霧滴粒徑對川楝素在3種作物上沉積量的影響

李 海，馬志卿,2，張 興,2，周一萬

( 1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 無公害農(nóng)藥研究服務(wù)中心，陜西 楊凌 712100；2. 陜西省生物農(nóng)藥工程技術(shù)研究中心，陜西 楊凌 712100)

農(nóng)藥在田間的有效利用率的高低屬于農(nóng)藥劑量轉(zhuǎn)移的范疇。農(nóng)藥一旦從噴灑機(jī)械噴出便開始了“劑量轉(zhuǎn)移(dose transfer)”過程，這個過程包括農(nóng)藥從使用開始到活性物質(zhì)分解前產(chǎn)生最終生物效果的所有環(huán)節(jié)。但是在實(shí)際的施藥過程中，大多情況只有不超過田間用藥量0.1%的藥劑能到達(dá)防治對象，絕大部分均“脫靶”，以多種方式進(jìn)入環(huán)境和散落在非靶標(biāo)生物上[1]。農(nóng)藥使用的目的是將足夠的活性物質(zhì)安全、經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)移到防治對象上以獲得理想的生物效果。在田間條件下，農(nóng)藥要轉(zhuǎn)移到有害生物體內(nèi)，必須首先滿足劑量向有害靶標(biāo)生物轉(zhuǎn)移所要求的各項(xiàng)條件，包括農(nóng)藥劑型和農(nóng)藥的沉積分布規(guī)律[2-3]。影響農(nóng)藥活性物質(zhì)向各個途徑進(jìn)行劑量轉(zhuǎn)移的因素包括活性成分本身的理化性質(zhì)、制劑的劑型及配方組成、制劑稀釋液的特性、作物和防治對象的特點(diǎn)、環(huán)境條件、施藥器械和使用技術(shù)等多個方面[4-9]。川楝素(Toosendanin)是從楝科植物川楝(MeliatoosendanSieb.et zucc.)和苦楝(MeliaazedarachL.)樹皮及果實(shí)中提取出來的四環(huán)三萜類化合物[10]。川楝和苦楝在中國被用于消化道驅(qū)蟲和農(nóng)業(yè)殺蟲方面已有2000多年的歷史，具有廣泛的藥理作用和殺蟲活性[11]。川楝素作用機(jī)理獨(dú)特，對昆蟲具有拒食、內(nèi)吸毒殺、胃毒及生長抑制等作用[12-22]，對昆蟲天敵等非靶標(biāo)生物及環(huán)境較為安全[23-24]，是一種極具開發(fā)和應(yīng)用前景的植物源農(nóng)藥。我國曾經(jīng)登記的川楝素制劑產(chǎn)品有0.5%川楝素乳油，用于防治菜青蟲等鱗翅目害蟲。目前，關(guān)于川楝素制劑產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)研究仍是空白，筆者以2%川楝素乳油、2%川楝素微乳劑、2%可濕性粉劑為供試藥劑，對其進(jìn)行施用技術(shù)研究，旨在為川楝素的高效使用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料供試藥劑：2%川楝素乳油、2%川楝素可濕性粉劑、2%川楝素微乳劑(西北農(nóng)林科技大學(xué)無公害農(nóng)藥研究服務(wù)中心研制)。

供試作物：百甘8A-5甘藍(lán)，前鋒黃瓜，綠冠小白菜，均來源于永清縣豐瑞果蔬農(nóng)民專業(yè)合作社。試驗(yàn)前，將5～6葉期的甘藍(lán)、黃瓜及小白菜苗，移栽在直徑15 cm的花盆內(nèi)溫室培養(yǎng)，當(dāng)植株長到7～8葉時進(jìn)行試驗(yàn)。

噴霧器械：選用德國Lechler公司生產(chǎn)的 ST110-03，ST110-04，ST110-05，ST110-06 4種扇形霧噴頭。

主要試劑：乙腈(色譜純)、甲酸(色譜純)、超純水(自制)。

1.2 方法選用的試驗(yàn)儀器為噴霧天車，將噴頭高度定位距離作物表面60 cm，固定噴頭壓力為0.2 Mpa，實(shí)測當(dāng)時風(fēng)速風(fēng)向(室內(nèi)條件)及溫濕度(溫度28 ℃，濕度85%)。試驗(yàn)過程選取了4種扇形霧噴頭：ST110-03(151.7 μm)、ST110-04(162.1 μm)、ST110-05(180 μm)、ST110-06(215.3 μm)。選取了小白菜、甘藍(lán)和黃瓜3種植物，2%川楝素乳油、2%川楝素微乳劑、2%川楝素可濕性粉劑3種制劑。取3種川楝素制劑適量，稀釋800倍，再在配好的藥劑中加入一定的檸檬色，使檸檬黃最終的濃度為2 g·L-1。選用每種噴頭時，同種植物每處理均選4盆，每個處理重復(fù)3次。

植物表面川楝素沉積量測定方法，A標(biāo)準(zhǔn)溶液配制及標(biāo)準(zhǔn)吸收曲線的測定，稱取檸檬黃0.01 g，即檸檬色0.015 g，將其溶解并轉(zhuǎn)移至10 mL容量瓶中，定容，配成質(zhì)量濃度為1 000 μg·mL-1的母液。分別用移液槍移取母液10，20，50，100，200，350，500，750 μL至8個10 mL容量瓶中，定容，配制成1，2，5，10，20，35，50，75 μg·mL-1的系列濃度檸檬黃水溶液。在426 nm波長條件下，用紫外可見分光度計對上述標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行吸光度測定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[25]。

B 葉片表面沉積量測定，在各處理葉片表面藥液自然風(fēng)干2 h以后，從每株植物上采取面積最大的兩片葉，平展拍照后裝入同一自封袋(12 cm×18 cm)中。然后加入10 mL超純水，將葉片表面的檸檬黃和藥劑全部洗入袋中，取3 mL洗脫液在紫外可見分光度計測定檸檬黃的濃度，用以下公式計算葉片單位面積上川楝素的沉積量(mg·kg-1)。

2 結(jié)果與分析

2.1 霧滴大小對川楝素沉積量的影響用ST110-03(151.7 μm)，ST110-04(162.1 μm)，ST110-05(180 μm)和ST110-06(215.3 μm)4種扇形霧噴頭，將3種形態(tài)川楝素制劑按照方法要求噴施處理小白菜、甘藍(lán)和黃瓜3種作物。

從表1可知，對于川楝素乳油的噴施，在小白菜和黃瓜上，粒徑的變化對單位面積葉片上的沉積量沒有顯著影響；而當(dāng)靶標(biāo)植物為甘藍(lán)時，單位葉面積的沉積量隨著粒徑的增大越來越小，且每兩組之間差異明顯。

表1 霧滴大小對2%川楝素乳油在小白菜、黃瓜和甘藍(lán)葉面原始沉積量的影響Tab.1 Effect of droplet size on deposition of 2% toosendanin EC on pakchoi, cucumber and cabbage leaves

注：表中數(shù)據(jù)為3次重復(fù)平均值，同列數(shù)據(jù)后標(biāo)不同小寫字母表示在P<0.05水平上差異顯著(LSD法)。下同
Note: All data in the table are an average of 3 replicates, and different lowercase letters in the same column mean significant difference atP<0.05 by LSD test, similarly hereinafter

表2 霧滴大小對2%川楝素微乳劑在小白菜、黃瓜和甘藍(lán)葉面原始沉積量影響Tab.2 Effect of droplet size on deposition of 2% toosendanin micro emulsion on pakchoi, cucumber and cabbage leaves

表3 霧滴大小對2%川楝素可濕性粉劑在小白菜、黃瓜和甘藍(lán)葉面原始沉積量影響Tab.3 Effect of droplet size on deposition of 2% toosendanin wettable powder on pakchoi, cucumber and cabbage leaves

對于2%川楝素微乳劑來說，由表2可知，在3種植物上均是使用ST110-03噴頭時，葉片單位面積的沉積量最大，其中，小白菜川楝素原始沉積量高達(dá)0.500 8 μg·m-2；另外，使用其他3種噴頭，在黃瓜和甘藍(lán)葉片上，各自沉積量沒有顯著差異，而小白菜單位沉積量為使用ST110-04(162.1 μm)時，顯著高于使用ST110-05(180 μm)和ST110-06(215.3 μm)。

結(jié)果表明(表3)，使用ST110-03(151.7μm)時，2%川楝素可濕性粉劑在小白菜、黃瓜和甘藍(lán)葉面的原始沉積量最大。

2.2 不同的靶標(biāo)作物對沉積量的影響由表1～3可以看出，噴霧霧滴直徑對沉積量的影響與制劑的劑型及植物葉片表面特性密切相關(guān)。

當(dāng)靶標(biāo)植物為小白菜時，供試藥劑為川楝素乳油時，粒徑變化對沉積量沒有影響；藥劑為川楝素微乳劑時，隨著粒徑的增大，單位面積沉積量是顯著減小的，僅ST110-05和ST110-06之間沒有顯著差異；劑型為可濕性粉劑時，ST110-03噴頭處理過的葉片單位沉積量顯著高于另外3個噴頭處理。

靶標(biāo)作物為黃瓜時，只有當(dāng)供試藥劑劑型為可濕性粉劑時，隨著噴頭粒徑增大，葉面上川楝素的單位沉積量顯著減小，另2種劑型粒徑大小對沉積量幾乎沒有影響。

靶標(biāo)作物為甘藍(lán)時，只有當(dāng)供試藥劑劑型為乳油時，隨著噴頭粒徑增大，葉面上川楝素的單位沉積量顯著減小，另兩種劑型粒徑大小對沉積量幾乎沒有影響。

由此可知，噴霧霧滴VMD在151.7～215.3 μm范圍內(nèi)，不同的靶標(biāo)作物只對特定的藥劑劑型敏感。小白菜是微乳劑，黃瓜是可濕性粉劑，甘藍(lán)為乳油。

3 討 論

霧滴粒徑大小直接影響藥液在空氣中的漂移、植物表面覆蓋情況及是否能均勻地落在靶標(biāo)表面，這三者是評價藥液噴灑質(zhì)量的指標(biāo)。生物最佳粒徑范圍表明，不同的植物能夠捕獲的霧滴粒徑范圍不同，只有在最佳粒徑范圍內(nèi)，植物上沉積的藥液最多。吳春篤等人用剛果紅溶液模擬農(nóng)藥，采用靜電噴霧器進(jìn)行噴霧試驗(yàn)得出，在距離噴頭同一距離處，隨著噴霧霧滴的減小，沉積量的大小是遞增的[26]。朱金文等人試驗(yàn)結(jié)果顯示，在毒死蜱的使用中，生產(chǎn)上使用小孔徑的噴頭比工農(nóng)-16型噴霧器所配大孔徑噴頭，能大幅度提高藥劑的利用率[27]。這與本研究結(jié)果較為相似，說明小孔徑噴霧噴頭可以提高藥物在作物上的沉積量，進(jìn)而提高利用率。

本研究選用3種不同的植物材料和3種川楝素制劑，與應(yīng)用結(jié)合，研究了不同植物表面以及不同制劑形態(tài)下，粒徑對沉積量的影響。結(jié)果顯示，霧滴VMD在151.7 μm～215.3 μm范圍內(nèi)，3種作物上使用3種川楝素劑型時，均為使用ST110-03(151.7 μm)時沉積量最高，其他組隨著噴頭粒徑的增加，3種作物表面沉積量均有不同程度的減小。因此，建議使用ST110-03(151.7 μm)噴頭。