林蔚紅,陳偉國,楊一平,戴建忠,孫海燕,錢秋杰,張 芬
(海寧市蠶桑技術(shù)服務(wù)站,浙江 海寧 314400)
家蠶是人類長期利用的主要經(jīng)濟昆蟲之一,桑葉幾乎是其唯一的飼料,桑樹生長中需要使用農(nóng)藥以免受多種病蟲的危害,其中與家蠶同屬鱗翅目的防治對象占有很大部分。由于蠶桑生產(chǎn)的特殊性,適用于桑樹的農(nóng)藥首先是要對家蠶毒性較低、在桑葉上的殘毒期較短,其次是對桑樹病蟲害防治效果良好。目前,我國登記用于桑樹的農(nóng)藥品種極其缺乏,大約不到10種[1]。蟲螨腈是馬惠等[2]在進行農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險評價時,發(fā)現(xiàn)對家蠶和桑樹害蟲之間存在較高的選擇性毒力,認(rèn)為是一種有效防治桑樹害蟲并能兼顧養(yǎng)蠶安全的藥劑。近十多年來,蟲螨腈用于防治桑樹害蟲及其對家蠶安全性的研究成為熱點,現(xiàn)就已有的研究成果做一綜述,為蟲螨腈在桑樹害蟲防治中的應(yīng)用提供參考。
蟲螨腈(chlorfenapyr),又名溴蟲腈,是美國氰胺公司于上世紀(jì)80年代后期發(fā)現(xiàn)并開發(fā)的芳基吡咯類殺蟲殺螨劑,化學(xué)名稱為4-溴-2-(對氯苯基)-1-乙氧基甲基-5-(三氟甲基)吡咯-3-腈[3~4]。蟲螨腈的作用機制較為獨特,其本身是一種殺蟲劑前體,對昆蟲無直接毒殺作用,當(dāng)昆蟲取食或接觸蟲螨腈后,在昆蟲體內(nèi)經(jīng)過多功能氧化酶作用而轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袣⑾x活性的化合物,然后作用于靶標(biāo)蟲體細胞內(nèi)線粒體,破壞氧化磷酸化ADP轉(zhuǎn)變成ATP的生理過程,細胞因缺少能量而停止生命功能,最終導(dǎo)致害蟲死亡[5]。
蟲螨腈具有胃毒和一定的觸殺作用及內(nèi)吸活性,對鉆蛀、剌吸和咀嚼式害蟲以及螨類的防效優(yōu)異[4]。裴暉等[6]通過室內(nèi)測定研究,證實蟲螨腈對粘蟲、小菜蛾、斜紋夜蛾等多種鱗翅目害蟲、同翅目的蠶豆蚜及鞘翅目的玉米象都有很好的毒殺活性,其作用方式以胃毒活性為主,兼有觸殺和殺卵活性,但無明顯的根內(nèi)吸活性;與觸殺為主的殺蟲劑相比,其速效性稍差,不太適宜用于通過內(nèi)吸作用防治的害蟲防治。有關(guān)蟲螨腈內(nèi)吸活性的試驗評價極少,尚待更多試驗探討。
蟲螨腈因其低毒特性被農(nóng)業(yè)部推薦為無公害農(nóng)藥,最早以“除盡懸浮劑”商品名登記進入我國市場用于多種蔬菜害蟲的防治,不僅藥效優(yōu)于BT、有機磷、氨基甲酸酯和擬除蟲菊酯等常規(guī)殺蟲劑,而且用藥量少,一般使用濃度在50 mg/L~100 mg/L[5,7~8]。因其具有非常廣泛的殺蟲譜,在多種害蟲混合發(fā)生時,使用蟲螨腈能夠減少農(nóng)藥品種,節(jié)約生產(chǎn)成本,還能降低農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境造成的潛在危害。
由于蟲螨腈殺蟲活性并不受害蟲對抗性農(nóng)藥的靶標(biāo)位點和代謝抗性機制的影響,與擬除蟲菊酯、有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑無交互抗性,對高抗害蟲和害螨品系表現(xiàn)出極高的活性,因而對多種主要農(nóng)業(yè)害蟲的防治效果遠優(yōu)于常規(guī)殺蟲殺螨劑,尤其對鱗翅目抗性害蟲防效非常顯著[7,9]。在抗性害蟲嚴(yán)重發(fā)生時對保護農(nóng)作物產(chǎn)量具有更大的應(yīng)用價值。蟲螨腈在我國的登記應(yīng)用范圍逐漸擴大,目前登記的作物和防治對象有:蔬菜的斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、小菜蛾、薊馬、朱砂葉螨,茶樹的茶小綠葉蟬,梨樹的木虱,柑桔樹的潛葉蛾,蘋果樹的金紋細蛾,楊樹的美國白蛾,木材、土壤白蟻[10]。
馬惠等[2]測定比較了蟲螨腈對家蠶和桑樹害蟲的室內(nèi)毒力,對家蠶2齡起蠶的LC50>100 mg/L,對3齡桑尺蠖、3齡桑螟、3齡桑毛蟲的LC50分別為14.85 mg/L、18.30 mg/L、22.95 mg/L,可見蟲螨腈是一種在桑樹害蟲和家蠶間選擇性較高的藥劑;與桑園常用殺蟲劑敵敵畏和辛硫磷相比,蟲螨腈對家蠶的毒性分別低93.3倍和154.0倍,對桑尺蠖、桑螟、桑毛蟲等桑樹常見害蟲的毒力則為敵敵畏和辛硫磷的21.3~44.1倍。
白錫川等[11]測定結(jié)果顯示,蟲螨腈對家蠶3齡起蠶的LC50為669.8 mg/L,對2齡桑尺蠖、4齡桑尺蠖、3齡桑螟、3齡野蠶的LC50分別為5.3 mg/L、20.3 mg/L、8.3 mg/L、1920.4 mg/L,桑尺蠖、桑螟對蟲螨腈非常敏感,而野蠶對蟲螨腈的敏感程度比家蠶更低。家蠶是由野蠶馴化而來,在長期的人工飼養(yǎng)環(huán)境下,對農(nóng)藥和不良環(huán)境的抗逆性差于在自然環(huán)境中生存的野蠶。李兵等[12]、趙華強等[13]研究表明野桑蠶對辛硫磷、溴氰菊酯等農(nóng)藥的抗性均遠高于家蠶,其原因在于野蠶的乙酰膽堿酯酶活性高于家蠶,分解乙酰膽堿的能力更強。蟲螨腈的作用機理與有機磷和擬除蟲菊酯農(nóng)藥不同,受體昆蟲的抗性機制存在差別。李濤等[14]測定了對蟲螨腈耐受性不同的家蠶品系體內(nèi)細胞色素P450的含量,發(fā)現(xiàn)其含量與耐受性之間存在極顯著的正相關(guān)性。已有研究表明,細胞色素P450是多功能氧化酶的主要成分之一,其含量增加及活性上調(diào)是對殺蟲劑產(chǎn)生抗性的主要原因,這種抗性機制在多種害蟲上均有報道。
蘭亦全等[15]測定蟲螨腈對4齡家蠶幼蟲的LC50為117.48 mg/L,對3齡斜紋夜蛾幼蟲的LC50為3.24 mg/L,兩者的毒力選擇性達36.26倍,遠高于有機磷、氨基甲酸酯、擬除蟲菊酯等其余13種殺蟲劑。王開運等[16]測定蟲螨腈對3齡家蠶幼蟲的LC50>100 mg/L,對美國白蛾3齡幼蟲的 LC50為1.8096 mg/L,兩者毒力相差55.3倍,證明該藥劑在美國白蛾和家蠶之間有高度的毒力選擇性。司樹鼎等[17]研究比較了蟲螨腈對家蠶和甜菜夜蛾的選擇毒性,2齡家蠶幼蟲和2齡甜菜夜蛾的LC50分別為122.06 mg/L和0.1979 mg/L,相差616.78倍,甜菜夜蛾對蟲螨腈的敏感程度遠遠大于家蠶對蟲螨腈的敏感程度,通過生物化學(xué)測定,初步分析蟲螨腈對家蠶和甜菜夜蛾毒力選擇性的原因,是昆蟲體內(nèi)多功能氧化酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶、酚氧化酶的活力,以及表皮穿透性等多種解毒機制協(xié)同作用的結(jié)果。
楊振國等[18]研究發(fā)現(xiàn),蟲螨腈對3齡家蠶幼蟲的LC50為118.66 mg/L,對朱砂葉螨雌成螨的LC50為8.80 mg/L,兩者毒力相差13.5倍。此外,張坤鵬等[19]測定了蟲螨腈對桑薊馬3齡若蟲的LC50為0.0613 mg/L,周春濤等[20]測定了蟲螨腈對桑粉虱成蟲的LC50為0.203 mg/L,僅次于滅多威,優(yōu)于有機磷、煙堿類和阿維菌素等11種殺蟲劑??梢娚KE馬、桑粉虱對蟲螨腈均非常敏感。
急性毒性是指農(nóng)藥1次(或24 h內(nèi)多次)進入家蠶體內(nèi)后短時間引起的中毒現(xiàn)象[21]。浸葉法是測定急性毒性最常用的方法[22],能反映農(nóng)藥對家蠶的胃毒、觸殺和熏蒸等多種致毒效應(yīng),與農(nóng)藥防治產(chǎn)生的污染情況較為接近。室內(nèi)毒性測定表明,蟲螨腈對家蠶的急性食下毒性LC50值多數(shù)>100 mg/L[2,11,15~18,23~27],楊一平等[26]、羅雁婕等[27]測定的 LC50值分別>3750 mg/L和>5000 mg/L;但也有孫新友等[25]測定蟲螨腈可溶性粒劑的LC50值僅為0.551 mg/L,楊林松等[28]測定的LC50為6.6 mg/L,可能與供試農(nóng)藥劑型、試驗條件等因素有關(guān)。此外,李濤等[29~30]研究表明家蠶不同品系和性別對蟲螨腈的耐受性存在差異,蟲螨腈對17份家蠶品種資源的LC50為51.287 mg/L~257.955 mg/L,表明不同家蠶品種對蟲螨腈的敏感性存在明顯差異,最高和最低相差5倍。
慢性毒性是指微量農(nóng)藥進入蠶體,不足以導(dǎo)致家蠶短時間內(nèi)中毒死亡,但會對家蠶生長發(fā)育和產(chǎn)繭性狀產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象[21]。羅雁婕等[27]測定蟲螨腈對家蠶毒性發(fā)現(xiàn),食下藥葉24 h內(nèi)沒有引起明顯的死亡,其LC50值>5000 mg/L,但連續(xù)添食毒葉96 h,對家蠶的LC50為119.715 mg/L,表明其毒性表現(xiàn)較慢,且具有積累毒性。楊一平等[26]用蟲螨腈處理的桑葉添食3齡起蠶24 h的LC50>3750 mg/L,連續(xù)添毒48 h的LC50為1858.2552 mg/L,連續(xù)添毒72 h的LC50為1207.4615 mg/L。蟲螨腈對家蠶的食下毒性隨著連續(xù)添毒時間延長而增強,并且可導(dǎo)致家蠶不能脫皮而死亡、死籠率升高、發(fā)蛾率下降等慢性毒性特征[23]。
殘毒期是指某種農(nóng)藥在確定的有效含量及濃度下噴施桑葉后到能安全采葉養(yǎng)蠶所間隔的天數(shù),也稱安全間隔期[21]。劉政軍等[31]依據(jù)桑葉殘留量測定和生物測試結(jié)果,提出蟲螨腈100 mg/L噴施桑樹后的安全間隔期為施藥后5 d,200 mg/L處理的安全采收期為施藥后14 d。王冕等[32]測定4種劑型蟲螨腈100 mg/L藥液噴施桑樹,7 d后采葉飼喂家蠶2齡起蠶,對家蠶的生命率和繭質(zhì)性狀均無不良影響。孫海燕等[33]用蟲螨腈100 mg/L藥液噴施桑樹,噴藥后2 d采葉飼喂3齡起蠶無中毒死亡。賁坤杰等[34]用蟻蠶和3齡起蠶做殘毒試驗,安全間隔期為3 d,對養(yǎng)蠶成績沒有影響。楊一平等[26]試驗認(rèn)為,蟲螨腈320 mg/L和160 mg/L噴藥的桑葉應(yīng)間隔7 d后采葉養(yǎng)蠶。周春濤等[35]測定蟲螨腈100 mg/L的安全間隔期為11 d。謝道燕等[36]認(rèn)為蟲螨腈240 mg/L處理的桑葉盡量在噴施14 d后采葉飼喂家蠶。佘柳濤等[37]比較了不同季節(jié)施用蟲螨腈對家蠶的殘留毒性,夏季桑樹噴施80 mg/L蟲螨腈3 d后采葉飼養(yǎng)對3齡期家蠶基本安全,噴施120 mg/L和240 mg/L蟲螨腈5 d后采葉飼養(yǎng)對3齡期家蠶已無致死性;春季噴施80 mg/L、120 mg/L和240 mg/L蟲螨腈,7 d后采葉飼養(yǎng)仍造成3齡期家蠶100%死亡;中秋季噴施80 mg/L、120 mg/L和240 mg/L蟲螨腈7 d后對3齡期家蠶均有不同程度中毒死亡。各地對蟲螨腈在桑葉上的殘毒試驗結(jié)果存在一定差異,這與地域性氣候、季節(jié)、桑樹長勢等試驗條件不同有關(guān)。
隨著蟲螨腈在多種作物中的應(yīng)用,其殘留降解規(guī)律已有不少研究。麥燕玲等[38]報道蟲螨腈在黃瓜和莧菜中的消解較快,半衰期分別為3.4 d和1.2 d;胡文巖等[39]研究發(fā)現(xiàn),蟲螨腈在丘北辣椒和小米辣中半衰期分別為4.2 d和5.3 d,屬于易降解農(nóng)藥;伍燦等[40]報道蟲螨腈在大白菜中的半衰期為6.0 d;徐明飛等[41]發(fā)現(xiàn)蟲螨腈在西蘭花花蕾上的半衰期為7.7 d~17.3 d;朱烈等[42]在花菜個體生長到一半大小時施用蟲螨腈,其降解半衰期為2.0 d。胡文巖等[39]研究發(fā)現(xiàn)蟲螨腈在土壤中的半衰期為7.0 d,與伍燦等[40]的7.03 d相近;陳文團等[43]研究發(fā)現(xiàn),10%蟲螨腈在土壤中的降解半衰期僅為2.4 d,可能與土質(zhì)和取樣方法差異有關(guān)。有關(guān)蟲螨腈在桑葉上的降解研究僅見劉政軍等[31]報道,蟲螨腈在桑葉上的降解半衰期為4.3 d,其降解速率與初始濃度有關(guān),初始濃度100 mg/L降解至殘留量為20 mg/kg時大約需要5 d,而初始濃度200 mg/L時則大約需要14 d。以上可見,蟲螨腈在桑葉上的降解情況與其它多種作物相似,降解半衰期均較短。農(nóng)藥半衰期是在一定條件下降解1/2所需的時間,既反映了農(nóng)藥本身的理化性狀,也與施藥時的條件有關(guān),半衰期越長,其殘留時間長。
田間試驗結(jié)果表明,蟲螨腈濃度80 mg/L~320 mg/L對多種桑樹害蟲有良好的防治效果。賁坤杰等[34]發(fā)現(xiàn),蟲螨腈濃度120 mg/L對桑尺蠖和艾枝尺蠖等危害桑樹的尺蠖類害蟲有特效。馮世民等[44]比較了蟲螨腈對桑樹鱗翅目害蟲的防治效果,發(fā)現(xiàn)對桑尺蠖的防效最好,其次是對桑螟的防效,對桑毛蟲、剌蛾的防效較差,使用蟲螨腈濃度以192 mg/L最佳。楊一平等[26]試驗認(rèn)為蟲螨腈濃度160 mg/L對桑螟防效優(yōu)于常用的敵敵畏+辛硫磷混劑。錢小蘭[45]試驗了蟲螨腈濃度192 mg/L對桑螟的田間防效優(yōu)于敵敵畏+馬拉硫磷混劑,施藥后3 d的防效比施藥后1 d的明顯提高。
徐錦松等[46]試驗了蟲螨腈濃度120 mg/L對桑薊馬的田間防效,與防治刺吸式口器害蟲專用藥劑吡蚜酮濃度167 mg/L相當(dāng),優(yōu)于桑園常用農(nóng)藥辛硫磷濃度267 mg/L的防效。李春曉等[47]調(diào)查發(fā)現(xiàn)蟲螨腈濃度96 mg/L對桑薊馬的田間藥效,優(yōu)于當(dāng)?shù)爻R?guī)藥劑敵敵畏濃度800 mg/L的防效。謝道燕等[48]試驗發(fā)現(xiàn)蟲螨腈濃度67 mg/L對桑薊馬的田間防效,與對照農(nóng)藥敵敵畏、辛硫磷、樂果混劑相比,速效性略差,但持效性好,即藥效表現(xiàn)較慢;蟲螨腈濃度67 mg/L對桑園蛛砂葉螨的田間防治效果和持效期,均優(yōu)于對照農(nóng)藥炔螨特濃度292 mg/L[49]。
用于防治桑樹病蟲害的農(nóng)藥,除了對家蠶安全、對害蟲高效外,對桑樹也要安全。張坤鵬等[19]觀察了蟲螨腈對桑樹的安全性,發(fā)現(xiàn)蟲螨腈高濃度768 mg/L(約為推薦濃度的2倍以上)的藥液噴灑“農(nóng)桑14”、“豐田5號”和“魯插2號”等常規(guī)品種桑苗植株,在噴藥后1 d~9 d均無生長不良的表現(xiàn)。謝道燕等[36]觀察了夏季和晚秋季不同天氣條件下使用240 mg/L濃度蟲螨腈噴霧桑樹,施藥后1 d~20 d,桑樹未見變色、壞死、生長發(fā)育延緩、萎蔫、畸形等藥害癥狀,與清水對照處理的桑樹在長勢上無差異。劉政軍等[50]試驗4種劑型蟲螨腈藥液噴施桑葉后,對桑葉的生理生化指標(biāo)、光合特性及葉質(zhì)均無不利影響。
蟲螨腈對家蠶急性毒性較低,在桑樹上的安全間隔期較短,且對桑螟、桑薊馬、蛛砂葉螨等主要害蟲害螨的防效良好,是一種適合桑樹使用的新型殺蟲殺螨劑。然而,在具體使用時應(yīng)注意幾個方面:一是蟲螨腈目前尚未登記用于桑樹,大面積推廣應(yīng)用有一定的技術(shù)指導(dǎo)風(fēng)險,最好選擇信譽度高的大型企業(yè)并簽訂用于桑樹害蟲害螨防治的質(zhì)量承諾;二是蟲螨腈在不同地區(qū)以及不同季節(jié)試驗的安全間隔期有所差異,宜在當(dāng)?shù)剡M行必要的驗證試驗;三是蟲螨腈對家蠶表現(xiàn)出一定的慢性毒性,種繭育桑園使用時考慮適當(dāng)延長安全間隔期;四是合理控制蟲螨腈的使用次數(shù)和稀釋濃度,延緩桑樹害蟲害螨對其產(chǎn)生抗藥性;五是蟲螨腈與其他殺蟲殺螨劑復(fù)配也是發(fā)展趨勢,必須掌握復(fù)配制劑中其他殺蟲劑的有效成分,防止安全間隔期明顯延長而對養(yǎng)蠶安全帶來的風(fēng)險。