农田草害的发生严重影响了农业生产和发展,使用除草剂进行化学防治是目前最省时省力和防除效果最好的除草方法。其中，茎叶处理除草剂因其具有不受土壤环境影响、按草施药、灵活和选择性高等优点，应用范围更广。然而，茎叶处理除草剂在喷雾施药过程中由于受到杂草叶片界面特性的影响，常出现药液迸溅、滚落、难以渗透等现象，导致除草剂用量增大，杂草产生抗性，并出现药害和环境残留等诸多问题。使用合适的喷雾助剂是解决以上问题的重要策略。考虑到除草剂的使用需要结合杂草性质，并与喷雾助剂一起使用，了解各自的作用方式对指导草害的防治具有重要意义。

表1 五大作物田中用量最大的前10 种除草剂

表面活性剂在除草剂喷雾助剂中应用非常广泛。表面活性剂分子因其独特的两亲性结构可以吸附在两相界面，降低界面张力，增强乳液、悬浮液等稳定性，同时提高溶液的表面活性。按照表面活性剂的亲水基带电性，可将表面活性剂分为非离子型、阴离子型和阳离子型表面活性剂，其中，非离子型和阴离子型表面活性剂作为除草剂的喷雾助剂应用最为广泛(表2)。表面活性剂的主要增效机制如下：

1)表面活性剂能显著抑制除草剂喷雾液滴撞击疏水植物叶面后的破碎和回弹行为。研究发现，水滴高速撞击到超疏水的甘蓝叶表面时会发生破碎、飞溅、反弹等行为，而添加了1%阴离子表面活性剂琥珀酸二异辛酯磺酸钠(AOT)的液滴撞击甘蓝叶表面后几乎不回缩，铺展面积大，可实现完全沉积。该文作者认为，这是由于AOT分子具有优秀的表面活性，能快速降低溶液的动态表面张力，并且能在溶液中自组装形成囊泡。液滴与叶片碰撞时，液滴表面积迅速变大，此时AOT分子迅速迁移并吸附在固-液界面，显著降低界面张力，使液滴几乎不回缩，完全附着在超疏水叶片表面。

2)表面活性剂能改善药液在疏水叶表面的润湿铺展行为，提高药液与叶片表面的黏附力。研究发现：当非离子表面活性剂Triton X-100的浓度低于其临界胶束浓度(CMC)时，液滴则不能在水稻叶表面铺展，保持近似球形的状态，接触角很大(图3a)；而当浓度介于CMC和临界润湿浓度(CWC)之间时，液滴缓慢铺展，接触角降低(图3b)。随着Triton X-100浓度的升高，尤其在超过CWC后，液滴的表面张力则逐渐降低，在水稻叶表面迅速铺展，接触角显著降低(图3c)。这是因为Triton X-100分子在固-液界面的吸附量远高于气-液界面，在疏水作用力的驱动下，液滴突破叶片表面三维立体结构中的空气层，润湿状态从Cassie-Baxter态(非润湿状态)转变为Wenzel态(润湿状态)，实现了对植物叶面的润湿。一般认为当液滴的表面张力低于叶片的表面自由能时，液滴能润湿该叶片。

3)表面活性剂能溶解植物叶片表面的蜡质层，促进除草剂药液渗透进入植物组织。大多数除草剂活性成分是亲脂性的，它们会随着液滴的蒸发而被溶解在表面蜡质层中，但这并不意味着可以通过整个角质层，而表面活性剂可以溶解叶片表面的蜡质层，同时调节角质层的成分和结构，提高角质层的流动性，进而促进活性成分在整个角质层的渗透和迁移。

有机硅表面活性剂被认为是在植物叶片上能达到完全铺展的一类表面活性剂，已被广泛应用于农药制剂领域，其中以烷氧基改性的三硅氧烷非离子表面活性剂应用最为广泛。有机硅表面活性剂通常指以硅氧键-Si(CH3)O-为骨架组成的化合物，具有独特的“T”形结构，其在气-液界面吸附时，亲水基团垂直朝向液滴内部，而疏水基团往往平行于表面排布。正是这种特殊的排布方式导致液体具有超低表面张力，表现出优秀的表面活性，使液滴在马兰戈尼效应(Marangoni Effect)的推动下迅速铺展，从而增大药液与叶片表面的接触面积。然而，有机硅表面活性剂在pH＜5或pH＞9时极易缩聚而失去作用，因此不适于作为草甘膦异丙胺盐等强酸或强碱性制剂的喷雾助剂。

基于表面活性剂对除草剂的主要增效机制，表面活性剂类助剂已被广泛应用于各种除草剂的各种剂型中，尤其在使用触杀型除草剂防除禾本科杂草时将其作为喷雾助剂使用。