王少麗，朱國仁，張友軍

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京，100081）

農(nóng)用有機硅噴霧助劑在害蟲化學(xué)防治中的應(yīng)用

王少麗，朱國仁，張友軍

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京，100081）

隨著化學(xué)農(nóng)藥過量施用造成的污染逐年加大，農(nóng)用有機硅噴霧助劑在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域化學(xué)防治中的應(yīng)用在近年來得到更進一步的重視。簡要介紹了農(nóng)用有機硅助劑的發(fā)展概況，潤濕性、展擴性和滲透性等三大優(yōu)良性狀，回顧了有機硅助劑在農(nóng)業(yè)害蟲防治領(lǐng)域的應(yīng)用進展。最后，進一步強調(diào)了農(nóng)用有機硅噴霧助劑在化學(xué)防治中節(jié)藥省水的功效，并提出了需要注意和進一步研究明確的問題。

有機硅噴霧助劑；主要特性；害蟲防治；研究進展

1 農(nóng)用有機硅噴霧助劑的發(fā)展

農(nóng)用有機硅表面活性劑主要包括農(nóng)用配方助劑和噴霧助劑，其中使用量最大的是有機硅噴霧助劑，其主要成分是乙氧基改性三硅氧烷化合物 （TSS），是一種用于生產(chǎn)日用洗滌用品等的助劑，不屬于農(nóng)藥類別，在工業(yè)上應(yīng)用非常普遍。近些年來，其開始正式應(yīng)用于殺蟲劑、殺菌劑、生物農(nóng)藥等方面。有機硅表面活性劑在20世紀60年代出現(xiàn)于農(nóng)藥領(lǐng)域，從20世紀70-80年代早期開始引起學(xué)術(shù)界的關(guān)注，80年代末期在農(nóng)藥領(lǐng)域開始推廣應(yīng)用，其中Si1wet L－77是第一個在國外被商品化的農(nóng)用有機硅表面活性劑[1]，應(yīng)用在除草劑中。到20世紀90年代時，國外已經(jīng)開展了有機硅表面活性劑對農(nóng)藥在植物葉片上的潤濕、鋪展和吸收等方面的影響研究。

2005年，邁圖高新材料集團（原GE公司）與中國農(nóng)業(yè)部技術(shù)推廣中心合作，開始在中國大力推廣使用農(nóng)用有機硅噴霧助劑。2007年，我國農(nóng)用有機硅助劑的銷售量約200 t，基本處于認識階段，尚需進一步推廣。目前世界上主要有邁圖、道康寧、保爾德、多力多、庫塞、信越、瓦克、斯泰等生產(chǎn)企業(yè)，國內(nèi)主要的農(nóng)用有機硅助劑產(chǎn)品的生產(chǎn)商、產(chǎn)品牌號和品牌等可參見廖洪流[2]的綜述文章。

2 有機硅噴霧助劑的主要特性

據(jù)研究報道，有機硅噴霧助劑主要包括以下3方面的優(yōu)良性能：潤濕性、展擴性和滲透性。因此，在化學(xué)農(nóng)藥中加入農(nóng)用有機硅噴霧助劑可有效提高農(nóng)藥的利用率和施用效果，促進內(nèi)吸型藥劑通過植物氣孔滲透，提高農(nóng)藥的耐雨水沖刷能力，降低噴霧量，以達到合理省藥節(jié)水、省工省時、降低農(nóng)藥的流失、保護環(huán)境等功效[2]。

2.1 良好的潤濕性

有機硅表面活性劑與一般表面活性劑相比，表面張力極低，顯示出超級潤濕性能。當噴霧液表面張力低于葉片表面張力時，噴霧液在植物表面就吸附潤濕，反之，噴霧液就在植物表面收縮聚集，噴灑到靶標對象表面的液滴就會滾落下去，造成農(nóng)藥的流失，降低其利用效率。水的表面張力大約為72 mN/m，而在0.1%的有機硅助劑濃度下，其水溶液的表面張力可以降低到20 mN/m，明顯低于一般表面活性劑水溶液的表面張力（30 mN/m 以上）[3]。據(jù)文獻報道，在 0.5%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽乳油2 000倍液中分別加入0.05%和0.1%Si1wet 408助劑，藥液的表面張力即從35.8 mN/m 降低到 22.6 mN/m 和 22.2 mN/m；且農(nóng)用有機硅噴霧助劑降低藥液表面張力的能力也優(yōu)于OP-10 和 JFC[4]。

藥液噴灑到植物葉片上后，藥液與葉片表面接觸角的變化對于潤濕、鋪展以及吸收對農(nóng)藥的利用率和防效都是至關(guān)重要的。研究表明農(nóng)藥制劑的防治效果直接與藥液對靶標生物的潤濕和持留量相關(guān)，而持留能力與藥液表面張力、藥液在葉面上的接觸角有關(guān)[5]。逢森等[4]在0.5%的甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽乳油2 000倍液中添加Si1wet408助劑，液滴在油菜、甘藍、番茄、菠菜、大蔥和芹菜等6種蔬菜葉片上的接觸角均為零，從而使液滴在葉片上的鋪展面積增加了19.81～96.16倍，顯著優(yōu)于普通的非離子表面活性劑 OP-10 和 JFC （鋪展面積分別增加 1.40～4.29倍），增強了藥液在植物體表的潤濕性能。章曉花[3]報道在0.1%的有機硅助劑下，由于表面張力的降低，可顯著提高液滴在固體表面上的擴展面積，研究發(fā)現(xiàn)，10 μL 0.1%的有機硅助劑水溶液擴展直徑可以達到56 mm。因此，其優(yōu)良的潤濕性能可輕易地潤濕幾乎所有種類的植物葉面，因此大大提高了藥液對靶標生物的覆蓋面與接觸面。

2.2 超級展擴性

聚醚改性三硅氧烷表面活性劑TSS自身具有超級展擴性能，含有0.1%TSS水溶液的展擴面積是純水面積的10倍以上，這種性能能夠使噴施的藥液最大面積地在葉面上覆蓋并附著，甚至還可以使藥劑進入到葉背面或果樹縫隙中藏匿的害蟲處，達到藥液直接接觸甚至殺死有害生物的目的。朱金文等[6]把“絲潤”有機硅助劑加入氟蟲腈中，研究了加入有機硅和未加有機硅的藥液在水稻葉片上的沉積特性，發(fā)現(xiàn)采用較少施藥液量和較小霧滴處理時，加入有機硅（150 g/hm2）后藥液在葉片上的沉積量可提高80%～150%，增加的原因可能是由于增加了霧滴和中下部葉片的接觸面積，霧滴對葉片的撞擊力減少，因此，發(fā)生彈跳而流失的量也減少。

2.3 優(yōu)良滲透性

氣孔是藥劑進入植物體內(nèi)的主要途徑之一，而加入表面活性劑的農(nóng)藥藥液則可以通過植物氣孔被吸收，其中有機硅助劑能夠降低表面壓力，使之低于葉面潤濕臨界壓力（25 mN/m），例如章曉花[3]研究發(fā)現(xiàn)，在含有0.1%的有機硅噴霧助劑濃度下，其表面張力可以降低到20 mN/m，因此能有效地促進藥液經(jīng)氣孔滲透進入表皮，且吸收速度很快。許多作物葉表無氣孔，所以進入葉組織必須滲透到葉表皮。而農(nóng)藥通過植物表皮進行吸收的速度很慢，有時需要若干個小時才能達到最大程度的滲透，但是，加入有機硅表面活性劑能促進一些有效成分對植物的滲透作用。研究報道，Si1wet L－77助劑對阿維菌素具有較好的增效作用，主要體現(xiàn)在它能夠使藥液進入微觀的害蟲藏匿處，其次是被葉面吸收并進入植物表皮部分，延長藥劑的殘效期，且此殘效期比采用礦物油助劑時帶來的殘效期更長。

3 有機硅噴霧助劑在害蟲化學(xué)防治中的應(yīng)用

國外對有機硅噴霧助劑在農(nóng)業(yè)病蟲草害上的防治研究較早。據(jù)文獻報道，有機硅表面活性劑Si1wet L－77能在特定濃度下殺死柑桔潛葉蛾（Phy11o-cnistis citre11a）幼蟲和桃蚜（Myzus persicae），對太平洋葉螨（Tetranychus pacificus）、棉蚜（Aphis gossypii）和西花薊馬（Frank1inie11a occidenta1is）的若蟲與成蟲也有很高的防效[7～9]，而且，其與殺蟲藥劑混用后可以提高藥劑對柑桔潛葉蛾、B型煙粉虱（Bemisia tabac）成蟲和甘藍小菜蛾 （P1ute11a xy-1oste11a）的防治效果，且可大大減少農(nóng)藥使用量[10～11]。在我國，隨著2006年農(nóng)業(yè)部與邁圖高新材料公司開始合作，在中國推廣使用有機硅噴霧助劑Si1wet系列產(chǎn)品及其技術(shù)以來，有機硅增效節(jié)水試驗研究及其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。在害蟲防治中，涉及到的試蟲主要有葉螨、小菜蛾、甜菜夜蛾、棉鈴蟲（He1icoverpa armigera）、稻縱卷葉螟（Cnapha1ocrocis medina1is）、煙粉虱、二化螟（Chi1o suppressa1is）、蚜蟲等，在蔬菜、茶葉、果樹、水稻、小麥、花卉等農(nóng)作物和園藝作物中應(yīng)用廣泛。有機硅噴霧助劑產(chǎn)品中，Si1wet系列產(chǎn)品的使用更為廣泛，尤其是Si1wet 408，可在小麥蚜蟲[12]、甜菜夜蛾、小菜蛾、棉鈴蟲[13]等試蟲的化學(xué)防治中添加使用。但無論是哪一種有機硅噴霧助劑，其主要作用均體現(xiàn)為有機硅以合適的比例添加到化學(xué)農(nóng)藥中，可在害蟲防治中顯著地起到減藥、節(jié)水的功效。

隨著有機硅噴霧助劑在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的推廣使用，國內(nèi)于2008-2010年進行了諸多相關(guān)的室內(nèi)研究和田間防治工作。石偉山等[13]以小菜蛾、棉鈴蟲和甜菜夜蛾為試蟲，發(fā)現(xiàn)有機硅表面活性劑杰效利對高效氯氰菊酯具有增效作用，以甜菜夜蛾為試蟲時，8 000倍液杰效利對藥劑的共毒系數(shù)達到170.08。雖然，到目前為止，還沒有確切的證據(jù)表明是由于表面活性劑的使用，使得藥液能夠在害蟲體表更好的潤濕展布，或者通過與表皮連接的口、氣孔和肛門等使得更多的藥劑滲透到害蟲體內(nèi)。但是，眾多室內(nèi)生物學(xué)和生理學(xué)試驗結(jié)果均表明，農(nóng)藥里面加入適量的有機硅噴霧助劑的確能夠起到提高藥效的功效。

李雅珍等[11]在防治小菜蛾時，在茚蟲威中加入0.1%的GE有機硅助劑可提高防效，噴藥量不變時可減少一半的噴霧量；且噴藥量減少一半時，藥后5 d防效仍能夠達到92.7%。在2005-2006年，陳軼等進行了室內(nèi)和大田試驗，用5%銳勁特懸浮劑、40%毒死蜱乳油、25%撲虱靈可濕性粉劑等藥劑加GE有機硅表面活性劑，用馬來西亞進口PB-16型背負式手動噴霧器（細噴頭）進行噴霧防治水稻稻縱卷葉螟和褐飛虱。試驗結(jié)果表明，GE有機硅表面活性劑對水稻無藥害或其他不良影響，農(nóng)藥中加入GE表面活性劑后，能在分別降低農(nóng)藥用量和施藥量的1/3時，達到和對照相同的防治效果，且采用加入不同劑量的有機硅量試驗表明，加入有機硅表面活性劑的量為噴施量的0.05%～0.1%為最佳用量[14]。采用15%噠螨靈乳油防治蘋果全爪螨時，每667 m2加入GE有機硅助劑50 mL，達到與常規(guī)藥劑施用量相同的防治效果，可減少2/5的噴藥量[15]。在3%啶蟲脒中加入“絲潤”、“功倍”等有機硅助劑1 000～3 000倍液時，防治效果最好，而且節(jié)約用水50%～70%，這點在干旱季節(jié)顯得尤為重要；加入的這2種助劑間對柑桔蚜蟲的防效差異不顯著，但在防治成本上，比單用啶蟲脒可每次節(jié)約防治成本1.5～6.3元/667 m2，農(nóng)藥用量比單用啶蟲脒減少25%[16]。添加有機硅助劑對于不同口器類害蟲的增效是不同的，陳耀鑫[17]報道采用丁醚脲加入不同濃度的杰效利，發(fā)現(xiàn)對薊馬的增效效應(yīng)最高，其次是小菜蛾，最后是蚜蟲。對于不同類害蟲，添加有機硅助劑的最適劑量也是不同的，因此，使用前需要做預(yù)備試驗來進行摸索。一般而言，對于生活場所隱蔽性較強的害蟲，添加有機硅助劑可增強防效，而且添加的最適劑量可能要高于非隱蔽性的害蟲。朱國仁等[18]采用斯泰公司生產(chǎn)的Si1-tech Ag-64（倍效）助劑，按照 0.1%濃度加入到核型多角體病毒、甲維鹽和氯蟲苯甲酰胺等殺蟲劑中，同時減少藥量25%、降低藥液量50%，對大蔥田甜菜夜蛾能夠達到或優(yōu)于其常規(guī)推薦劑量大容量噴霧的防治效果，且對大蔥作物安全，因此初步認為，有機硅噴霧助劑Si1tech Ag-64具有與Si1wet產(chǎn)品相同的性能。然而，由于Si1tech Ag-64在生產(chǎn)上沒有Si1wet和GE等系列產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，故對Si1tech Ag-64在農(nóng)藥增效研究中的最適添加劑量，進一步減少農(nóng)藥和藥液的噴施量是否能夠達到相似的防治效果等問題尚需進一步深入研究。

作為有機硅助劑的甲基化硅氧烷通常被認為是“惰性”的，但是甲基化的硅氧烷的表面活性使它能夠浸濕蟲、螨等，使其窒息或干擾其重要的生理過程。有機硅助劑本身對于害蟲是否具有直接的毒殺作用，目前相關(guān)報道還不多。根據(jù)我們實驗室內(nèi)初步的試驗結(jié)果，在清水中加入不同濃度（0.5/1 000～1/1 000）的有機硅噴霧助劑Si1tech Ag-64，再加上清水對照，采用葉片浸漬法測定該助劑對甜菜夜蛾的毒性，結(jié)果顯示甜菜夜蛾試蟲基本上在所有處理中全部存活，初步表明把有機硅噴霧助劑Si1tech Ag-64稀釋成上述濃度對害蟲不存在直接毒殺作用 （具體數(shù)據(jù)未示）。而Cow1es等[19]采用玻片浸漬法測定了Si1wet L-77、Si1wet 408、Si1wet 806水溶液對二斑葉螨雌性成蟲的毒力活性，結(jié)果表面，水溶液中這3種硅氧烷毒性基本相同，均比較低，LC50值處于 5.5～8.9 mg/kg，而 Si1wet L-7607溶液的毒性更低（LC50＝4 800 mg/kg），同時發(fā)現(xiàn) Si1wet L-7200對葉螨基本無毒性。但發(fā)現(xiàn)Si1wet L-77受到葉表面濕潤性的影響，在菜豆和草莓葉片上浸漬葉螨時，其LC50處于22～84 mg/kg。而Si1wet L-77在特定的濃度下（0.1%，0.25%，0.5%）對太平洋葉螨、棉蚜、西花薊馬的若蟲和成蟲具有高致死活性（在上述3個濃度下，死亡率 93.8%）[9]。因此，不同種類的有機硅噴霧助劑對不同害蟲種類的毒殺致死活性可能存在較大的差異，同一助劑不同濃度對害蟲的毒性也有差異。

4 結(jié)語和展望

我國是農(nóng)業(yè)大國，全國耕地面積達1.2億hm2。發(fā)展農(nóng)業(yè)就離不開農(nóng)藥、化肥、植物調(diào)節(jié)劑等農(nóng)用化學(xué)品；全國每年農(nóng)藥用量超過15萬t，噴霧用水2.5億t以上，有機揮發(fā)物（VOC）也超過10萬t，這對環(huán)境帶來的污染不容忽視。據(jù)農(nóng)業(yè)部與邁圖高新材料集團共同推動的“中國農(nóng)藥噴灑技術(shù)”合作項目試驗成果，項目自2006年實施2 a以來，有16個省市超過500個縣市采用了Si1wet產(chǎn)品，共計減少農(nóng)藥有效成分用量約230 t，節(jié)水量超過 30萬t。 按全國1.2億hm2耕地面積計算，每667 m2每年可節(jié)省75 kg水（節(jié)省50%，按照年用藥5次計算）、有機硅助劑用量5 g，全部采用添加有機硅助劑噴灑農(nóng)藥，每年可節(jié)省至少1.35億t噴霧用水，農(nóng)藥用量方面（按照省藥30%計算）可節(jié)省約 4.8 萬 t[2]。

研究已經(jīng)證明，有機硅表面活性劑能有效降低藥液表面張力，使藥液噴灑到植物表面后能夠潤濕展布，增加藥液在植物葉片表面的殘留量，從而提高對害蟲的防治效果，特別是在超低容量噴霧、較小霧滴使用時，能夠達到更好的功效。雖然目前推廣應(yīng)用的面積還不大，但是，我們不可否認，增加農(nóng)藥在葉片和靶標生物體內(nèi)的展著性能，無疑能夠有利于提高藥劑的防治效果，從而降低農(nóng)藥的施用量，還可在一定程度上降低農(nóng)藥在環(huán)境中的殘留量，因此，有機硅噴霧助劑在實施綠色農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護和生態(tài)安全等方面均具有非常重要的意義。

然而，也有研究報道，不同農(nóng)藥中加入不同的有機硅表面活性劑同樣存在相加、拮抗和增毒等交互作用[20～21]，因此對水生生物和其他靶標生物可能會存在一定的安全問題，隨著我國農(nóng)用噴霧助劑的使用面積的擴大和進一步推廣，這些問題同樣需要引起重視，并進行相關(guān)的研究，以免造成損失。

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Application of Organic Silicon Surfactant in Chemical Control of Agricultural Pest

WANG Shao1i,ZHU Guoren,ZHANG Youjun
(Institute of Vegetab1es and F1owers,Chinese Academy of Agricu1tura1 Sciences,Beijing 100081)

With the contamination extension of chemica1 pesticides overuse,the app1ication of agricu1tura1 organic si1icon surfactant in chemica1 contro1 in agricu1tura1 area has been paid more attentions.Here,the deve1opment of agricu1tura1 organic si1icon surfactants and their three exce11ent traits inc1uding wettabi1ity,expansion,and osmosis were summarized.The app1ication deve1opment in agricu1tura1 insect contro1 was retrospected.Fina11y,the ro1e of pesticides and water savings in chemica1 contro1 of agricu1tura1 organic si1icon surfactant are emphasized and the questions which shou1d be noticed and ana1yzed deep1y are brought about.

Organic si1icon surfactant;Main characteristics;Pest contro1;Research progress

10.3865/j.issn.1001-3547.2010.18.036

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項經(jīng)費項目（200803007）

王少麗，女，博士，副研究員，研究方向為蔬菜害蟲綜合治理，電話：010-82109518，E-mai1：wangsh1@caas.net.cn

2010-06-22