稻叶表面特性及雾滴在倾角稻叶上的沉积行为

文献类型： 中文期刊

第一作者： 徐广春

作者： 徐广春;顾中言;徐德进;许小龙

作者机构：

关键词： 水稻;表面张力;临界胶束浓度;接触角;乳突

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2014 年 47 卷 21 期

页码： 4280-4290

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】研究水稻叶片的表面特性和有机硅助剂Silwet-408溶液的单个雾滴在30°、45°和60°3个倾角水稻叶片正、反面的行为,以期为农药雾滴对靶叶面滞留控制机制提供依据。【方法】利用扫描电镜观察水稻叶片的表面特性,并通过Zisman图法测定稻叶的临界表面张力。同时测定0、3.91、7.81、15.63、31.25、62.50、125.00和250.00 mg·L-1 8个浓度的Silwet-408溶液的表面张力后,利用表面张力法测定出Silwet-408的临界胶束浓度,并借助于接触角测量仪测定8个溶液的单个雾滴在3个倾角水稻叶片上的接触角。【结果】电镜观察发现水稻叶片正、反面存在3种类型的绒毛,同时表面布满了乳头状的突起,其密度分别为(12.4±0.7)×103和(7.6±0.8)×103个/mm2且差异显著;气孔长度和气孔密度间均无显著差异。Silwet-408的临界胶束浓度为78.5 mg·L-1,与之相对应的溶液的表面张力为20.77 mN·m-1。水稻叶片正、反面的临界表面张力估值分别为29.90和31.22 mN·m-1。在所测定的溶液中,浓度为0、3.91、7.81 mg·L-1溶液的表面张力大于稻叶的临界表面张力且Silwet-408浓度小于临界胶束浓度,这3个浓度溶液的雾滴将直接从不同倾角水稻叶片上滚落。浓度为15.63、31.25、62.50 mg·L-1溶液的表面张力小于稻叶的临界表面张力且Silwet-408浓度小于临界胶束浓度,15.63和31.25 mg·L-1溶液的雾滴在倾角较低时(30°)能黏附叶片上,较高时(60°)滚落;62.50 mg·L-1溶液的雾滴能黏附在稻叶上,不同倾角间的接触角变化率和润湿滞后存在差异;125.00和250.00 mg·L-1溶液的表面张力小于稻叶的临界表面张力且Silwet-408浓度大于临界胶束浓度,这2个溶液的雾滴均能黏附在不同倾角的水稻叶片上,40 s后的接触角变化率和润湿滞后无显著差异。不同倾角稻叶上雾滴的前进角(θa)和后退角(θr)的分析结果表明θa总是大于θr,在40 s的测定时间内,随时间延迟θa和θr总是逐渐减少。【结论】稻叶的强疏水性主要归因于其表面布满了包被着蜡质的乳头状突起,同时这还可能与其叶表面的毛长和气孔密度密切相关。水稻叶面为低能叶面。只有Silwet-408溶液的表面张力小于稻叶的临界表面张力且溶液中的Silwet-408浓度达到临界胶束浓度才能使雾滴很好的黏附在不同倾角的稻叶上并润湿展布;过低浓度的溶液的雾滴由于较大的表面张力易从不同倾角的稻叶上滚落。Silwet-408溶液的雾滴在不同倾角叶片上的θa大于θr形成的润湿滞后说明了稻叶表面的粗糙,而这种粗糙与稻叶表面存在的高密度乳突密切相关。

分类号： S511

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