持柱塞泵式機(jī)動(dòng)噴霧機(jī)，霧滴粒徑均一性較差，加之人為因素可能導(dǎo)致的藥液無法均勻覆蓋全樹，再結(jié)合張鵬九等在關(guān)于不同藥械防治蘋果園桃小食心蟲影響的研究中每株樹推薦使用藥液量為3.5 L，得出在果樹前期推薦藥液的表面張力應(yīng)在35 mN/m以下，后期應(yīng)在60 mN/m以上，便于實(shí)際操作。

表3四種常用農(nóng)藥制劑在蘋果樹上施藥的最大用量

以上研究證明，當(dāng)藥液濃度未達(dá)到cmc時(shí)，藥液的表面張力與果樹葉片Rm成正相關(guān)，基于此建立一元線性回歸方程，并結(jié)合果樹平均葉傾角、葉面積指數(shù)、冠層地面投影面積等常用冠層參數(shù)，可以估算出果樹上施藥的最大用量。