新型植物源復合長效殺蟲劑質量評價及其防蟲效果

丁品 劉錦霞 李晶 李娜

摘要黃帚橐吾和鐵棒錘是優質的生物農藥資源植物，為了開拓其開發應用前景，本研究通過質量穩定性、室內殺蟲活性和小區防效試驗，研究了黃帚橐吾提取物和鐵棒錘生物堿復合長效殺蟲劑的特性和防效。室內殺蟲活性和穩定性試驗結果表明，此新型植物源復合長效殺蟲劑貯存穩定性強，極端環境對其外觀和防效的影響小;殺蟲效果好，濃度大于0.1%時，1齡棉鈴蟲幼蟲的校正蟲口減退率均在85%以上;起效快，用藥3 d后校正蟲口減退率可達到80%以上;持效期長，用藥30 d后，校正蟲口減退率仍可達60%左右。小區防效試驗結果表明，其對蚜蟲、棉鈴蟲低齡幼蟲和馬鈴薯地下害蟲的防治效果分別大于78.05%、75.50%、84.27%，均比其單成分制劑的防治效果高15%以上，且差異顯著（P<0.05），與相應常用化學農藥的防治效果相當。但其持效期長，用藥25 d后，對靶標害蟲的防治效果仍在80%左右，與對照化學農藥和其單成分制劑之間存在顯著性差異（P<0.05）。本研究結果為資源植物黃帚橐吾和鐵棒錘開發提供了依據，為黃帚橐吾提取物和鐵棒錘生物堿復合長效殺蟲劑的產業化開發應用奠定了理論和技術基礎。

關鍵詞黃帚橐吾;鐵棒錘;長效殺蟲劑;防治效果

中圖分類號：S 482.1

文獻標識碼：B

DOI：10.16688/j.zwbh.2018049

自然界具有殺蟲活性的植物資源十分豐富，據不完全統計，全世界已報道過2 400多種具有殺蟲活性的植物，不同植物所含的活性化合物種類和總量不同，所以對不同作物害蟲的作用強度和作用方式也不同，表現出特異性和多樣性[12]。植物源殺蟲劑與傳統殺蟲劑相比具有廣譜、高效、低毒、易降解、無殘留且不易產生抗藥性等優勢，是當前新型農藥創制的熱點之一[3]。為開發植物源新藥劑，近年來本課題組對黃帚橐吾和鐵棒錘的殺蟲作用進行了研究。

黃帚橐吾Ligularia virgaurea為多年生草本，廣泛分布于青藏高原東部海拔2 600～4 700 m 的高寒草場中，由于其富含揮發性有毒化合物，牲畜拒食，加之其對牧草的化感效應和過度放牧， 其種群不斷擴大形成優勢群落，成為甘肅高寒草場的主要毒雜草之一[4]。目前對黃帚橐吾的研究主要集中在其生長繁殖規律及如何抑制其蔓延生長，保護草場方面[56]，以及其在醫藥、農藥領域的一些應用研究。胡冠芳等[7]研究發現黃帚橐吾甲醇提取物對菜粉蝶4齡幼蟲有很強的拒食和觸殺作用，其中揮發性化合物起到了相當大的作用。劉錦霞等[8]研究發現黃帚橐吾有機溶劑提取物對鱗翅目和半翅目害蟲具有很強的拒食、忌避和熏蒸活性。用藥后最初3 d害蟲主要表現為忌避、拒食，死亡率相對較低。黃帚橐吾植株中所含的強毒性殺蟲成分主要由萜類化合物、芳香族化合物、有機酸和烷烴類化合物組成，揮發性成分占40%以上[910]。普通粒劑、粉劑和水劑等簡單制劑其有效活性成分揮發損失較快，導致殺蟲活性下降，防效降低，貨架期變短。另外，黃帚橐吾植株中所含的強毒性殺蟲成分對人畜的安全性也存在一定風險，林永明[11]和張生民等[12]研究發現大劑量黃帚橐吾對牛羊、家兔有神經、血液和肝腎毒性，甚至可能導致其死亡。這些缺陷限制了其進一步開發應用。

鐵棒錘Aconitum pendulum Busch屬于毛茛科Ranunculaceae烏頭屬Aconitum，其根、莖含有豐富的12表歐烏頭堿、3脫氧烏頭堿、烏頭堿、3脫氧烏頭堿8亞油酸酯和烏頭堿8亞油酸酯等活性生物堿[13]。郭生虎等[14]研究發現伏毛鐵棒錘生物總堿對3齡黏蟲具有較好的胃毒作用，LC50為1.939 mg/mL （72 h），對枸杞蚜蟲具有較強的觸殺活性，LC50為1406 mg/mL （48 h）。劉錦霞等[15]通過毒力測定和防效試驗證明鐵棒錘生物堿對菜青蟲有較好的胃毒和觸殺作用，有效劑量為2 mg/mL時，施藥后72 h，校正防治效果可達80%～90%。尤江等[16]研究發現野生與人工種植伏毛鐵棒錘乙醇提取物對小菜蛾和枸杞蚜蟲都具有較好的殺蟲活性，且其活性成分主要集中在其生物堿部位。本課題組多年研究證明鐵棒錘生物堿對菜青蟲、小菜蛾、蚜蟲等鱗翅目、半翅目害蟲有較強的觸殺、胃毒和殺卵活性，但其持效期相對較短，施藥15 d后防效下降50%以上。張宏利等[17]研究證明鐵棒錘生物總堿對小白鼠有累積致毒現象，本課題組通過小鼠急性毒性試驗證實其屬于中等毒性農藥，高濃度時對人畜有致死危險。這些結論限制了其在現代生物農藥領域的進一步發展，目前尚未見利用其單獨開發的殺蟲劑。

本課題組依據黃帚橐吾提取物和鐵棒錘生物堿的理化特性、殺蟲作用機制和毒性，取長補短，將二者進行優化復配研發出新型黃帚橐吾提取物和鐵棒錘生物堿復合長效殺蟲劑（專利ZL201510149132.5）。為了其進一步開發應用，通過室內殺蟲活性、質量穩定性試驗和小區防效試驗，研究了這一新型植物源復合長效殺蟲劑的特性和防效。為新型黃帚橐吾提取物和鐵棒錘生物堿復合長效殺蟲劑的產業化發展奠定理論基礎，提供技術支撐。

1材料與方法

1.1材料

供試藥劑：黃帚橐吾提取物和鐵棒錘生物堿復合長效殺蟲劑（新型植物源復合長效殺蟲劑），該殺蟲劑是以黃帚橐吾揮發物和鐵棒錘生物總堿（5.5∶1）為主要有效成分，緩釋和控釋劑型結合的一種復合長效顆粒劑，粒徑0.5～2 mm，有效成分含量6428%，由甘肅省科學院生物研究所農業生物技術研究室提供;54.39%黃帚橐吾提取物長效顆粒劑、9.89%鐵棒錘生物總堿顆粒劑，由甘肅省科學院生物研究所農業生物技術研究室提供;5%毒死蜱顆粒劑，河北好田化工有限公司生產;2.5%聯苯菊酯乳油，山東惠民中農作物保護有限責任公司生產;50%抗蚜威可濕性粉劑，山東鄒平農藥有限公司生產。

試蟲：棉鈴蟲Helicoverpa armigera Hübner幼蟲在本實驗室人工飼養多代。飼養條件： 溫度（25±1）℃，相對濕度（80±5）%，L∥D=12 h∥12 h，光強： 2 000～3 000 lx。取孵化24 h后的1齡棉鈴蟲幼蟲供試。

供試植株：挑選籽粒飽滿的黃瓜種子，用0.1%升汞溶液浸泡10 s后再用無菌水沖洗5次，放在墊有無菌保濕濾紙的培養皿中25～28℃催芽，待絕大部分種子萌芽后播種于育苗盤中，在溫度19～26℃、濕度70%～75%，光周期L∥D=10 h∥14 h的條件下進行培養，待黃瓜苗長出兩片真葉用作試蟲飼料，長出4～6片真葉后進行相關毒力測定試驗。

1.2試驗方法

1.2.1新型植物源復合長效殺蟲劑室內殺蟲活性測定

將新型植物源復合長效殺蟲劑稀釋為0.1%、0.2%、1%、10%、20%水溶液作為待測樣品。在具有5片真葉的黃瓜苗上進行試驗，每株植株上接種1頭預先饑餓24 h的1齡棉鈴蟲幼蟲，每處理20頭試蟲，3次重復。接蟲2 h后，用小型手持式噴霧器均勻噴霧待測樣品，每處理150 mL，使植株、栽培基質表面和蟲體均勻受藥，以噴施無菌水為對照。隨后將植株置于溫度（25±1）℃，相對濕度（80±5）%，L∥D=9 h∥15 h，光強3 000 lx的相對封閉環境條件下培養，保證植株正常生長。在施藥后第1、3、5、7、9、16、19、26和30天，記錄活蟲數、中毒癥狀、活動狀態、取食等情況。計算蟲口減退率、校正蟲口減退率。

蟲口減退率=（處理前蟲口數量-處理后蟲口數量）/處理前蟲口數量×100%;

校正蟲口減退率=（處理區蟲口減退率-對照區蟲口減退率）/對照區蟲口減退率×100%。

1.2.2新型植物源復合長效殺蟲劑存儲穩定性測定1.2.2.1熱儲穩定性

取適量新型植物源復合長效殺蟲劑放入干凈的廣口瓶內，封口，置于（54±2）℃恒溫箱中存儲14 d。取出后稱重并觀察其穩定性（顏色、外觀等）。取一定量經熱儲處理的新型植物源復合長效殺蟲劑稀釋10倍，于24 h內按1.2.1方法測定其對饑餓24 h的棉鈴蟲1齡幼蟲藥后第10天的殺蟲活性。記錄活蟲數、中毒癥狀、活動狀態、取食等情況。以未經熱儲處理的藥劑為對照，重復5次，計算蟲口減退率、校正蟲口減退率。

1.2.2.2冷儲穩定性

將適量新型植物源復合長效殺蟲劑放入干凈的耐低溫瓶內，密封瓶口，稱重，然后置于（-15±1）℃的低溫冰箱中存放24 h，取出后放在室溫下融化8 h，如此反復3次，取出后稱重并觀察其穩定性（顏色、外觀等）。取一定量經冷儲處理的新型植物源復合長效殺蟲劑稀釋10倍于24 h內按1.2.1方法測定其對饑餓24 h的棉鈴蟲1齡幼蟲藥后第10天的殺蟲活性。記錄活蟲數、中毒癥狀、活動狀態、取食等情況。以未經處理的樣品為對照，重復5次，計算蟲口減退率、校正蟲口減退率。

1.2.3新型植物源復合長效殺蟲劑對目標害蟲的小區防效試驗

1.2.3.1對蚜蟲的防效試驗

供試作物為開花期的西葫蘆Cucurbita pepo L.植株，處于蚜蟲（主要是桃蚜Myzus persicae，混合有少量棉蚜Aphis gossypii，以幼蟲為主，混有5%左右成蟲）為害初期，每株約有蚜蟲100～120頭。

試驗設3個試驗藥劑（64.28%新型植物源復合長效殺蟲顆粒劑、54.39%黃帚橐吾提取物長效顆粒劑、9.89%鐵棒錘生物堿顆粒劑），1個陽性對照（50%抗蚜威可濕性粉劑），均稀釋成500倍液備用;1個空白對照（清水），共5個處理。每處理小區供試植株為20株，3次重復，各小區之間設一保護行。各處理按隨機區組排列。每小區以5點取樣法選定5點，每點2株西葫蘆，每株新、老葉各標記5片（其上蟲數不少于20頭），掛牌，記錄基礎蟲數。

采用葉面噴霧法施藥，葉片兩面用藥均勻，以滴水為度（每小區用藥液3 000 mL）。于施藥后1、3、5、7、15、25 d調查各標記植株上的活蟲數量，同時觀察受試植株是否生長正常。根據調查數據計算防治效果。

防治效果=[1-（CK0×PT1/CK1×PT0）]×100%;

式中CK0為空白對照組藥前活蟲數，CK1為空白對照組藥后活蟲數，PT1為處理組藥后活蟲數，PT0為處理組藥前活蟲數。

1.2.3.2對棉鈴蟲的防效試驗

在番茄掛果初期，每株接入孵化24 h后的1齡棉鈴蟲幼蟲5頭，分別接種在植株的果實、頂層嫩葉、中層葉片、下層老葉和花蕾上，每天觀察，待80%以上植株出現棉鈴蟲鉆駐為害時開始試驗。

試驗設3個試驗藥劑（64.28%新型植物源復合長效殺蟲顆粒劑、54.39%黃帚橐吾提取物長效顆粒劑、9.89%鐵棒錘生物堿顆粒劑），1個陽性對照（25%聯苯菊酯乳油），均稀釋成500倍液備用，1個空白對照（清水），共5個處理，每個處理3 次重復，共15個試驗小區。每小區供試番茄30株，小區之間設兩行保護行，處理小區按隨機區組排列。每小區以5點取樣法選定5點，每點定3株番茄（每株上幼蟲總數為5頭），掛牌標記，記錄基礎蟲數。

采用葉面噴霧法施藥，全株均勻用藥，每小區藥液量4 000 mL。分別于施藥后1、3、5、7、15、25 d調查標記植株上的活蟲數，同時觀察植株是否生長正常。根據調查數據計算防治效果。

防治效果=[1-（CK0×PT1/CK1×PT0）]×100%;

公式中CK0為空白對照組藥前活蟲數，CK1為空白對照組藥后活蟲數，PT1為處理組藥后活蟲數，PT0為處理組藥前活蟲數。

1.2.3.3對馬鈴薯地下害蟲的防效試驗

試驗地地力均勻，播種前以農家肥（牛糞45～60 t/hm2）做底肥，然后一次性施足氮磷鉀肥為基肥，采用當地常用的雙壟栽培，以密度2 800株/667 m2點種。

試驗設3個試驗藥劑（64.28%新型植物源復合長效殺蟲顆粒劑、54.39%黃帚橐吾提取物長效顆粒劑、9.89%鐵棒錘生物堿顆粒劑），1個陽性對照（5%毒死蜱顆粒劑），1個空白對照，共5個處理，每處理3次重復，處理小區按隨機區組排列，每小區面積30 m2，小區之間設兩行保護行。

將各處理藥劑及對照按90 g/30 m2的處理劑量稱好，與2 kg小區土拌勻，于播種前均勻撒施于相應小區內開好的溝中，記錄各處理小區實際點種數。其余管理正常。

生長期觀察各處理對馬鈴薯的安全性，待各處理的出苗率大于80%時，記錄其實際出苗數，收獲時調查記錄各處理小區產量和害蟲數（每小區取3個1.0 m×5.0 m的調查樣點，記錄所有活蟲數），計算出苗率、防治效果和增產率。

防治效果=[（對照區蟲口密度一施藥區蟲口密度）/對照區蟲口密度]×100%;

增產率=（施藥區產量一對照區產量）/對照區產量×100%;

出苗率=（點種苗數一實際出苗數）/點種苗數×100%。

1.3數據分析處理

采用SPSS 19.0軟件對試驗數據進行整理分析，用Duncans新復極差法進行數據的差異顯著性分析。

2結果與分析

2.1新型植物源復合長效殺蟲劑對棉鈴蟲的殺蟲活性

從表1可知，新型植物源復合長效殺蟲劑對1齡棉鈴蟲幼蟲的殺蟲活性較好，藥后第9天各處理的防效均達到最高值，其校正蟲口減退率均在85%以上，且濃度越大活性越強，濃度≥0.2%時校正蟲口減退率均在90%以上。該藥劑起效快，用藥后第3天，除0.1%的濃度處理外，其他處理的校正蟲口減退率均達到80%以上;藥劑持效時間長，藥后30 d，濃度大于1%時，各處理的校正蟲口減退率為60%以上，可有效控制害蟲的快速擴散。

2.2新型植物源復合長效殺蟲劑的存儲穩定性

通過熱儲或冷儲處理的新型植物源復合長效殺蟲劑樣品外觀無明顯形變和色變，顆粒均勻、松散、無黏結，與未處理樣品無差別。熱儲處理或冷儲處理的樣品室內殺蟲活性與對照相比沒有顯著差異，由此可見，冷儲最穩定，高溫貯存其外觀無變化，殺蟲活性有些微下降，但仍保持90%以上的校正蟲口減退率，與對照無顯著差異。證明新型植物源復合長效殺蟲劑存儲穩定性較強，極端存貯環境對其顆粒和殺蟲毒力無明顯影響。

2.3新型植物源復合長效殺蟲劑的田間應用

2.3.1對蚜蟲的防治效果

從表3可知，新型植物源復合長效殺蟲劑對蚜蟲（桃蚜、棉蚜）表現出較強的防控能力，與兩個單成分制劑相比，藥效發揮快，施藥后第3天其防治效果達到85.37%，且整個調查期間的防效均顯著高于單組分制劑。藥后1～5 d其防治效果與陽性對照（50%抗蚜威可濕性粉劑）無顯著性差異（P>005），藥后7～25 d其防效顯著高于陽性對照（P<0.05），其中藥后25 d防治效果仍可達82.04%，表現出比對照藥劑更長的持效期。

2.3.2對棉鈴蟲的防治效果

表4結果顯示，新型植物源復合長效殺蟲劑對棉鈴蟲低齡幼蟲表現出比單成分制劑更強的防控效果，其最大防治效果可達90.52%，與兩個單成分制劑處理存在顯著差異（P<0.05）。起效也較單成分制劑快，施藥后第3天對目標害蟲的防治效果達到83.91%，與陽性對照（2.5%聯苯菊酯EC）防效相當（P>0.05），但其持效期更長，藥25 d后防治效果仍在80%左右，與陽性對照（2.5%聯苯菊酯EC）和兩個單成分制劑之間存在顯著差異（P<0.05）。

2.3.3對馬鈴薯地下害蟲的防治效果

試驗區馬鈴薯地下害蟲主要有金針蟲、蠐螬和螻蛄，這些害蟲的共同特點是咬食或鉆蛀剛播種的種子、幼苗嫩莖和塊莖，另外，因它們造成的傷口還可誘發加重多種植株和塊莖病害，導致出苗率下降、植株和塊莖發病、產量和品質下降。表5顯示，新型植物源復合長效殺蟲劑對試驗區馬鈴薯地下害蟲有較強的防控能力，其防治效果可達84.27%，與陽性對照（5%毒死蜱顆粒）防治效果相當（P>0.05），與兩個單組分制劑的防治效果差異顯著 （P<0.05）。新型植物源復合長效殺蟲劑處理區的出苗率為95.05%，增產率為20.85%，與陽性對照（5%毒死蜱顆粒）無顯著差異（P>0.05），而與兩個單組分制劑差異顯著 （P<0.05）。結果表明新型植物源復合長效殺蟲劑能有效防控金針蟲、蠐螬和螻蛄等地下害蟲對馬鈴薯種子、植株和塊莖的為害。

3結論與討論

室內殺蟲活性和穩定性試驗結果顯示：新型植物源復合長效殺蟲劑殺蟲效果好，藥后棉鈴蟲1齡幼蟲的最大校正蟲口減退率可達85%以上，且與濃度呈正相關。該藥劑起效快，藥后3 d，除0.1%濃度處理外，校正蟲口減退率均可達到80%以上;持效期長，用藥30 d后，除0.1%和0.2%濃度處理外，校正蟲口減退率均可達60%左右。藥劑存儲穩定性強，經熱儲和冷儲處理后外觀無變化，經熱儲和冷儲處理的藥劑對棉鈴蟲1齡幼蟲第10天的校正蟲口減退率均為91%以上，接近于正常貯存的對照（校正蟲口減退率95.37%左右）。證明黃帚橐吾提取物和鐵棒錘生物堿復合長效殺蟲劑是一種具備高活性、速效且穩定性良好的新型植物源殺蟲劑。

小區防效試驗結果顯示，新型植物源復合長效殺蟲劑對蚜蟲、棉鈴蟲和馬鈴薯地下害蟲均表現出強的防控能力，對蚜蟲和棉鈴蟲低齡幼蟲的最大校正防效可達90%以上，對馬鈴薯地下害蟲的校正防效也在85%左右，分別與50%抗蚜威可濕性粉劑、2.5%聯苯菊酯乳油和5%毒死蜱顆粒劑效果相當，比其單成分制劑防治效果好且其起效快，施藥后第3天對蚜蟲和棉鈴蟲幼蟲的防治效果分別為85.37%、83.91%，與50%抗蚜威可濕性粉劑和2.5%聯苯菊酯乳油效果相當。持效期比其單成分制劑顯著延長，藥后25 d對蚜蟲和棉鈴蟲低齡幼蟲的校正防效均在80%以上，均顯著高于其單成分制劑和對照化學農藥（P<0.05）。研究結果與有關資料報道相似，且更接近植物源農藥資源復配制劑開發的預期目標。本研究提供的黃帚橐吾提取物和鐵棒錘生物堿復合長效殺蟲劑除了依據兩種主要有效成分的農藥活性特征取長補短復配外，還應用速釋與緩釋相結合的特殊劑型，使得黃帚橐吾提取物和鐵棒錘生物堿的優勢得到了充分發揮，達到了速效、增效、長效、廣譜和安全的良好效果。本研究的小區防效試驗是以特定靶標害蟲的低齡幼蟲和蟲害初發期為目標進行的，而農藥最終的應用環境、靶標害蟲種類、形態和發生時期狀態是復雜而多變的，還需要進一步擴大防治目標和應用范圍的大量田間試驗，明確新制劑的有效防治目標和應用技術，為其產業化開發提供更充實的基礎和依據。

本研究提供的新型植物源復合長效殺蟲劑對馬鈴薯的田間防效試驗結果顯示，其除了能夠有效控制金針蟲、蠐螬和螻蛄等地下害蟲外，還具有保苗增產的作用。馬鈴薯出苗率可達95.05%，增產率為20.85%，比5%毒死蜱顆粒劑效果稍強，但相比兩個單組分制劑有十分顯著的保苗增產效果。黃帚橐吾提取物和鐵棒錘生物堿復合長效殺蟲劑通過對目標害蟲的速效、長效作用，在用藥初期有效控制了金針蟲、蠐螬和螻蛄等對馬鈴薯種子的為害，使其正常發芽生長，保證了出苗率，并通過緩釋有效成分持續控制目標害蟲，保證了馬鈴薯塊莖的質量、數量和品質，達到增產的效果。另外，相關文獻報道黃帚橐吾提取物對一些植物真菌病害有較好的防治效果[18]，這也可能是黃帚橐吾提取物和鐵棒錘生物堿復合長效殺蟲劑促進馬鈴薯出苗增產的原因之一，相關機制機理還有待于進一步深入研究。

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（責任編輯：楊明麗）