郭曉君, 封云濤, 李 婭, 李光玉, 庾 琴, 張潤祥

(山西農(nóng)業(yè)大學植物保護學院(植物保護研究所), 農(nóng)業(yè)有害生物綜合治理山西省重點實驗室, 太原 030031)

蘋果黃蚜Aphiscitricolavan der Goot又名繡線菊蚜,是目前蘋果園主要害蟲之一。其以若蚜和成蚜群聚在果樹新梢汲取汁液、分泌蜜露至葉面上,嚴重時造成果樹葉面煤污病,同時蘋果黃蚜作為重要傳病媒介傳播多種病害,影響果樹生長[1-4]。在蘋果黃蚜防治藥劑中,新煙堿類殺蟲劑是目前被農(nóng)戶最廣泛應用、且較為有效的藥劑。

呋蟲胺(dinotefuran)是由日本三井化學株式會社開發(fā)的第三代煙堿類殺蟲劑,與傳統(tǒng)煙堿類殺蟲劑具有的氯代吡啶基或氯代噻唑基不同,呋蟲胺活性基團為四氫-3-呋喃基,其殺蟲譜更廣、內(nèi)吸活性更高[5-6],已報道可用于稻飛虱、二化螟、褐飛虱、茶小綠葉蟬等多種害蟲的防治[7-10],我們研究發(fā)現(xiàn)其對蘋果黃蚜也有較高活性,因此選擇呋蟲胺為蘋果黃蚜防治藥劑開展本研究。

在農(nóng)藥施用時,因藥液漂移、揮發(fā)、彈落等行為導致農(nóng)藥流失較大,利用率較低[11]。為實現(xiàn)農(nóng)藥高效利用,向藥液中添加合適的噴霧助劑以降低藥液表面張力,改善農(nóng)藥在介質(zhì)表面的潤濕鋪展性能,從而利于藥液在植物葉片表面沉積、潤濕和展布[12-13]。本研究選擇近年新開發(fā)的NF-100、GY-T1602和邁道3種噴霧助劑,通過室內(nèi)毒力研究、助劑潤濕鋪展性能評價和田間應用驗證,擬明確其在呋蟲胺防治蘋果黃蚜中的減施增效作用,為篩選蘋果黃蚜化防增效助劑、提高農(nóng)藥利用率提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試昆蟲:供試蘋果黃蚜采自山西省農(nóng)業(yè)科學院東陽試驗基地溫室果樹。試驗種群已飼養(yǎng)多代,期間未用任何化學農(nóng)藥。

供試蘋果葉片:采自山西省農(nóng)業(yè)科學院溫室果樹上,選取枝條中部新鮮成熟葉片,現(xiàn)采現(xiàn)用。

供試藥劑:98%呋蟲胺原粉,河北威遠生物化工有限公司;20%呋蟲胺可溶粒劑(SG),日本三井化學AGRO株式會社;NF-100,諾農(nóng)(北京)國際生物技術有限公司;GY-T1602,中化化工科學技術研究總院有限公司;邁道,北京廣源益農(nóng)化學有限責任公司。

1.2 試驗方法

1.2.1室內(nèi)毒力測定

采用葉片浸漬法。將98%呋蟲胺原粉用丙酮溶解并配制成適宜濃度的母液,試驗時用0.3% Triton X-100水溶液將母液稀釋成5個濃度梯度,得到呋蟲胺單劑供試藥液;再向以上藥液中分別按質(zhì)量分數(shù)加入NF-100(0.1%)、GY-T1602(0.5%)和邁道(0.3%),配制成呋蟲胺加不同助劑供試藥液,以清水為空白對照。采集蘋果幼嫩枝葉于供試藥液中浸泡10 s取出,用吸水紙吸去多余藥液,挑選個體一致的健康無翅成蚜放于葉片上,將葉片置于培養(yǎng)皿中進行飼養(yǎng),飼養(yǎng)條件為溫度(25±0.5)℃,濕度(65±5)%,光照L∥D=16 h∥8 h,于24 h后檢查死亡率。每處理重復4次,每重復不少于25頭蟲,以成蚜不能自主爬行為死亡判斷標準,記錄總蟲數(shù)和死蟲數(shù)。

1.2.2藥液表面張力的測定

將20%呋蟲胺可溶粒劑配制成5 000、2 500、2 000、1 500倍和1 110倍(有效成分含量40、80、100、133、180 mg/kg)5個濃度,再向各濃度藥液中分別按質(zhì)量分數(shù)加入NF-100(0.1%)、GY-T1602(0.5%)和邁道(0.3%),配制成呋蟲胺不同倍數(shù)+不同助劑的待測藥液;以呋蟲胺未加助劑作為藥劑對照,以清水做空白校準。采用Dataphysics OCA-20光學接觸角測量儀“pendant drop”測定模式,測量時分次微量注射,當液滴與注射器端面形成空心圓即將掉落時,截取瞬時液滴形狀計算其表面張力。每組重復測定6次,計算平均值。

1.2.3藥液接觸角的測定

待測藥液配制參照1.2.2。采用光學接觸角測量儀“sessile drop”模式,用躺滴法測定藥液在蘋果葉片正、背面的接觸角。測定時,將果樹葉片避開主葉脈剪成平整小塊覆在載玻片上,將載玻片水平放置在測量儀樣品臺上,用微量注射器吸取待測藥液2～3 μL滴于果樹葉片表面,觀察0～30 s內(nèi)接觸角的動態(tài)變化,記錄30 s時的靜態(tài)接觸角。每處理重復測定不少于10次,棄去離散值計算平均值。

1.2.4藥液黏附張力的計算

參考袁會珠等[12]的方法,根據(jù)藥液表面張力和在蘋果葉片上的接觸角,計算藥液在葉片上黏附張力的變化。計算公式為:

黏附張力(mN/m)=表面張力×cosθ,

式中θ為接觸角。

1.2.5田間應用效果評價

參照《農(nóng)藥—田間藥效試驗準則(一)》殺蟲劑防治果樹蚜蟲(GB/T 17980.9-2000)進行。試驗共設計5個處理:20%呋蟲胺SG 5 000倍液(40 mg/kg,文中均為有效成分劑量),20%呋蟲胺SG 6 250倍液(32 mg/kg)減量處理分別加0.5% GY-T1602、0.1% NF100和0.3%邁道,清水對照。

試驗地點設在山西省運城市臨猗縣角杯鄉(xiāng),果園肥力水平中等,田間管理按常規(guī)進行,各小區(qū)果樹長勢基本一致。試驗于2019年7月8日進行,采用靜電噴霧器在果樹葉面均勻噴霧1次,供試蘋果樹為5年生‘紅富士’,每小區(qū)固定2株調(diào)查,每處理重復4次。在樹冠東、南、西、北4個方位隨機取8個枝條,選取各枝條頂梢3～5片有蟲葉片掛牌,于施藥前和施藥后3、7、15 d調(diào)查蘋果黃蚜活蟲數(shù),共調(diào)查4次。按以下公式計算蟲口減退率、防治效果：

蟲口減退率=(藥前蟲口基數(shù)-藥后存活蟲口數(shù))/藥前蟲口基數(shù)×100%;

防治效果=(處理組蟲口減退率-對照組蟲口減退率)/(1-對照組蟲口減退率)×100%。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Probit軟件計算各處理對蘋果黃蚜的毒力回歸方程、卡方值、致死中濃度(LC50),計算相對毒力指數(shù)[呋蟲胺的LC50/(呋蟲胺+助劑混劑的 LC50)],根據(jù)LC50置信區(qū)間是否重疊,判斷各處理的毒力差異顯著性。采用Excel計算助劑表面張力、接觸角、黏附張力及田間防效,采用SPSS 18.0軟件Duncan氏新復極差法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 呋蟲胺添加助劑對蘋果黃蚜的室內(nèi)毒力

呋蟲胺及添加助劑對蘋果黃蚜的毒力測定結果見表1。呋蟲胺單劑對蘋果黃蚜的LC50為184.55 mg/L;呋蟲胺加助劑NF-100、GY-T1602或邁道對蘋果黃蚜的LC50分別為132.90、209.21 mg/L和174.53 mg/L,相對毒力指數(shù)分別為1.39、0.88和1.06。通過比較LC50的95%置信限,發(fā)現(xiàn)各處理置信限范圍均兩兩重疊、無顯著差異,表明以上3種助劑不能增加有效成分對蘋果黃蚜的毒力。

表1 呋蟲胺添加助劑對蘋果黃蚜的毒力Table 1 Toxicity of dinotefuran added with different surfactants to Aphis citricola

2.2 助劑對藥液表面張力的影響

如表2所示,藥劑濃度及添加助劑種類不同,藥液表面張力的降低程度均不同。向20%呋蟲胺可溶粒劑 1 110、1 500、2 000、2 500、5 000倍等不同處理藥液中加入各助劑,表面張力由42.69～71.17 mN/m降低至32.37～45.97 mN/m,其中藥劑濃度越低其表面張力的降低趨勢越明顯,隨著藥劑濃度升高,表面張力趨于穩(wěn)定。添加NF-100、GY-T1602或邁道,藥液表面張力相應地分別降低9.74～36.49、10.32～37.44 mN/m和6.97～25.20 mN/m,與未添加助劑相比均達顯著性水平;3種助劑中,NF-100和GY-T1602對各濃度藥液表面張力的降低效果更好,顯著好于邁道。

表2 20%呋蟲胺SG添加不同助劑后的表面張力1)Table 2 The surface tension of dinotefuran 20% SG added with different surfactants

2.3 助劑對藥液靜態(tài)接觸角的影響

如表3所示,添加助劑后藥液在蘋果葉片正、背面接觸角均顯著降低,其中加入NF-100分別降低29.44～40.14°和38.52～48.67°;加入GY-T1602分別降低26.26～41.67°和33.19～40.44°;加入邁道分別降低10.58～19.34°和21.20～29.62°。同一助劑對不同濃度藥液接觸角降低程度也有差異。20%呋蟲胺SG 1 110倍液添加GY-T1602處理接觸角最小,其次為NF-100處理;20%呋蟲胺SG 1 500～5 000倍液均為添加NF-100處理接觸角最小,其次為GY-T1602?？梢?3種助劑對接觸角的降低效果總體表現(xiàn)為NF-100>GY-T1602>邁道。在測定過程中,20%呋蟲胺SG 1 110和1 500倍液分別添加NF-100、GY-T1602部分處理在液滴接觸葉片后迅速鋪展,導致30 s靜態(tài)接觸角無法測定,表中記錄為0 s時的靜態(tài)接觸角。

表3 20%呋蟲胺SG添加不同助劑后在蘋果葉片表面的接觸角1)Table 3 The static contact angle of dinotefuran 20% SG added with different surfactants

2.4 助劑對藥液黏附張力的影響

根據(jù)呋蟲胺不同濃度藥液添加助劑后表面張力及接觸角,計算得到黏附張力(表4)。清水在蘋果葉片正、背面的黏附張力分別為13.42 mN/m和5.75 mN/m,呋蟲胺不同濃度藥液在蘋果葉片正、背面的黏附張力分別為13.65～20.38 mN/m和6.24～18.89 mN/m,在部分稀釋倍數(shù)下其黏附性僅略好于清水。加入助劑后呋蟲胺各濃度藥液在葉片正、背面的黏附張力分別增加至21.62～30.45 mN/m和23.52～29.81 mN/m;3種助劑中,NF-100、GY-T1602和邁道可分別增加藥液黏附張力7.61～21.71 mN/m、4.39～17.28 mN/m和2.32～19.90 mN/m。以上結果表明加入助劑能提高藥液的黏附張力,利于藥液在蘋果葉片表面黏附。

表4 不同助劑對20%呋蟲胺SG藥液在蘋果葉片黏附張力的變化Table 4 Adhesion tension of dinotefuran 20% SG added with different surfactants

2.5 呋蟲胺添加助劑對蘋果黃蚜的田間防效

20%呋蟲胺可溶粒劑及減量后分別添加NF-100、GY-T1602和邁道對蘋果黃蚜的田間驗證效果見表5。藥后3～7 d,20%呋蟲胺SG 5 000倍液對蘋果黃蚜的防效為94.42%～97.48%,20%呋蟲胺SG 6 250倍液即減量處理添加3種助劑對蘋果黃蚜的防效為90.83%～99.33%,均顯示出良好的速效性;添加不同助劑處理相比,除添加NF-100與邁道在藥后7 d防效有顯著差異外,其余各處理無顯著差異。藥后15 d,20%呋蟲胺SG 5 000倍液和20%呋蟲胺SG 6 250倍液添加邁道對蘋果黃蚜防效分別為81.74%和79.17%,防效下降;而添加NF-100和GY-T1602防效仍達96.73%和96.63%,且均顯著高于前二者。因此,助劑NF-100和GY-T1602對提高藥劑防效、延長持效期效果良好。

表5 20%呋蟲胺SG添加不同助劑對蘋果黃蚜的田間防效Table 5 Control efficacies of dinotefuran 20% SG added with different surfactants against Aphis citricola

3 討論

NF-100為一種改性烷氧基和脂肪胺共聚物及糖基類表面活性劑混合而成的噴霧助劑,具有加快農(nóng)藥通過蠟質(zhì)層、提高農(nóng)藥滲透力及耐堿、耐沖刷和低毒、易降解等優(yōu)點,應用前景廣闊[14]。GY-T1602為一種甲酯化植物油增效助劑,具有促進藥液滲透及傳導、提高黏附性等特點,目前甲酯化植物油助劑多用于除草劑增效劑[15-16],也有報道GY-T1602可應用于殺蟲劑[17]和殺菌劑[18]增效助劑。邁道屬于礦物油類增效助劑[19],能有效提高藥液潤濕滲透性、增強霧滴的附著度,因其具有礦物油類助劑的特點,可通過堵塞昆蟲氣孔起到一定兼殺效果,多用于殺蟲劑增效劑。本研究中,呋蟲胺與NF-100、GY-T1602或邁道混配均未提高對蘋果黃蚜的毒力,不同于孫才權等[17]報道的80%烯啶·吡蚜酮水分散粒劑添加GY-T1602對3日齡水稻褐飛虱若蟲有增效作用,因藥劑及防治對象不同,其增效效果無法等同分析。

研究助劑對靶標的增效機制,通常從助劑對藥液潤濕鋪展性能改善方面著手。在藥液潤濕性能表征中,常以表面張力和接觸角作為主要指標進行評價[20],表面張力越低其潤濕性越好,在作物表面的接觸角越小其鋪展性越好。本研究添加3種助劑,在呋蟲胺低濃度藥液中表面張力均迅速降低,隨著藥劑濃度增高表面張力降低趨勢變緩,說明此時藥液中表面活性劑的濃度已接近臨界膠束濃度[21],除助劑外,藥劑中的表面活性劑也發(fā)揮了重要作用;NF-100和GY-T1602對藥液接觸角的降低效果較邁道更顯著,添加助劑在蘋果葉片不同表面接觸角的降低程度也不同,這可能與助劑性質(zhì)、葉片表面自由能、平整狀況、毛刺形態(tài)[11]等有關。一般認為,藥液黏附張力越大,在葉片上的黏附性越好,但并不是越大越好。袁會珠等回歸分析了黏附張力與最大穩(wěn)定持留量Rm的關系[12],黏附張力在20～40 mN/m之間,Rm有一個極大值,只有黏附張力為正值且不大于該極大值時,黏附張力越大越好。本研究添加NF-100和GY-T1602后藥液在蘋果葉片正背面黏附張力在21.91～30.45 mN/m之間。

田間應用效果可直觀反映助劑的減施增效作用,本研究田間驗證結果顯示,在減少呋蟲胺用量20%的情況下,添加NF-100和GY-T1602對蘋果黃蚜仍有較高防效,且藥后15 d防效達96.63%以上,顯著高于呋蟲胺未減量處理,表明NF-100和GY-T1602可通過改善呋蟲胺藥液的潤濕鋪展性能,使其更容易在蘋果葉片展布和沉積,從而提高藥效和延長藥劑持效期。