幾種殺蟲劑對香蕉黃胸薊馬的防治效果及其在香蕉果實(shí)中的殘留

郇志博, 于世幸, 王明月,3,4, 韓丙軍,3,4, 吳 瓊,3,4

(1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 分析測試中心，?？?571101；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科技學(xué)院，武漢 430070；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部亞熱帶果品蔬菜質(zhì)量安全控制重點(diǎn)實(shí)驗室，?？?571101；4.海南省熱帶果蔬產(chǎn)品質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗室，?？?571101)

香蕉薊馬是香蕉上的主要害蟲之一，主要種類為黃胸薊馬Thrips hawaiiensis(Morgan)，該蟲主要在香蕉花蕾內(nèi)為害，受害的香蕉果實(shí)表現(xiàn)為果皮組織增生、木栓化，后期呈突起小黑斑 (黑點(diǎn))，嚴(yán)重影響香蕉果實(shí)的外觀品質(zhì)，降低其經(jīng)濟(jì)價值[1]。

目前對香蕉黃胸薊馬的防治仍以化學(xué)防治為主，但由于該蟲喜歡躲藏在未開苞的蕾苞中，加之香蕉苞片的阻擋，采用常規(guī)的噴霧方式，藥液難以接觸到蟲體，造成藥效降低，通常需要多次施藥才能有效防治該害蟲[2]。以吡蟲啉為例，在香蕉現(xiàn)蕾期450g/L 吡蟲啉微乳劑1000 倍液通常需要施藥3～4 次才有較好防效[3]。香蕉花蕾注射施藥方式是近年來開發(fā)的一種新的施藥方式，藥液通過注射方式注入蕾苞中并留存在蕾苞的空隙中，大大增加了藥液與蕾苞內(nèi)薊馬的接觸幾率[4]。研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)施藥方式相比，該施藥方式可節(jié)約30% 的防治費(fèi)用，并可以有效降低農(nóng)藥使用量，減緩害蟲抗藥性，降低農(nóng)藥殘留[4-5]。

截止2023 年6 月30 日，我國在香蕉上登記用于防治薊馬的藥劑僅有2 種，分別為22%螺蟲 ?噻蟲啉懸浮劑和33%氯氟 ? 吡蟲啉懸浮劑[6]。尹可鎖等[5]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于吡蟲啉對香蕉薊馬的防效好、成本低，所以云南香蕉產(chǎn)區(qū)吡蟲啉的使用量占到薊馬防治藥劑的80%以上。另外，近年來報道表明，香蕉黃胸薊馬已對多種殺蟲劑產(chǎn)生抗性，其中海南省香蕉黃胸薊馬對啶蟲脒產(chǎn)生了中等水平抗性 (抗性倍數(shù)11.19～17.46 倍)，對阿維菌素產(chǎn)生了低水平抗性 (抗性倍數(shù)6.57～13.35 倍)，海南東方種群對多殺菌素和吡蟲啉，臨高種群對吡蟲啉都產(chǎn)生了低水平抗性 (抗性倍數(shù)7.11～8.28倍)[7]。香蕉黃胸薊馬抗藥性的產(chǎn)生進(jìn)一步加重了香蕉的農(nóng)藥殘留問題。馬晨等[8]研究表明，我國香蕉中吡蟲啉的檢出率最高 (34.69%)，在檢測的196 份香蕉中，吡蟲啉超標(biāo)21 份。目前，吡蟲啉在我國是香蕉薊馬的主要防治藥劑，但由于其抗性和殘留問題，篩選替代品種迫在眉睫。

溴蟲氟苯雙酰胺 (broflanilide)、雙丙環(huán)蟲酯(afidopyropen)、氟啶蟲胺腈 (sulfoxaflor) 、氟啶蟲酰胺 (flonicamid) 和氯噻啉 (imidaclothiz) 等都是近年來新開發(fā)或新登記的農(nóng)藥。溴蟲氟苯雙酰胺是由巴斯夫和三井化學(xué)共同開發(fā)的新型殺蟲劑，屬于二酰胺類農(nóng)藥，具有胃毒和觸殺作用，為γ-氨基丁酸門控氯離子通道（GABA）門控氯離子通道變構(gòu)調(diào)節(jié)劑。該藥劑殺蟲譜廣，與現(xiàn)有殺蟲劑無交互抗性，可用于抗性害蟲的治理。其于2019 年12 月首次在澳大利亞取得登記，2020 年在我國獲得登記[6]。雙丙環(huán)蟲酯由日本北里研究所與日本明治制果藥業(yè)株式會社共同研發(fā)，為pyripyropenes A 的衍生物[9]，對蚜蟲、粉虱、蚧殼蟲和葉蟬等多種刺吸式害蟲具有較強(qiáng)的殺蟲活性，屬于弦振器官香草素受體亞家族通道調(diào)節(jié)劑，其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制使其與目前的常規(guī)殺蟲劑無交互抗性，可用于抗性害蟲的治理[10]，于2019 年在我國首次登記[6]。氟啶蟲胺腈是美國陶氏益農(nóng)公司研制的第一個新穎磺酰亞胺類(sulfoximine) 殺蟲劑，為乙酰膽堿受體激動劑，能有效防治蚜蟲、盲蝽、粉虱、蚧殼蟲、薊馬等害蟲，尤其是對煙堿類、菊酯類、有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類產(chǎn)生抗藥性的刺吸式害蟲，被認(rèn)為是抗性害蟲治理的優(yōu)選藥劑[11]。于2016 年在我國首次登記[6]。氟啶蟲酰胺是日本石原產(chǎn)業(yè)株式會社開發(fā)的吡啶酰胺類殺蟲劑，該藥劑的作用靶標(biāo)長期未知，最近研究認(rèn)為該藥劑通過抑制昆蟲Kir 通道，影響馬氏管與唾液腺的正常分泌，進(jìn)而影響昆蟲的取食和排泄，其獨(dú)特的作用機(jī)理被認(rèn)為可用于防治對新煙堿類等常規(guī)殺蟲劑產(chǎn)生抗性的害蟲[12]，于2014 年在我國首次登記[6]。氯噻啉是由江蘇南通江山農(nóng)藥化工股份有限公司創(chuàng)制并登記的新煙堿類殺蟲劑，通過競爭性結(jié)合煙堿乙酰膽堿酯酶受體干擾害蟲神經(jīng)信號傳導(dǎo)，殺蟲譜較廣，于2008 年在我國正式登記[6]，該藥劑由于尚未大范圍使用，因此害蟲抗藥性較低。目前這5 種殺蟲劑在我國均未在香蕉上登記使用，鑒于它們在抗性害蟲治理方面的優(yōu)勢，本研究將分析通過香蕉花蕾注射后，這5 種新型藥劑對香蕉黃胸薊馬的防效以及其在香蕉上的殘留行為，以期為香蕉黃胸薊馬防治和香蕉產(chǎn)品質(zhì)量安全提升提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 藥劑與試劑 5%溴蟲氟苯雙酰胺懸浮劑(broflanilide 5% SC，日本三井化學(xué)AGRO 株式會社)；50%氟啶蟲胺腈水分散粒劑 (sulfoxaflor 50%WG，美國陶氏益農(nóng)公司)；50 g/L 雙丙環(huán)蟲酯可分散液劑 (afidopyropen 50 g/L DC，巴斯夫歐洲公司)、10% 氟啶蟲酰胺水分散粒劑 (flonicamid 10% WG，日本石原產(chǎn)業(yè)株式會社)；40%氯噻啉水分散粒劑 (imidaclothiz 40% WG，江蘇南通南沈植?？萍奸_發(fā)有限公司)；600 g/L 吡蟲啉懸浮劑(imidacloprid 600 g/L SC，陜西標(biāo)正作物科學(xué)有限公司)。

1000 μg/mL 溴蟲氟苯雙酰胺標(biāo)準(zhǔn)品 (德國Dr.Ehrenstorfer 公司)；1000 μg/mL 氯噻啉標(biāo)準(zhǔn)品 (北京曼哈格生物科技有限公司)；Copure QuEChERS凈化管 (900 mg MgSO4+ 150 mg PSA + 45 mg GCB) (深圳逗點(diǎn)生物技術(shù)有限公司)；色譜純乙腈、甲醇、甲酸和乙酸銨 (德國Merck 公司)。

1.1.2 主要儀器設(shè)備 Waters UPLC Xevo TQS 液相色譜/串聯(lián)質(zhì)譜儀 (UPLC-MS/MS，美國Waters 公司)；T25 型勻漿機(jī) (艾卡 (廣州) 儀器設(shè)備有限公司)；RE52CS-1旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 (上海亞榮生化儀器廠)；BSA223S 千分之一電子天平 (賽多利斯科學(xué)儀器 (北京) 有限公司)；BSA224S 萬分之一電子天平 (賽多利斯科學(xué)儀器 (北京) 有限公司)；CR22N 高速離心機(jī) (日本日立集團(tuán))。3WBD-20L 背負(fù)式電動噴霧器 (沛縣藍(lán)天植保器械廠，壓力0.7 MPa，流量6.0 L/min)；花蕾注射器[13](圖1)。

圖1 香蕉花蕾注射器Fig.1 Banana bud injection syringe

1.2 試驗方法

1.2.1 田間藥效試驗 參照《農(nóng)藥田間藥效試驗準(zhǔn)則(二)》[14]中關(guān)于鉆蛀性害蟲的藥效試驗方法進(jìn)行。田間藥效試驗于海南省樂東黎族自治縣山榮農(nóng)場開展，種植香蕉品種為巴西蕉，種植密度為2550 株/hm2，選擇未施過藥的香蕉園進(jìn)行試驗。施藥前在香蕉園內(nèi)選擇已抽蕾且蕾苞沒有彎垂的蕉樹，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計試驗小區(qū)，每處理4 次重復(fù)，每小區(qū)10 株香蕉樹。50 g/L 雙丙環(huán)蟲酯可分散液劑、50% 氟啶蟲胺腈水分散粒劑和40%氯噻啉水分散粒劑施藥濃度均為10 000、6667、5000 倍液，5%溴蟲氟苯雙酰胺懸浮劑施藥濃度為2000、1333、1000 倍液，10%氟啶蟲酰胺水分散粒劑施藥濃度為1000、667、500 倍液。對照藥劑600 g/L 吡蟲啉懸浮劑施藥濃度為1600 倍液。施藥次數(shù)為1 次。以注射等體積的清水為對照。

使用背負(fù)式電動噴霧器帶花蕾注射器注射施藥，施藥部位在距香蕉花蕾頂端1/3 處，斜角插入注射器，打開噴霧器開關(guān)，根據(jù)噴霧器流速換算具體施藥時間，每株樹注射藥液量約為300 mL，注射時間約為3 s，注射施藥示意圖和注射部位參見圖2。

于香蕉斷蕾時調(diào)查結(jié)果 (施藥后28 d 左右)：每株香蕉自上而下隨機(jī)調(diào)查3 梳果，每梳調(diào)查10個果指，記錄每個果指上因薊馬危害而產(chǎn)生的黑斑數(shù)[4]，按公式 (1) 計算防效。采用鄧肯氏新復(fù)極差(DMRT)法對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

式中，E表示防效，NC和NT分別為對照區(qū)和處理區(qū)每個果指的平均黑斑數(shù)。

1.2.2 田間殘留試驗 參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 788—2018《農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留試驗準(zhǔn)則》[15]，選擇未使用過本試驗所涉及藥劑的田塊進(jìn)行。供試藥劑及劑量為5%溴蟲氟苯雙酰胺懸浮劑1000 倍液和40%氯噻啉水分散粒劑5000 倍液，施藥方式同1.2.1 節(jié)。試驗小區(qū)采用隨機(jī)區(qū)組排列，每小區(qū)4 株香蕉樹，每處理3 次重復(fù)，以注射清水為對照。分別于花蕾注射施藥后7、14、21、28、35、42 d 采集香蕉果實(shí)進(jìn)行消解動態(tài)分析。參照劉永等[16]報道，香蕉注射施藥最佳時期為花蕾已結(jié)果且蕾尖朝上，但由于此時蕉果較小不適合采樣，因此本研究將施藥7 d 后的樣品作為初始沉積，此時每束香蕉抽出3 梳蕉以上。于香蕉達(dá)到商業(yè)采摘標(biāo)準(zhǔn)時采摘香蕉果實(shí)進(jìn)行最終殘留量分析。每小區(qū)每株樹每梳香蕉采集2 個果指，將4株樹香蕉果實(shí)全果勻漿混勻后，取250 g 于 -20 ℃冷凍保存，待測。

1.2.3 農(nóng)藥殘留測定

1.2.3.1 樣品前處理 準(zhǔn)確稱取10.0 g 香蕉樣品于50 mL 離心管中，加入20.0 mL 乙腈，勻漿2 min，將勻漿后的樣品于8000 r/min 下離心5 min；取上清液，全部轉(zhuǎn)移到含有5 g NaCl 的新離心管中，振蕩2 min，靜置30 min；吸取10 mL 上層溶液，轉(zhuǎn)入QuEChERS 凈化管中，渦旋2 min，于4000 r/min 下離心5 min；取5 mL 上清液，轉(zhuǎn)入50 mL 圓底燒瓶中，于40 ℃水浴中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干，用2.5 mLV(甲醇) :V(水) = 1 : 1 溶液進(jìn)行復(fù)溶；取1 mL 復(fù)溶溶液，過0.22 μm 有機(jī)濾膜，待檢測。

1.2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 標(biāo)準(zhǔn)儲備液：準(zhǔn)確移取一定量的溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉標(biāo)準(zhǔn)品，用甲醇逐級稀釋至10 mg/L；所有儲備液于 -20.0 ℃下保存。

基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)工作液：取空白香蕉樣品，按前處理方法處理得到空白基質(zhì)，用空白基質(zhì)稀釋2 種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)儲備液，配制溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉0.001、0.005、0.01、0.05、0.1 mg/L 的混合基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)工作液，現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.2.3.3 色譜和質(zhì)譜檢測條件 Waters ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱 (2.1 mm × 100 mm，1.7 μm)；柱溫35 ℃；進(jìn)樣量5 μL；流動相A 為甲醇，流動相B 為5 mmoL/L 乙酸銨-0.1%甲酸水溶液，流速0.25 mL/min；運(yùn)行時間5 min。流動相采用二元梯度洗脫，洗脫條件見表1。

質(zhì)譜條件：電噴霧離子源正離子掃描模式(ESI+)；毛細(xì)管電壓3000 V；脫溶劑氣溫度500 ℃，流速1000 L/h；錐孔氣流速150 L/h：檢測方式為多反應(yīng)監(jiān)測掃描 (MRM)，其他質(zhì)譜參數(shù)見表2。

1.2.3.4 添加回收試驗 在空白香蕉樣品中分別添加溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉的標(biāo)準(zhǔn)溶液，使樣品中2 種農(nóng)藥的添加水平分別為0.005、0.01 和0.1 mg/kg，每個水平重復(fù)5 次。按照1.2.3.1 節(jié)的方法進(jìn)行前處理，按照1.2.3.3 節(jié)的條件測定，計算各添加水平下的平均添加回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 (RSD)。

2 結(jié)果與分析

2.1 藥劑對香蕉黃胸薊馬的田間防治效果

從表3 可以看出：只有5% 溴蟲氟苯雙酰胺懸浮劑1333 倍液和1000 倍液，以及40%氯噻啉水分散粒劑6667 倍液和5000 倍液的防效與對照藥劑呲蟲啉相近或更高，其他3 種農(nóng)藥的防效均低于對照藥劑。其中5%溴蟲氟苯雙酰胺懸浮劑1000 倍液和40%氯噻啉水分散粒劑5000 倍液對黃胸薊馬的防效最高，分別為84.7% 和82.1%，因此本研究推薦5% 溴蟲氟苯雙酰胺懸浮劑1000 倍液和40%氯噻啉水分散粒劑5000 倍液用于防治香蕉黃胸薊馬。

表3 田間藥效試驗結(jié)果Table 3 Control efficacy of the field trials (n = 4)

2.2 殘留分析方法確證

首先建立了溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉在香蕉中的殘留分析方法。其色譜圖見圖3，典型離子色譜圖見圖4。溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉的保留時間分別為3.53 min 和3.00 min。

圖3 溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉的色譜圖Fig.3 Chromatograms of broflanilide and imidaclothiz

圖4 溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉的特征離子色譜圖Fig.4 Characteristic ion chromatograms of broflanilide and imidaclothiz

在0.001～0.1 mg/L 范圍內(nèi)，溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉的基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線及決定系數(shù)分別為y= 497 679x+ 180.28 (R2= 0.9992) 和y= 5.43 ×106x+ 977.96 (R2= 0.9999)，表明2 種化合物在0.001～0.1 mg/L 的濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，可用于樣品中2 種農(nóng)藥的殘留量測定。

表4 結(jié)果表明，在0.005、0.01 和0.1 mg/kg添加水平下，溴蟲氟苯雙酰胺的平均回收率在94%～105%，RSD 為5.0%～7.0%，氯噻啉的平均回收率在86%～87%，RSD 為1.1%～9.7%，表明分析方法的正確度和精密度符合農(nóng)藥殘留檢測要求[14]。以最低添加水平作為定量限 (LOQ)[17]，2 種農(nóng)藥的LOQ 皆為0.005 mg/kg。

表4 溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉在香蕉中的添加回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 (RSD)Table 4 Recoveries and RSD of broflanilide and imidaclothiz in banana (n = 5)

2.3 溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉在香蕉果實(shí)中的消解動態(tài)和最終殘留

施藥后7 d，溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉在香蕉果實(shí)中的殘留量分別為0.180 和0.064 mg/kg，在7～42 d 內(nèi)隨著時間延長，逐漸降低，至施藥后42 d的殘留量皆低于LOQ (0.005 mg/kg) (圖5)。溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉在香蕉全果中的消解動態(tài)方程分別為ct= 0.308e-0.086t(R2= 0.977) 和ct=0.091e-0.087t(R2= 0.944)，半衰期分別為8.1 d 和8.0 d。最終殘留試驗數(shù)據(jù)表明，達(dá)到商業(yè)采摘標(biāo)準(zhǔn)要求時，溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉在香蕉果實(shí)中的殘留量皆低于LOQ (0.005 mg/kg) (圖6)。日本規(guī)定溴蟲氟苯雙酰胺在蔬菜中的最大殘留限量（MRL）值為0.01～15 mg/kg[18]，美國規(guī)定溴蟲氟苯雙酰胺在谷物和蔬菜中的MRL 值為0.01～0.08 mg/kg[19]，我國尚未制定溴蟲氟苯雙酰胺的MRL 值[20]。關(guān)于氯噻啉，我國僅制定了其在柑橘類水果上的臨時限量為0.2 mg/kg[20]，其他各國皆未制定其MRL值?？梢钥闯觯逑x氟苯雙酰胺和氯噻啉的最終殘留量皆低于這些MRL 值。

圖5 溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉在香蕉中的消解曲線Fig.5 Dissipation curves of broflanilide and imidaclothiz in banana fruits

圖6 采收時香蕉全果中溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉的特征離子色譜圖Fig.6 Characteristic ion chromatograms of broflanilide and imidaclothiz in whole banana fruits at harvesting period

3 結(jié)論與討論

基于本研究的田間藥效試驗結(jié)果，可選用5%溴蟲氟苯雙酰胺懸浮劑1000 倍液和40%氯噻啉水分散粒劑5000 倍液，通過花蕾注射的方式防治香蕉黃胸薊馬。由于這兩種藥劑目前并未在香蕉上登記，考慮到殘留的安全性問題，本研究進(jìn)一步開展了兩種藥劑在香蕉上的殘留試驗。結(jié)果表明，達(dá)到商業(yè)采摘標(biāo)準(zhǔn)要求時，溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉在香蕉中的殘留量皆低于LOQ (0.005 mg/kg)，且低于國內(nèi)外相關(guān)的MRL 值。由于溴蟲氟苯雙酰胺屬于新藥劑，目前對其在作物中殘留行為的研究報道極少。Xie 等[21]發(fā)現(xiàn)，溴蟲氟苯雙酰胺在稻田水、土壤和水稻秸稈中的半衰期分別為0.46～2.46 d、2.09～5.34 d 和1.31～3.32 d，按有效成分30～45 g/hm2劑量施用，在收獲時水稻土、秸稈及稻殼中的最終殘留皆低于各自的LOQ(0.00251～0.00548 mg/kg)；Fang 等[22]研究表明，按照推薦劑量在芥菜上葉面噴施溴蟲氟苯雙酰胺，0～21 d 后其在芥菜葉、莖和根中的殘留分別為0.217～0.919、0.006～0.044 和0.002～0.008 mg/kg，采用灌根法施用，0～21 d 后溴蟲氟苯雙酰胺在芥菜葉、莖和根中的殘留分別為0.001～0.004、0.001～0.007 和0.002～0.025 mg/kg，在芥菜上的半衰期為6.1 d。本研究發(fā)現(xiàn)，采用花蕾注射施藥后，溴蟲氟苯雙酰胺在香蕉上的半衰期與在芥菜上[22]相近。

李曉貝等[23]研究了氯噻啉在青菜上的殘留特性，結(jié)果表明，氯噻啉在冬季大棚、夏季大棚及夏季露地青菜上的半衰期分別為4.39、3.27 和0.58 d，最終殘留量皆低于0.5 mg/kg。李義強(qiáng)等[24]開展了氯噻啉在煙葉上的殘留規(guī)律研究，發(fā)現(xiàn)16 000 倍和12 000 倍液噴霧4～5 次后，煙葉中殘留量7 d 時為0.008～0.307 mg/kg，14 d 時為

殘留行為研究表明，溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉在作物中的殘留半衰期較短，而且最終殘留量較低。鑒于目前在香蕉上登記的農(nóng)藥較少，因此本研究推薦溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉在香蕉上登記使用，以減少對吡蟲啉等老藥劑的過度依賴。此外，本研究結(jié)果對溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉MRL值的制定也具有參考意義。香蕉花蕾注射是一種新型的香蕉施藥方法，相關(guān)研究不多，下一步將開展與常規(guī)施藥方式的對比試驗，進(jìn)一步分析溴蟲氟苯雙酰胺和氯噻啉對香蕉黃胸薊馬的防效和殘留差異，為該施藥方式的推廣提供數(shù)據(jù)支撐。