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化学防治手段在维护农业粮食安全、保障粮食产量等方面发挥着重要的作用，为减少因病虫害所造成的粮食减产做出了巨大的贡献。然而，农药的长期不合理使用以及较低的农药利用率使得中国农业生态环境不容乐观，大量的农药残留与农药飘移不仅造成农田及周边环境污染，还会威胁到农业粮食安全以及生态环境的可持续发展。因此，如何减少药液在非靶标区的飘移与沉积，提升农药有效沉积与利用率是当前化学防治手段所面临的更高要求。植物叶片表面的润湿性能作为衡量药液在叶片表面润湿与持留行为的指标之一，与农业喷雾中的雾滴沉积效果密切相关。深入探究叶表面润湿机理、影响因素以及检测手段有助于解决农药利用率的提升问题。本研究围绕植物叶片表面润湿性能展开，主要探究了叶表面润湿性与雾滴沉积效果的相关性以及叶表面润湿性的影响因素，提出了一种应用图像法快速获取叶表面粗糙度信息的方法并搭建了配套的图像拍摄系统。主要结论如下：
（1）探究了植物油助剂对叶表面润湿性及雾滴沉积效果的影响，建立了叶表面润湿性与单位面积雾滴沉积量的相关性模型，并比较了四种常用喷雾指示剂的见光分解率与洗脱回收率。具体结论如下：①添加植物油助剂能够大大提升叶表面润湿性与雾滴沉积量，并且使用少量的植物油助剂就能达到较好的效果；②喷雾指示剂在油菜叶表面的接触角与雾滴沉积量间存在较好的相关性，相关性由好到差依次为：柠檬黄85、诱惑红、丽春红2R、亚甲基蓝；③从见光稳定性与洗脱回收率的角度而言，柠檬黄85与诱惑红作为喷雾指示剂的性能要优于丽春红2R和亚甲基蓝。
（2）研究了生长时期、叶片状态、雾滴下落高度、测试液体与接触介质以及药液浓度等因素对固体表面润湿性的影响。具体结论如下：①生长时期对油菜叶表面润湿性有显著性影响，叶表面润湿性从苗期到蕾薹期有显著下降，叶片的疏水性不断增强，而从蕾薹期到角果成熟期，叶表面润湿性有轻微上升趋势，变化不明显；②油菜叶片和水稻叶片在两种叶片状态（鲜叶与黄叶）下均表现为疏水，且鲜叶近轴面的润湿性不如远轴面，黄叶则表现相反。而油菜叶片在感染菌核病后，叶表面润湿性发生了极大改变，且离病斑越远的叶片部位的润湿性越接近正常叶片；③在20cm内雾滴下落高度的增加对清水在石蜡表面的润湿性没有提升，而有机硅助剂对润湿性改善效果明显，且雾滴下落高度的增加对有机硅助剂在石蜡表面的润湿性提升较明显；④三种接触介质的亲水性从高到低依次为石蜡、油菜叶片、水稻叶片，均呈疏水状态，当使用药剂替代清水时润湿性均有显著提升。⑤不同药剂随浓度变化趋势不一，但在溶液饱和范围内，随着药液浓度的增加，接触角根据药剂类型不同有不同程度的减小趋势，且微乳剂的润湿性表现要优于悬浮剂和可湿性粉剂。
（3）搭建了用于水稻叶表面深度信息及粗糙度信息提取的变焦显微图像拍摄系统，提出了一种基于图像清晰度算法的叶表面粗糙度信息快速提取方法。结果表明，应用Tenengrad梯度算法与Laplacian梯度算法所获取的水稻深度图接近水稻叶表面的纹理特征，叶表面粗糙度计算结果与Variance梯度算法和Brenner梯度算法相比更加可靠，能够用于获取水稻叶表面粗糙度信息。另外，应用标准品测试该方法的相对误差为7.154%，测量结果具有较高的准确度。
综上所述，本研究围绕叶表面润湿性的检测与评价方法展开，探明了叶表面润湿性与雾滴沉积效果的相关性关系，探究了生长时期、叶片状态、雾滴下落高度、测试液体、接触介质以及药液浓度等因素对润湿性的影响，提出了一种基于图像清晰度算法快速获取叶表面粗糙度信息的方法并搭建了相应的变焦显微图像拍摄系统，为从叶片润湿角度提升药液有效利用率提供了科学理论基础。
（1）探究了植物油助剂对叶表面润湿性及雾滴沉积效果的影响，建立了叶表面润湿性与单位面积雾滴沉积量的相关性模型，并比较了四种常用喷雾指示剂的见光分解率与洗脱回收率。具体结论如下：①添加植物油助剂能够大大提升叶表面润湿性与雾滴沉积量，并且使用少量的植物油助剂就能达到较好的效果；②喷雾指示剂在油菜叶表面的接触角与雾滴沉积量间存在较好的相关性，相关性由好到差依次为：柠檬黄85、诱惑红、丽春红2R、亚甲基蓝；③从见光稳定性与洗脱回收率的角度而言，柠檬黄85与诱惑红作为喷雾指示剂的性能要优于丽春红2R和亚甲基蓝。
（2）研究了生长时期、叶片状态、雾滴下落高度、测试液体与接触介质以及药液浓度等因素对固体表面润湿性的影响。具体结论如下：①生长时期对油菜叶表面润湿性有显著性影响，叶表面润湿性从苗期到蕾薹期有显著下降，叶片的疏水性不断增强，而从蕾薹期到角果成熟期，叶表面润湿性有轻微上升趋势，变化不明显；②油菜叶片和水稻叶片在两种叶片状态（鲜叶与黄叶）下均表现为疏水，且鲜叶近轴面的润湿性不如远轴面，黄叶则表现相反。而油菜叶片在感染菌核病后，叶表面润湿性发生了极大改变，且离病斑越远的叶片部位的润湿性越接近正常叶片；③在20cm内雾滴下落高度的增加对清水在石蜡表面的润湿性没有提升，而有机硅助剂对润湿性改善效果明显，且雾滴下落高度的增加对有机硅助剂在石蜡表面的润湿性提升较明显；④三种接触介质的亲水性从高到低依次为石蜡、油菜叶片、水稻叶片，均呈疏水状态，当使用药剂替代清水时润湿性均有显著提升。⑤不同药剂随浓度变化趋势不一，但在溶液饱和范围内，随着药液浓度的增加，接触角根据药剂类型不同有不同程度的减小趋势，且微乳剂的润湿性表现要优于悬浮剂和可湿性粉剂。
（3）搭建了用于水稻叶表面深度信息及粗糙度信息提取的变焦显微图像拍摄系统，提出了一种基于图像清晰度算法的叶表面粗糙度信息快速提取方法。结果表明，应用Tenengrad梯度算法与Laplacian梯度算法所获取的水稻深度图接近水稻叶表面的纹理特征，叶表面粗糙度计算结果与Variance梯度算法和Brenner梯度算法相比更加可靠，能够用于获取水稻叶表面粗糙度信息。另外，应用标准品测试该方法的相对误差为7.154%，测量结果具有较高的准确度。
综上所述，本研究围绕叶表面润湿性的检测与评价方法展开，探明了叶表面润湿性与雾滴沉积效果的相关性关系，探究了生长时期、叶片状态、雾滴下落高度、测试液体、接触介质以及药液浓度等因素对润湿性的影响，提出了一种基于图像清晰度算法快速获取叶表面粗糙度信息的方法并搭建了相应的变焦显微图像拍摄系统，为从叶片润湿角度提升药液有效利用率提供了科学理论基础。