纳米杀虫剂及其在农业害虫防治中的应用

纳米技术在农业领域的应用受到极大关注,期望该技术可提高农药和肥料的利用率,提升应用效果。近年来,纳米技术在农业害虫防控方面取得了许多进展,为绿色农业、现代化农业、智能农业的发展奠定了基础。本文综述了纳米杀虫剂的应用优势和增效途径的研究现状。纳米杀虫剂的优势源于:纳米载体可能损伤害虫体壁造成失水或扰乱害虫的正常生理功能;功能化的纳米载体可实现靶向递药而提高药物利用率;纳米载体上功能基团的引入及其尺度效应,提高了杀虫剂在植物表面的粘附性及被植物吸收的性能;可运载核酸农药进入植物,进而调控植物或害虫的目标基因的表达。纳米杀虫剂虽表现出诸多优势,但仍有问题亟待研究:(1)植物吸收纳米杀虫剂依赖于颗粒尺度和载体种类,应根据应用场景选择适合的尺度和载体,在提高农药利用率的同时降低农药残留;(2)应结合纳米杀虫剂在自然环境中的降解、转移和富集行为及因载体差异而产生的影响,综合评价纳米杀虫剂的环境风险;(3)目前,大多数纳米杀虫剂的制备工艺过于复杂和精细而不适合工业化生产;(4)应制定纳米杀虫剂制剂的标准及环境风险评价准则,为农药登记提供依据。此外,纳米传感器在农业害虫监测中的应用也值得关注。

30%噻虫胺·吡唑醚菌酯·苯醚甲环唑悬浮种衣剂的研制及其在花生田应用的效果

【目的】评价30%噻虫胺·吡唑醚菌酯·苯醚甲环唑悬浮种衣剂对花生生长的安全性及防治花生土传病害和地下害虫的应用潜力。【方法】制备30%噻虫胺·吡唑醚菌酯·苯醚甲环唑悬浮种衣剂并测定其pH、黏度、悬浮率及冷热贮稳定性与冷热贮前后的药剂粒度分布变化。在室内,以200、400、800 g a.i./100 kg种子3个剂量进行温室盆栽安全性试验,统计各处理组的出苗时间及播种后14 d花生幼苗的株高、根长、茎叶鲜重、根鲜重与植株干重等生长指标,评价药剂对花生出苗及幼苗生长的安全性。在田间,设置100、200、400 g a.i./100 kg种子3个剂量进行花生种子包衣,以25%噻虫嗪·咯菌腈·精甲霜灵悬浮种衣剂(迈舒平)为对照药剂,进行两年三地的田间药效试验。【结果】30%噻虫胺·吡唑醚菌酯·苯醚甲环唑悬浮种衣剂达到GB/T17768—1999悬浮种衣剂产品标准。温室盆栽试验中,该药剂以200、400、800 g a.i./100 kg种子对花生出苗及幼苗生长安全。2016年以100、200、400 g a.i./100 kg种子3个剂量进行田间试验,药剂对花生冠腐病的防治效果分别为95.16%、97.98%、98.79%,对花生根腐病的防治效果分别为90.97%、92.26%、92.90%,对花生蚜(Aphis medicaginis)的防治效果分别为79.74%、92.48%、94.13%,且防治效果表现为随药剂剂量的增加而提高。相对于空白对照处理,药剂可以提高花生出苗率10.25%—13.21%,增加花生产量683.75—1234.12 kg·hm-2。由此确定200 g a.i./100 kg种子为田间推荐剂量。2017年使用该剂量,对山东新泰和泰安两地花生冠腐病防治效果分别为81.12%与95.83%,对花生根腐病的防治效果分别为71.74%与92.93%,对地老虎(新泰)与花生茎腐病(泰安)的防治效果分别为93.33%与87.29%。与空白对照相比,在新泰试验中,出苗率提高了4.23%,产量提高了1146.45 kg·hm^-2;在泰安试验中,出苗率提高了10.75%,产量提高了1715.70 kg·hm^-2。【结论】研发的30%噻虫胺·吡唑醚菌酯·苯醚甲环唑悬浮种衣剂对花生冠腐病、根腐病、茎腐病及花生蚜、地老虎均有一定的兼治效果,对花生出苗和生长安全并增加花生产量,具有较好的推广前景。

QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱法测定玉米植株和土壤中溴氰虫酰胺及其代谢物残留

建立了超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）测定玉米植株和土壤中溴氰虫酰胺及其代谢物J9Z38残留量的方法,明确了种子处理方式下两种化合物的消解动力学。样品经乙腈提取,采用QuEChERS方法处理后,进UPLC-MS/MS检测分析。结果表明：在0.01、0.1和1 mg/kg添加水平下,溴氰虫酰胺和J9Z38在玉米植株和土壤中的平均回收率在81%～103%之间,相对标准偏差均小于10.1%;在0.1～50μg/L范围内,溴氰虫酰胺和J9Z38的质量浓度与相应峰面积间线性关系良好（R2〉0.999）,定量限（LOQ）均为0.01 mg/kg。溴氰虫酰胺和J9Z38在玉米植株和土壤中的消解动态符合一级动力学模型,溴氰虫酰胺在玉米植株和土壤中的消解半衰期分别为8.3和8.2 d（春季）,3.9和4.5 d（夏季）。该方法简单、灵敏、高效,能够满足溴氰虫酰胺及其代谢物J9Z38在玉米植株和土壤中残留的检测需求。

双委夜蛾幼虫对不同类别杀虫剂的敏感性及中毒症状

为筛选防治农业新发害虫双委夜蛾Athetis dissimilis(Hampson)的有效药剂,采用浸叶法测定了其不同龄期幼虫对8类18种常用杀虫剂的敏感性,并观察了幼虫对不同药剂的中毒症状。结果表明:3~6龄双委夜蛾幼虫对辛硫磷、联苯菊酯、高效氯氟氰菊酯、溴氰菊酯、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、氯虫苯甲酰胺和溴氰虫酰胺的敏感性较高,LC_(50)值为0.138 1~27.40 mg/L;3龄及4龄幼虫对毒死蜱、高效氯氰菊酯、氟啶脲、茚虫威和虫螨腈敏感性较高,LC_(50)值小于22.63 mg/L,而5龄和6龄幼虫对上述药剂的敏感性均有所降低,LC_(50)值大于38.13 mg/L;各龄期幼虫对甲基嘧啶磷、灭幼脲及新烟碱类杀虫剂的敏感性均较低,LC_(50)值大于40.83 mg/L。双委夜蛾幼虫对不同类别杀虫剂的中毒症状存在差异,其中,经有机磷类、新烟碱类、吡咯类及齅二嗪类杀虫剂处理后,幼虫表现为体表干燥、体壁皱缩;而经拟除虫菊酯类杀虫剂处理后幼虫表现为体壁柔软、充满体液。就生物活性测定结果而言,推荐溴氰虫酰胺、氯虫苯甲酰胺、辛硫磷、联苯菊酯、高效氯氟氰菊酯、溴氰菊酯及甲氨基阿维菌素苯甲酸盐等药剂可用于双委夜蛾的应急防治。

UPLC-MS/MS法测定水体中的单氰胺

建立了超高效液相色谱-串联质谱检测水体中单氰胺的分析方法。样品经丹黄酰氯衍生化后,以甲醇和0. 1%的甲酸水作为流动相采用梯度洗脱程序进行分离,UPLC-MS/MS法检测。在0. 1～50μg/L的浓度范围内,线性关系良好R2> 0. 99,在0. 005、0. 1和1mg/L 3个添加水平浓度下,平均回收率在93. 93%～103. 82%之间,相对标准偏差在4. 86%～8. 61%之间,仪器检出限为10-14g,根据添加回收试验,LOQ为5μg/L,均符合残留检测要求。

四种SBIs类杀菌剂对不同发育阶段小麦赤霉病菌的毒力及其作用方式

为明确不同发育阶段小麦赤霉病菌对甾醇生物合成抑制剂类（SBIs）杀菌剂的敏感性差异及杀菌剂的作用方式,对4种SBIs类杀菌剂进行了室内毒力测定及田间药效试验。室内毒力测定结果表明：不同发育阶段小麦赤霉病菌对4种SBIs类药剂的敏感性存在较大差异,其敏感性由高到低依次为菌丝生长阶段和产孢阶段〉芽管伸长阶段〉孢子萌发阶段;其中,戊唑醇对菌丝生长、产孢、芽管伸长和孢子萌发阶段的EC50值分别为0.686、0.191、3.532和3.825μg/m L,咪鲜胺分别为0.063、0.305、0.827和36.581μg/m L,苯醚甲环唑分别为0.873、3.659、5.687和79.465μg/m L,烯唑醇分别为1.961、33.658、41.881和54.986μg/m L。显微观察4种SBIs类杀菌剂对小麦赤霉病菌菌丝生长和孢子萌发形态的影响,发现杀菌剂处理后菌丝末端分枝增多,新生菌丝伸长受阻,菌丝体局部膨大,有时可见菌丝及芽管的消解。田间试验结果表明：用量为有效成分100 g/hm2的戊唑醇、200 g/hm2的咪鲜胺和200 g/hm2的苯醚甲环唑对小麦赤霉病的保护效果为77.15%~79.26%,治疗效果为70.64%~72.77%,于发病前后使用均可有效防治该病害。

氟啶虫胺腈等11种杀虫剂对瓜蚜的毒力及协同增效作用

为探寻防治瓜蚜的高效协同增效药剂组合,采用叶片带虫浸渍法测定了氟啶虫胺腈等11种杀虫剂对瓜蚜的毒力。结果表明:处理后24 h,氟啶虫胺腈对瓜蚜的毒力最高,吡蚜酮最低,LC_(50)值分别为10.15和369.63 mg/L;48 h时依然是氟啶虫胺腈毒力最高,而高效氯氟氰菊酯最低,LC_(50)值分别为2.35和117.57 mg/L。在此基础上进行协同增效药剂筛选,结果表明:按质量比计,氟啶虫酰胺与吡蚜酮1:1、氟吡呋喃酮与吡蚜酮1:5、氟啶虫胺腈与吡蚜酮1:3、氟吡呋喃酮与高效氯氟氰菊酯1:5、氟啶虫胺腈与高效氯氟氰菊酯1:5几种组合的增效作用显著,共毒系数分别达1 271、820、561、1 277和478。研究结果可为田间瓜蚜的高效化学防治提供科学依据。

我国部分地区田间小菜蛾种群对8种常用杀虫剂的抗性检测

采用浸叶法测定了来自5个地区的田间小菜蛾种群对8种杀虫剂的抗性水平。结果表明,5个地区小菜蛾种群对氯虫苯甲酰胺均产生了中等水平以上的抗性,江苏无锡和广东增城种群的抗性达1428.16倍和6642.12倍,为极高抗性水平;对丁醚脲均处于敏感或敏感性降低水平。5个地区的小菜蛾种群对甲氨基阿维菌素、虫螨腈、S-茚虫威、虫酰肼和唑虫酰胺等5种药剂的敏感性各异,大多处于敏感或敏感性降低水平,但也有些地区产生了中等水平的抗性。本研究结果明确了我国部分地区对小菜蛾抗药性情况,可为小菜蛾的抗性治理提供参考。

不同剂型虱螨脲对3种环境生物的急性毒性评价

为了评估昆虫生长调节剂虱螨脲对环境生物的安全性,本研究通过人工土壤法、浸叶法和饲喂法,测定了不同剂型虱螨脲对蚯蚓、家蚕和鹌鹑的急性毒性。结果表明,50g/L虱螨脲乳油、10%虱螨脲水分散粒剂和10%虱螨脲悬浮剂对赤子爱胜蚯蚓的急性毒性均为低毒,LC_(50)均>100mg a.i./kg;对家蚕的急性毒性分别为高毒、高毒和中毒,LC_(50)分别为6.92、11.07和25.18mg a.i./L;对日本鹌鹑的急性经口毒性分别为中毒、低毒和低毒,LD_(50)分别为244.36,>600和>600mg a.i./kg。从整体毒性来看,虱螨脲乳油>水分散粒剂>悬浮剂。以上结果表明,剂型显著影响虱螨脲对环境生物的急性毒性,田间实际使用时,应根据使用场景灵活选用毒性较低的剂型。

新型可替代溴甲烷熏蒸剂--脂肪族甲基酮在害虫防控中潜力巨大

在防控建筑、储藏、农业害虫领域,熏蒸处理是一种高效的手段。其中,溴甲烷（methyl bromide）作为熏蒸剂已使用多年,其作用谱广,不仅防治害虫,还能防治线虫、杂草、细菌等其他有害生物。溴甲烷多用于土壤、仓储、货运、建筑及农业作物种植前、收获后害虫的防控。

苯并烯氟菌唑对尖孢炭疽菌的毒力及对其所致辣椒炭疽病的防效

为评价苯并烯氟菌唑对辣椒炭疽病的防治潜力,采用菌丝生长速率法和孢子萌发法分别测定苯并烯氟菌唑对108株辣椒炭疽病病原菌尖孢炭疽菌Colletotrichum acutatum菌株菌丝生长和孢子萌发的抑制活性,通过辣椒活体接种试验比较苯并烯氟菌唑对辣椒炭疽病的相对保护防效和相对治疗防效,测定其对辣椒炭疽病的室内相对防效和田间相对防效。结果表明,苯并烯氟菌唑对尖孢炭疽菌孢子萌发的抑制活性高于对其菌丝生长的抑制活性,对孢子萌发及对菌丝生长的有效抑制中浓度EC50分别为0.005~0.196μg/mL和0.073~3.398μg/mL;苯并烯氟菌唑对辣椒炭疽病的相对保护防效优于相对治疗防效,240 g(a.i.)/hm2苯并烯氟菌唑对辣椒炭疽病的相对保护防效可达85.64%。240 g(a.i.)/hm^(2)苯并烯氟菌唑喷雾处理对辣椒炭疽病的田间相对防效均在75.31%以上,显著高于相同剂量的氟吡菌酰胺、氟啶胺和多菌灵的相对防效。总之,苯并烯氟菌唑对尖孢炭疽菌有较高毒力,对辣椒炭疽病有稳定的田间防效,有开发为防治辣椒炭疽病新药剂的潜力。