秦明崗,來有鵬
(1.青海大學(xué),青海 西寧 810000;2.省部共建三江源生態(tài)和高原農(nóng)牧業(yè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青海 西寧 810016;3.青海省農(nóng)業(yè)有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青海 西寧 810016;4.青海省農(nóng)林科學(xué)院,青海 西寧 810016)
辛硫磷具有殺蟲譜廣、使用簡(jiǎn)便、制造成本低等特性,廣泛用于人類生活的各個(gè)方面,涉及農(nóng)業(yè)、工業(yè)、衛(wèi)生等。本文就辛硫磷的化學(xué)生物學(xué)特性、有害生物防治中的應(yīng)用、抗藥性、生態(tài)毒理、殘留檢測(cè)等的研究進(jìn)展,進(jìn)行了述評(píng),旨在為其高效使用提供基礎(chǔ)。
辛硫磷(Phoxim),又名肟硫磷、倍腈松、倍氰松、腈肟磷、拜辛松,化學(xué)名:Ο-α-氰基亞苯基氨基-Ο,Ο-二乙基硫代磷酸酯,是一種的高效、低毒、低殘留廣譜有機(jī)磷農(nóng)藥,易光解,在無光照條件下殘效期長(zhǎng)。不溶于水,溶于丙酮、芳烴等化合物[1]。
辛硫磷殺蟲譜廣,擊倒力強(qiáng),以觸殺和胃毒作用為主,無內(nèi)吸作用,對(duì)鱗翅目幼蟲很有效。辛硫磷經(jīng)過昆蟲呼吸、取食、接觸等方式進(jìn)人昆蟲體內(nèi)之后,首先經(jīng)過氧化和水解兩種方式生物轉(zhuǎn)化;氧化使毒性增強(qiáng),氧化為毒性較大的對(duì)氧磷;水解可使毒性降低,被磷酸醋酶水解而失去作用[2]。
辛硫磷適合于防治地下害蟲。對(duì)為害花生、小麥、水稻、棉花、玉米、果樹、蔬菜、桑、茶等作物的多種鱗翅目害蟲的幼蟲有良好的作用效果,對(duì)蟲卵也有一定的殺傷作用,也用于防治倉庫和衛(wèi)生害蟲。
一般辛硫磷單劑對(duì)地下害蟲,如:蠐螬、地老虎和螻蛄等,有很好的防治效果,生產(chǎn)上使用劑型以顆粒劑為主。5%辛硫磷顆粒劑以75kg/hm2的濃度撒施于蔗株基部,施藥2.5個(gè)月后對(duì)卵圓鰓金龜(HolotrichiaovataChang)和大頭霉鰓金龜(MicrotrichiacephalotesBurmeister)幼蟲的防效為57.43%[3]。30%辛硫磷微囊懸浮劑用量為13.5kg/hm2,于花生播種時(shí)直接噴霧穴施,施藥1個(gè)月后對(duì)蠐螬的防治效果是95.6%;將藥液噴施在花生苗莖基部土壤后(濃度13.5kg/hm2)對(duì)蠐螬的防治效果是82.2%[4-5]。以3%辛硫磷·凹凸棒顆粒劑105kg/hm2的濃度,在胡蘿卜播種前于地表撒施,采收期時(shí)對(duì)小地老虎(AgrotisypsilonRottemberg)的防效為84.5%[6]。3%辛硫磷顆粒劑以24.0kg/hm2的濃度于甘薯播種時(shí)與細(xì)沙混勻、撒施,收獲時(shí)對(duì)甘薯地下害蟲有蠐螬、地老虎和螻蛄等的防效為59.53%[7]。
另外,辛硫磷與其他農(nóng)藥或物質(zhì)混配后對(duì)地下害蟲也有較好的防效。如:用6%毒死蜱·辛硫磷顆粒劑,以30kg/hm2的濃度土壤處理,對(duì)馬鈴薯地下害蟲蠐螬、螻蛄、金針蟲的防效達(dá)76.48%[8]。
50%辛硫磷EC1000-2000倍液噴施于已發(fā)育二天的棉鈴蟲卵,抑制孵化率在90%以上,但對(duì)當(dāng)天產(chǎn)的卵毒殺效果較差。每公頃用1125-1500g,噴藥后24h后棉鈴蟲幼蟲死亡率達(dá)9%-10%。50%辛硫磷50倍液防治三齡以上棉鈴蟲幼蟲及小灰象鼻蟲,防效達(dá)100%[9]。用辛硫磷2000倍藥液防治刺蛾科(3-4齡)效果為91.30%,防治卷葉蛾科(4-5齡)效果為92.68%,防治避債蛾科(1-2齡)效果為96.72%,防治八角丁(2-3齡)效果為97.36%,用辛硫磷1250倍藥液防治桑毛蟲(2-3齡)效果為97.60%[10]。5%辛硫磷乳劑加適量水稀釋,再加10余倍的細(xì)土拌勻,每公頃施3750g、7500g、11250g毒土對(duì)出土的蘋果桃小食心蟲幼蟲毒殺率達(dá)99.6%-100%[11]。
辛硫磷對(duì)糧食貯存期間的玉米象和赤擬谷盜觸殺效果很高[12]。辛硫磷還可用于防治大蒜根蛆和綠豆象[13-14]。
由于辛硫磷的不合理使用,導(dǎo)致國內(nèi)部分害蟲對(duì)其產(chǎn)生抗藥性。已有報(bào)道9種鱗翅目、2種雙翅目、4種同翅目、1種鞘翅目和1種蜱螨目的害蟲對(duì)辛硫磷有抗性,如:棉鈴蟲(Helicoverpaarmigera)[15-18]、甜菜夜蛾(Spodopteraexigua)[19-21]、小菜蛾(Plutellaxylostella)[22-23]、亞洲玉米螟(Ostriniafurnacalis)[24]、桑螟(Diaphaniapyloalis)[25]、家蠶(Bombyxmori)[26]、野桑蠶(Bombyxmandarina)[27]、蓖麻蠶(Philosamiacynthiaricini)[28]、茶尺蠖(Ectropisobliquahypulina)[29]、韭菜遲眼蕈蚊(Bradysiaodoriphaga)[30]、家蠅(Muscadomestica)[31-32]、桃蚜(Myzuspersicae)[33]、豇豆蚜[34]、西花薊馬(Frankliniellaoccidentalis)[35]、煙粉虱(Bemisiatabaci)[36]、桔全爪螨(Panonychuscitri)[37]、玉米象(Sitophiluszeamais)[38]。
3.2.1 抗性風(fēng)險(xiǎn)
西花薊馬抗辛硫磷種群對(duì)辛硫磷與毒死蜱、高效氯氟氰菊酯和滅多威存在中等水平的交互抗性,對(duì)溴蟲腈、吡蟲啉甲維鹽和多殺菌素存在低水平交互抗性,對(duì)啶蟲脒和阿維菌素不存在交互抗性[35]。棉鈴蟲對(duì)辛硫磷產(chǎn)生高水平抗性后對(duì)滅多威具有比較明顯的交互抗性,對(duì)滅多威和硫丹有中等水平交互抗性,對(duì)久效磷具有一定程度交互抗性,對(duì)甲基對(duì)硫磷和丙溴磷只有較低水平的交互抗性[18、39]。
3.2.2 靶標(biāo)抗性
抗辛硫磷小菜蛾選育至12代后抗性品系乙酰膽堿酯酶(Acetylcholinesterase,AChE)活性均顯著高于敏感品系。在抗性選育過程中,小菜蛾 AChE酶活性增長(zhǎng)迅速,其比活力由 F0的0.035μmol/L·mg·min上升為F12的0.209μmol /L·mg·min[23]。
3.2.3 代謝抗性
桔全爪螨抗性品系多功能氧化酶的活性、比活力和米氏常數(shù)(Km) 均顯著高于敏感品系。辛硫磷對(duì)敏感品系體內(nèi)微粒體混合功能氧化酶(micrososmal mixed function oxidase,MFO)的抑制效果顯著強(qiáng)于抗性品系,且MFO活性抑制率與藥劑抑制濃度之間呈顯著的線性關(guān)系[37]。棉鈴蟲抗性品系對(duì)辛硫磷的抗性中起重要作用,酯酶和多功能氧化酶解毒作用增強(qiáng)是該抗性品系對(duì)不同類型藥劑產(chǎn)生交互抗性的重要原因[18]。
3.2.4 其他抗藥機(jī)理
昆蟲對(duì)辛硫磷的抗藥性與性別有關(guān)系,如:各齡雄蠶個(gè)體對(duì)辛硫磷的LC50均高于雌性個(gè)體,1-5齡的雄蠶 LC50分別為:407.811、1291.245、2046.462、3376.183、5428.747mg /L,分別是雌蠶的1.03、1.14、1.05、1.05、1.07倍[40]。
土壤微生物是土壤生態(tài)系中的主要組成部分,也是土壤肥力的一個(gè)重要指標(biāo)。安全性評(píng)價(jià)認(rèn)為辛硫磷及其辛硫磷·甲氰菊酯混劑對(duì)土壤微生物均屬于低毒級(jí)或無實(shí)際危害級(jí)農(nóng)藥[41]。
辛硫磷對(duì)細(xì)菌種群數(shù)量及優(yōu)勢(shì)細(xì)菌生長(zhǎng)速率的影響表現(xiàn)為明顯的刺激效應(yīng),且隨加藥質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高刺激效應(yīng)越明顯,而且對(duì)種群數(shù)量的刺激效應(yīng)隨加藥時(shí)間延長(zhǎng)趨勢(shì)越明顯;對(duì)放線菌種群數(shù)量的影響表現(xiàn)為抑制效應(yīng),且隨藥劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高抑制效應(yīng)越明顯;對(duì)真菌種群數(shù)量及優(yōu)勢(shì)真菌生長(zhǎng)速率的影響也表現(xiàn)為抑制效應(yīng),且隨藥劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高和加藥時(shí)間的延長(zhǎng)抑制效應(yīng)越明顯[42]。
農(nóng)藥對(duì)蚯蚓的毒性,是評(píng)價(jià)農(nóng)藥對(duì)生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境安全性的一個(gè)重要指標(biāo)。辛硫磷對(duì)赤子愛勝蚯蚓(Eiseniafoelida)和自然蚯蚓的毒性均屬于中毒級(jí)[43-44]。蜜蜂作為有益于人類的非靶標(biāo)生物,在農(nóng)藥的開發(fā)與應(yīng)用時(shí),評(píng)價(jià)對(duì)蜜蜂的安全性是必需的。辛硫磷攝入法對(duì)蜜蜂的 LC50為6.928μg/mL;辛硫磷、甲氰菊酯混合劑為4.786μg/ mL。甲氰菊酯和辛硫磷混用后對(duì)蜜蜂的毒性變化規(guī)律為相加作用[45]。
農(nóng)藥作為一類常見的環(huán)境污染物,是水域環(huán)境安全評(píng)價(jià)的重要監(jiān)測(cè)對(duì)象,同時(shí),其對(duì)水生經(jīng)濟(jì)生物的影響是生態(tài)毒理研究的重要內(nèi)容之一[46-48]。蜱螨類是土壤生物的優(yōu)勢(shì)類群,對(duì)辛硫磷農(nóng)藥較敏感。隨著農(nóng)藥濃度的增加,螨類數(shù)量逐漸減少。隨季節(jié)變化,其數(shù)量有波動(dòng)[49]。
對(duì)辛硫磷殘留的分析方法多種多樣,既有儀器法,也有酶抑制法。儀器分析技術(shù)主要有:高效液相色譜法、毛細(xì)管短柱氣相色譜法、液相色譜—串聯(lián)質(zhì)譜法、氣相色譜法、近紅外光譜分析技術(shù)、熒光光譜法、單掃描示波極譜法、生物傳感器法。例如:利用硅膠作為待測(cè)樣品吸附劑的預(yù)處理方法,可以有效降低近紅外光譜分析技術(shù)的檢測(cè)限度,在農(nóng)藥殘留等低含量樣品檢測(cè)中有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值[50]。采用離線固相萃取(SPE)富集—高效液相色譜(HPLC)分離和紫外分光光度法檢測(cè)水中甲基對(duì)硫磷、對(duì)硫磷和辛硫磷3種有機(jī)磷農(nóng)藥[51]。以乙腈為萃取溶劑,萃取凈化,采用短毛細(xì)管柱、氣相色譜火焰光度法同時(shí)測(cè)定了油桃、大白菜、芹菜、甘藍(lán)等幾種水果、蔬菜中的辛硫磷與殺螟硫磷、水胺硫磷、倍硫磷農(nóng)藥殘留。能滿足常規(guī)檢測(cè)及農(nóng)產(chǎn)品安全分析測(cè)定要求[52]。試樣用環(huán)己烷—乙酸乙酯提取,經(jīng)凝膠色譜凈化,用甲醇—水定容,供液相色譜—質(zhì)譜/質(zhì)譜儀測(cè)定和確證,外標(biāo)法定量[53-54]。辛硫磷經(jīng)堿解后,用單掃描示波極譜法。0-1.6μg/mL范圍內(nèi)辛硫磷濃度與峰電流呈線性關(guān)系,波形清晰,重現(xiàn)性好,本法快速、簡(jiǎn)便、靈敏度好,可用于蔬菜、水果、糧食中殘余辛硫磷農(nóng)藥的測(cè)定[55-58]。
雖然辛硫磷在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有很多優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用廣泛;為保障農(nóng)業(yè)及其他行業(yè)的正常發(fā)展,提供了很多基礎(chǔ)和便利;為促進(jìn)農(nóng)牧民增產(chǎn)增收,做了很大貢獻(xiàn)。但是,辛硫磷仍然屬于中高毒農(nóng)藥。因此,減少有害生物對(duì)其的抗性、減少對(duì)非靶標(biāo)生物的毒性、降低殘留,提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)以及避害就利,使其低毒化,是下一步應(yīng)用和研究的重要方向。