農田草害的發生嚴重影響了農業生產和發展,使用除草劑進行化學防治是目前最省時省力和防除效果最好的除草方法。其中，莖葉處理除草劑因其具有不受土壤環境影響、按草施藥、靈活和選擇性高等優點，應用範圍更廣。然而，莖葉處理除草劑在噴霧施藥過程中由於受到雜草葉片界麵特性的影響，常出現藥液迸濺、滾落、難以滲透等現象，導致除草劑用量增大，雜草產生抗性，並出現藥害和環境殘留等諸多問題。使用合適的噴霧助劑是解決以上問題的重要策略。考慮到除草劑的使用需要結合雜草性質，並與噴霧助劑一起使用，了解各自的作用方式對指導草害的防治具有重要意義。

表1 五大作物田中用量最大的前10 種除草劑

表麵活性劑在除草劑噴霧助劑中應用非常廣泛。表麵活性劑分子因其獨特的兩親性結構可以吸附在兩相界麵，降低界麵張力，增強乳液、懸浮液等穩定性，同時提高溶液的表麵活性。按照表麵活性劑的親水基帶電性，可將表麵活性劑分為非離子型、陰離子型和陽離子型表麵活性劑，其中，非離子型和陰離子型表麵活性劑作為除草劑的噴霧助劑應用最為廣泛(表2)。表麵活性劑的主要增效機製如下：

1)表麵活性劑能顯著抑製除草劑噴霧液滴撞擊疏水植物葉麵後的破碎和回彈行為。研究發現，水滴高速撞擊到超疏水的甘藍葉表麵時會發生破碎、飛濺、反彈等行為，而添加了1%陰離子表麵活性劑琥珀酸二異辛酯磺酸鈉(AOT)的液滴撞擊甘藍葉表麵後幾乎不回縮，鋪展麵積大，可實現完全沉積。該文作者認為，這是由於AOT分子具有優秀的表麵活性，能快速降低溶液的動態表麵張力，並且能在溶液中自組裝形成囊泡。液滴與葉片碰撞時，液滴表麵積迅速變大，此時AOT分子迅速遷移並吸附在固-液界麵，顯著降低界麵張力，使液滴幾乎不回縮，完全附著在超疏水葉片表麵。

2)表麵活性劑能改善藥液在疏水葉表麵的潤濕鋪展行為，提高藥液與葉片表麵的黏附力。研究發現：當非離子表麵活性劑Triton X-100的濃度低於其臨界膠束濃度(CMC)時，液滴則不能在水稻葉表麵鋪展，保持近似球形的狀態，接觸角很大(圖3a)；而當濃度介於CMC和臨界潤濕濃度(CWC)之間時，液滴緩慢鋪展，接觸角降低(圖3b)。隨著Triton X-100濃度的升高，尤其在超過CWC後，液滴的表麵張力則逐漸降低，在水稻葉表麵迅速鋪展，接觸角顯著降低(圖3c)。這是因為Triton X-100分子在固-液界麵的吸附量遠高於氣-液界麵，在疏水作用力的驅動下，液滴突破葉片表麵三維立體結構中的空氣層，潤濕狀態從Cassie-Baxter態(非潤濕狀態)轉變為Wenzel態(潤濕狀態)，實現了對植物葉麵的潤濕。一般認為當液滴的表麵張力低於葉片的表麵自由能時，液滴能潤濕該葉片。

3)表麵活性劑能溶解植物葉片表麵的蠟質層，促進除草劑藥液滲透進入植物組織。大多數除草劑活性成分是親脂性的，它們會隨著液滴的蒸發而被溶解在表麵蠟質層中，但這並不意味著可以通過整個角質層，而表麵活性劑可以溶解葉片表麵的蠟質層，同時調節角質層的成分和結構，提高角質層的流動性，進而促進活性成分在整個角質層的滲透和遷移。

有機矽表麵活性劑被認為是在植物葉片上能達到完全鋪展的一類表麵活性劑，已被廣泛應用於農藥製劑領域，其中以烷氧基改性的三矽氧烷非離子表麵活性劑應用最為廣泛。有機矽表麵活性劑通常指以矽氧鍵-Si(CH3)O-為骨架組成的化合物，具有獨特的“T”形結構，其在氣-液界麵吸附時，親水基團垂直朝向液滴內部，而疏水基團往往平行於表麵排布。正是這種特殊的排布方式導致液體具有超低表麵張力，表現出優秀的表麵活性，使液滴在馬蘭戈尼效應(Marangoni Effect)的推動下迅速鋪展，從而增大藥液與葉片表麵的接觸麵積。然而，有機矽表麵活性劑在pH＜5或pH＞9時極易縮聚而失去作用，因此不適於作為草甘膦異丙胺鹽等強酸或強堿性製劑的噴霧助劑。

基於表麵活性劑對除草劑的主要增效機製，表麵活性劑類助劑已被廣泛應用於各種除草劑的各種劑型中，尤其在使用觸殺型除草劑防除禾本科雜草時將其作為噴霧助劑使用。