煙草生長(zhǎng)的中后期是病蟲害的高發(fā)階段，嚴(yán)重時(shí)發(fā)病率可高達(dá)90%，對(duì)煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)造成嚴(yán)重影響。病蟲害發(fā)生的主要部位是葉片，病蟲害的防控以噴灑農(nóng)藥防治為主。生產(chǎn)上常因農(nóng)藥?kù)F滴附著率低而導(dǎo)致防治效果不理想。因此，如何提高農(nóng)藥?kù)F滴在葉面的有效附著能力，是煙草病害防治上急需解決的問題。

農(nóng)藥?kù)F滴在單位面積植株葉片上沉積的物理量稱為霧滴沉積，是藥液施用效率高低的重要指標(biāo)之一，決定其在病蟲害防治中的使用效果。有研究表明，葉傾角、藥液表面張力、葉片表面結(jié)構(gòu)和噴霧距離等均會(huì)顯著影響藥液霧滴在植株葉片上的沉積。作物葉片對(duì)藥液霧滴的承載存在一個(gè)臨界點(diǎn)，當(dāng)藥液噴施量超過(guò)該臨界點(diǎn)后，葉面的藥液會(huì)自動(dòng)發(fā)生流失，這個(gè)臨界點(diǎn)被稱為流失點(diǎn)（Point of Runoff，POR）。當(dāng)施藥量超過(guò)流失點(diǎn)發(fā)生流失并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，藥液在植物葉面達(dá)到最大穩(wěn)定持留量（Maximum Retention，Rm）。藥液霧滴發(fā)生匯聚、流失后形成的最大穩(wěn)定持留量值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于流失點(diǎn)，大量流失的藥液還會(huì)造成環(huán)境污染。因此，在農(nóng)藥噴施過(guò)程中嚴(yán)格控制施藥量在流失點(diǎn)以內(nèi)，對(duì)于提高農(nóng)藥利用效率和減少環(huán)境污染至關(guān)重要。

目前，葉面農(nóng)藥?kù)F滴沉積在作物上的相關(guān)研究報(bào)道較多。楊希娃等對(duì)棉花、水稻與小麥葉片傾角為0°、15°、30°、45°、60°和75°的試驗(yàn)表明：葉片表面性質(zhì)、葉片傾角對(duì)沉積量影響差異顯著；減小葉片傾角有助于增加沉積量；葉片微結(jié)構(gòu)可能是影響作物沉積量的原因之一。徐廣春等研究表明，水稻葉片的強(qiáng)疏水性主要?dú)w因于其表面布滿了包被著蠟質(zhì)的乳頭狀突起，同時(shí)還可能與其葉表面的腺毛長(zhǎng)度和氣孔密度密切相關(guān)；水稻葉片正、反面的臨界表面張力估值分別為29.90和31.22 mN/m；霧滴在傾角較低時(shí)（30°）能粘附在葉片上，較高時(shí)（60°）滾落。袁會(huì)珠測(cè)定了相同噴霧距離下小麥葉片分別在30?、60?和90?葉傾角時(shí)的流失點(diǎn)和最大穩(wěn)定持留量，發(fā)現(xiàn)葉傾角越小，流失點(diǎn)和最大穩(wěn)定持留量越高，沉積在葉面的霧滴越多；葉傾角越大，流失點(diǎn)和最大穩(wěn)定持留量越低，沉積在葉面的霧滴越少。朱金文等的研究也表明，葉傾角越大其流失點(diǎn)和最大穩(wěn)定持留量越低。

不同作物葉片的臨界表面張力差異很大，顧中言等研究了包菜、水稻、雀麥等13種植物，發(fā)現(xiàn)其葉片的臨界表面張力值為36.26~71.81 mN/m不等。而煙草K326和云煙87的葉片臨界表面張力分別為30.41 mN/m、29.46 mN/m，表明這兩個(gè)品種葉片臨界表面張力相近，且低于小麥、棉花、茄子等。陸軍等對(duì)水平靜電噴霧條件下不同噴霧距離對(duì)黃瓜葉片流失點(diǎn)和最大穩(wěn)定持留量的影響進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隨著軸向噴霧距離（25~375 cm）的增加黃瓜葉片的流失點(diǎn)先上升后下降，在125 cm噴霧距離時(shí)流失點(diǎn)達(dá)到最大值。但煙草上對(duì)農(nóng)藥在葉面的沉積、潤(rùn)濕和持留等方面的相關(guān)研究卻報(bào)道較少，綜合噴霧距離和葉傾角兩方面因素對(duì)煙草葉片流失點(diǎn)和最大穩(wěn)定持留量的影響方面還鮮見報(bào)道。因此，對(duì)影響成熟期煙草農(nóng)藥?kù)F滴附著的關(guān)鍵指標(biāo)如臨界表面張力、葉傾角、噴霧距離、流失點(diǎn)和最大穩(wěn)定持流量等因子進(jìn)行了試驗(yàn)，旨在為提高農(nóng)藥?kù)F滴附著效率和農(nóng)藥有效性提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料和儀器

供試煙草品種為紅花大金元。于2020年7月17—21日選取云南省石林縣云葉烤煙技術(shù)研究合作社種植的處于成熟期（移栽后100 d左右）的煙株進(jìn)行測(cè)定。

采用表面張力分別為38、48和60 mN/m達(dá)因液和純水（表面張力為72 mN/m）測(cè)定液滴在葉片表面的接觸角。利用光學(xué)數(shù)碼顯微鏡（G1200型，深圳智達(dá)發(fā)電子有限公司）進(jìn)行接觸角圖像采集，用Canny邊緣檢測(cè)算法進(jìn)行液滴輪廓提取。根據(jù)孫統(tǒng)等的發(fā)明專利自制葉傾角測(cè)量?jī)x測(cè)定不同葉位的葉傾角。采用靜電噴霧器（3WBJ-16型，貴州黔霖農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司）、參考呂曉蘭等的發(fā)明專利自制設(shè)備測(cè)定不同葉傾角下葉片表面沉積的霧滴量。

1.2方法

1.2.1接觸角的測(cè)定及臨界表面張力的計(jì)算

接觸角（θ）是指在固、液、氣三相交界處，自固-液界面經(jīng)液體內(nèi)部到氣-液界面之間的夾角。選取3株健康煙草中部葉片，截取葉片中間不包含主脈和粗大支脈的部分（取下后1 h內(nèi)使用），將葉片切成長(zhǎng)1.0~1.5 cm，寬小于5.0 mm的細(xì)條（盡可能減小寬度以消除顯微鏡背景的影響）。將葉片水平置于顯微鏡載物臺(tái)上，調(diào)整載物臺(tái)高度至與顯微鏡觀測(cè)鏡中心平齊，用微量注射器分別取0.5μL不同表面張力的測(cè)試液，滴落至載物臺(tái)上的葉片上；待液滴穩(wěn)定持留120 s后，用顯微鏡（×1 000）進(jìn)行觀測(cè)并拍照（圖1 A）；利用Canny邊緣檢測(cè)算法對(duì)所拍攝圖片中的測(cè)試液滴進(jìn)行輪廓提?。▓D1 B），手動(dòng)去除背景中的白色像素點(diǎn)，得到干擾較少的液滴輪廓，擬合輪廓曲線（圖1 C），對(duì)擬合出的輪廓做切線，得到接觸角值（圖1 D）。每次測(cè)試后更換新葉片，每種不同表面張力的測(cè)試液重復(fù)測(cè)定3次。

圖1用Canny邊緣檢測(cè)算法測(cè)定接觸角

A.顯微鏡拍攝的葉面測(cè)試液滴B.用Canny算法進(jìn)行邊緣檢測(cè)（紅色線為提取的輪廓曲線）C.輪廓擬合（黃色線為去除干擾后的輪廓曲線）D.確定并測(cè)定接觸角（紅色線為優(yōu)化后的輪廓曲線，右側(cè)兩條綠色線的夾角即為接觸角θ）。放大倍數(shù)為1 000倍

采用不同表面張力測(cè)試液測(cè)出接觸角（θ）后，計(jì)算其余弦值（cosθ）。將不同測(cè)試液的表面張力與cosθ進(jìn)行相關(guān)分析，測(cè)定植物臨界表面張力法，cosθ=1處所對(duì)應(yīng)的液體表面張力即為煙草葉片的臨界表面張力。

1.2.2葉傾角的測(cè)定

葉傾角是葉片腹部法線與地面法線的夾角，不同生長(zhǎng)階段的煙株葉片數(shù)量與葉傾角不同。隨機(jī)選取10株健康煙株，按照從冠層至根的順序?qū)⑷~片進(jìn)行編號(hào)，采用葉傾角測(cè)量?jī)x依次測(cè)定每片煙葉的葉傾角。

1.2.3不同噴霧高度下的流失點(diǎn)和最大穩(wěn)定持留量的測(cè)定

流失點(diǎn)和最大穩(wěn)定持留量的測(cè)定裝置見圖2。將噴霧器固定在可變高度噴霧架上，噴頭與地面垂直，分別設(shè)置噴嘴下沿與葉片中心垂直距離50、100、150和200 cm 4種噴霧距離，噴霧器中裝入水，進(jìn)行噴霧時(shí)關(guān)閉靜電功能。測(cè)定裝置由載物臺(tái)、電子秤和防霧滴沉積罩3部分組成。其中載物臺(tái)可進(jìn)行90°以內(nèi)的傾斜角度調(diào)整；電子秤精度為0.01 g（YH-50002型，東陽(yáng)市英衡智能設(shè)備有限公司）；防護(hù)罩為透明的亞克力材料制成，防止霧滴沉積到電子秤上。

圖2流失點(diǎn)和最大穩(wěn)定持留量值的測(cè)定裝置

選擇3株煙草，取中部鮮煙葉葉片（采收后1 h內(nèi)），將葉片中間部位不包含主脈和粗大支脈的部分裁剪成5 cm×10 cm長(zhǎng)方形，裁剪過(guò)程中不可接觸葉片表面，避免破壞葉片表面結(jié)構(gòu)。將剪好的葉片背面用雙面膠粘在載物臺(tái)上，置于霧化噴頭正下方50、100、150和200 cm的距離，按照測(cè)量的葉傾角作為載物臺(tái)傾斜角度測(cè)定流失點(diǎn)。葉片粘貼牢固并且調(diào)整好載物臺(tái)角度后，將電子秤清零開始噴霧，當(dāng)葉面的藥液霧滴開始在葉片上匯聚、滴落時(shí)，讀取最大讀數(shù)，即為流失點(diǎn)；停止噴霧后到藥液不再?gòu)娜~片流落且電子秤顯示數(shù)字穩(wěn)定，此時(shí)的讀數(shù)即為最大穩(wěn)定持留量。每次噴霧后更換葉片，重復(fù)3次。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理與制圖，并進(jìn)行一元線性回歸和相關(guān)性分析。采用單因素方差分析法進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD法進(jìn)行數(shù)據(jù)間差異的顯著性檢驗(yàn)。