煙草生長的中后期是病蟲害的高發(fā)階段，嚴(yán)重時發(fā)病率可高達(dá)90%，對煙葉產(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)藥霧滴附著率低而導(dǎo)致防治效果不理想。因此，如何提高農(nóng)藥霧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)藥霧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)和噴霧距離等均會顯著影響藥液霧滴在植株葉片上的沉積。作物葉片對藥液霧滴的承載存在一個臨界點(diǎn)，當(dāng)藥液噴施量超過該臨界點(diǎn)后，葉面的藥液會自動發(fā)生流失，這個臨界點(diǎn)被稱為流失點(diǎn)（Point of Runoff，POR）。當(dāng)施藥量超過流失點(diǎn)發(fā)生流失并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，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造成環(huán)境污染。因此，在農(nóng)藥噴施過程中嚴(yán)格控制施藥量在流失點(diǎn)以內(nèi)，對于提高農(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)藥霧滴沉積在作物上的相關(guān)研究報道較多。楊希娃等對棉花、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，同時還可能與其葉表面的腺毛長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（30°）能粘附在葉片上，較高時（60°）滾落。袁會珠測定了相同噴霧距離下小麥葉片分別在30?、60?和90?葉傾角時的流失點(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。陸軍等對水平靜電噴霧條件下不同噴霧距離對黃瓜葉片流失點(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噴霧距離時流失點(diǎn)達(dá)到最大值。但煙草上對農(nóng)藥在葉面的沉積、潤濕和持留等方面的相關(guān)研究卻報道較少，綜合噴霧距離和葉傾角兩方面因素對煙草葉片流失點(diǎn)和最大穩(wěn)定持留量的影響方面還鮮見報道。因此，對影響成熟期煙草農(nóng)藥霧滴附著的關(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)藥霧滴附著效率和農(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量儀測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上，調(diào)整載物臺高度至與顯微鏡觀測鏡中心平齊，用微量注射器分別取0.5μL不同表面張力的測試液，滴落至載物臺上的葉片上；待液滴穩(wěn)定持留120 s后，用顯微鏡（×1 000）進(jìn)行觀測并拍照（圖1 A）；利用Canny邊緣檢測算法對所拍攝圖片中的測試液滴進(jìn)行輪廓提取（圖1 B），手動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），對擬合出的輪廓做切線，得到接觸角值（圖1 D）。每次測試后更換新葉片，每種不同表面張力的測試液重復(fù)測定3次。

圖1用Canny邊緣檢測算法測定接觸角

A.顯微鏡拍攝的葉面測試液滴B.用Canny算法進(jìn)行邊緣檢測（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試液測出接觸角（θ）后，計(jì)算其余弦值（cosθ）。將不同測試液的表面張力與cosθ進(jìn)行相關(guān)分析，測定植物臨界表面張力法，cosθ=1處所對應(yīng)的液體表面張力即為煙草葉片的臨界表面張力。

1.2.2葉傾角的測定

葉傾角是葉片腹部法線與地面法線的夾角，不同生長階段的煙株葉片數(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，采用葉傾角測量儀依次測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)定持留量的測定

流失點(diǎn)和最大穩(wěn)定持留量的測定裝置見圖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)行噴霧時關(guān)閉靜電功能。測定裝置由載物臺、電子秤和防霧滴沉積罩3部分組成。其中載物臺可進(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長方形，裁剪過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上，置于霧化噴頭正下方50、100、150和200 cm的距離，按照測量的葉傾角作為載物臺傾斜角度測定流失點(diǎn)。葉片粘貼牢固并且調(diào)整好載物臺角度后，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，讀取最大讀數(shù)，即為流失點(diǎn)；停止噴霧后到藥液不再從葉片流落且電子秤顯示數(shù)字穩(wěn)定，此時的讀數(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)。