14C-吡蟲(chóng)啉在苗期油菜中的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)與分布特性

李成名 聶恩光 張素芬 葉慶富

(浙江大學(xué)原子核農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/農(nóng)業(yè)部核農(nóng)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310029)

新煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑作用于昆蟲(chóng)的乙酰膽堿受體，擾亂其神經(jīng)活動(dòng)，對(duì)害蟲(chóng)有觸殺和胃毒作用，其作用機(jī)制與天然煙堿類(lèi)似[1-2]。吡蟲(chóng)啉(Imidacloprid)作為全球首個(gè)商品化的新煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑，迄今已在120 余個(gè)國(guó)家、數(shù)百種作物上登記使用[3-4]。盡管吡蟲(chóng)啉已投入使用30 余年，但人們對(duì)其環(huán)境行為的認(rèn)識(shí)仍不夠客觀、全面[5-6]。2007年，Cox-Foster 等[7]首次發(fā)現(xiàn)，以吡蟲(chóng)啉為代表的新煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑會(huì)引發(fā)“蜂群崩潰綜合癥”。2012年，Henry 等[8]和Whitehorn 等[9]又相繼報(bào)道，新煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑會(huì)減弱蜜蜂覓食能力并降低蜂群增長(zhǎng)速率及蜂王的繁殖能力。另有研究表明，新煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑吡蟲(chóng)啉在水域環(huán)境中分布廣泛[10]，且對(duì)水生及陸生無(wú)脊椎動(dòng)物(如底棲動(dòng)物、蜉蝣稚蟲(chóng)、甲殼蟲(chóng)和蒼蠅等)具有致死作用[5，11-12]。Hallmann 等[13]研究發(fā)現(xiàn)，新煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑吡蟲(chóng)啉可能通過(guò)營(yíng)養(yǎng)級(jí)聯(lián)效應(yīng)引發(fā)自然生態(tài)系統(tǒng)災(zāi)害，如在吡蟲(chóng)啉嚴(yán)重污染的水環(huán)境區(qū)域，無(wú)脊椎昆蟲(chóng)大量死亡，并在營(yíng)養(yǎng)級(jí)聯(lián)效應(yīng)的作用下，食蟲(chóng)鳥(niǎo)類(lèi)種群和數(shù)量也急劇下降。為了遏止新煙堿類(lèi)農(nóng)藥對(duì)生態(tài)環(huán)境的持續(xù)性危害，歐盟決定從2013年12月1日起對(duì)吡蟲(chóng)啉、噻蟲(chóng)嗪和噻蟲(chóng)胺實(shí)施限用政策，美國(guó)、加拿大和巴西等國(guó)家也相繼實(shí)行禁限令或展開(kāi)相應(yīng)的審查和復(fù)審工作。自2018年9月1日，法國(guó)開(kāi)始在全國(guó)范圍內(nèi)禁止使用新煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑。目前，吡蟲(chóng)啉仍是國(guó)內(nèi)使用頻度較高的殺蟲(chóng)劑之一[14-16]，因此，研究吡蟲(chóng)啉在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的行為規(guī)律對(duì)其科學(xué)使用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

油菜(Brassica napusL.)是世界四大油料作物之一。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2017年我國(guó)油菜籽播種面積665.30 萬(wàn)hm2，油菜籽產(chǎn)量約為1 327.41 萬(wàn)t[17]。在油菜生產(chǎn)中，油菜蚤跳甲和油菜黃曲條跳甲等蟲(chóng)害時(shí)常威脅油菜的生長(zhǎng)，吡蟲(chóng)啉可有效抑制該蟲(chóng)害的發(fā)生[18]。然而，目前國(guó)內(nèi)外主要側(cè)重于吡蟲(chóng)啉環(huán)境毒理以及殘留監(jiān)控等方面的研究，而有關(guān)其在油菜中的吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)與殘留定向積累等方面的研究尚鮮見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)以14C-吡蟲(chóng)啉為示蹤劑，采用種衣劑拌種方式處理油菜種子，研究14C-吡蟲(chóng)啉在苗期油菜植株中的吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)與殘留分布特征，以期為客觀評(píng)價(jià)吡蟲(chóng)啉的環(huán)境安全和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試標(biāo)記化合物14C-吡蟲(chóng)啉，購(gòu)自上海啟甄環(huán)境科技有限公司。放射化學(xué)純度為97.35%，化學(xué)純度為98.03%±0.10%，比活度為6.54×105Bq·mg-1。化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖1 所示。供試種衣劑為60%高巧懸浮種衣劑(有效成分含量600 g·L-1)，登記證號(hào)LS99041(FS600)，購(gòu)自拜耳作物科學(xué)(中國(guó))有限公司。供試油菜品種為甘藍(lán)型油菜浙大619，由浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院周偉軍教授提供。

本試驗(yàn)選用中性黃松土，取自浙江省杭州市浙江大學(xué)校內(nèi)，土壤有機(jī)質(zhì)含量30.5 g·kg-1，pH 值7.02，陽(yáng)離子交換量(cation exchange capacity，CEC)10.83 cmol·kg-1，粘粒8.0%，粉粒71.3%，砂粒20.8%。

圖1 14C-吡蟲(chóng)啉化學(xué)結(jié)構(gòu)(*表示14C 標(biāo)記位置)Fig.1 Chemical structure of 14C-Imidacloprid(* represents the position of 14C)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.114C-吡蟲(chóng)啉不同藥種比種衣劑的配制與引入 參考Laurent 等[19]和黃芳等[20]吡蟲(chóng)啉包衣處理油菜種子的方法，并作適當(dāng)改進(jìn)。拜耳公司對(duì)油菜種子的吡蟲(chóng)啉種衣劑推薦劑量范圍是4.8～7.2 g·kg-1。本試驗(yàn)設(shè)計(jì)的供試藥種比均在拜耳公司推薦的田間使用量范圍內(nèi)，分別設(shè)置了T1(4.8 g·kg-1)、T2(5.4 g·kg-1)、 T3(6.0 g·kg-1)、T4(7.2 g·kg-1)共4 個(gè)藥種比，同時(shí)以不添加吡蟲(chóng)啉的油菜種子作為空白對(duì)照。取0.5 mL 60%高巧懸浮種衣劑，加水定容至5 mL，配成母液A，有效成分為60 mg·mL-1；另采用比活度為6.54×105Bq·mg-1的14C-吡蟲(chóng)啉原藥和母液A，制備出有效成分濃度為60.07 mg·mL-1、比活度為2.01×105Bq·mg-1的14C-吡蟲(chóng)啉母液B。分別吸取40、45、50 和60 μL14C-吡蟲(chóng)啉母液B，加水定容至500 μL。每組稱(chēng)取0.5 g 油菜種子(約114 粒)于1 mL 離心管中進(jìn)行拌種，拌種時(shí)用塑料薄膜包裹，防止藥液揮發(fā)，振蕩混合均勻，超聲3 min 后，陰干備播。

1.2.2 苗期油菜的培養(yǎng)與取樣 取陰干后的油菜種子播于裝有120 g 土的塑料杯(200 mL)中，每杯播種1 粒。模擬田間條件培養(yǎng)，至三葉始期第一次取樣，而后每隔7 d 取樣一次，每次取樣6 個(gè)重復(fù)，共取樣5次。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

將油菜整株取出，用自來(lái)水沖洗干凈附著土壤后，將植株按根、莖、葉分離處理，葉片自下往上記為葉1、葉2、葉3、葉4。將樣品于60℃烘箱中烘干至恒重并分別記錄其干重。取約1 g 干樣于生物氧化燃燒儀中，放射性物質(zhì)氧化燃燒后轉(zhuǎn)化為14CO2，經(jīng)15 mL 閃爍液B(閃爍液B 配方:28 g 2，5-二苯基惡唑，2 g 1，4-雙[2-(5-苯基惡唑)]，2.4 L 二甲苯，0.9 L 乙二醇乙醚，超聲0.5 h 溶解后，加入0.7 L 乙醇胺)。吸收靜置后，采用Tricarb-2910TR 液體閃爍測(cè)量?jī)x(美國(guó)Perkin Elmer 公司)測(cè)定14C 放射性活度，并計(jì)算吡蟲(chóng)啉殘留在各樣品中的含量。另外，于三葉始期后21 d時(shí)每處理另取1 株油菜幼苗，殺青、烘干、壓片處理，暗室下曝光37 d 后，采用Typhoon FLA 9500 同位素磷屏與多功能激光掃描成像系統(tǒng)(美國(guó)General Electric 公司)進(jìn)行放射性自顯影成像。

根據(jù)公式計(jì)算14C-吡蟲(chóng)啉吸收利用率、14C-吡蟲(chóng)啉分配比、14C-吡蟲(chóng)啉含量和14C-吡蟲(chóng)啉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù):

式中，k為14C-吡蟲(chóng)啉吸收利用率，%；PA 為拌種后每粒油菜種子測(cè)定的放射性活度，Bq；TA 為植物體內(nèi)總放射性活度，Bq。

式中，r為14C-吡蟲(chóng)啉分配比，%；TA 為植物體內(nèi)總放射性活度，Bq；Ti 分別為根、莖、葉中的放射性活度，Bq。

式中，c為14C-吡蟲(chóng)啉含量，mg·kg-1；Ai 為干樣中的放射性活度，Bq；a為母液B 中吡蟲(chóng)啉的放射性比活度，2.01×105Bq·mg-1；Mi 為干樣質(zhì)量，kg。

式中，TF 為14C-吡蟲(chóng)啉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)；Cs 為植物體內(nèi)地上部吡蟲(chóng)啉含量，mg·kg-1；Cr 為植物體地下部的吡蟲(chóng)啉含量，mg·kg-1。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2016 進(jìn)行處理，并用Origin 9.1作圖，采用Duncan’s multiple range test 法進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 油菜種子中14C-吡蟲(chóng)啉種衣劑的包覆率分析

農(nóng)藥包覆率體現(xiàn)了該試驗(yàn)條件下農(nóng)藥包衣處理種子的藥液利用水平。各處理組的種衣劑包覆率如表1所示。結(jié)果表明，每粒種子的包覆量隨處理濃度的升高而增加，藥種比為4.8、5.4、6.0、7.2 g·kg-1時(shí)，每粒種子中14C-吡蟲(chóng)啉種衣劑的包覆量分別為1.18、1.41、1.52、1.81 kBq/粒；各處理組14C-吡蟲(chóng)啉種衣劑對(duì)油菜種子的包覆率在27.83%～29.46%范圍內(nèi)。

表1 14C-吡蟲(chóng)啉種衣劑對(duì)油菜種子的包覆率Table 1 Coated ratio of 14C-Imidacloprid on rapeseeds by seed coating

2.2 苗期油菜體內(nèi)14C-吡蟲(chóng)啉的吸收和殘留動(dòng)態(tài)

苗期油菜對(duì)14C-吡蟲(chóng)啉的吸收利用率隨時(shí)間的變化如圖2 所示。結(jié)果表明，苗期油菜對(duì)14C-吡蟲(chóng)啉的吸收利用率呈現(xiàn)T3＞T4＞T2≈T1的規(guī)律。在整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中，低藥種比T1和T2對(duì)14C-吡蟲(chóng)啉的平均吸收利用率分別為9.32%和8.55%，二者之間無(wú)顯著差異(P＞0.05)。高藥種比T3和T4對(duì)14C-吡蟲(chóng)啉的吸收利用率均顯著高于T1和T2(除T4的28 d 外)(P＜0.05)，T3對(duì)14C-吡蟲(chóng)啉的吸收利用率在20.20%～28.92%范圍內(nèi)，T4在14.50%～19.17%之間。此外，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，T3對(duì)14C-吡蟲(chóng)啉的吸收利用率均顯著高于其他3 個(gè)處理組，即藥種比6.0 g·kg-1處理時(shí)，苗期油菜對(duì)吡蟲(chóng)啉的吸收效率最高。

圖2 苗期油菜對(duì)14C-吡蟲(chóng)啉吸收利用率的動(dòng)態(tài)變化(n＝6)Fig.2 Dynamics of uptake percentage of 14C-Imidacloprid in rape seedlings (n＝6)

苗期油菜植株內(nèi)的14C-吡蟲(chóng)啉含量隨時(shí)間變化如圖3 所示。統(tǒng)計(jì)分析表明，在三葉始期，T2、T3和T4植株內(nèi)的14C-吡蟲(chóng)啉含量均顯著高于T1(P＜0.05)，而T3與T2之間差異不顯著，T4顯著高于T2(P＜0.05)；隨后的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)，植株體內(nèi)的14C-吡蟲(chóng)啉含量表現(xiàn)為高藥種比T3和T4顯著高于低藥種比T2和T1(P＜0.05)，而2 個(gè)高藥種比處理之間無(wú)顯著性差異，且兩處理植株內(nèi)的14C-吡蟲(chóng)啉含量均隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)而下降，分別由7.96 和9.42 mg·kg-1(0 d)下降至4.72 和4.20 mg·kg-1(28 d)。此外，在三葉始期后0 ～14 d 期間，T2植株體內(nèi)的殘留含量極顯著高于T1(P＜0.01)，而在三葉期后21 和28 d，植株體內(nèi)的14C-吡蟲(chóng)啉含量表現(xiàn)為T(mén)2和T1之間差異不顯著，二者均維持在相對(duì)較低的水平(1.69 ～1.97 mg·kg-1)。植株體內(nèi)14C-吡蟲(chóng)啉的殘留量水平與其殺蟲(chóng)能力有關(guān)，試驗(yàn)結(jié)果顯示，相對(duì)較高藥種比T3和T4處理的殺蟲(chóng)能力顯著高于較低藥種比T1和T2，且藥種比6.0 mg·kg-1處理(T3)能達(dá)到與藥種比7.2 mg·kg-1處理(T4)相近的殺蟲(chóng)能力。

圖3 苗期油菜植株中14C-吡蟲(chóng)啉含量的動(dòng)態(tài)變化(n＝6)Fig.3 Dynamics of 14C-Imidacloprid content in rape seedlings (n＝6)

圖4 苗期油菜不同部位的14C-吡蟲(chóng)啉含量及分布Fig.4 Distribution of 14C-Imidacloprid content in different parts of rape seedlings

2.3 苗期油菜不同部位14C-吡蟲(chóng)啉的含量和分布的動(dòng)態(tài)變化

油菜根、莖、葉中的14C-吡蟲(chóng)啉含量及分布動(dòng)態(tài)如圖4 所示。低藥種比T1和T2莖中的14C-吡蟲(chóng)啉含量顯著高于植株其他部位(P＜0.05)，其最大值(T1為19.29 mg·kg-1，T2為25.26 mg·kg-1)均出現(xiàn)在三葉始期，最小值(T1為4.60 mg·kg-1，T2為4.84 mg·kg-1)均出現(xiàn)在三葉期后28 d，且下部葉(葉1)的14C-吡蟲(chóng)啉含量高于其他葉。T1的莖中14C-吡蟲(chóng)啉含量在三葉期后7～21 d 變化不顯著(P＞0.05)，隨后明顯下降，而T2的莖中14C-吡蟲(chóng)啉含量在三葉期后7～14 d 變化較小，三葉期后14 d 開(kāi)始顯著下降(P＜0.05)。與低藥種比T1和T2相比，高藥種比T3和T4的14C-吡蟲(chóng)啉含量呈現(xiàn)不同的分布規(guī)律，其莖和葉1 中的14C-吡蟲(chóng)啉含量均顯著高于其他部位(P＜0.05)，在整個(gè)培養(yǎng)周期中的各取樣時(shí)間點(diǎn)，T3和T4葉片中14C-吡蟲(chóng)啉含量均顯著高于T1和T2相應(yīng)的葉片(P＜0.05)，說(shuō)明高藥種比種衣劑處理時(shí)，苗期油菜吸收的吡蟲(chóng)啉更易在葉片(尤其是下部葉片)積累，這有利于控制苗期油菜葉片的蟲(chóng)害。除T3三葉始期外，T3和T4各取樣時(shí)間點(diǎn)苗期油菜根部的含量的14C-吡蟲(chóng)啉含量均顯著高于T1和T2(P＜0.05)。

由圖5 可知，高藥種比T3和T4的分配比與低藥種比T1和T2呈現(xiàn)出不同的分布特征。具體來(lái)看，T1和T2的分配比規(guī)律為:莖＞葉＞根，而高藥種比T3和T4的分配比規(guī)律則為:葉＞莖＞根(T4在三葉期后28 d除外)。各處理組根中14C-吡蟲(chóng)啉的分配比均在9.81%～16.37%范圍內(nèi)。

圖5 苗期油菜根、莖、葉中14C-吡蟲(chóng)啉的分配比(n＝6)Fig.5 Distribution ratio of 14C-Imidacloprid in roots，stems and leaves of rape seedling (n＝6)

2.4 14C-吡蟲(chóng)啉在苗期油菜植株中的放射自顯影

三葉始期后21 d 時(shí)，油菜植株的放射自顯影成像如圖6 所示。可見(jiàn)，不同藥種比處理植株體內(nèi)14C-吡蟲(chóng)啉及其代謝產(chǎn)物主要分布在莖和葉片，根中相對(duì)較少，且高藥種比處理油菜的根、莖、葉中14C-吡蟲(chóng)啉含量均高于低藥種比，這與前文定量分析結(jié)果可相互印證。放射自顯影結(jié)果還表明，苗期油菜的葉緣部位的14C-吡蟲(chóng)啉(包括代謝產(chǎn)物)含量相對(duì)于葉片其他部位更高，即14C-吡蟲(chóng)啉更易在葉緣部位定向積累。

圖6 三葉期后21 d 苗期油菜的放射自顯影圖(a)和植株實(shí)物圖(b)Fig.6 Autoradiography (a) and physical map (b) of rape seedlings on the 21th day after the three-leaf stage

2.5 14C-吡蟲(chóng)啉在苗期油菜中的轉(zhuǎn)運(yùn)分析

14C-吡蟲(chóng)啉在苗期油菜中的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)動(dòng)態(tài)變化如表2 所示。結(jié)果顯示，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，14C-吡蟲(chóng)啉在油菜幼苗中的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均大于1，表明在種衣劑拌種處理油菜種子方式下，吡蟲(chóng)啉容易通過(guò)根部向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)，且隨著培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，各處理組14C-吡蟲(chóng)啉的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)逐漸降低。從三葉始期至采樣終點(diǎn)，T1、T2、T3和T4的吡蟲(chóng)啉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)分別下降了63.38%、74.82%、60.84%和80.65%。在三葉始期，各處理組之間的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)無(wú)顯著差異，說(shuō)明三葉始期時(shí)，油菜幼苗對(duì)14C-吡蟲(chóng)啉的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)與藥種比之間無(wú)明顯相關(guān)性。就高藥種比T3和T4而言，在三葉始期(0 d)至三葉期后7 d，兩處理的14C-吡蟲(chóng)啉轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)無(wú)顯著差異，而隨著培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，T3的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均顯著高于T4。

表2 14C-吡蟲(chóng)啉在苗期油菜中的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)動(dòng)態(tài)變化Table 2 Dynamics of transport factors of 14C-Imidacloprid in rape seedlings

3 討論

3.1 吡蟲(chóng)啉種衣劑處理甘藍(lán)型油菜種子的適宜藥種比

新煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑吡蟲(chóng)啉通過(guò)與昆蟲(chóng)乙酰膽堿受體結(jié)合，干擾昆蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)而達(dá)到殺蟲(chóng)防害的效果[21]，其對(duì)昆蟲(chóng)的半致死量(lethal dose 50%，LD50)為2.0 mg·kg-1[22]。探索化學(xué)農(nóng)藥的高效利用機(jī)理以及開(kāi)發(fā)農(nóng)藥減量增效技術(shù)是我國(guó)當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一[23]。在推薦劑量范圍內(nèi)，確定更適宜的藥種比以減少其用量，進(jìn)而減少化學(xué)農(nóng)藥污染，降低農(nóng)藥用藥成本，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本試驗(yàn)表明，吡蟲(chóng)啉種衣劑拌種處理油菜種子，相較于T1、T2和T4，藥種比6.0 mg·kg-1處理(T3)的苗期油菜對(duì)吡蟲(chóng)啉的吸收利用率最高。同時(shí)，苗期油菜植株體內(nèi)的吡蟲(chóng)啉總含量水平表現(xiàn)為高藥種比T3和T4顯著高于低藥種比T2和T1(除三葉始期外)(P＜0.05)，而高藥種比處理間無(wú)顯著性差異(P＞0.05)，兩者吡蟲(chóng)啉含量水平分別維持在4.72 ～7.96 mg·kg-1和4.20～9.42 mg·kg-1范圍內(nèi)；苗期油菜葉中高藥種比的吡蟲(chóng)啉含量水平也顯著高于低藥種比(P＜0.05)。植株體內(nèi)的吡蟲(chóng)啉含量與其蟲(chóng)害防御能力有關(guān)，高藥種比處理的植株整體含量及葉中的含量均高于低藥種比，這意味著高藥種比處理有利于控制油菜植株整體尤其是葉片的蟲(chóng)害。此外，在取樣后期，藥種比6.0 g·kg-1處理(T3)14C-吡蟲(chóng)啉在油菜體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均顯著高于藥種比7.2 g·kg-1處理(T4)。綜上所述，藥種比6.0 g·kg-1為吡蟲(chóng)啉種衣劑處理油菜種子的適宜藥種比。

3.2 吡蟲(chóng)啉在植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)及分布差異性的可能機(jī)理

本研究表明，油菜種子經(jīng)高藥種比處理，其植株體內(nèi)14C-吡蟲(chóng)啉含量和放射性分配比均呈現(xiàn)出與低藥種比處理不同的特征。低藥種比處理，莖中吡蟲(chóng)啉含量水平顯著高于植株其他部位(P＜0.05)，且下部葉(葉1)高于其他葉，其分配比規(guī)律為:莖＞葉＞根。而高藥種比處理，莖和葉1 中吡蟲(chóng)啉含量均顯著高于其他部位(P＜0.05)，其分配比規(guī)律則為:葉＞莖＞根(T4三葉期后28 d 除外)。各處理組根中14C-吡蟲(chóng)啉的分配比均較低，在9.81%～16.37%范圍內(nèi)。Laurent 等[19]研究表明，向日葵種子經(jīng)過(guò)吡蟲(chóng)啉拌種后，約10%進(jìn)入到種子中，下部葉片吡蟲(chóng)啉含量高于上部葉片。Ge等[24]有關(guān)吡蟲(chóng)啉在水稻植株中吸收與運(yùn)轉(zhuǎn)的研究表明，吡蟲(chóng)啉從土壤引入水稻后，葉片的吡蟲(chóng)啉含量高于根部。Sun 等[25]研究也表明，水培條件下玉米植株體內(nèi)吡蟲(chóng)啉的分布也呈現(xiàn)出葉＞莖＞根的規(guī)律。這些研究報(bào)道與本試驗(yàn)研究結(jié)果類(lèi)似。

由本研究結(jié)果可知，吡蟲(chóng)啉在苗期油菜中的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均大于1，表明在種衣劑拌種處理油菜種子方式下，吡蟲(chóng)啉易通過(guò)根部向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)。農(nóng)藥在植株體內(nèi)各部位分布差異可歸因于多因素的影響。農(nóng)藥分子的結(jié)構(gòu)、正辛醇/水分配系數(shù)(logKow)、溶解性等理化性質(zhì)對(duì)其內(nèi)吸性能影響較大[26]。通常認(rèn)為，當(dāng)logKow小于4 時(shí)，農(nóng)藥分子在植物的木質(zhì)部傳導(dǎo)能力較強(qiáng)，容易向上運(yùn)輸；當(dāng)logKow 大于4 時(shí)，農(nóng)藥分子親脂性較強(qiáng)，不易向上運(yùn)輸[27]。吡蟲(chóng)啉的logKow 為0.57[28]，親水性較強(qiáng)，因而易通過(guò)植株木質(zhì)部向地上部運(yùn)輸。這可能是本研究中吡蟲(chóng)啉地上部含量高于根部的原因之一。

植物的蒸騰作用是農(nóng)藥分子在植物體內(nèi)吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)另一個(gè)重要因素[29]。已有研究表明，內(nèi)吸性殺蟲(chóng)劑均能不同程度的透過(guò)角質(zhì)層到達(dá)植物內(nèi)部，而后隨著植物的蒸騰作用到達(dá)植株各部位[30]，由于葉片邊緣布滿(mǎn)氣孔，植物體內(nèi)的農(nóng)藥分子可在蒸騰流的作用下運(yùn)輸至葉片邊緣。本試驗(yàn)放射自顯影結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)，14C-吡蟲(chóng)啉(包括代謝產(chǎn)物)主要分布在莖和葉中，尤其是葉緣部位，即14C-吡蟲(chóng)啉更易在葉緣部位定向積累。Tapparo 等[31]用吡蟲(chóng)啉處理玉米種子時(shí)也發(fā)現(xiàn)，植株吐水時(shí)其葉尖端液滴中含有吡蟲(chóng)啉?？梢?jiàn)，吡蟲(chóng)啉易在葉緣部位積累這一現(xiàn)象符合蒸騰作用影響植物對(duì)農(nóng)藥分子吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)的規(guī)律。

種衣劑拌種處理油菜種子后，隨著培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，苗期油菜對(duì)吡蟲(chóng)啉的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)逐漸降低。楊麗旋[32]在0.5 mg·L-1吡蟲(chóng)啉水培條件下處理上海青和紫金香妃青菜，發(fā)現(xiàn)隨著培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，其轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)分別從1.91 和2.77 降至1.81 和1.14，這與本試驗(yàn)的研究結(jié)果類(lèi)似。究其原因，可能是隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，油菜植株生物量的增加速率超過(guò)了吡蟲(chóng)啉在地上部的累積速率，從而表現(xiàn)出轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)隨時(shí)間延長(zhǎng)而下降的現(xiàn)象。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)研究了14C-吡蟲(chóng)啉在苗期油菜中的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和分布規(guī)律，結(jié)果表明，吡蟲(chóng)啉種衣劑處理油菜種子的適宜藥種比為6.0 g·kg-1；低藥種比4.8 和5.4 g·kg-1處理，14C 吡蟲(chóng)啉在各部位的分配比規(guī)律為:莖＞葉＞根；高藥種比6.0 和7.2 g·kg-1處理時(shí)，其分配比規(guī)律則為:葉＞莖＞根；吡蟲(chóng)啉更易在葉緣部位定向積累；吡蟲(chóng)啉在油菜幼苗中的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均大于1，且吡蟲(chóng)啉的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)隨著油菜培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)而降低。本研究為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上科學(xué)使用吡蟲(chóng)啉和客觀評(píng)價(jià)吡蟲(chóng)啉安全性提供了數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。