天然苦皮藤素和花椒素混配防治枸杞害蟲的室內(nèi)毒力和田間藥效

劉雨晴　劉冠華　王韜　李建　景炳年　魏磊　趙天增

摘要：以天然苦皮藤素和花椒素混配新型環(huán)保殺蟲劑，探索該殺蟲劑對枸杞蚜蟲和枸杞木虱的室內(nèi)毒力及田間藥效。結(jié)果表明，分別以乙醇和甲醇為溶劑提取，獲得天然苦皮藤素和花椒素對枸杞蚜蟲和枸杞木虱有明顯的協(xié)同增效作用，二者質(zhì)量比為2 ∶1時，增效作用最強;田間試驗進一步驗證了該殺蟲劑對枸杞蚜蟲和枸杞木虱有良好的防效。12.0%苦·椒水乳劑稀釋500倍液處理后3、7、15 d，對枸杞蚜蟲的防效分別高達95.23%、98.07%、98.06%，對枸杞木虱的防效分別高達96.98%、97.73%、98.10%;并且在本試驗用藥范圍內(nèi)對靶標(biāo)作物及有益生物安全。與現(xiàn)有的單一制劑相比，除具有明顯的殺蟲效果外，還可以有效降低施藥成本，減緩抗藥性的產(chǎn)生，減少制劑殘留量。

關(guān)鍵詞：苦皮藤;花椒;枸杞蚜蟲;枸杞木虱;植物源農(nóng)藥;綠色農(nóng)業(yè);增效

中圖分類號： S435.671

文獻標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）02-0108-05

收稿日期：2018-11-02

作者簡介：劉雨晴（1981—），女，山東菏澤人，博士，副研究員，研究方向為植物天然產(chǎn)物的開發(fā)與應(yīng)用。Tel：（0371）55935573;E-mail：myjoe00@163.com。

近年來，高毒、高殘留化學(xué)農(nóng)藥成為污染生態(tài)環(huán)境、危害食品安全和民眾健康的重要問題。隨著人們對化學(xué)農(nóng)藥危害的認識，世界發(fā)達國家和部分發(fā)展中國家均已限制有毒化學(xué)農(nóng)藥的使用，許多國家制定了減少化學(xué)農(nóng)藥使用的對策，提出化學(xué)農(nóng)藥的替代產(chǎn)品。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)藥在我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著十分重要的作用。嚴格限制使用化學(xué)農(nóng)藥，解決農(nóng)藥殘留超標(biāo)，提高農(nóng)產(chǎn)品的安全性及我國農(nóng)產(chǎn)品在國際市場上的競爭力需求迫切。

為適應(yīng)我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展策略，農(nóng)藥的發(fā)展方向?qū)⑹菑姆沁x擇性農(nóng)藥轉(zhuǎn)向選擇性農(nóng)藥，從傳統(tǒng)的有機化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)向生態(tài)合理農(nóng)藥和環(huán)境和諧農(nóng)藥，以利于保護環(huán)境，促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，許多生物農(nóng)藥由于具有選擇性強，對人畜安全，對非靶標(biāo)生物的影響較小，能保持自然生態(tài)平衡，在自然環(huán)境中易于降解，無殘留，不污染環(huán)境，多種因素和成分發(fā)揮作用，有害生物難以產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)點而日益受到重視[1]。

植物源農(nóng)藥是人類歷史上最古老的生物農(nóng)藥之一，它取自自然，用于自然，能迅速降解，無環(huán)境污染問題，有高選擇性，對人畜安全，而且還有不產(chǎn)生抗藥性、無藥害、有肥效、對作物生長有刺激作用，可兼治病蟲害等優(yōu)點，現(xiàn)已成為綠色生物農(nóng)藥首選之一。植物天然產(chǎn)物苦皮藤素來源于傳統(tǒng)殺蟲植物衛(wèi)矛科南蛇藤屬苦皮藤（Celastrus angulatus Max.）的根皮[2]。苦皮藤別稱蘿卜藥，自然資源豐富，廣泛分布在黃河、長江流域，以河南、陜西、湖北等地區(qū)最為集中;其根系發(fā)達，環(huán)境適應(yīng)力和再生能力都非常強，并且目前其人工繁育技術(shù)已經(jīng)成熟[3]?？嗥ぬ賹ρ料x（Aphidoidea）、小菜蛾（Plutella xyllostella Linnaeus）、黏蟲（Leucania separate Walker）等多種害蟲均具有一定的生物活性[4]?；ń罚≒ericarpium zanthoxyli），屬蕓香科，花椒屬，分布于中南、西南及遼寧、河北、陜西、甘肅、山東、江蘇、安徽、浙江、江西、西藏等地。常用作烹飪調(diào)料和中藥配料，花椒還具有驅(qū)蟲作用，花椒精油對玉米象和儲糧曲霉與青霉均具有顯著的熏殺效果[5]。花椒三氯甲烷提取物對卵和雌成螨都有較高的生物活性，當(dāng)提取物濃度為2 mg/mL時，處理山楂葉螨的卵、雌成螨24 h后的校正死亡率分別為55.57%、64.14%，LC50分別為 2.09、1.13 mg/mL[6];但單劑速效性較差，存在著對害蟲藥效慢、田間藥效一般、噴藥次數(shù)多、稀釋倍數(shù)較低等共同缺陷，亟待解決。

殺蟲劑聯(lián)合使用被認為是克服或延緩害蟲抗藥性的有效措施之一，農(nóng)藥混配是利用和改造農(nóng)藥老品種，提高其防治效果的一種有效途徑，具有重要的實踐意義。因此，本研究室提出以活性成分組和組分配伍理念研究、篩選具有特定功效的天然成分組，以此理念進行新型植物源農(nóng)藥的開發(fā)，能夠較好地發(fā)揮植物源天然活性成分組多成分、多靶點、協(xié)同增效優(yōu)勢，解決植物源農(nóng)藥活性偏低、速效性差的難題。本研究開展天然苦皮藤素和天然花椒素防治枸杞蚜蟲和枸杞木虱的配伍應(yīng)用研究，利用2種植物源農(nóng)藥優(yōu)勢互補的特點，充分改善單劑缺點，以期為研制高效低毒的生物農(nóng)藥奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

試驗用枸杞蚜蟲、枸杞木虱（Poratrioza sinica Yang et Li.）采自寧夏中寧枸杞基地。

1.2 殺蟲活性成分組制備

天然苦皮藤素：將苦皮藤根皮粉碎，得到苦皮藤根皮粉，加入苦皮藤根皮粉質(zhì)量3～5倍的乙醇，在60～80 ℃超聲提取1～4 h，過濾后減壓濃縮成膏狀粗提物，所用的乙醇的質(zhì)量濃度為95%。

天然花椒素：將花椒粉碎，加入花椒粉質(zhì)量3～6倍的甲醇，在40～70 ℃超聲提取4～6 h，過濾后減壓濃縮至膏狀粗提物。

1.3 植物源農(nóng)藥配制

藥劑1～藥劑4分別為9.0%、10.0%、12.0%、7.5%苦·椒水乳劑。

制備方法如下：（1）將含有天然苦皮藤素和天然花椒素的殺蟲組合物（濃度為7.5%～12.0%用溶劑3%～30%環(huán)己酮溶解，以 800～1 000 r/min的速度攪拌10～30 min得到均一的油相混合物;（2）將乳化劑2%～5%農(nóng)乳2201、防腐劑 0.5%～1%苯甲酸鈉、防凍劑0.5%～1%乙二醇、增效劑1%～3%增效醚、穩(wěn)定劑0.5%～2%1，2-丁二醇和1/3～1/2的水，以800～1 000 r/min 的速度攪拌10～30 min即得到均一的水相混合物;（3）將第2步得到的水相混合物加入第1步得到的油相混合物中，然后在10 000～12 000 r/min條件下高速攪拌10～30 min，同時補充剩余的水，即可形成水包油型的殺蟲水乳劑。

1.4 室內(nèi)聯(lián)合毒力測定

1.4.1 對枸杞蚜蟲室內(nèi)聯(lián)合毒力測定 試蟲處理采用浸漬法。采集新鮮的帶有蚜蟲的枸杞嫩梢，剔除有翅蚜蟲和多余蚜蟲，使蚜蟲大小基本一致，密度適中，然后將其在藥液中浸漬5 s，取出晾干后，放入已墊有濾紙的直徑為9 cm的培養(yǎng)皿中，培養(yǎng)皿加水保濕，置入RXZ智能人工光照氣候箱中，溫度為（25±0.5） ℃，相對濕度為60%，光-暗周期為 14 h—10 h，24 h后檢查各處理死亡蟲數(shù)，并計算校正死亡率。死亡標(biāo)準(zhǔn)為以毛筆輕觸蚜體，蚜足不能動者即為死亡[7]。

所得死亡率用Abbott公式進行校正，根據(jù)藥劑濃度對數(shù)值與校正死亡率概率值的直線回歸法，計算毒力回歸方程、致死中濃度（lethal concentration 50，簡稱LC50）?；靹┎捎肧un等的公式計算出共毒系數(shù)（co-toxicity coefficient，簡稱CTC）[8]。增效判斷標(biāo)準(zhǔn)：CTC≥200為顯著增效，150≤CTC<200為增效作用較小，70

式中：A表示A單劑毒力指數(shù);AC表示A在混劑中所占百分率;B表示B單劑毒力指數(shù);BC表示B在混劑中所占百分率。

1.4.2 對枸杞木虱室內(nèi)聯(lián)合毒力測定 取附有木虱的枸杞葉，用毛筆挑選個體大小相近的木虱，均勻擺放在葉片正面上并使每張葉片上存有木虱 20～30頭，將葉片浸入已配制好的農(nóng)藥藥液中，浸漬5 s后取出，用吸水紙吸去多余的藥液并晾干，然后放入鋪有3層濕吸水紙的90 mm培養(yǎng)皿中，用2層濕紗布封口后蓋上培養(yǎng)皿蓋子，室內(nèi)溫度保持在（26±1） ℃。每個處理重復(fù)3次，以清水為對照。24 h后調(diào)查總蟲數(shù)和死蟲數(shù)。死亡標(biāo)準(zhǔn)為用小毛筆輕觸蟲體及附肢，無任何反應(yīng)則視為死亡[10]。計算毒力回歸方程、致死中濃度及共毒系數(shù)。

1.4.3 防治枸杞蚜蟲田間藥效試驗 試驗共分2批進行，分別設(shè)藥劑1和藥劑2為第1組，藥劑3和藥劑4為第2組，并分別制備各藥劑的對照樣，其中藥劑1的對照樣是8%苦皮藤素和1%花椒素，藥劑3的對照樣是8%苦皮藤素和4%花椒素，藥劑2的對照樣是10%苦皮藤素和5%花椒素，藥劑4的對照樣是1.5%苦皮藤素和6%花椒素，同時以清水作為空白對照。

其中各對照樣的具體制備方法為（1）將天然苦皮藤素（天然花椒素）與環(huán)己酮混合得油相;（2）將農(nóng)乳2201、苯甲酸鈉、乙二醇、1，2-丁二醇和水用量的1/2混合得水相;（3）將水相加入到油相中混合，同時補加剩余的水，即得水乳劑。步驟（1）和步驟（2）中混合時均以900 r/min的速度攪拌 20 min;步驟（3）混合時在11 000 r/min的速度下攪拌 20 min，同時補充余量的水，即可。

試驗在寧夏枸杞生產(chǎn)基地進行。選三年生枸杞苗，于枸杞蚜蟲第1代幼齡若蟲始盛期用背負式機動噴霧噴粉機噴施。每個處理重復(fù)3次，完全隨機區(qū)組排列，并設(shè)保護行。選擇晴天16：00后，將配制好的藥劑進行全株噴霧，噴霧量為50 kg/667 m2，重點噴灑樹冠梢部和葉片正反面，做到均勻、細致、全面覆蓋。每個小區(qū)選擇10棵樹，每棵樹上選擇蚜蟲較多的2個枝條作為固定樣枝，用標(biāo)簽標(biāo)記，注明編號、藥劑名稱、濃度。施藥前調(diào)查固定樣枝上的蟲口基數(shù)。從噴藥后3、7、15 d分別調(diào)查每小區(qū)固定樣枝上的活蚜數(shù)[11]。

應(yīng)用SPSS 22.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。

防治效果是將藥效調(diào)查的數(shù)據(jù)與空白對照區(qū)比較，計算防治效果（蟲口減退率），計算公式如下：

1.4.4 防治枸杞木虱田間藥效試驗 試驗共分2批進行，分別設(shè)藥劑1和藥劑2為第1組，藥劑3和藥劑4照為第2組，并分別制備各藥劑的對照樣，對照樣具體制備參照“1.4.3節(jié)”，同時以清水作為空白對照。試驗在寧夏枸杞生產(chǎn)基地進行。每種藥劑分別設(shè)2個濃度處理，以清水作為對照。每個處理選取3棵樹，隨機區(qū)組排列，重復(fù)3次，用手動背負式噴霧器將每株植物充分噴藥達不滴液為宜。施藥前調(diào)査枸杞木虱基數(shù)，分別掛牌標(biāo)記。分別于施藥后3、5、7 d調(diào)查每枝上的木虱數(shù)，計算枸杞木虱蟲口減退率和防治效果[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 對枸杞蚜蟲室內(nèi)聯(lián)合毒力

天然苦皮藤素與天然花椒素對枸杞蚜蟲的毒力與共毒系數(shù)測定計算結(jié)果見表1。

由表1可知，天然苦皮藤素與天然花椒素2種活性成分組按表1中的比例復(fù)配后對枸杞蚜蟲有明顯的增效作用，天然苦皮藤素與天然花椒素的質(zhì)量比為2 ∶1時，增效作用最強，共毒系數(shù)為272.84;質(zhì)量比為8 ∶1、4 ∶1、1 ∶1、1 ∶2、1 ∶4、1 ∶8時，共毒系數(shù)依次為173.43、223.24、211.46、204.24、18147、142.55。

2.2 對枸杞木虱室內(nèi)聯(lián)合毒力

天然苦皮藤素與天然花椒素對枸杞木虱的毒力與共毒系數(shù)測定計算結(jié)果見表2。由表2可知，天然苦皮藤素與天然花椒素2種活性成分組按表2中的比例復(fù)配后對枸杞木虱有明顯的增效作用，天然苦皮藤素與天然花椒素的質(zhì)量比為2 ∶1時，增效作用最強，共毒系數(shù)為280.34;質(zhì)量比為8 ∶1、4 ∶1、1 ∶1、1 ∶2、1 ∶4、1 ∶8時，共毒系數(shù)依次為165.75、221.61、206.03、197.23、172.38、132.29。

2.3 防治枸杞蚜蟲田間藥效試驗

本研究2種有效成分組復(fù)配的制劑，防治枸杞蚜蟲的藥效如表3和表4所示，可知，本研究中2種活性成分組復(fù)配的制劑對枸杞蚜蟲防治效果明顯提高，明顯優(yōu)于2種活性成分組單獨使用，并且有較好的速效性。處理藥劑為9.0%、10.0%、12.0%苦·椒水乳制稀釋500、800倍，3 d后的防效均在66%～96%;在天然苦皮藤素和天然花椒素的質(zhì)量比為2∶1時（即藥劑3）， 稀釋500倍時防效最佳，處理后3、7、15 d，防效分別高達95.23%、98.07%、98.06%，并且在本試驗用藥范圍內(nèi)對靶標(biāo)作物及有益生物安全。

2.4 防治枸杞木虱田間藥效試驗

本研究2種活性成分組復(fù)配的制劑，防治枸杞木虱的藥效如表5和表6所示，可知，本研究2種活性成分組復(fù)配的制劑對枸杞木虱防治效果明顯提高，明顯優(yōu)于2種活性成分組單獨使用，并且有較好的速效性。處理藥劑為9.0%、10.0%和12.0%苦·椒水乳劑稀釋500、800倍，3 d后的防效均在70%～97%之間;在天然苦皮藤素和天然花椒素的質(zhì)量比為2 ∶1時（即藥劑3），防效最佳，處理后3、7、15 d，防效分別高達96.98%、97.73%、98.10%。

此外，對天然苦皮藤素和天然花椒素增效作用最明顯的配比2 ∶1進行小白鼠的急性毒性試驗，回歸方程為y=-1.13+1.61x，急性口服LD50為 6 413.23 mg/kg，在微毒范圍內(nèi)。

3 討論

把不同作用機制的農(nóng)藥科學(xué)合理地復(fù)配混用，可起到擴大防治范圍、兼治不同病蟲害、降低毒性、增加藥效、減少用藥頻次、省時省工、降低成本、延緩抗藥性產(chǎn)生等效果[13]。天然苦皮藤素和天然花椒素2種有效成分分別作為殺蟲劑用于防治害蟲，由于它們的有效成分含量低、擊倒速率較慢、防治效果較低、如果提純濃縮至實用的濃度，則大大提高成本，限制了它們的直接加工利用。本研究結(jié)果表明，將2種有效成分混用具有顯著的增效作用，此復(fù)配方案具有對枸杞蚜蟲和枸杞木虱害蟲防治效果增強、速效性好、持效性長、一藥多治的優(yōu)點，與現(xiàn)有的單一制劑相比，除具有明顯的殺蟲效果外，還可以有效地降低施藥成本、減緩抗性的產(chǎn)生、減少制劑殘留量，對作物無污染、安全性好，符合農(nóng)藥制劑的安全性要求等。此外，本研究的殺蟲劑是由苦皮藤根皮和花椒組合物的二甲苯活性成分組制成的，與二者分別提取后組合加工制成的乳油制劑活性無顯著差異，既可以保障殺蟲制劑效果，又可以簡化制劑加工工藝、提高生產(chǎn)效率，并且原料易得，具有成本較低，使用方便，不含任何化學(xué)農(nóng)藥成分，對人畜和生態(tài)環(huán)境安全等特點，是一種適于推廣使用的植物源殺蟲制劑，尤其在有機農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)上具有極大應(yīng)用推廣價值，是理想的新型綠色農(nóng)藥。綜上所述，本研究的殺蟲組合物具有對枸杞蚜蟲和枸杞木虱防治效果增強、速效性好、持效性長的優(yōu)點，與現(xiàn)有的單一制劑相比，除具有顯著的殺蟲效果外，還可以有效降低施藥成本，減緩抗性的產(chǎn)生，減少制劑殘留量，對作物無污染、安全性好，符合農(nóng)藥制劑的安全性要求。

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