5種殺蟲劑對蘋果綿蚜的田間防效和安全性綜合評價

李金章, 張彥山, 馬 杰*, 豆麗萍, 何 博, 付鎮芳

(1. 甘肅省慶陽市農業技術推廣中心, 慶陽 745000; 2. 甘肅省慶陽市農業科學研究院, 慶陽 745000)

5種殺蟲劑對蘋果綿蚜的田間防效和安全性綜合評價

李金章1, 張彥山2, 馬 杰2*, 豆麗萍2, 何 博2, 付鎮芳2

(1. 甘肅省慶陽市農業技術推廣中心, 慶陽 745000; 2. 甘肅省慶陽市農業科學研究院, 慶陽 745000)

本文應用主成分分析法,通過防治效果、速效性、持久性、預測死亡率、檢出率、急性膳食攝入風險和慢性膳食攝入風險7個指標,從田間防效和安全性兩方面對5種殺蟲劑的田間應用效果進行了分析和綜合評價。結果表明:7個田間防效和安全性綜合評價指標可轉化為安全性因子、防效因子和速效性因子3個主成分。綜合評價值從高到低依次為:2%阿維菌素乳油>20%吡蟲啉乳油>10%氯氰菊酯乳油>40%毒死蜱乳油>5%啶蟲脒可濕性粉劑;2%阿維菌素乳油安全性高、防效好,是防控蘋果綿蚜的理想藥劑。

蘋果綿蚜; 殺蟲劑; 殘留; 綜合評價; 田間防效

蘋果綿蚜Eriosomalanigerum(Hausmann)屬半翅目癭綿蚜科Pemphigidae,是近年傳入甘肅省慶陽市的檢疫性害蟲之一。在蘋果綿蚜吸取樹液的部位(干、枝及根部)大多形成瘤狀體[1-2],阻礙果樹養分正常輸導,影響樹體和果實的生長發育,極易造成樹勢衰退和果實品質降低。

根據筆者近幾年的調查,蘋果綿蚜在慶陽市一年有兩次明顯的發生高峰,分別為6月上旬至7月上旬、9月下旬至10月下旬。此結果與文獻[1-2]報道基本一致,但因各地氣候類型、寄主物候期等不同,蘋果綿蚜在周年發生為害高峰期出現時段上略有差異。

目前,該蟲防治以化學防治為主,化學藥劑一方面會引起害蟲產生抗藥性;另一方面會產生農藥殘留,不利于果品質量的提高和產業競爭力的提升。蘋果的農藥殘留[3-5]問題已成為影響蘋果貿易的主要因素,以往對蘋果綿蚜防控藥品的篩選僅從防治效果[6-7]考慮,忽略了對藥劑安全性的評價。本研究選取了生產中普遍應用的5種高效、低毒殺蟲劑進行了防效和安全性綜合評價,以期篩選出適合隴東旱塬區應用的安全、高效藥劑。

1 材料與方法

1.1 供試藥劑

5%啶蟲脒可濕性粉劑,河北威遠生物化工股份有限公司;40%毒死蜱乳油,江蘇寶靈化工股份有限公司;10%氯氰菊酯乳油,江蘇寶靈化工股份有限公司;20%吡蟲啉乳油,江蘇克勝集團股份有限公司;2%阿維菌素乳油,深圳諾普信化工股份有限公司。

1.2 試驗地概況

試驗在甘肅省慶陽市合水縣西華池鎮孫家寨溝村宋堡子小村劉某果園內進行,果園面積3 300 m2,蘋果樹275株,平均樹高3.3 m、冠幅6.3 m,樹齡15年,株行距4 m×5 m,藥前平均蟲口密度為153.4塊/株。果園土壤肥力中等,栽植品種為‘長富2號’,栽培管理水平中等,果樹長勢良好。

1.3 試驗設計

根據藥品推薦的劑量,試驗設5%啶蟲脒可濕性粉劑3 000倍液,40%毒死蜱乳油1 500倍液,10%氯氰菊酯乳油2 000倍液,20%吡蟲啉乳油3 500倍液,2%阿維菌素乳油2 000倍液和清水對照共6個處理,各處理設3個重復,每3株樹為1個小區,共18個小區,隨機區組排列。于2016年6月7日使用“圣魯牌”WFB-18AC型汽油高壓自動噴霧器施藥。噴霧器工作壓力為2.0～3.5 MPa。施藥時,使樹冠內主干、主枝、枝條、葉片和根部萌蘗全部均勻著藥至淋洗狀態。各處理每次平均用藥量約5 L/株。

1.4 防效調查時間和方法

施藥前調查綿蚜群落基數,施藥后第3、7和15天各調查1次殘留綿蚜群落數。每個小區僅調查中間的1株樹,按東、南、西、北4個方位,分別選擇1個側枝進行調查統計。群落統計按直徑1.5 cm的蚜塊計為1個群落,直徑>1.5 cm的蚜塊按直徑1.5 cm分割計算。分別按照下面的公式計算群落減退率[8-11]、成蟲死亡率[12]、防治效果[8-11]。

群落減退率(%)=(施藥前群落數-施藥后群落數)/施藥前群落數×100;

成蟲死亡率(%)=成蟲死亡數/處理群落數×100;

防治效果(%)=(處理區群落減退率-對照區群落減退率)/(1-對照區群落減退率)×100。

1.5 果實農藥殘留試驗

15個試驗小區(除對照外)施藥后,對果實及時套袋并做標記處理。試驗期間各小區均未使用其他藥劑。按照下面的公式計算慢性膳食攝入風險(%ADI)和急性膳食攝入風險(%ARfD)[3-4]:

式中,STMR為規范試驗殘留中值,取平均殘留值[3],單位 mg/kg;0.072為居民日均蘋果消費量,單位kg;ADI為每日允許攝入量[3],單位mg/kg;bw為體重,單位kg,按60 kg計[3]。ESTI為估計短期攝入量,單位kg;U為單果重量,單位kg;HR為最高殘留量,單位mg/kg;ν為變異因子;LP為大份餐,單位 kg;ARfD為急性參考劑量,單位mg/kg。

1.6 數據處理

采用SPSS 16.00軟件進行統計分析,多重比較采用Duncan氏新復極差法。對藥后7 d、15 d的防效數據分別應用平方和反正弦平方根進行轉換。

2 結果與分析

2.1 不同處理田間防效的分析與評價

田間防治效果如表1所示,藥后第3天(F=21.593,P<0.01)、第7天(F=23.209,P<0.01)與第15天(F=29.004,P<0.01)不同藥劑處理差異均達到極顯著水平(P<0.01)。40%毒死蜱EC防效最優,藥后3、7、15 d的防效依次為100%、98.76%和96.54%;10%氯氰菊酯EC藥后15 d的防效在80%以上。5%啶蟲脒WP防效最差,藥后3 d防效為81.59%,藥后15 d下降為64.87%。

2.2 不同藥劑速效性的分析與評價

蘋果綿蚜對不同藥劑的敏感性不同,導致不同藥劑速效性存在差異。40%毒死蜱EC、10%氯氰菊酯EC、20%吡蟲啉EC分別于第3天達到最大防效(表1),表明這3種農藥的速效性較好;2%阿維菌素EC在藥后第7天達到最大防效,速效性相對較差。

2.3 各處理藥效的持久性分析與評價

變異系數的大小反映了指標集合中各指標值的變異程度,田間防效的變異系數反映了田間防效在一定時間段內的變化程度,變化程度小的藥劑其持久性就好,反之,則較差。田間防效的方差分析(表1)表明,施用5%啶蟲脒WP第3天與第7天、15天的防效值差異達到極顯著水平(F=18.490,P=0.003<0.01),這表明啶蟲脒藥效的持續時間相對較短,持久性差;各藥劑的持久性(表2)排序為:40%毒死蜱EC>2%阿維菌素EC>10%氯氰菊酯EC>20%吡蟲啉EC>5%啶蟲脒WP;方差與防效變異系數的分析結果一致,啶蟲脒持久性最差。

表1各藥劑處理的田間防效1)

Table1Fieldcontroleffectofdifferentpesticides

藥劑Insecticide稀釋倍數Dilutionrate防效/% Controleffect藥后第3天 3DAP藥后第7天 7DAP藥后第15天 15DAP5%啶蟲脒WPacetamiprid5%WP3000(81．59±1．36)bcA(69．77±5．09)dB(64．87±2．87)cB40%毒死蜱ECchlorpyrifos40%EC1500(100．00±0．00)aA(98．76±2．16)aA(96．54±3．27)aA10%氯氰菊酯ECcypermethrin10%EC2000(86．93±3．82)bA(83．37±3．06)bA(80．75±2．09)bA20%吡蟲啉ECimidacloprid20%EC3500(81．39±5．19)bcA(73．32±5．47)cdA(70．11±5．88)cA2%阿維菌素ECabamectin2%EC2000(79．67±3．61)cA(79．80±3．49)cbA(77．29±4．24)bA空白對照(清水)Water(CK)----

1) 表中數據為3次重復的平均值±標準差,采用Duncan’s新復極差法進行差異性分析。同列數據后含有相同小寫字母表示不同藥劑防效無顯著差異(P>0.05)。同行數值后含有相同大寫字母表示同一藥劑不同時間防效無顯著差異(P>0.05)。 DAP表示施藥后第幾天。下同。 The data in the table are the mean value of the 3 repetitions±SD, and the difference is analyzed by Duncan’s new multiple range method. The values followed the same lowercase letters in the same column indicate insignificant difference (P>0.05) among efficacies of different pesticides. The values followed same capital letters in the same line indicate insignificant difference (P>0.05) among efficacies of the same pesticide at different time. DAP=days after application. The same below.

表2同一藥劑不同時期田間防效的變異系數

Table2Variationcoefficientoffieldcontrolefficacyofthesamepesticideatdifferenttime

藥劑Insecticide稀釋倍數Dilutionrate田間防效的變異系數Variationcoefficientoffieldcontrolefficacy5%啶蟲脒WPacetamiprid5%WP300011．13a40%毒死蜱ECchlorpyrifos40%EC15002．52b10%氯氰菊酯ECcypermethrin10%EC20004．52b20%吡蟲啉ECimidacloprid20%EC35009．27b2%阿維菌素ECabamectin2%EC20004．45b空白對照(清水)Water(CK)—-

2.4 不同處理對蘋果綿蚜的田間防效模型的建立

防效計算是以對照區的蟲口數量為基礎的,對照區數據的準確性影響著處理區防效的準確性。本文從對照區的蟲口數量出發,建立蘋果綿蚜種群數量預測模型,利用處理區蟲口數量預測某時期種群規模,參考成蟲死亡率公式計算預測死亡率。用預測死亡率來反映不同藥劑的防治效果,顯得準確、客觀,更有說服力。以時間(天)為X1變量,蘋果綿蚜施藥前群落數為X2變量,蘋果綿蚜數量為Y變量,應用SPSS的回歸分析方法構建蘋果綿蚜種群數量預測模型為Y=-1.04+1.30X1+1.167X2。相關系數為0.943,F=36.306,P=0.00,表明模型的擬合效果較好。

2.5 不同處理防蟲效果的分析與評價

依據表3的預測模型,得到不同藥劑的預測死亡率,方差分析表明(表4),藥后第3天(F=16.16,P<0.01)、第7天(F=27.287,P<0.01)、第15天的預測死亡率存在極顯著差異,40%毒死蜱EC的預測防蟲效果最高,5%啶蟲脒WP最低。上述結果與防治效果的排序一致,但在防效程度的表達上存在差異,結合表1與表4對應差值最大達到11.94。

表3不同處理蘋果綿蚜的預測死亡率

Table3Predictionofmortalityofappleaphidstreatedbydifferentpesticidesinthefield

藥劑Insecticide預測死亡率/% Predictionmortality藥后第3天3DAP藥后第7天7DAP藥后第15天15DAP平均預測死亡率/%Average5%啶蟲脒WPacetamiprid5%WP81．39bc67．95d68．78d72．7140%毒死蜱ECchlorpyrifos40%EC100a98．69a97．18a98．6210%氯氰菊酯ECcypermethrin10%EC87．11b83．51b84．60b85．0720%吡蟲啉ECimidacloprid20%EC81．76bc74．11cd77．08c77．652%阿維菌素ECabamectin2%EC80．17c80．26bc82．30bc80．91

2.6 不同藥劑安全性的分析與評價

根據相關研究數據[3,5],LP=0.693 1 kg,U=0.255 kg,v=3,用1.5節公式計算各農藥的慢性膳食攝入風險(%ADI)和急性膳食攝入風險(%ARfD)。%ADI(%ARfD)越小風險越小,當%ADI(%ARfD)≤100%時,表示風險可以接受;反之,%ADI(%ARfD)>100%時,表示有不可接受的風險。

表4農藥殘留的慢性風險評估和急性風險評估1)

Table4Acuteandchronicriskassessmentofpesticideresiduesinapples

藥劑Insecticide檢出率/%Detectablerate平均殘留量/mg·kg-1Averageresidue最高殘留/mg·kg-1Highestresidue殘留水平/mg·kg-1Residuelevel急性參考攝入量/mg·kg-1ARfD急性風險%ARfD每日允許攝入量/mg·kg-1ADI慢性風險%ADI5%啶蟲脒WPAcetamiprid5%WP1000．00750．01020．0035～0．01020．100．20450．070．012940%毒死蜱ECChlorpyrifos40%EC1000．00440．01100．0010～0．01100．100．22050．010．052810%氯氰菊酯ECCypermethrin10%EC33．330．00080．00240～0．00240．040．12030．020．004820%吡蟲啉ECImidacloprid20%EC33．330．00220．00650～0．00650．400．03250．060．00432%阿維菌素ECAbamectin2%EC00000．0500．0020

1) 表中急性參考攝入量數據源于數據庫[13];每日允許攝入量數據源于數據庫[14]。 The acute reference intake data in table 4 were derived from the database [13]; the daily intake data were obtained from the database [14].

依據本試驗的檢測結果,5種藥劑中檢出率最高的為毒死蜱和啶蟲脒,檢出率達100%,氯氰菊酯和吡蟲啉為33.33%,最低為阿維菌素,檢出率為0(未檢測出),各處理農藥殘留值均未超標。由%ADI和%ARfD的計算公式得到慢性風險及急性風險值(表4)。各藥劑慢、急性膳食攝入風險均≤100%,都在安全范圍內。急性風險排序為:40%毒死蜱EC(0.220 5)>5%啶蟲脒WP(0.204 5)>10%氯氰菊酯EC(0.120 3)>20%吡蟲啉EC(0.032 5)>2%阿維菌素EC(0);慢性風險排序為:40%毒死蜱EC(0.052 8)>5%啶蟲脒WP(0.012 9)>10%氯氰菊酯EC(0.004 8)>20%吡蟲啉EC(0.004 3)>2%阿維菌素EC(未檢出)。檢出率為3次檢測中有農藥殘留的結果所占的比重。結合檢出率分析,安全性最高的為2%阿維菌素EC,其次為20%吡蟲啉EC和10%氯氰菊酯EC,最低的為5%啶蟲脒WP和40%毒死蜱EC。

2.7 蘋果綿蚜田間防效和安全性的綜合評價

為了實現各評價指標值在度量尺度上的統一,采用隸屬函數法[15-16]將7個評價指標值進行轉化。若評價指標值越大,綜合評價就越優,則采用隸屬函數公式[15-16]進行轉化;反之,則采用反隸屬函數公式[19-20]進行轉化。綜合評價值[15-16]:主成分分析法確定了權重之后,第j個指標新的隸屬函數值等于原來的隸屬函數值乘以權重,再把每個指標的隸屬函數值相加,得到綜合評價值,通過綜合評價值的大小評價田間防效和安全性的優劣。

各指標經過標準化處理后,以每個主成分所占的比例作為權重,計算各藥劑的綜合得分。主成分的特征值大小和貢獻率是選擇主成分的依據,將5種藥劑的7個田間防效和安全性評價指標轉化為3個主成分,各主成分的特征值和貢獻率如表5所示,前3個主成分貢獻率分別為56.69%、37.05%、6.24%,它們的累計貢獻率大于98.35%。因此,選取的前3個主成分代表了大量的信息,可作為田間防效和安全性評價的主要評價因子。第一個主成分中,慢性風險、急性風險和檢出率所占的比重較大,反映了膳食安全性,為安全性評價因子;第二個主成分中,持久性、預測死亡率和防治效果所占的比重較大,為防效因子;第三個主成分中,速效性所占的比重較大,為速效性評價因子。

根據主成分得分及綜合評價值(表6),5種藥劑得分綜合排序為:2%阿維菌素EC>20%吡蟲啉EC>10%氯氰菊酯EC>40%毒死蜱EC>5%啶蟲脒WP;安全性因子(F1)得分最高的為2%阿維菌素EC,其次為20%吡蟲啉EC,最低的為40%毒死蜱EC;防控因子(F2)得分最高的為2%阿維菌素EC,最低的為5%啶蟲脒WP。40%毒死蜱EC居第二位。其防治效果和持久性表現突出,但檢出率高(100%)、急性膳食攝入風險高(0.220 5%),從安全性方面考慮不利于蘋果產業競爭力的提升,2%阿維菌素EC的安全性高、防效較好(78.91%),是防治蘋果綿蚜的理想藥劑。

表5田間防效和安全性評價相關指標的主成分分析1)

Table5Principalcomponentanalysisofcontrolefficacyrelatedindicators

主成分Principalcomponent系數Coefficient防治效果Controlefficacy速效性Availability持久性Persistence預測死亡率Anti?insectrate檢出率Detectionrate急性風險%ARfD慢性風險%ADI特征值Eigenvalues累計貢獻率/%CumulativecontributionZ1-0．852-0．52-0．266-0．8140．7560．8190．9653．90355．76Z20．518-0．650．9580．5690．6130．493-0．0472．55192．21Z30．07010．5540．04880．1160．2260．1630．1570．43098．35

1) 因子提取方法:主成分分析法。 Extraction method: Principal component analysis.

表6田間防效和安全性綜合評價值

Table6Comprehensiveevaluationvalueoffieldcontrolefficacyandsafety

藥劑InsecticideF1F2F3評價值Evaluationvalue排序Order5%啶蟲脒WPacetamiprid5%WP0．184261-2．42414-0．57581-0．82981540%毒死蜱ECchlorpyrifos40%EC-3．274720．727308-0．14677-1．59631410%氯氰菊酯ECcypermethrin10%EC0．0380760．3313560．7198920．189346320%吡蟲啉ECimidacloprid20%EC1．214516-0．491250．6527480．54732222%阿維菌素ECabamectin2%EC1．8378671．856727-0．650061．6894511

3 結論與討論

本文針對隴東地區綿蚜發生規律,選擇5種藥劑,設置6個處理,18個試驗小區,進行蘋果綿蚜田間防治試驗和農藥殘留風險評估研究;通過防治效果、速效性、持久性、預測死亡率、檢出率、急性膳食攝入風險和慢性膳食攝入風險7個指標,從田間防效和安全性兩方面對5種殺蟲劑的田間防治效果和安全性進行了分析和綜合評價。結果表明:綜合評價值從高到低依次為:2%阿維菌素乳油>10%氯氰菊酯乳油>20%吡蟲啉乳油>40%毒死蜱乳油>5%啶蟲脒可濕性粉劑;2%阿維菌素乳油安全性高、防控效果好,是防治蘋果綿蚜的理想藥劑。

若僅從防治效果考慮,40%毒死蜱EC的田間防治效果和持久性表現突出,第3、7、15天的防治效果均優于其他藥劑,是控制綿蚜的理想藥劑;但從安全性方面考慮,40%毒死蜱乳油的檢出率、急性膳食攝入風險和慢性膳食攝入風險均表現較差,不僅有食品安全風險,還會殺傷天敵,對環境造成污染,不利于蘋果產業競爭力的提升,特別是國家農業部[17]自2016年12月31日起已禁止毒死蜱在蔬菜上使用。阿維菌素、苦參堿、印楝素等生物源農藥,果實農藥殘留量小或者無殘留,對環境污染小,它們將會成為我國防治蘋果病、蟲的首選藥劑。

本研究中,毒死蜱、啶蟲脒等的檢出率明顯高于其他地區[3-5,18-19],是由于本試驗是在不套袋條件下進行的。套袋是蘋果安全生產的有效措施之一[3,20],套袋果實不直接接觸農藥,能顯著降低果實中的農藥殘留[21-22]。無袋化栽培是中國蘋果產業的發展方向,隨著易著色品種與行間生草技術的推廣應用,構建蘋果園綠色防控技術體系將顯得很有必要。

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(責任編輯： 楊明麗)

Comprehensiveevaluationofthecontroleffectonappleaphidandsafetyof5insecticides

Li Jinzhang1, Zhang Yanshan2, Ma Jie2, Dou Liping2, He Bo2, Fu Zhenfang2

(1.AgriculturalTechnologyExtensionCenterofQingyang,Gansu745000,China;2.QingyangAcademyofAgriculturalSciences,Gansu745000,China)

In this paper, the field effect and safety of five kinds of insecticides were analyzed and evaluated comprehensively through the control effect, rapid availability, persistence, mortality (prediction), detection rate, acute risk and chronic risk by using membership function and factor analysis. The results showed that the seven comprehensive evaluation indexes of field control efficacy and safety could be transformed into three main components of safety factor, control factor and rapid availability factor. The comprehensive evaluation values were as follows: 2% abamectin EC> 20% imidacloprid EC > 10% cypermethrin EC > 40% chlorpyrifos EC > 5% acetamiprid WP.2% abamectin EC is the best pesticide for controlling apple aphid because of its high safety and good control effect.

apple aphid; pesticide; residue level; comprehensive evaluation; field effect

S 482.2

： BDOI： 10.3969/j.issn.0529-1542.2017.05.034

2017-01-16

： 2017-04-27

慶陽市科技重大專項(ZX2014-01-3)

* 通信作者 E-mail:260274768@qq.com