譚海軍

(蘇州艾科爾化工科技有限公司,江蘇 昆山215300)

我國(guó)是全球林業(yè)有害生物危害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一。有害生物通過(guò)蛀干、食葉、脫葉和傳播病蟲(chóng)害等行為,每年給林業(yè)生產(chǎn)造成了較大的損失。由于結(jié)構(gòu)不合理、破碎化嚴(yán)重,森林生態(tài)多樣性喪失引起生態(tài)系統(tǒng)失衡,森林防御外來(lái)侵害能力降低,林業(yè)有害生物近年呈現(xiàn)了頻發(fā)重發(fā)的態(tài)勢(shì)[1]。目前,人們主要采用植物檢疫、林業(yè)管理、物理機(jī)械防治、生物防治和化學(xué)防治等方法進(jìn)行有害生物防治,而化學(xué)防治仍是最有效的方式之一。但是,大量化學(xué)農(nóng)藥的不合理使用,造成了農(nóng)藥殘留和有害生物的抗性與再猖獗性,并產(chǎn)生了諸多環(huán)境和社會(huì)問(wèn)題[2]。因此,研究和應(yīng)用作用機(jī)理新穎、經(jīng)濟(jì)實(shí)用和副作用小的新型殺蟲(chóng)劑對(duì)控制林業(yè)害蟲(chóng)具有重要意義。

苯甲酰脲類殺蟲(chóng)劑是一類新型選擇性昆蟲(chóng)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,其作用機(jī)制獨(dú)特,廣譜持效,對(duì)多種有害生物的天敵和哺乳動(dòng)物安全,在動(dòng)物體內(nèi)和環(huán)境中易降解、殘留低[3],適用于林業(yè)有害生物防治和抗性管理。以殺鈴脲(Triflumuron)為代表的苯甲酰脲類殺蟲(chóng)劑在林業(yè)有害生物防治上的研究和應(yīng)用情況值得關(guān)注。

1 苯甲酰脲類殺蟲(chóng)劑與殺鈴脲

20世紀(jì)70年代,荷蘭Philips-Duphar公司首次報(bào)道了毒蟲(chóng)脲(代號(hào)DU 19111)等化合物具有抑制昆蟲(chóng)蛻皮的作用。1975年,該公司開(kāi)發(fā)上市了第一個(gè)苯甲酰脲類殺蟲(chóng)劑——除蟲(chóng)脲(Diflubenzuron),從而開(kāi)啟了該類殺蟲(chóng)劑的新時(shí)代。隨后,德國(guó)Bayer公司對(duì)毒蟲(chóng)脲結(jié)構(gòu)中的二氯代苯進(jìn)行簡(jiǎn)化,得到了活性更高的一氯代同類化合物殺鈴脲,代號(hào)Bay SIR 8514,并于1979年商業(yè)化。后來(lái)又有一系列的苯甲酰脲類殺蟲(chóng)劑得以創(chuàng)制開(kāi)發(fā),至今上市的該類殺蟲(chóng)劑有10多個(gè),按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為二氯代(a)、一氯代(b)和二氟代(c)3小類(圖1),殺蟲(chóng)活性依次遞增[4]。這些苯甲酰脲類殺蟲(chóng)劑的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,對(duì)農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生、畜牧和林業(yè)等領(lǐng)域的有害生物防治發(fā)揮了重要的作用。

圖1 苯甲酰脲類殺蟲(chóng)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類與舉例Fig.1 Chemical structure classification and examples of benzoylurea insecticides

殺鈴脲具有苯甲酰脲類殺蟲(chóng)劑的一般特點(diǎn),對(duì)具有完全變態(tài)特征的,及纓翅目、同翅目(木虱和蚧等)和蜱螨類等害蟲(chóng)具有廣譜活性。與其它苯甲酰脲類殺蟲(chóng)劑相比,殺鈴脲的生物活性高于一氯代類滅幼脲(Chlorbenzuron)和二氯代類除幼脲(Dichlorbenzuron),生產(chǎn)成本和生態(tài)環(huán)境安全性也優(yōu)于除蟲(chóng)脲和氟鈴脲(Hexaflumuron)等二氟代類,是一種相對(duì)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的殺蟲(chóng)劑。殺鈴脲在我國(guó)最早用于防治棉花棉鈴蟲(chóng)和柑橘樹(shù)潛葉蛾,2008年推廣至林業(yè)有害生物防治,至今僅有用于防治楊樹(shù)上美國(guó)白蛾的農(nóng)藥登記。殺鈴脲在林業(yè)有害生物防治上具有較大的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用潛力。

2 作用效應(yīng)

2.1 生物化學(xué)效應(yīng)

苯甲酰脲類殺蟲(chóng)劑殺鈴脲的生物化學(xué)效應(yīng)表現(xiàn)為影響幾丁質(zhì)的合成、運(yùn)輸和沉積,同時(shí)影響酶、蛋白質(zhì)和DNA的合成和正常功效。研究表明[5],殺鈴脲處理后會(huì)抑制美國(guó)白蛾幼蟲(chóng)體壁幾丁質(zhì)的合成和沉積,使其體內(nèi)葡萄糖的合成速率變緩,脂肪含量明顯增加。殺鈴脲還能激活分月扇舟蛾[6]和舞毒蛾[7]幼蟲(chóng)體內(nèi)的羧酸酯酶(CarE)、乙酰膽堿酯酶(AChE)和谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(GST)、超氧化物岐化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和多酚氧化酶 (PPO)等多種解毒酶和保護(hù)酶的活性,影響其正常的生理代謝,從而實(shí)現(xiàn)毒殺效果。然而,殺鈴脲對(duì)榆紫葉甲成蟲(chóng)的GST和CAT表現(xiàn)為抑制作用[8],這可能與殺鈴脲對(duì)成蟲(chóng)的直接作用較弱有關(guān)。有趣的是,殺鈴脲與阿維菌素混用后,可使舞毒蛾幼蟲(chóng)體內(nèi)的CarE,GST和PPO的活性受到抑制[7],這說(shuō)明二者的混用有利于延緩有害生物抗性的發(fā)展。

2.2 生物學(xué)效應(yīng)

殺鈴脲兼具胃毒和觸殺作用,對(duì)各靶標(biāo)害蟲(chóng)的幼蟲(chóng)、蛹、成蟲(chóng)和卵,及其寄主植物均有直接或間接的生物學(xué)效應(yīng)。殺鈴脲對(duì)害蟲(chóng)蟲(chóng)體和卵均無(wú)內(nèi)吸活性[9],作用效果與有機(jī)磷和擬除蟲(chóng)菊酯等其它類殺蟲(chóng)劑相比較慢。

2.2.1對(duì)幼蟲(chóng)和蛹的效應(yīng)

殺鈴脲使幼蟲(chóng)的角質(zhì)層畸形化,幼蟲(chóng)在蛻皮過(guò)程中或完成1次或多次后死亡,高峰期一般出現(xiàn)在藥后3～5 d。一般低齡的幼蟲(chóng)比高齡的對(duì)殺鈴脲更敏感,或者無(wú)差異。幼蟲(chóng)或在蛻皮完后因新皮太薄破裂而亡,或不能蛻去老皮而死,或不能取食而死,或延遲至畸形蛹而死。殺鈴脲對(duì)蛹還具有延遲的觸殺作用,表現(xiàn)為形成畸形成蟲(chóng)。殺鈴脲處理后,美國(guó)白蛾幼蟲(chóng)的新表皮變薄,頭寬和體長(zhǎng)變短,生長(zhǎng)發(fā)育延緩,活動(dòng)和取食量減少,蟲(chóng)體逐漸萎縮、體色變暗,蛻皮或變態(tài)受阻,體液流出中毒而死[5]。西部云杉色卷蛾[10]和榆紫葉甲[11]幼蟲(chóng)取食殺鈴脲后,其蛻皮受到抑制、不能進(jìn)入化蛹階段而死亡。

2.2.2對(duì)卵的效應(yīng)

殺鈴脲沒(méi)有直接的殺卵活性,但可抑制胚胎幾丁質(zhì)的形成,使幼蟲(chóng)不能鉆出卵殼而死,或在卵孵化當(dāng)時(shí)或完成后不久將幼蟲(chóng)殺死。殺鈴脲可經(jīng)卵巢傳遞或直接施用于蟲(chóng)卵來(lái)抑制其孵化:經(jīng)卵巢傳遞可直接通過(guò)接觸或飼喂雌成蟲(chóng),或間接通過(guò)雄成蟲(chóng)交配傳遞給雌成蟲(chóng)來(lái)實(shí)現(xiàn)；直接施用的抑制作用與藥劑的濃度和對(duì)卵殼的滲透性有關(guān),一般會(huì)隨藥劑濃度的降低、制劑溶劑的減少和卵齡的增加而降低。殺鈴脲飼喂成蟲(chóng)或浸漬蟲(chóng)卵可完全抑制醬曲露尾甲和隆肩露尾甲[12]的卵孵化,單性處理白松球果象[13]和桑天牛[14]成蟲(chóng)也可抑制其卵孵化,但直接施用于云杉葉蜂蟲(chóng)卵則無(wú)效[9]。在停止飼喂或接觸殺鈴脲后,蟲(chóng)卵的活力可得到恢復(fù)[12]。

2.2.3對(duì)成蟲(chóng)的效應(yīng)

殺鈴脲一般對(duì)成蟲(chóng)沒(méi)有直接致死作用[11],不會(huì)使其形態(tài)和取食等發(fā)生變化[14],但會(huì)使其繁殖力和生殖力降低,產(chǎn)卵量減少。桑天牛[14]、栗山天牛[15]和云杉葉蜂[9]成蟲(chóng)的壽命都不受其影響,桑天牛的內(nèi)部生殖器官形態(tài)也無(wú)顯著變化,但雌成蟲(chóng)的產(chǎn)卵量(特別是產(chǎn)卵后期)和雄成蟲(chóng)精巢內(nèi)的成熟精子含量都減少[14],這可能與其DNA受到抑制有關(guān)。此外,殺鈴脲還可降低白松球果象成蟲(chóng)的存活率,且對(duì)雄蟲(chóng)的抑制作用高于雌蟲(chóng)[13]。

2.2.4對(duì)寄主植物的效應(yīng)

研究表明[16],苯甲酰脲類殺蟲(chóng)劑除蟲(chóng)脲處理可使落葉松球果氣味中的α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、3-蒈烯、β-羅勒烯和水芹烯等多種揮發(fā)物的含量發(fā)生變化,球果花蠅在感受到該變化后不再選擇該植株作為寄主,從而減少產(chǎn)卵和松果危害。殺鈴脲對(duì)害蟲(chóng)寄主植物也很有可能存在類似的作用效應(yīng),即通過(guò)改變?cè)撝参镝尫诺膿]發(fā)性信息激素的含量來(lái)產(chǎn)生對(duì)有害生物的驅(qū)避作用。此外,殺鈴脲對(duì)林業(yè)樹(shù)木安全,至今未見(jiàn)相關(guān)藥害報(bào)道。

3 生物活性

殺鈴脲對(duì)多種林業(yè)害蟲(chóng)具有較高的生物活性,對(duì)榆紫葉甲、楊葉甲、榆毒蛾、櫟毒蛾、舞毒蛾、天幕毛蟲(chóng)、楊扇舟蛾、興安落葉松鞘蛾、朱蛺蝶和絹粉蝶等多種鱗翅目害蟲(chóng)的活性均優(yōu)于同劑量的滅幼脲[17]。研究表明[18],殺鈴脲對(duì)東部云杉色卷蛾3～6齡幼蟲(chóng)的毒力EC50為0.05～0.08 mg/L,且其活性不受高壓滅菌和太陽(yáng)燈的影響。殺鈴脲對(duì)靶標(biāo)有害生物的急性毒性較低,發(fā)揮藥效需要一定的時(shí)間。殺鈴脲對(duì)舞毒蛾1～4齡幼蟲(chóng)的半數(shù)擊倒時(shí)間LT50為0.12～4.15 d,優(yōu)于除蟲(chóng)脲[19]；對(duì)以歐洲赤松葉蜂和小吉松葉蜂為主的松葉蜂的2齡幼蟲(chóng)10～12 d的胃毒毒力LC90為0.001 mg/L,與除蟲(chóng)脲相當(dāng)[20-21]。殺鈴脲飼喂云杉葉蜂雌蟲(chóng)后可使其11 d內(nèi)產(chǎn)的卵不能孵化或存活,抑制率在93%以上[9]。同時(shí),對(duì)栗山天牛子代卵孵化的抑制作用優(yōu)于除蟲(chóng)脲和滅幼脲,與濃度呈正相關(guān)系數(shù)關(guān)系[15]。

4 林業(yè)有害生物防治

4.1 使用方法

殺鈴脲水溶性相對(duì)較弱,須制成可濕性粉劑、懸浮劑、乳油和油劑等制劑進(jìn)行施用。一般含有機(jī)溶劑的制劑的脂溶性和噴施后的沉積、防治效果較好,如殺鈴脲油劑對(duì)榆紫葉甲的殺卵效果要優(yōu)于懸浮劑[22]。殺鈴脲的林間施用方式包括噴霧、噴煙、涂枝和誘捕等,而利用專用飛機(jī)、直升機(jī)或人工機(jī)械進(jìn)行噴灑最為常用。對(duì)樹(shù)冠或樹(shù)干進(jìn)行常量、低量或超低量噴霧均能實(shí)現(xiàn)一定的防治效果,處理工效依次提高,低量和超低量噴霧一般要加入尿素等助劑沉降霧滴、抑制蒸發(fā)飄散,以確保藥效。殺鈴脲制劑的施用方式及施用量與森林覆蓋、樹(shù)勢(shì)和蟲(chóng)齡等有關(guān),防治高齡害蟲(chóng)應(yīng)適當(dāng)加大用藥量。施用時(shí)間一般以在雌成蟲(chóng)出現(xiàn)之前至卵期為宜,產(chǎn)卵始盛期和盛期進(jìn)行二次施藥的防效明顯優(yōu)于一次施藥的[23]。

為增強(qiáng)速效性和殺蟲(chóng)譜,一般將殺鈴脲與增效劑或不同作用機(jī)理的殺蟲(chóng)劑混合施用。殺鈴脲與洗衣粉混用可成倍地提高殺鈴脲對(duì)美國(guó)白蛾的速效性[24],與保幼激素烯蟲(chóng)酯混用可顯著提高對(duì)西部云杉色卷蛾的殺死率[25]。

4.2 防治效果

殺鈴脲的單一和復(fù)配制劑對(duì)林間的鱗翅目、膜翅目、雙翅目和同翅目等多種害蟲(chóng)具有較好的防效,持效期長(zhǎng)達(dá)35 d左右,如表1所示。殺鈴脲對(duì)落葉松球果花蠅、天幕毛蟲(chóng)、松毛蟲(chóng)、銀杏大蠶蛾、大袋蛾和榆紫葉甲的防效優(yōu)于同類的滅幼脲、除蟲(chóng)脲、氟鈴脲、氟苯脲和氟啶脲等或與之相當(dāng),接近有機(jī)磷類、擬除蟲(chóng)菊酯類、氨基甲酸酯類和雙酰肼等殺蟲(chóng)劑的防效。殺鈴脲對(duì)天幕毛蟲(chóng)和松毛蟲(chóng)進(jìn)行飛防的單位成本低于滅幼脲、除蟲(chóng)脲、溴氰菊酯和蟲(chóng)酰肼[35-37],20%殺鈴脲SC替代25%滅幼脲WP防治林業(yè)有害生物可降低成本11%以上[17]。

注:“*”兌水稀釋比例。

林間田試驗(yàn)結(jié)果表明,殺鈴脲還可有效防治云杉、冷杉和松樹(shù)等林木樹(shù)上的西部云杉色卷蛾[45]、松異舟蛾[26]、歐卷葉蜂、歐松葉蜂、歐洲赤松葉蜂、歐洲新松葉蜂、松阿扁葉蜂、扁葉蜂、法氏腮扁葉蜂[11]和楊干象[46]等其它鱗翅目、膜翅目和鞘翅目有害生物的蟲(chóng)卵、幼蟲(chóng)和成蟲(chóng),并大大減少油橄欖果實(shí)里的巢蛾幼蟲(chóng)危害[47]。此外,25%殺鈴脲WP按300～400 g/hm2施用,也可有效防治東南亞的非洲油棕櫚上的多種刺蛾和和袋蛾類鱗翅目害蟲(chóng),5～10 d可發(fā)揮最佳藥效[48]。20%殺鈴脲SC地面噴霧防治赤松毛蟲(chóng),可春防越冬代幼蟲(chóng),秋防第一代低齡幼蟲(chóng),對(duì)下一代的蟲(chóng)口具有持續(xù)的控制作用[28]。5%殺鈴脲SC對(duì)美國(guó)白蛾的持效期長(zhǎng)達(dá)49 d[49],并可控制多代災(zāi)情。然而,對(duì)云杉葉蜂持效期的研究[50]表明,殺鈴脲殘留不會(huì)在多代間傳遞,或累積較少。

4.3 施用后的影響

殺鈴脲屬于低風(fēng)險(xiǎn)殺蟲(chóng)劑,施用后對(duì)林間有益物種種群的多樣性無(wú)不良影響。殺鈴脲對(duì)松毛蟲(chóng)赤眼蜂急性毒性LR50高于9.16×10-3mg/L,對(duì)其子代也安全[51]。同時(shí),對(duì)林間美國(guó)白蛾重要天敵白蛾周氏嚙小蜂、克氏原螯蝦和多種捕食舞毒蛾的鳥(niǎo)類等均安全,對(duì)蜘蛛織網(wǎng)[10]無(wú)不良影響或影響較小。但對(duì)林間自由飛行的蜜蜂幼蜂存在一定的殘留毒性[52],對(duì)黑唇瓢蟲(chóng)和蒙氏瓢蟲(chóng)的繁殖力和卵生存力不利[53],施用時(shí)應(yīng)注意。殺鈴脲的持久性低,在林間土壤降解迅速,與土壤類型和天氣狀況無(wú)關(guān),施用后90 d基本全部降解[54]。

5 小結(jié)與展望

一氯代苯甲酰脲類殺蟲(chóng)劑——?dú)⑩忞寰哂形付竞陀|殺作用,通過(guò)影響靶標(biāo)害蟲(chóng)幾丁質(zhì)的合成、運(yùn)輸和沉積,使幼蟲(chóng)或蛹不能正常蛻皮而畸變直至死亡。同時(shí),殺鈴脲還影響害蟲(chóng)的酶、蛋白質(zhì)和DNA,引起成蟲(chóng)存活率和生殖力下降,表現(xiàn)出經(jīng)卵巢傳遞的殺卵活性。殺鈴脲具有廣譜殺蟲(chóng)活性,持效期較長(zhǎng),林間施用可有效控制鱗翅目、鞘翅目、膜翅目、同翅目和雙翅目等多種有害生物,對(duì)有害生物的天敵和生態(tài)環(huán)境影響小,單位用量和成本優(yōu)于滅幼脲和除蟲(chóng)脲等同類品種。殺鈴脲在林業(yè)有害生物防治上的應(yīng)用開(kāi)發(fā)符合農(nóng)藥減量增效和綠色發(fā)展理念,具有廣闊的市場(chǎng)前景。

未來(lái),應(yīng)加強(qiáng)殺鈴脲在林業(yè)有害生物防治上的深入研究和推廣應(yīng)用。一是加強(qiáng)作用機(jī)理和抗性機(jī)理的研究,探討殺鈴脲對(duì)林業(yè)有害生物的亞致死效應(yīng)和抗性機(jī)制,及對(duì)寄主植物的作用效應(yīng),以此指導(dǎo)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和防治應(yīng)用；二是加強(qiáng)劑型和復(fù)配組合開(kāi)發(fā),通過(guò)選擇新的合適劑型、與不同作用機(jī)理和內(nèi)吸傳導(dǎo)的殺蟲(chóng)劑復(fù)配,以實(shí)現(xiàn)協(xié)同增效和延緩抗性的目的；三是加強(qiáng)應(yīng)用拓展及使用技術(shù)開(kāi)發(fā),探索在防治美國(guó)白蛾以外的林業(yè)有害生物方面的應(yīng)用,及與之相適應(yīng)的施用方法和技術(shù)；四是加強(qiáng)綜合防治技術(shù)的開(kāi)發(fā),充分利用殺鈴脲的低副作用特點(diǎn),引入生物天敵,結(jié)合其它多種手段進(jìn)行林業(yè)有害生物綜合防治。