氟啶蟲胺腈對棉蚜的生物活性及對棉花的安全性

許　冬,　叢勝波,　武懷恒,　黃民松,　徐　雪,　萬　鵬

(農業部華中作物有害生物綜合治理重點實驗室, 湖北省農業科學院植保土肥研究所,武漢　430064)

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氟啶蟲胺腈對棉蚜的生物活性及對棉花的安全性

許冬,叢勝波,武懷恒,黃民松,徐雪,萬鵬*

(農業部華中作物有害生物綜合治理重點實驗室, 湖北省農業科學院植保土肥研究所,武漢430064)

本文通過葉片浸漬法研究了氟啶蟲胺腈對棉蚜的室內活性,同時分析了其對棉花的安全性。室內毒力測定結果表明,氟啶蟲胺腈處理棉蚜24 h的LC50和LC90為1.98 mg/L和26.02 mg/L,顯著低于吡蟲啉的8.69 mg/L和132.68 mg/L,毒效比達4.39;處理48 h后,氟啶蟲胺腈對棉蚜仍表現出很高的殺蟲活性,且顯著高于吡蟲啉。棉花安全性試驗結果表明,在使用濃度40～160 g/hm2范圍內噴施500 g/kg氟啶蟲胺腈水分散粒劑,對棉花不同時期的葉色、株高、果枝層以及棉蕾脫落都未造成顯著性的影響。

氟啶蟲胺腈；棉蚜；毒力；棉花；安全性

棉蚜(AphisgossypiiGlover)是湖北棉區棉花上的重要害蟲,主要以成、若蟲在棉花葉背和嫩莖上吸食汁液,破壞細胞組織,造成葉片萎縮變形、卷葉或脫落,甚至死苗。棉蚜取食過程中分泌的蜜露還會誘發霉菌,影響棉葉正常光合作用,導致棉花產量和品質下降[1]。目前對棉蚜的防治主要依靠化學農藥,但農藥的濫用已使棉蚜對許多殺蟲藥劑產生不同程度的抗性[2],同時還嚴重破壞了農田生態系統[3],引起污染環境等[4]。因此,引進更加高效、低毒,且與環境相容性好的殺蟲劑,對有效控制棉蚜為害,保障我國棉花生產安全有重要的現實意義。

氟啶蟲胺腈(sulfoxaflor)為美國陶氏益農公司近年來推出的一種全新殺蟲劑產品,屬于砜亞胺類化合物,主要用于防治蚜蟲、盲蝽、飛虱和介殼蟲等刺吸式口器害蟲[5]。該產品首先在韓國獲得登記,用于防治蘋果、梨、紅辣椒上的蚜蟲,隨后在巴拿馬、越南、印度尼西亞、危地馬拉獲得登記。同年,氟啶蟲胺腈在美國阿肯色州、路易斯安那州、密西西比州和田納西州取得臨時準許權,用于控制棉花盲蝽,此后又被批準用于大麥、油菜、柑橘和果蔬等作物上的害蟲防治[6]。2014年5月,氟啶蟲胺腈在中國獲得對小麥蚜蟲、水稻飛虱、黃瓜粉虱、棉花盲蝽和煙粉虱等作物害蟲的臨時登記證[7],該產品成為中國歷史上第一個與全球同步上市的農藥,其應用前景將十分巨大。為此,筆者研究了氟啶蟲胺腈對棉蚜的殺蟲活性及其在棉花上的使用安全性,為該藥劑在我國的進一步推廣提供科學依據。

1　材料與方法

1.1供試昆蟲

供試棉蚜于2013年8月底,采自湖北省農業科學院植保土肥研究所棉花試驗田‘泗棉3號’常規棉上。該試驗田常年種植棉花,用于監測Bt棉害蟲演替規律,長期不施用任何殺蟲劑。所采集棉蚜種群在(25±1)℃、RH 60%、L∥D=14 h∥10 h條件下培養備用。

1.2供試棉花

用于安全性試驗的棉花品種為轉基因抗蟲棉‘GK19’、‘TaiD-10’、‘EK288’。以上棉種均由市場上購得。

1.3供試藥劑

用于棉蚜室內毒力測定及致死中時測定的藥劑為97.9%氟啶蟲胺腈(sulfoxaflor)原藥;氟啶蟲胺腈500 g/kg水分散粒劑用于田間棉花安全性測定。此兩種藥劑均由美國陶氏益農公司提供。

95%吡蟲啉(imidacloprid)原藥為室內毒力測定的對照藥劑,由陜西美邦農藥有限公司提供。

1.4氟啶蟲胺腈對棉蚜殺蟲活性的室內測定

分別稱取一定量的氟啶蟲胺腈和吡蟲啉原藥,將其溶于丙酮中,用含0.1% Triton X-100的純水進行稀釋定容,配制成母液。取一定量的氟啶蟲胺腈母液,將其稀釋成終濃度為0.23、0.47、0.94、1.88、3.75、7.50 mg/L的試驗用藥液;吡蟲啉母液稀釋后的濃度則分別為0.61、1.52、3.04、6.08、12.16、24.32 mg/L。

生物測定采用FAO 1980年推薦的葉片浸漬法。具體步驟為:從棉蚜采集田內采集新鮮棉葉,將其分別置于各試驗藥液中,浸泡5 s后取出自然陰干,放入培養皿(內徑為5 cm)內,用毛筆接入個體大小均勻一致的3～4齡無翅若蚜,接蟲后蓋好皿蓋,防止試蟲逃逸。以含0.1% Triton X-100的純水為對照。每濃度處理棉蚜30頭,重復3次。將培養皿置于(25±1)℃,RH 60%、L∥D=14 h∥10 h條件下培養,24、48 h后檢查試蟲死亡情況。死亡標準為以毛筆輕輕觸動棉蚜足和觸角,無反應者為死亡。

1.5氟啶蟲胺腈對棉蚜致死中時測定

采用葉片浸漬法,同1.4。97.9%氟啶蟲胺腈原藥稀釋濃度為0.94、1.88、3.75、7.50 mg/L,分別記錄藥劑處理1、2、4、6、8、10和12 h后死亡蚜蟲數。

1.6氟啶蟲胺腈對棉花安全性測定

本試驗在湖北省武漢市新洲區農業科學研究所農場內進行。小區面積28 m2,過道2 m。小區采用隨機區組排列,重復3次。供試棉花分2批播種,分別為4月上旬和8月上旬,兩次均為直播。4月播種的小區用于花鈴期安全性測定,8月播種的小區用于苗期和蕾期安全性測定。播種后管理按當地常規管理方式進行,整個生育期不施用殺蟲劑。

氟啶蟲胺腈500 g/kg水分散粒劑對棉花的安全性測試劑量為40、80、160 g/hm2,以清水作對照,分別在棉花四葉期(為9月8日)、蕾期(為10月8日)與花鈴期(為8月20日),采用背負式手動噴霧器施藥。每667 m2用水量為四葉期30 kg、蕾期40 kg、花鈴期50 kg。調查參照《殺菌、殺蟲劑對作物安全性室內試驗準則(試行)》進行。即于藥后21 d,調查各處理內棉花的葉色、株高、果枝層數以及蕾鈴脫落情況,每小區調查20株。花鈴期施藥時,因棉花處于生長后期,各種生理指標均已定型,故此次施藥后,只調查不同品種葉色變化等明顯藥害,未調查其株高、果枝層數及蕾鈴脫落情況。

1.7數據分析

數據分析采用SPSS軟件進行。其中LC50和LT50采用Probit回歸,計算回歸方程、相關系數(r)等參數。安全性測定數據采用ANOVA進行分析,比較不同處理間的差異。

2　結果與分析

2.1氟啶蟲胺腈對棉蚜的毒力測定

室內毒力測定結果表明(表1),受藥24 h,氟啶蟲胺腈和吡蟲啉對棉花蚜蟲的LC50分別為1.98 mg/L和8.69 mg/L,LC90分別為26.02 mg/L和132.68 mg/L,兩藥劑間的LC50和LC90的差異均達顯著水平。氟啶蟲胺腈對棉蚜的活性顯著高于吡蟲啉,其毒效比為4.39。

受藥48 h后,氟啶蟲胺腈處理過的棉蚜死亡率進一步上升,此時LC50和LC90為0.91 mg/L和7.39 mg/L;對照藥劑吡蟲啉的LC50和LC90則為2.84 mg/L和40.21 mg/L。兩種藥劑藥后48 h的殺蟲活性差異仍達顯著水平,毒效比降為3.12(表1)。該試驗結果表明,氟啶蟲胺腈對棉蚜表現出很高的殺蟲活性。

2.2氟啶蟲胺腈對棉蚜的致死中時測定

氟啶蟲胺腈對棉蚜的致死中時測定結果表明(表2),該藥劑對棉蚜表現出較快的致死效應,其半數致死時間隨使用藥劑濃度的上升而縮短,濃度7.500 mg/L時為1.87 h,當濃度下降至0.938 mg/L時,致死中時延長至19.13 h。

表1　氟啶蟲胺腈對棉蚜活性生測結果Table 1　Insecticidal activity of sulfoxaflor against Aphis gossypii

表2　氟啶蟲胺腈對棉蚜的致死中時(LT50)測定結果Table 2　The LT50 value of sulfoxaflor to Aphis gossypii

2.3氟啶蟲胺腈對棉花安全性測定

2.3.1對棉花葉色的影響

在棉花四葉期、蕾期和花鈴期噴施氟啶蟲胺腈500 g/kg水分散粒劑0～160 g/hm2后21 d,不同品種棉葉均未發現褪綠、變色、葉片皺縮等現象。

2.3.2對棉花株高的影響

在棉花四葉期,噴施氟啶蟲胺腈500 g/kg 水分散粒劑 0、40、80、160 g/hm2不同濃度21 d后,‘GK19’株高為27.40～29.23 cm,‘EK288’的株高為29.27～30.50 cm,‘TaiD-10’的株高為30.20～32.23 cm。在棉花蕾期,噴施氟啶蟲胺腈500 g/kg 水分散粒劑0、40、80、160 g/hm221 d后,‘GK19’的株高為43.53～44.87 cm,‘EK288’的株高為44.03～45.80 cm,‘TaiD-10’的株高為45.00～47.17 cm。方差分析表明,同一品種內,施用不同濃度的氟啶蟲胺腈水分散粒劑,棉花株高與清水對照相比無顯著差異。表明在設計濃度范圍內,氟啶蟲胺腈500 g/kg 水分散粒劑對棉花的株高無顯著影響(表3)。

表3　不同濃度氟啶蟲胺腈500 g/kg水分散粒劑處理對棉花株高的影響Table 3　Effects of different dosages of sulfoxaflor 500 g/kg WG on height of cotton

2.3.3對棉花果枝層的影響

在棉花四葉期,噴施氟啶蟲胺腈500 g/kg 水分散粒劑 0、40、80、160 g/hm221 d后,‘GK19’、‘EK288’及‘TaiD-10’3個品種均未現蕾。后將其推遲至藥后7周調查,結果表明,噴施氟啶蟲胺腈500 g/kg水分散粒劑后,‘GK19’的果枝層數為4.17～4.83個,‘EK288’的果枝層數為4.37～4.50個,‘TaiD-10’的果枝層數為4.70～4.90個,方差分析表明,3個品種經不同濃度的氟啶蟲胺腈500 g/kg 水分散粒劑處理后,果枝層數與清水對照區相比均無顯著差異。在棉花蕾期,噴施氟啶蟲胺腈500 g/kg 水分散粒劑 0、40、80、160 g/hm221 d后,‘GK19’的果枝層數為4.23～4.87個, ‘EK288’為4.50～4.83個,‘TaiD-10’為4.53～5.07個。方差分析表明,同一品種內,施用不同濃度的氟啶蟲胺腈500 g/kg 水分散粒劑后,棉花果枝層數與清水對照相比無顯著差異。該試驗結果表明,在設計濃度范圍內,氟啶蟲胺腈500 g/kg 水分散粒劑對棉花的果枝層數無顯著影響(表4)。

2.3.4對棉蕾脫落的影響

噴施氟啶蟲胺腈500 g/kg 水分散粒劑后,‘GK19’、‘EK288’、‘TaiD-10’的棉蕾脫落情況見表5,從中可以看出,在噴施不同濃度的氟啶蟲胺腈500 g/kg 水分散粒劑后,相同品種的棉花的蕾脫落率無顯著差異。

表4　不同濃度氟啶蟲胺腈500 g/kg WG處理對棉花果枝層數的影響1)Table 4　Effects of different dosages of sulfoxaflor 500 g/kg WG on fruit-branch layer of cotton

1) 表中四葉期一欄的果枝層數據為施藥后7周的調查結果,蕾期一欄的果枝層為施藥后3周的調查結果。

Data in the four-leaf stage are the surveying results 7 weeks after spraying, while those of square-forming stage are the surveying results 3 weeks after spraying.

表5　不同濃度氟啶蟲胺腈500 g/kg WG處理對棉花蕾脫落率的影響1)Table 5　Effects of different dosages of sulfoxaflor 500 g/kg WG on square abscission of cotton

1) 表中四葉期一欄的蕾脫落率為施藥后7周的調查結果,蕾期一欄的脫落率為施藥后3周的調查結果。

Data in the four-leaf stage are the surveying results 7 weeks after spraying, while those of square-forming stage are the surveying results 3 weeks after spraying.

3　結論與討論

近年來,部分棉田防治頻率和用藥量的增加加速了棉蚜抗藥性的發展。目前,棉蚜幾乎對有機氯、有機磷、氨基甲酸酯、擬除蟲菊酯、新煙堿類等多種殺蟲藥劑均產生了抗性,甚至產生了交互抗性[17-19]。作為一種全新殺蟲劑產品、全新Group 4C類殺蟲劑中的唯一成員,氟啶蟲胺腈具有高效、低毒、低殘留、內吸性好、對非靶標生物安全等特性[11,14-15]。由于氟啶蟲胺腈與新煙堿類殺蟲劑的作用位點親和力低,并具有抗單氧化酶代謝分解的能力,與新煙堿類及其他類別殺蟲劑無交互抗性,因此能有效防治對新煙堿類和其他已知類別殺蟲劑產生抗性的刺吸式害蟲[5,16]。

氟啶蟲胺腈在美國等地區已被廣泛應用于棉花、大麥及果蔬等作物害蟲的防治[6]。在我國,則僅僅針對棉盲蝽、稻飛虱及水果蚧蟲等一些害蟲開展了田間藥效試驗[8-13]。本文研究了該藥劑對棉蚜的生物活性以及對棉花的施用安全性。結果表明,氟啶蟲胺腈對棉蚜表現出很高的殺蟲活性,受藥24、48 h后,其與吡蟲啉的毒效比分別達4.39和3.12。對棉花施用安全性的測定結果表明,在推薦劑量范圍內,其未對棉花葉色、株高、果枝層及棉蕾脫落情況產生顯著影響。因此,該藥劑可以在我國長江流域棉區棉花上大量推廣,作為輪換藥劑來延緩棉蚜抗藥性的發展。

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(責任編輯：王音)

Toxicity of sulfoxaflor againstAphisgossypiiGlover and its bio-safety to cotton

Xu Dong,Cong Shengbo,Wu Huaiheng,Huang Minsong,Xu Xue,Wan Peng

(Key Laboratory of Integrated Pest Management for Crops in Central China, Ministry of Agriculture, Institute of Plant Protection and Soil Science, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan430064, China)

Bioactivity of sulfoxaflor againstAphisgossypiiGlover was determined by using leaf-dip method and its bio-safety to cotton was also tested with field trials. The results showed that LC50and LC90of sulfoxaflor against cotton aphid were 1.98 mg/L and 26.02 mg/L after treatment for 24 h, respectively, significantly lower than that of imidacloprid, which were 8.69 mg/L and 132.68 mg/L, respectively. The toxicity ratio of both insecticides was 4.39. After 48 h, sulfoxaflor still possessed a high insecticidal activity against cotton aphid. Field trials demonstrated that sulfoxaflor had no harm to cotton. Leaf color, plant height, fruit-branch layer and cotton square abscission in plots sprayed sulfoxaflor 500 g/kg WG at the recommended dosages had no significant difference with those without treatment by insecticides.

sulfoxaflor;Aphisgossypii;toxicity;cotton;safety

2014-11-26

2015-01-09

公益性行業(農業)科研專項(201203038)

E-mail:wanpenghb@126.com

S 435.622.1

B

10.3969/j.issn.0529-1542.2016.01.041