农药喷雾在疏水植物叶片表面上的沉积和持留是农业领域的重大挑战,近年来药液在作物叶部病害造成的疏水表面上的沉积也是一大农业问题。不同染病阶段黄瓜白粉病叶片表面比黄瓜健康叶片表面更为疏水,这将阻碍农药在黄瓜白粉病叶片上的准确沉积,可能会造成农药利用率降低。所以明确白粉病修饰的黄瓜叶片表面与农药液滴的性能匹配对农业生产具有重要的现实意义。利用表面的微观形貌、理化性质和液滴润湿性能等参数,系统地研究黄瓜白粉病叶片表面的微观结构与农药药液润湿性能之间的匹配性能。最近许多研究都集中评估在水中添加表面活性剂而不是在农药溶液中添加表面活性剂以增加喷雾体系在作物叶面上的沉积和持留效果,所以农药药液添加表面活性剂之后在黄瓜白粉病叶片表面上的相关性能有待研究。在我国增效减施的战略背景下,化学农药高效对靶沉积的作用机理和通用技术是关键的发展方向。在农药中添加表面活性剂改善农药溶液的湿润行为和沉积行为,是提高农药高效对靶沉积的一种有效手段。然而,如何进一步平衡农药液滴在黄瓜白粉病叶片表面上润湿行为和沉积行为之间的关系,亟待研究明确。主要研究结果如下:1.不同染病阶段黄瓜白粉病叶片表面结构与表面活性剂溶液的性能匹配根据黄瓜白粉病叶片表面的微观结构特征,白粉病在黄瓜叶片上的发展阶段可分为四个染病特征阶段（NO.1、NO.2、NO.3、NO.4）。黄瓜叶片上白粉层的三维（3D）表面结构在不同染病阶段均具有特定的特征,其中黄瓜第一发展阶段白粉层结构简单且孢子不易传播,白粉层在NO.2发展阶段的结构高度最高（Sa=425.35μm）,白粉病孢子在NO.3和NO.4发展阶段发生散落且更容易被传播。黄瓜白粉表面的表面自由能、静态接触角和接触角滞后效应均与不同染病阶段白粉病菌的表面特性密切相关。当表面活性剂的浓度达到临界胶束浓度时,添加AEO-4、AEO-5和Silwet618的农药液滴在黄瓜白粉病叶片表面上的润湿状态更容易达到Wenzel状态。液滴在叶片表面上的润湿性取决于表面活性剂溶液中单体和胶束结构状态以及白粉病覆盖的叶片表面特性。这为白粉病覆盖的黄瓜叶片结构与表面活性剂溶液性质的匹配提供有价值的新见解。2.抑制农药液滴在白粉病叶表面上弹跳的优化策略通过对各处理液滴撞击白粉病表面的全过程进行监测,发现添加表面活性剂的农药液滴最大粘附面积增大,最大反弹高度有所下降,反弹至最高点的趋势相对较弱。也就是说,添加表面活性剂（AEO-4、AEO-5、Silwet618）的农药液滴（氟吡菌酰胺、吡唑醚菌酯、己唑醇）对黄瓜白粉病叶片表面的吸附作用更强,因此液滴弹跳的几率大幅降低。通过研究表面活性剂对农药液滴撞击行为的影响,并对农药液滴接触黄瓜白粉病叶片的三个重要状态（初始状态、最大铺展状态、最高反弹状态）进行动力学分析,明确液滴自身能量转换的方向。当农药液滴处于最高反弹状态时,农药液滴和添加RQA的农药液滴在黄瓜白粉病叶片表面上的能量耗散率均低于81%,而添加非离子表面活性剂AEO-4、AEO-5和Silwet618农药液滴的能量耗散率均高于81%。当农药液滴的能量耗散率达到81%以上时,会改善农药液滴在白粉病菌覆盖的疏水表面上的撞击行为,液滴只产生轻微的回缩行为,不会导致液滴的反弹行为。结合液滴在回缩阶段形成的钉扎位点和粘性耗散率,分析农药液滴反弹和飞溅行为的状态。在回缩阶段液滴边缘上有明显的钉扎位点,这主要是由液滴边缘接触线与白粉病层中的沟壑相互作用而形成,液滴钉扎部位的能量消耗较大。在回缩阶段,只要液滴的回缩率低于0.12且恢复系数低于0.62,无论白粉病的严重程度如何,液滴都会在相应的表面上形成一定数量的钉扎位点。农药液滴与黄瓜白粉病叶片表面接触后,有四种可能的结果,包括液滴反弹和孢子弹射、液滴飞溅和孢子弹射、液滴飞溅和无孢子弹射、无液滴飞溅。农药喷雾在黄瓜白粉病叶片上应用的过程中,添加表面活性剂农药液滴的弹跳、飞溅以及白粉病孢子弹射行为均有所减弱。该综合评价方法有助于了解农药液滴与黄瓜白粉病叶片表面之间的相互作用机制。3.农药液滴在黄瓜白粉病叶片表面上润湿沉积行为的变化规律及其调控机制液滴接触固体表面时形成三相接触线,接触线的钉扎位置及其移动速度反映了液滴的润湿性能。未添加表面活性剂的农药液滴在黄瓜白粉病叶片上润湿性极差,接触角均在100°以上,表明黄瓜白粉病叶片具有疏水性能。对于添加AEO-4、AEO-5、Silwet618的农药液滴,在白粉层上的润湿过程类似于液滴在吸水纸上的渗透和润湿过程,即溶液迅速浸没白粉层。添加阳离子表面活性剂RQA对农药液滴在黄瓜白粉病叶片表面上的动态润湿性改善不大,这主要是由于带正电荷的RQA分子在农药溶液中形成的胶束与黄瓜白粉层之间相互排斥而导致的。添加非离子表面活性剂时,黄瓜白粉病叶片上农药液滴处于Wenzel润湿状态,钉扎力减弱,接触线速度加快,粘附力增大。含有非离子表面活性剂的药液液滴易形成半球状胶束结构,与白粉病病原菌结合,而含有阳离子表面活性剂的液滴不会形成半球状胶束结构。由于阳离子表面活性剂分子与白粉病病原菌之间存在静电作用,阳离子表面活性剂分子对白粉病原菌表面的润湿作用较差,因此建议添加非离子表面活性剂来改善农药溶液在黄瓜白粉病叶片上的润湿铺展性能。通过分析农药溶液中表面活性剂分子在黄瓜白粉病叶片表面上的胶束状态和聚集行为,同时建立农药液滴润湿状态的力平衡模型,计算液滴的钉扎力,预测液滴润湿状态的过渡方向。最终结合液滴的撞击动力学与力平衡模型,系统分析液滴与靶标界面之间的相互作用过程,并有效指导农药液滴的合理使用,为提高农药液滴在疏水性植物表面上的应用提供有效指导措施。4.平衡液滴润湿行为与沉积行为之间的关系可有效提高农药利用率农药药液的沉积率不一定随喷雾量的增加而增加,当喷雾量增加到一定水平后,农药的沉积率不再增加。随着农药喷雾体积的增多,添加表面活性剂农药药液的沉积率均低于未添加表面活性剂农药药液的沉积率。该结果主要归因于农药药液与表面活性剂混合之后的润湿性能增强,导致叶片表面上的承载量降低,最终致使药液的流失。在不降低农药防治效果的情况下,添加Silwet618或AEO-5农药溶液的喷雾体积应调整为正常喷雾体积的二分之一,而添加RQA农药溶液的喷雾体积应调整为正常体积的三分之二,这样的喷雾方式使农药的沉积率提高约30%左右。综合分析农药药液的沉积参数和润湿参数,农药溶液中添加表面活性剂的表面张力比原溶液降低了几倍,相应地,喷雾体积比原溶液的喷雾体积减少几倍。即使降低药液的喷雾量,也可以保证其与原溶液的防治效果保持在同一个水平上。平衡液滴润湿行为与沉积行为之间的关系,为表面活性剂的合理应用提供理论指导,同时还可降低农药的使用量,提高农药的有效利用率,降低环境污染的风险,达到增效减施的战略目标。本研究只是初步得出相应的结论,还需要在多种作物的多种病害上进行田间试验验证,才能得到更加普适性的结论。总之,选择合适的表面活性剂,调节农药液滴在不同发展阶段白粉病修饰的疏水叶片表面上施用的全过程,可有效指导黄瓜白粉病的防治。