根部吸收氟啶蟲(chóng)酰胺在玉米植株中的分布特點(diǎn)及對(duì)玉米蚜蟲(chóng)活性效果評(píng)價(jià)

周 超 張?zhí)锾?楊麗娜張 勇 馬 沖 代偉程吳翠霞 宋 敏

（1泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，271000，山東泰安；2泰安市植物保護(hù)站，271000，山東泰安）

玉米是我國(guó)播種面積最大的糧食作物，2021年播種面積達(dá)4332.00萬(wàn)hm2，產(chǎn)量2.73億t，分別占全國(guó)糧食作物面積和產(chǎn)量的36.83%和39.91%[1-2]，在我國(guó)糧食安全和糧食增產(chǎn)中起著重要作用。近年來(lái)，隨著免耕、貼茬播種和秸稈還田等栽培方式的實(shí)行[3]，為害蟲(chóng)的發(fā)生提供了充足的棲息庇護(hù)場(chǎng)所，提高了害蟲(chóng)的存活率，使玉米蟲(chóng)害加重，成為玉米栽培中的新問(wèn)題[4]，蚜蟲(chóng)和灰飛虱等害蟲(chóng)的發(fā)生常造成玉米生產(chǎn)的重大損失，因此加強(qiáng)玉米害蟲(chóng)的田間管理，做好害蟲(chóng)防治工作，對(duì)保障玉米生產(chǎn)和提高玉米產(chǎn)量具有重要的意義。

氟啶蟲(chóng)酰胺是日本石原產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社開(kāi)發(fā)的新型吡啶酰胺類內(nèi)吸性殺蟲(chóng)劑，具有新穎的作用機(jī)理，對(duì)蚜蟲(chóng)等刺吸式口器害蟲(chóng)具有類似于吡蚜酮的口針阻塞效應(yīng)和很好的神經(jīng)毒性，抗藥性行動(dòng)委員會(huì)（IRAC）將氟啶蟲(chóng)酰胺劃分為9C類，選擇性同翅目拒食劑[5-6]。作為一種高效低毒殺蟲(chóng)劑，氟啶蟲(chóng)酰胺已經(jīng)在40多個(gè)國(guó)家獲得登記和使用[7]，主要用于棉花、果樹(shù)、蔬菜和觀賞植物等多種作物防治蚜蟲(chóng)、粉虱、薊馬和盲蝽等害蟲(chóng)[8-10]。目前，田間施用氟啶蟲(chóng)酰胺主要以噴霧施藥為主，但噴霧施藥持效期相對(duì)較短，有傷害有益生物和天敵的風(fēng)險(xiǎn)，充分利用氟啶蟲(chóng)酰胺的內(nèi)吸性特點(diǎn)，通過(guò)滲透作用進(jìn)入植物體內(nèi)，提高藥劑與靶標(biāo)接觸幾率并減少在環(huán)境中的浪費(fèi)[11]。本文通過(guò)根部吸收氟啶蟲(chóng)酰胺在玉米植株內(nèi)的分布特點(diǎn)及對(duì)玉米蚜蟲(chóng)活性的研究，評(píng)價(jià)氟啶蟲(chóng)酰胺在玉米害蟲(chóng)防治上的應(yīng)用前景，為該藥劑在玉米田害蟲(chóng)防治方面的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試蚜蟲(chóng)

玉米蚜蟲(chóng)采自泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)基地玉米田，將田間采集帶蚜植株置于室內(nèi)玉米苗上，讓蚜蟲(chóng)自行轉(zhuǎn)移，每株玉米苗接蟲(chóng)20～50頭，于人工氣候室內(nèi)擴(kuò)繁使用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 根部吸收氟啶蟲(chóng)酰胺在玉米植株內(nèi)的分布規(guī)律 試驗(yàn)采用Hoagland水培營(yíng)養(yǎng)液配方[12]加體積比為0.1%吐溫-80配制營(yíng)養(yǎng)液；將氟啶蟲(chóng)酰胺原藥用丙酮溶解，用0.1%吐溫-80+Hoagland營(yíng)養(yǎng)液配制 0.00（對(duì)照，CK）、7.81、31.25 和 125.00mg/L 4個(gè)梯度濃度，水培盒內(nèi)標(biāo)記營(yíng)養(yǎng)液刻度，過(guò)程中根據(jù)營(yíng)養(yǎng)液消耗情況及時(shí)補(bǔ)充蒸餾水至刻度。采用基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)土在室內(nèi)育苗盤(pán)中單粒播種玉米，選擇播種后7d完整帶根健康玉米苗，洗凈根部，將植株浸泡于不同濃度藥液中，置于人工氣候室，光暗時(shí)間和對(duì)應(yīng)的溫度分別設(shè)置為16h/8h和26℃/18℃，光照強(qiáng)度為14 000lx，期間采用電動(dòng)氣泵通氣，于藥后0、1、2、4、8、16和32d（玉米齊苗至拔節(jié)期）分別取植株地上部（去除枯萎葉片）和根，同時(shí)取水樣5mL，每個(gè)處理重復(fù)4次，每個(gè)重復(fù)5株植株，取樣時(shí)玉米地上部和根分別用蒸餾水和丙酮交替沖洗3遍。

樣品提取凈化：樣品分別用組織搗碎機(jī)打碎后混勻縮分，然后存儲(chǔ)于-20℃冰柜內(nèi)待測(cè)。稱取5.0g待測(cè)樣品于50mL離心管中，加入20mL乙腈，然后勻漿提取3min，加入NaCl 3g和MgSO43g，渦旋1min后以6000轉(zhuǎn)/min離心5min，用移液器取上清液約1mL，過(guò)0.22μm有機(jī)系濾膜后待測(cè)[4]。

1.2.2 基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線制作 將100mg/L氟啶蟲(chóng)酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液用色譜乙腈稀釋配制成0.05、0.20、2.00、10.00和100.00mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，取1mL于氮吹儀吹至近干，分別準(zhǔn)確加入按照1.2.1提取方法得到的植株地上部、根和營(yíng)養(yǎng)液空白樣品1mL，渦旋混勻即得相應(yīng)基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液，以乙腈溶劑制得的標(biāo)準(zhǔn)溶液為對(duì)照。

1.2.3 回收率測(cè)定 分別稱取根和地上部空白樣品5g，營(yíng)養(yǎng)液樣品5mL，共設(shè)3個(gè)添加質(zhì)量濃度，分別為0.05、0.20和2.00mg/L，每個(gè)水平重復(fù)5次，按照1.2.1方法處理，計(jì)算添加回收率。

1.2.4 儀器方法 液相色譜條件：色譜柱為Poroshell 120 EC-C18（100mm×4.6mm，2.7μm），進(jìn)樣體積為1μL；柱溫：15℃；流動(dòng)相為0.1%甲酸水溶液:乙腈（40:60），流速為0.8mL/min。

質(zhì)譜條件：電噴霧離子源ESI；加熱塊溫度400℃；干燥氣溫度250℃；干燥氣流量15.0L/min；霧化氣流量3.0L/min；反應(yīng)氣（Ar）壓力230kPa。

1.2.5 氟啶蟲(chóng)酰胺對(duì)玉米蚜蟲(chóng)的活性效果評(píng)價(jià)方法 接種蚜蟲(chóng)完全適應(yīng)后，分別移入不同濃度藥液中，于藥后0、1、2、4、8、16和32d調(diào)查全株活蚜蟲(chóng)數(shù)，計(jì)算防治效果；同時(shí)采用蜜露色斑法[13]調(diào)查蚜蟲(chóng)蜜露分泌數(shù)，于調(diào)查前24h在玉米植株下方放入濾紙，調(diào)查當(dāng)天將各處理濾紙用鑷子放入1g/L水合茚三酮的丙酮溶液中充分浸濕，晾干后放入100℃烘箱中烘烤5min，蜜露即顯示出淺紫紅色斑點(diǎn)，根據(jù)蚜蟲(chóng)數(shù)量計(jì)算單蚜蜜露數(shù)，計(jì)算抑制率，以評(píng)價(jià)氟啶蟲(chóng)酰胺對(duì)玉米蚜蟲(chóng)的影響。

蜜露抑制率（%）=（對(duì)照蚜蟲(chóng)蜜露分泌數(shù)-處理蚜蟲(chóng)蜜露分泌數(shù)）/對(duì)照蚜蟲(chóng)蜜露分泌數(shù)×100

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用DPS 17.10軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用Duncan新復(fù)極差（DMRT）法進(jìn)行差異顯著性分析（P＜0.05，P＜0.01）。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法的線性范圍與基質(zhì)效應(yīng)

氟啶蟲(chóng)酰胺保留時(shí)間為1.349min（圖1），在0.05～100.00mg/L范圍內(nèi)，玉米地上部、根和營(yíng)養(yǎng)液中的質(zhì)量濃度與對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值間呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）≥0.9999（表1）。采用外標(biāo)法基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線定量消除基質(zhì)效應(yīng)，效果良好、操作簡(jiǎn)便[14]，從表1可知，氟啶蟲(chóng)酰胺在玉米地上部、根和營(yíng)養(yǎng)液中均為基質(zhì)減弱效應(yīng)，分別為-26.09%、-39.89%和-7.93%。

圖1 氟啶蟲(chóng)酰胺總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of flonicamid

表1 氟啶蟲(chóng)酰胺在3種基質(zhì)中的線性范圍及基質(zhì)效應(yīng)Table 1 Linear range and matrix effect of flonicamid in three matrices

2.2 方法的準(zhǔn)確度和精密度

從表2可知，0.05、0.20和2.00mg/kg添加水平下，氟啶蟲(chóng)酰胺在玉米地上部的平均回收率為84.37%～95.17%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.36%～14.60%；氟啶蟲(chóng)酰胺在玉米根部的平均回收率為88.96%～95.04%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.45%～16.31%；氟啶蟲(chóng)酰胺在營(yíng)養(yǎng)液中添加的平均回收率為96.89%～100.18%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.63%～9.53%。數(shù)據(jù)表明該分析方法準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性滿足農(nóng)藥殘留分析的要求[15]。

表2 氟啶蟲(chóng)酰胺在玉米植株和營(yíng)養(yǎng)液中的添加回收試驗(yàn)Table 2 Recoveries of flonicamid in corn and nutrient solution

2.3 氟啶蟲(chóng)酰胺在玉米植株內(nèi)的持留量動(dòng)態(tài)

從表3可知，采用氟啶蟲(chóng)酰胺水培營(yíng)養(yǎng)液處理玉米植株，從藥后1d開(kāi)始，氟啶蟲(chóng)酰胺在玉米地上部的積累量隨著水培時(shí)間的延長(zhǎng)，積累量也在逐漸增加，藥后4d氟啶蟲(chóng)酰胺7.81和125.00mg/L濃度處理在玉米地上部持留量達(dá)到最高，分別為13.45和247.62mg/kg，31.25mg/L濃度處理藥后8d持留量達(dá)到最高，為70.50mg/kg，之后隨著時(shí)間增長(zhǎng)，持留量逐漸下降；氟啶蟲(chóng)酰胺7.81、31.25和125.00mg/L濃度處理在玉米根部的持留量在藥后1～2d逐漸上升，藥后2～32d分別維持在3.68～4.00、16.20～17.38 和 52.53～54.82mg/kg。從玉米根部和地上部氟啶蟲(chóng)酰胺的持留量來(lái)看，同一處理濃度下，根部施用氟啶蟲(chóng)酰胺，玉米地上部的持留量隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，達(dá)到最高值后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)持留量緩慢減少，玉米根部藥后2～32d持留量相對(duì)穩(wěn)定，表明氟啶蟲(chóng)酰胺于根部施藥后，藥劑能被根系吸收并向上運(yùn)輸，且向上傳導(dǎo)過(guò)程中根部沒(méi)有積累大量藥劑。

表3 根部施藥后氟啶蟲(chóng)酰胺在玉米根部及地上部的持留量和在營(yíng)養(yǎng)液中的含量動(dòng)態(tài)Table 3 Residues of flonicamid in roots and aboveground of corn after application by root absorption and content dynamics in nutrient solution

2.4 氟啶蟲(chóng)酰胺對(duì)蚜蟲(chóng)防治效果及蜜露代謝的影響

根部吸收氟啶蟲(chóng)酰胺對(duì)玉米蚜蟲(chóng)具有較好的防治效果（表4），隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)防治效果逐漸增加，其中31.25和125.00mg/L處理在藥后8d防治效果分別達(dá)85.70%和95.53%，表現(xiàn)出良好的防治效果；從蚜蟲(chóng)蜜露分泌情況來(lái)看，藥后1d開(kāi)始，單頭蚜蟲(chóng)蜜露分泌數(shù)隨著處理濃度的增加逐漸降低，同一濃度處理蜜露分泌數(shù)隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減少，其中藥后16d時(shí)125.00mg/L處理的蜜露分泌數(shù)僅為0.51滴/頭，極顯著低于空白對(duì)照的11.50滴/頭。同樣濃度處理下，蜜露抑制率要高于蚜蟲(chóng)的蟲(chóng)口防治效果，表明氟啶蟲(chóng)酰胺對(duì)玉米蚜蟲(chóng)并非簡(jiǎn)單的毒殺效果，亦對(duì)玉米蚜蟲(chóng)取食行為造成影響，進(jìn)而影響蚜蟲(chóng)的蜜露代謝。

表4 氟啶蟲(chóng)酰胺對(duì)蚜蟲(chóng)防治效果及對(duì)蚜蟲(chóng)蜜露代謝的影響Table 4 The control effects of flonicamid and inhibitory effect on honeydew excretion to Rhopalosiphum maidis

3 討論

地下部施藥防治地上害蟲(chóng)是一種針對(duì)內(nèi)吸性農(nóng)藥的特殊施藥方式，可以通過(guò)根部吸收藥劑后將有效成分運(yùn)輸?shù)降厣喜糠侄鴮?duì)害蟲(chóng)起作用。這種施藥方式對(duì)害蟲(chóng)具有針對(duì)性，可以有效保護(hù)天敵，最大程度上減少藥劑施用對(duì)有益生物的影響；同時(shí)可以省工省力，減少藥劑流失，提高農(nóng)藥利用率[11,16]，對(duì)農(nóng)藥減量應(yīng)用具有積極的推動(dòng)作用。有研究[17-20]表明，吡蟲(chóng)啉施用于草莓、番茄、油菜、小麥和棉花根部后，在根莖等水分運(yùn)輸通道部位持留量相對(duì)穩(wěn)定，但在葉部和地上部等部位持留量呈逐漸增加和富集的規(guī)律，并且距離葉部越遠(yuǎn)，吡蟲(chóng)啉濃度越低。氟啶蟲(chóng)酰胺具有良好的內(nèi)吸和滲透作用，可從植物根部向莖部和葉部傳導(dǎo)，本研究通過(guò)水培玉米苗根部?jī)?nèi)吸的方法研究發(fā)現(xiàn)，氟啶蟲(chóng)酰胺在玉米根部持留量相對(duì)穩(wěn)定，但在玉米地上部持留量隨時(shí)間延長(zhǎng)呈逐漸累積的規(guī)律，這與吡蟲(chóng)啉在其他作物上的吸收規(guī)律基本一致，可能是植物的蒸騰作用導(dǎo)致的。

不同濃度氟啶蟲(chóng)酰胺處理玉米地上部持留量在4～8d達(dá)到最高，說(shuō)明玉米對(duì)氟啶蟲(chóng)酰胺的吸收和傳導(dǎo)是一個(gè)緩慢的富集和代謝過(guò)程，這符合氟啶蟲(chóng)酰胺持效期長(zhǎng)的特性，臨界點(diǎn)的發(fā)生說(shuō)明植株對(duì)藥劑的吸收量是有限的，防治上可以作為參考。宗建平等[18]通過(guò)吡蟲(chóng)啉在番茄上的分布及對(duì)煙粉虱的防效研究表明，通過(guò)根部吸收藥劑較噴霧處理可延長(zhǎng)藥劑持效期，對(duì)作物害蟲(chóng)起到持續(xù)控制作用。

氟啶蟲(chóng)酰胺可通過(guò)阻斷昆蟲(chóng)Kir通道的鉀離子內(nèi)流而干擾其唾液腺和馬氏管的正常生理功能[21]，通過(guò)干擾唾液腺可明顯抑制昆蟲(chóng)取食，并且這種抑制作用是不可逆的，可明顯導(dǎo)致蚜蟲(chóng)體重減輕，甚至饑餓而死[22]，另外破壞昆蟲(chóng)馬氏管的正常生理功能，也可影響昆蟲(chóng)蜜露分泌或排泄，最后導(dǎo)致昆蟲(chóng)死亡。Ren等[23]研究表明，氟啶蟲(chóng)酰胺處理后可顯著降低褐飛虱蜜露的排泄量，Powell等[24]研究發(fā)現(xiàn)，桃蚜經(jīng)氟啶蟲(chóng)酰胺處理后0.5h即停止蜜露分泌，并從取食葉面墜落。本研究表明，氟啶蟲(chóng)酰胺處理后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，玉米蚜蟲(chóng)蜜露分泌量逐漸降低，表明氟啶蟲(chóng)酰胺可通過(guò)玉米植株吸收和傳導(dǎo)，影響玉米蚜蟲(chóng)取食，進(jìn)而影響玉米蚜蟲(chóng)的蜜露分泌。

通過(guò)氟啶蟲(chóng)酰胺在玉米植株內(nèi)的時(shí)空變化結(jié)合玉米蚜蟲(chóng)數(shù)量和蜜露分泌情況來(lái)看，氟啶蟲(chóng)酰胺對(duì)玉米蚜蟲(chóng)具有較好的持續(xù)控制作用，蚜蟲(chóng)種群數(shù)量增長(zhǎng)較慢，蜜露分泌量與對(duì)照相比，明顯降低，在一定程度上也會(huì)減少玉米煤污病的發(fā)生，對(duì)玉米具有較好的保護(hù)效果。李冠楠等[25]研究發(fā)現(xiàn)，吡蟲(chóng)啉種衣劑處理玉米后，對(duì)玉米田節(jié)肢動(dòng)物群落造成一定影響，在玉米蚜蟲(chóng)發(fā)生嚴(yán)重時(shí)，能夠有效抑制玉米蚜蟲(chóng)種群數(shù)量；田體偉等[26]研究表明，吡蟲(chóng)啉和噻蟲(chóng)嗪等新煙堿類殺蟲(chóng)劑處理種子可明顯降低玉米地下害蟲(chóng)和蚜蟲(chóng)的為害，提高玉米產(chǎn)量，但種衣劑處理區(qū)非靶標(biāo)害蟲(chóng)有進(jìn)一步加劇的趨勢(shì)；宗建平等[18]研究表明，吡蟲(chóng)啉噴霧施藥對(duì)煙粉虱7d內(nèi)防效好于灌根施藥，但灌根施藥持效期要好于噴霧施藥，防效一直保持在65%以上。

4 結(jié)論

玉米可通過(guò)根系將氟啶蟲(chóng)酰胺快速吸收傳導(dǎo)至玉米的地上部分而對(duì)害蟲(chóng)起作用，這種作用方式可有效防治蚜蟲(chóng)等害蟲(chóng)，對(duì)天敵等不為害玉米的昆蟲(chóng)起到很好的保護(hù)作用，因此氟啶蟲(chóng)酰胺通過(guò)根系吸收用于玉米田害蟲(chóng)治理具有廣闊的發(fā)展前景，但應(yīng)密切關(guān)注非靶標(biāo)害蟲(chóng)種群的變化趨勢(shì)，及時(shí)制定非靶標(biāo)害蟲(chóng)防治措施，以建立更高效便捷的玉米蟲(chóng)害防治體系。