王 瑞, 張 濤, 韓志任, 金 巖, 張大俠, 李北興, 劉 峰*,

(1. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，山東 泰安 271018；2. 濟(jì)南綠霸農(nóng)藥有限公司，濟(jì)南 250000；3. 山東省農(nóng)藥檢定所，濟(jì)南 250100)

0 引言

我國(guó)北方設(shè)施蔬菜根結(jié)線蟲(chóng)病主要由南方根結(jié)線蟲(chóng)Meloidogyne incognita侵染根部引起，造成根腫大畸形，嚴(yán)重影響蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)[1]，是威脅蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展最重要的土傳連作障礙病害之一?；瘜W(xué)防治是目前控制根結(jié)線蟲(chóng)病最廣泛的方式，其中阿維菌素制劑登記數(shù)量最多，劑型以顆粒劑為主。前期調(diào)研發(fā)現(xiàn)，阿維菌素等化學(xué)藥劑防治根結(jié)線蟲(chóng)病的田間效果不穩(wěn)定，經(jīng)多年和多地敏感性監(jiān)測(cè)[2-3]發(fā)現(xiàn)并非因線蟲(chóng)的抗性增加所致，而與藥劑性質(zhì)[4]、劑型[5]和施藥質(zhì)量[6]密切相關(guān)。其中，裸露型阿維菌素制劑在常規(guī)土壤中施藥時(shí)，易被土壤吸附并固定在上層土壤中，無(wú)法為作物根部提供有效保護(hù)。

為提高阿維菌素在土壤中的移動(dòng)性，Jing 等[4]將阿維菌素的C5′ 和 C4″位的羥基進(jìn)行了氨基甲酸酯化修飾，改善了其在土壤中的移動(dòng)性，提高了對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)病的防治效果。Li 等[7]將阿維菌素進(jìn)行微囊化包覆后，也適當(dāng)改善了其土壤移動(dòng)性并提高了有效成分的穩(wěn)定性，不過(guò)仍存在釋放速率過(guò)慢和限制防治效果的問(wèn)題。Cao 等[8]以病毒衣殼為載體制備了阿維菌素納米顆粒，其在土壤中的移動(dòng)性增加，表明利用納米技術(shù)改善阿維菌素在土壤中的移動(dòng)性具有可行性，盡管目前還未形成商品，但給阿維菌素制劑的開(kāi)發(fā)方向以啟示。

目前，其他用途的阿維菌素納米化制備還有模板法[9]、反溶劑法[10]等，大多使用二氧化硅[11]、天然高分子[12]等材料，距規(guī)模化生產(chǎn)還有較大距離。本課題組前期以環(huán)氧樹(shù)脂為原料，采用界面聚合工藝制備了阿維菌素納米囊懸浮劑，發(fā)現(xiàn)其在土壤中的移動(dòng)性提高，并且增加了對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)病的田間防治效果[13]。不過(guò)該方法需高溫加熱固化，制備耗時(shí)相對(duì)較長(zhǎng)。著眼于中國(guó)當(dāng)前節(jié)能減排和碳中和發(fā)展戰(zhàn)略，仍需尋找能耗更低、工藝更簡(jiǎn)化的制備方法。Zhang 等[14]開(kāi)發(fā)了利用靜電自組裝制備高效氯氟氰菊酯納米制劑的方法，由木質(zhì)素磺酸鈉與十二烷基二甲基芐基氯化銨在油水界面上通過(guò)靜電吸引形成固體囊殼，三氯化鐵可與木質(zhì)素磺酸鈉上的羥基發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，在囊殼表面起到交聯(lián)的作用。該方法可在常溫常壓下進(jìn)行，工藝簡(jiǎn)單，工業(yè)化生產(chǎn)潛力大。為驗(yàn)證該技術(shù)制備阿維菌素的可行性及對(duì)土壤應(yīng)用效果的影響，本研究利用陰離子材料木質(zhì)素磺酸鈉與陽(yáng)離子材料十二烷基二甲基芐基氯化銨，通過(guò)靜電自組裝法制備了3%阿維菌素納米囊懸浮劑，評(píng)價(jià)了制劑穩(wěn)定性及其對(duì)黃瓜根結(jié)線蟲(chóng)病的田間防治效果，以期為納米農(nóng)藥制劑的研發(fā)及提高作物土傳病害的防治效率提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗(yàn)材料 阿維菌素B1a 原藥 (95%，河北興柏藥業(yè)集團(tuán)有限公司)；木質(zhì)素磺酸鈉 (98%，SL，美國(guó) MeadWestvaco 公司)；環(huán)己酮 (分析純，天津科密歐化學(xué)試劑有限公司)；十二烷基二甲基芐基氯化銨 (99%，DDBAC，山東泰和水處理科技股份有限公司)；三氯化鐵 (分析純，天津科密歐化學(xué)試劑有限公司)；十二烷基苯磺酸鈣(農(nóng)乳500#)、苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚 (南京太化化工有限公司)；試驗(yàn)用水為去離子水。

1.1.2 試驗(yàn)儀器 Nicolet iS50 傅里葉紅外光譜儀(美國(guó)賽默飛世爾科技有限公司)；Discovery-TGA550熱重分析儀 (美國(guó)TA 儀器公司)；Phenom ProX 掃描電子顯微鏡 (荷蘭飛納世界公司)；90Plus PALS納米激光粒度分析儀 (美國(guó)布魯克海文儀器公司)；安捷倫1200 高效液相色譜儀 (安捷倫科技有限公司)；JJ-1 型數(shù)顯測(cè)速電動(dòng)攪拌器 (常州國(guó)華電器有限公司)；T18 剪切分散機(jī) (德國(guó) IKA 公司)。

1.1.3 生物試材 南方根結(jié)線蟲(chóng)M. incognita，于山東省泰安市岱岳區(qū)大汶口鎮(zhèn)東大吳村 (117.13°E，35.97°N) 發(fā)病日光溫室收集帶根結(jié)的黃瓜根，用清水洗凈，將根剪成1 cm 左右小塊，放入0.5%的次氯酸鈉溶液中浸泡5 min，過(guò)孔徑500 目 (孔徑25 μm) 篩后收集線蟲(chóng)卵囊，轉(zhuǎn)移到自制的孵化篩中，于溫度為 (25±1) ℃、黑暗條件下培養(yǎng)，收集2 齡幼蟲(chóng) (J2) 懸浮液于4 ℃冰箱中保存，備用。

1.1.4 供試土壤 供試土壤采集地點(diǎn)同上，取土深度為0～20 cm，過(guò)60 目篩(孔徑250 μm)后室內(nèi)陰干備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 3%阿維菌素納米囊懸浮劑及其他制劑的制備 3%阿維菌素納米囊懸浮劑 (AVNCs) 的制備參考Zhang 等[14]方法并改進(jìn)。稱(chēng)取阿維菌素原藥3.23 g，溶于14 g 環(huán)己酮中形成油相；用去離子水67 mL 溶解2.8 g 木質(zhì)素磺酸鈉，加入4 g 苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚形成水相。將油相緩慢注入水相，以10 000 r/min 高速剪切，獲得穩(wěn)定的水包油 (O/W) 乳液。將乳液轉(zhuǎn)移至三頸燒瓶中，于常溫 (25 ℃) 下以400 r/min 的轉(zhuǎn)速攪拌15 min，再逐滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% 的DDBAC 溶液6 g，保持?jǐn)嚢柁D(zhuǎn)速一致，15 min 后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% 的三氯化鐵溶液0.8 g，攪拌15 min 后加入0.15 g 黃原膠和2 g 乙二醇，再攪拌20 min，得到3%阿維菌素納米囊懸浮劑。

將該納米囊懸浮劑加入甲醇中超聲20 min，高速離心后取上清液，加入去離子水復(fù)懸。重復(fù)此操作3 次，將沉淀物烘干后得到囊殼材料。

3%阿維菌素乳油 (AVEC) 的配方：3.23 g 阿維菌素原藥 (95%)，4 g 農(nóng)乳500#，6 g 苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚，14 g 環(huán)己酮，二甲苯補(bǔ)足至100 g。

1.2.2 納米囊懸浮劑的表征 采用文獻(xiàn)方法[15-16]評(píng)價(jià)納米囊懸浮劑熱貯與冷貯穩(wěn)定性。分別于 (54 ±2) ℃下貯存14 d 和 (0 ± 2) ℃下貯存7 d 后，檢測(cè)制劑pH 值和粒徑，并使用高效液相色譜(HPLC)儀測(cè)定納米囊懸浮劑中阿維菌素含量的變化。

1.3 納米囊懸浮劑性能表征

1.3.1 形貌觀察與粒徑分布 將納米囊懸浮劑稀釋至一定濃度，取適量稀釋液均勻涂在硅片上，室溫下晾干，用掃描電子顯微鏡 (SEM) 觀察形貌；另取適量稀釋液用納米激光粒度儀測(cè)定粒徑分布。

1.3.2 熱穩(wěn)定性與紅外光譜分析 將納米囊懸浮劑于12 000 r/min 下離心，棄去上清液后加入去離子水復(fù)懸，再次離心后獲得沉淀。重復(fù)此操作3 次。將沉淀物在室溫下晾干，使用熱重分析儀分析阿維菌素納米囊、阿維菌素原藥以及阿維菌素納米囊囊殼材料的熱穩(wěn)定性，測(cè)試條件為20 ℃/min升溫至500 ℃。

使用傅里葉紅外光譜儀分別測(cè)定阿維菌素原藥、阿維菌素納米囊、木質(zhì)素磺酸鈉 (SL)、十二烷基二甲基芐基氯化銨 (DDBAC)和納米囊囊殼材料的紅外吸收光譜。

1.3.3 包封率與釋放性能測(cè)定 參照MT189[17]測(cè)定包封率并進(jìn)行了改進(jìn)。稱(chēng)取約0.5 g 納米囊懸浮劑于100 mL 玻璃瓶中，加入50 mL 正己烷與10 mL 去離子水，以(70 ± 10) r/min 的轉(zhuǎn)速置于滾管器上滾動(dòng)2 min。取0.5 mL 上層正己烷層，過(guò)0.22 μm 濾膜。按公式 (1) 計(jì)算包封率 (Er)，按公式 (2) 計(jì)算阿維菌素游離率 (R)。

式中：mo為納米囊懸浮劑中阿維菌素的總量，mg；mt為正己烷中阿維菌素的總量，mg。

按MT 190 方法[18]測(cè)定阿維菌素納米囊的釋放性能。用去離子水將納米囊懸浮液稀釋至200 mg/L，取10 mL 稀釋液添加到100 mL 玻璃瓶中，先后加入50 mL 正己烷與40 mL 去離子水后靜置，分別于1、5、30、60、100、120 和200 min 取1 mL上層正己烷溶液，過(guò)0.22 μm 有機(jī)濾膜，用HPLC檢測(cè)阿維菌素的含量。每次取樣后補(bǔ)充等體積的正己烷，以保持釋放體系中正己烷的總量不變。按公式 (3) 計(jì)算累積釋放率 (ε)。

式中：ρ2為正己烷中阿維菌素的質(zhì)量濃度，mg/L；V2是正己烷體積，L；m2是納米囊懸浮劑稀釋液中阿維菌素的總質(zhì)量，mg。

色譜條件為C18不銹鋼柱 (內(nèi)徑：250 mm ×4.6 mm)，流動(dòng)相為V(乙腈) :V(水)=85 : 15，流速為1 mL/min，檢測(cè)波長(zhǎng)243 nm，進(jìn)樣量20 μL。

1.4 土壤移動(dòng)性測(cè)定

1.4.1 土柱淋溶試驗(yàn) 參照《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評(píng)價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)則》[19]評(píng)價(jià)阿維菌素納米囊懸浮劑在土壤中的縱向遷移性能。稱(chēng)取300～400 g 供試土壤，轉(zhuǎn)移至5 cm × 5 cm × 15 cm 的矩形容器中，制成10 cm 高土柱。在土柱上覆蓋0.5 cm 石英砂。將納米囊懸浮劑與阿維菌素乳油稀釋為10 000 mg/L的稀釋液，取1 mL 稀釋液滴加在石英砂層中，使用200 mL 0.01 mol/L 的 CaCl2溶液以25 mL/h 的流速洗脫土柱，淋溶完畢后靜置6 h，隨后將土柱均勻分為10 段，采用HPLC 法測(cè)定每層土柱中阿維菌素的含量。每個(gè)試驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行3 次。

1.4.2 土壤遷移試驗(yàn) 采用土壤薄層層析法[4]評(píng)價(jià)納米囊懸浮劑在土壤中的橫向遷移性能。稱(chēng)取20 g 供試土壤置于150 mL 燒杯中，加入20 mL 去離子水制備成泥漿。將泥漿均勻地鋪在10 cm ×20 cm 的玻璃板上，室溫條件下自然干燥。分別將納米囊懸浮劑與阿維菌素乳油稀釋至10 000 mg/L，取1 mL 稀釋液添加至距土板底端1.5 cm 處。待液體干燥后，將長(zhǎng)方形濾紙一端粘在距土板底端1 cm 處，另一端浸到水中。當(dāng)水在土板上擴(kuò)展至距離點(diǎn)藥處15 cm 時(shí)，取出土板于室溫下晾干，將板上的土壤均勻分成5 份。使用HPLC 測(cè)定每層土壤中阿維菌素的含量。

1.5 室內(nèi)毒力測(cè)定

采用直接接觸法[13]測(cè)定阿維菌素納米囊懸浮劑對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)2 齡幼蟲(chóng)(J2)的毒力。用去離子水將制劑配制成不同質(zhì)量濃度梯度 (1.6、0.8、0.4、0.2、0.1 mg/L)。取不同濃度的稀釋藥液0.5 mL 于24 孔板中，再向每孔中加入0.5 mL J2懸浮液 (約150 條)，于25 ℃、黑暗條件下培養(yǎng)，于24 h 時(shí)檢查J2的死亡數(shù)量和存活數(shù)量，計(jì)算死亡率。用細(xì)針刺激線蟲(chóng)后，線蟲(chóng)仍呈僵直不動(dòng)時(shí)視為死亡。以3%阿維菌素乳油為藥劑對(duì)照，去離子水為空白對(duì)照，每個(gè)濃度重復(fù)測(cè)定3 次。

1.6 田間防治效果試驗(yàn)

2021 年8 月15 日于山東省泰安市岱岳區(qū)大汶口鎮(zhèn)東大吳村黃瓜日光溫室進(jìn)行，該地常年發(fā)生根結(jié)線蟲(chóng)病。試驗(yàn)溫室中前茬黃瓜的根結(jié)線蟲(chóng)病發(fā)生嚴(yán)重且均勻，病指普遍在6 級(jí)以上。試驗(yàn)地正常施肥，未施用任何殺線劑。移栽黃瓜苗為單壟雙行種植，每行30 株。供試藥劑3%阿維菌素納米囊懸浮劑和3%阿維菌素乳油的用量 (有效成分) 均為20 mg/株，以清水為空白對(duì)照，采用漫灌法與混土施藥法兩種方式施藥，每處理重復(fù)3 次，完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。

漫灌施藥法，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確稱(chēng)取各處理制劑，加水稀釋成250 倍母液，隨灌溉水均勻施于種植行，灌溉用水量為600 m3/hm2。

混土施藥法，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確稱(chēng)取各藥劑，稀釋后均勻噴施于土表，噴霧用水量為675 L/hm2，土表噴施完畢后，選擇帶有20 cm 長(zhǎng)刀片的旋耕機(jī)進(jìn)行混土，再起壟栽種黃瓜并在兩壟之間進(jìn)行灌溉，用水量為600 m3/hm2。

分別于施藥后60 和100 d 調(diào)查黃瓜根結(jié)形成情況，并根據(jù)公式 (4) 計(jì)算根結(jié)指數(shù) (G，%)，根據(jù)公式 (5) 計(jì)算防治效果 (F，%)。根結(jié)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算公式參考莫明和等[20]方法并改進(jìn)。

0 級(jí)，無(wú)根結(jié)； 1 級(jí)，根結(jié)較小且少，不易發(fā)現(xiàn)； 2 級(jí)，側(cè)根存在小根結(jié)，主根無(wú)根結(jié)； 3 級(jí)，側(cè)根存在一些大根結(jié)，主根無(wú)根結(jié)； 4 級(jí)，側(cè)根有較多的根結(jié)，主根無(wú)根結(jié)； 5 級(jí)，側(cè)根約1/2 為根結(jié)，主根小部分出現(xiàn)根結(jié)； 6 級(jí)，主根部分產(chǎn)生較明顯的根結(jié)； 7 級(jí)，大部分主根產(chǎn)生根結(jié)；8 級(jí)，主根全部產(chǎn)生根結(jié)，很少的側(cè)根沒(méi)有產(chǎn)生根結(jié)； 9 級(jí)，所有的根都受到侵染，植物瀕臨死亡；10 級(jí)，所有的根都受到侵染，植物死亡。

式中：x為病級(jí)數(shù)，i為相應(yīng)級(jí)數(shù)值，a為總株數(shù)，Gb為空白對(duì)照區(qū)根結(jié)指數(shù)，Gc為處理區(qū)根結(jié)指數(shù)。

1.7 數(shù)據(jù)分析

使用DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)中數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，使用Tukey 法比較組間差異性，使用 Origin 2018 繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 納米囊懸浮劑的穩(wěn)定性分析

由表1 可知，3% 阿維菌素納米囊懸浮劑熱貯、冷貯后的各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)相近，表明制劑穩(wěn)定性好。

表1 3%阿維菌素納米囊懸浮劑冷熱貯穩(wěn)定性Table 1 Stability of abamectin 3% nanocapsules suspension after cold and hot storages

2.2 納米囊懸浮劑的表征

2.2.1 納米囊形貌與粒徑分布 如圖1A 所示，所制備的納米囊為光滑的球體，表面致密無(wú)孔洞。粒徑符合正態(tài)分布，平均粒徑D50為276.81 nm(圖2B)。掃描電鏡中觀察到的粒徑與納米激光粒度儀測(cè)定的數(shù)據(jù)吻合。

圖1 阿維菌素納米囊的掃描電鏡圖(A) 與粒徑分布圖(B)Fig. 1 SEM (A) and particle size distribution (B) of abamectin nanocapsules

2.2.2 納米囊熱重分析 圖2 為阿維菌素原藥、納米囊與囊殼材料的熱重分析 (TGA) 譜圖 (圖2A)與差式掃描量熱法 (DSC) 譜圖 (圖2B)。納米囊囊殼材料 (圖2A-a) 自100 ℃開(kāi)始出現(xiàn)重量損失，該階段是由于水分揮發(fā)引起的，溫度到達(dá)228 ℃時(shí)，囊殼材料開(kāi)始迅速分解。阿維菌素原藥 (圖2A-b)的熔融峰為243 ℃，只有一個(gè)重量損失階段，表明囊殼材料的熱穩(wěn)定性在243 ℃之前低于阿維菌素原藥；而在243 ℃之后，囊殼材料的熱穩(wěn)定性優(yōu)于阿維菌素原藥。因此，在阿維菌素納米囊的兩個(gè)重量損失階段中 (圖2B-a)，第1 階段為溶劑的揮發(fā)和部分囊殼材料的分解，第2 階段為阿維菌素原藥熔融階段。在DSC 譜圖中，納米囊中阿維菌素的熔融溫度 (273 ℃) 要高于阿維菌素原藥的熔融溫度 (243 ℃)，這是由于囊殼材料將原藥包覆后提高了其熱穩(wěn)定性。

圖2 TGA 譜圖(A) 和DSC 譜圖(B)Fig. 2 The spectrograms of TGA (A) and DSC (B)

2.2.3 紅外光譜分析 結(jié)果見(jiàn)圖3。在木質(zhì)素磺酸鈉 (SL) 紅外光譜圖中，1 132 cm-1為磺酸根的伸縮振動(dòng)，在DDBAC 的紅外譜圖中，2 920 與2 851 cm-1分別為甲基與亞甲基C-H 的伸縮振動(dòng)，1 474 cm-1為C-N 的伸縮振動(dòng)。這些吸收峰同樣出現(xiàn)在囊殼材料中，表明木質(zhì)素磺酸鈉與DDBAC 發(fā)生了靜電吸引[15]。1 735 與1 050 cm-1為阿維菌素的特征吸收峰，分別為C＝O 與C-O-C 的伸縮振動(dòng)。兩個(gè)吸收峰均出現(xiàn)在阿維菌素納米囊的紅外譜圖中，表明阿維菌素被成功包覆。

圖3 納米囊紅外光譜圖Fig. 3 FTIR spectrogram of nanocapsules

2.2.4 納米囊懸浮劑包封率及釋放性能 阿維菌素納米囊懸浮劑的包封率為92.49% ± 0.96%。由累積釋放曲線 (圖4)可以看出：乳油中的阿維菌素在60 min 時(shí)的累積釋放率達(dá)94.53%，60 min 后釋放基本達(dá)到平衡；而納米囊懸浮劑中的阿維菌素在60 min 時(shí)的累積釋放率為57.59%，200 min時(shí)達(dá)84.33%。可見(jiàn)，載體包覆延緩了阿維菌素的釋放。

圖4 不同制劑中阿維菌素的累積釋放曲線Fig. 4 Accumulative release curves of abamectin from the different formulations

2.3 阿維菌素納米囊懸浮劑在土壤中的移動(dòng)性

如圖5 所示，阿維菌素納米囊懸浮劑與阿維菌素乳油在土壤中的移動(dòng)性能存在較大差異。土柱淋溶試驗(yàn) (圖5A) 中，乳油中的阿維菌素主要集中在前半段0～4 cm 深的土柱層中，而納米囊懸浮劑 (圖5B) 中的阿維菌素可隨水移動(dòng)至7～8 cm 深的土柱層中，且在土柱中的分布較為均勻?？梢?jiàn)，在縱向上其納米囊懸浮劑的土壤移動(dòng)性優(yōu)于乳油。在阿維菌素乳油的土壤薄層層析試驗(yàn) (圖5C) 中，約95.33%的阿維菌素分布在0～3 cm 的土段中，僅有2.43%的阿維菌素分布在3～6 cm 的土段中；而在阿維菌素納米囊懸浮劑的土壤薄層層析試驗(yàn)中移動(dòng)的距離更遠(yuǎn) (圖5D)，分別約有64.22%、18.12%、14.21%及2.1%的阿維菌素分別分布在0～3 cm、3～6 cm、6～9 cm 與9～12 cm 的土段中，因此，不論是在橫向還是縱向上，阿維菌素納米囊懸浮劑在土壤中隨水移動(dòng)的能力均優(yōu)于阿維菌素乳油。

圖5 不同阿維菌素制劑的土壤淋溶分布 (A，B) 與土壤薄層分布 (C，D)Fig. 5 Distribution of different abamectin formulations in soil columns (A, B) and soil layers (C, D)

2.4 阿維菌素納米囊懸浮劑對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)J2 的毒力

24 h 毒力測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖6。阿維菌素乳油及納米囊懸浮劑的LC50值分別為0.427 和0.257 mg/L，表明納米囊懸浮劑的毒力高于乳油。

圖6 不同阿維菌素制劑對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)2 齡幼蟲(chóng)24 h 致死率Fig. 6 Mortality (24 h) of M. incognita J2 treated with different abamectin formulations

2.5 田間防治效果

兩種施藥方式下的田間防治試驗(yàn)結(jié)果如圖7和圖8 所示。施藥后60 d，空白對(duì)照組發(fā)病嚴(yán)重，根結(jié)指數(shù)均達(dá)到85 以上。在漫灌施藥方式下，乳油處理組的黃瓜根在側(cè)根、主根均出現(xiàn)根結(jié)，而納米囊懸浮劑處理組僅在側(cè)根出現(xiàn)很小根結(jié)。在施藥后100 d 時(shí)，乳油處理組的根結(jié)膨大非常嚴(yán)重，且出現(xiàn)明顯的根結(jié)區(qū)域分層現(xiàn)象；而納米囊懸浮劑處理組的根系僅在側(cè)根末端出現(xiàn)少量小根結(jié)。

圖7 不同阿維菌素制劑處理的黃瓜根系發(fā)病情況Fig. 7 The symptoms in cucumber roots caused by M.incognita treated with different abamectin formulations

圖8 不同阿維菌素制劑處理防治黃瓜根結(jié)線蟲(chóng)病效果Fig. 8 Control efficacy of different abamectin formulations on cucumber root-knot nematode

在混土施藥方式下，藥后60 d 時(shí)，乳油處理組的黃瓜根僅在底部區(qū)域出現(xiàn)一些小根結(jié)，藥后100 d 時(shí)，在黃瓜根系末端出現(xiàn)大量根結(jié)；而納米囊懸浮劑處理組的黃瓜根在藥后60 d 及100 d，整個(gè)根部幾乎無(wú)根結(jié)，防治效果均達(dá)90%以上。

3 結(jié)論與討論

小尺寸與大比表面效應(yīng)、界面親和效應(yīng)以及緩控釋效應(yīng)[21]通常是藥物納米囊的顯著特征。納米農(nóng)藥制劑相較于常規(guī)制劑對(duì)靶標(biāo)生物具有更高的活性[22]，原因在于納米顆粒粒徑小并具有較大的比表面積，可提高藥劑的分散、潤(rùn)濕等特性，并增加藥劑在作物或有害生物上黏附率和沉積率。此外，小粒徑的納米農(nóng)藥顆粒更容易通過(guò)口器或體壁進(jìn)入有害生物體內(nèi)[23]，從而提高作用效果。本研究中，利用靜電自組裝法制備的3%阿維菌素納米囊懸浮劑對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)2 齡幼蟲(chóng)的毒力更高，顯然與納米顆粒尺寸變小有密切關(guān)系。

在土壤中施用農(nóng)藥防治土傳病害或地下害蟲(chóng)時(shí)，農(nóng)藥在土壤中的分布、擴(kuò)散情況決定著農(nóng)藥的防治效果，而農(nóng)藥在土壤中的分布和移動(dòng)與農(nóng)藥有效成分的理化性質(zhì)、土壤的理化性質(zhì)、農(nóng)藥劑型和施藥方式等因素有關(guān)[24]，由于阿維菌素水溶性較低，且易被土壤中的腐殖質(zhì)和礦物質(zhì)吸附[25]，因此阿維菌素在土壤中隨水移動(dòng)的能力很弱。粒徑較大的阿維菌素微囊可降低土壤對(duì)其有效成分的吸附，但在土壤中隨水縱向移動(dòng)時(shí)，易被土壤中的微小孔隙阻擋，因此也易被固定在土壤的上層[13]；而粒徑較小的阿維菌素納米囊由于其尺寸效應(yīng)，更易隨水穿過(guò)土壤間隙，從而表現(xiàn)出較好的土壤移動(dòng)性。本研究在混土與漫灌兩種施藥方式下，使用同等用量的阿維菌素納米囊懸浮劑防治黃瓜根結(jié)線蟲(chóng)病的田間防效均顯著優(yōu)于乳油，原因在于載藥納米囊在土壤中隨水移動(dòng)擴(kuò)散的能力顯著高于后者，并且土柱淋溶和土壤薄層層析結(jié)果與藥劑處理后的黃瓜根系根結(jié)區(qū)域分布結(jié)果也均相互印證。在漫灌施藥條件下，阿維菌素乳油中的有效成分隨水移動(dòng)性相對(duì)較弱，易被固定在表層土壤，因而無(wú)法更有效地保護(hù)黃瓜深層次根系；而阿維菌素納米囊可隨水移動(dòng)能力強(qiáng)，保根效果更顯著。盡管混土操作可將阿維菌素乳油制劑分散在20 cm 左右的土層中，但相比于納米囊懸浮劑有效保護(hù)范圍仍有限。此外，乳油中的阿維菌素由于直接袒露易被土壤微生物分解[26]，而納米囊中的有效成分被包覆，不僅提高了移動(dòng)性，而且延緩了有效成分降解。因此，將阿維菌素等用于土壤處理的藥劑納米化可以改善應(yīng)用效果，預(yù)期該類(lèi)制劑在蔬菜根結(jié)線蟲(chóng)病等土傳病害防治中將會(huì)發(fā)揮重要作用，值得進(jìn)一步探索規(guī)?；a(chǎn)條件，進(jìn)行安全性評(píng)估和更大范圍的應(yīng)用效果驗(yàn)證。

謹(jǐn)以此文慶賀中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)藥學(xué)學(xué)科成立70 周年。

Dedicated to the 70th Anniversary of Pesticide Science in China Agricultural University.

作者簡(jiǎn)介：

王瑞，男，博士研究生。2020 年7 月于青島農(nóng)業(yè)大學(xué)藥學(xué)專(zhuān)業(yè)獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位。2022 年9 月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)藥高效利用與環(huán)境安全課題組攻讀博士學(xué)位，主要從事靜電自組裝制備農(nóng)藥納米囊技術(shù)的研究。

劉峰，男，教授，博士生導(dǎo)師。2001 年7 月于中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)藥學(xué)專(zhuān)業(yè)獲理學(xué)博士學(xué)位。圍繞農(nóng)藥高效利用與環(huán)境安全，主要從事農(nóng)藥毒理、加工與施用技術(shù)研究，在微囊化農(nóng)藥成囊機(jī)理、劑型及施藥因素與藥效關(guān)聯(lián)性等方面具有特色。主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目3 項(xiàng)，獲得國(guó)家及省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)2 項(xiàng)?，F(xiàn)任山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院農(nóng)藥學(xué)系主任、《農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào)》編委。