天然苦皮藤素和花椒素混配防治枸杞害虫的室内毒力和田间药效

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　　摘要：以天然苦皮藤素和花椒素混配新型环保杀虫剂，探索该杀虫剂对枸杞蚜虫和枸杞木虱的室内毒力及田间药效。结果表明，分别以乙醇和甲醇为溶剂提取，获得天然苦皮藤素和花椒素对枸杞蚜虫和枸杞木虱有明显的协同增效作用，二者质量比为2 ∶1时，增效作用最强;田间试验进一步验证了该杀虫剂对枸杞蚜虫和枸杞木虱有良好的防效。12.0%苦·椒水乳剂稀释500倍液处理后3、7、15 d，对枸杞蚜虫的防效分别高达95.23%、98.07%、98.06%，对枸杞木虱的防效分别高达96.98%、97.73%、98.10%;并且在本试验用药范围内对靶标作物及有益生物安全。与现有的单一制剂相比，除具有明显的杀虫效果外，还可以有效降低施药成本，减缓抗药性的产生，减少制剂残留量。
　　关键词：苦皮藤;花椒;枸杞蚜虫;枸杞木虱;植物源农药;绿色农业;增效
　　中图分类号： S435.671
　　文献标志码： A
　　文章编号：1002-1302（2020）02-0108-05
　　收稿日期：2018-11-02
　　作者简介：刘雨晴（1981—），女，山东菏泽人，博士，副研究员，研究方向为植物天然产物的开发与应用。Tel：（0371）55935573;E-mail：myjoe00@163.com。
　　近年来，高毒、高殘留化学农药成为污染生态环境、危害食品安全和民众健康的重要问题。随着人们对化学农药危害的认识，世界发达国家和部分发展中国家均已限制有毒化学农药的使用，许多国家制定了减少化学农药使用的对策，提出化学农药的替代产品。我国是一个农业大国，农药在我国的农业生产中发挥着十分重要的作用。严格限制使用化学农药，解决农药残留超标，提高农产品的安全性及我国农产品在国际市场上的竞争力需求迫切。
　　为适应我国农业可持续发展策略，农药的发展方向将是从非选择性农药转向选择性农药，从传统的有机化学物质转向生态合理农药和环境和谐农药，以利于保护环境，促进农业的可持续发展。因此，许多生物农药由于具有选择性强，对人畜安全，对非靶标生物的影响较小，能保持自然生态平衡，在自然环境中易于降解，无残留，不污染环境，多种因素和成分发挥作用，有害生物难以产生抗药性等优点而日益受到重视[1]。
　　植物源农药是人类历史上最古老的生物农药之一，它取自自然，用于自然，能迅速降解，无环境污染问题，有高选择性，对人畜安全，而且还有不产生抗药性、无药害、有肥效、对作物生长有刺激作用，可兼治病虫害等优点，现已成为绿色生物农药首选之一。植物天然产物苦皮藤素来源于传统杀虫植物卫矛科南蛇藤属苦皮藤（Celastrus angulatus Max.）的根皮[2]。苦皮藤别称萝卜药，自然资源丰富，广泛分布在黄河、长江流域，以河南、陕西、湖北等地区最为集中;其根系发达，环境适应力和再生能力都非常强，并且目前其人工繁育技术已经成熟[3]。苦皮藤对蚜虫（Aphidoidea）、小菜蛾（Plutella xyllostella Linnaeus）、黏虫（Leucania separate Walker）等多种害虫均具有一定的生物活性[4]。花椒（Pericarpium zanthoxyli），属芸香科，花椒属，分布于中南、西南及辽宁、河北、陕西、甘肃、山东、江苏、安徽、浙江、江西、西藏等地。常用作烹饪调料和中药配料，花椒还具有驱虫作用，花椒精油对玉米象和储粮曲霉与青霉均具有显著的熏杀效果[5]。花椒三氯甲烷提取物对卵和雌成螨都有较高的生物活性，当提取物浓度为2 mg/mL时，处理山楂叶螨的卵、雌成螨24 h后的校正死亡率分别为55.57%、64.14%，LC50分别为 2.09、1.13 mg/mL[6];但单剂速效性较差，存在着对害虫药效慢、田间药效一般、喷药次数多、稀释倍数较低等共同缺陷，亟待解决。
　　杀虫剂联合使用被认为是克服或延缓害虫抗药性的有效措施之一，农药混配是利用和改造农药老品种，提高其防治效果的一种有效途径，具有重要的实践意义。因此，本研究室提出以活性成分组和组分配伍理念研究、筛选具有特定功效的天然成分组，以此理念进行新型植物源农药的开发，能够较好地发挥植物源天然活性成分组多成分、多靶点、协同增效优势，解决植物源农药活性偏低、速效性差的难题。本研究开展天然苦皮藤素和天然花椒素防治枸杞蚜虫和枸杞木虱的配伍应用研究，利用2种植物源农药优势互补的特点，充分改善单剂缺点，以期为研制高效低毒的生物农药奠定理论基础。
　　1 材料与方法
　　1.1 供试虫源
　　试验用枸杞蚜虫、枸杞木虱（Poratrioza sinica Yang et Li.）采自宁夏中宁枸杞基地。
　　1.2 杀虫活性成分组制备
　　天然苦皮藤素：将苦皮藤根皮粉碎，得到苦皮藤根皮粉，加入苦皮藤根皮粉质量3～5倍的乙醇，在60～80 ℃超声提取1～4 h，过滤后减压浓缩成膏状粗提物，所用的乙醇的质量浓度为95%。
　　天然花椒素：将花椒粉碎，加入花椒粉质量3～6倍的甲醇，在40～70 ℃超声提取4～6 h，过滤后减压浓缩至膏状粗提物。
　　1.3 植物源农药配制
　　药剂1～药剂4分别为9.0%、10.0%、12.0%、7.5%苦·椒水乳剂。
　　制备方法如下：（1）将含有天然苦皮藤素和天然花椒素的杀虫组合物（浓度为7.5%～12.0%用溶剂3%～30%环己酮溶解，以 800～1 000 r/min的速度搅拌10～30 min得到均一的油相混合物;（2）将乳化剂2%～5%农乳2201、防腐剂 0.5%～1%苯甲酸钠、防冻剂0.5%～1%乙二醇、增效剂1%～3%增效醚、稳定剂0.5%～2%1，2-丁二醇和1/3～1/2的水，以800～1 000 r/min 的速度搅拌10～30 min即得到均一的水相混合物;（3）将第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条件下高速搅拌10～30 min，同时补充剩余的水，即可形成水包油型的杀虫水乳剂。 　　1.4 室内联合毒力测定
　　1.4.1 对枸杞蚜虫室内联合毒力测定 试虫处理采用浸渍法。采集新鲜的带有蚜虫的枸杞嫩梢，剔除有翅蚜虫和多余蚜虫，使蚜虫大小基本一致，密度适中，然后将其在药液中浸渍5 s，取出晾干后，放入已垫有滤纸的直径为9 cm的培养皿中，培养皿加水保湿，置入RXZ智能人工光照气候箱中，温度为（25±0.5） ℃，相对湿度为60%，光-暗周期为 14 h—10 h，24 h后检查各处理死亡虫数，并计算校正死亡率。死亡标准为以毛笔轻触蚜体，蚜足不能动者即为死亡[7]。
　　所得死亡率用Abbott公式进行校正，根据药剂浓度对数值与校正死亡率概率值的直线回归法，计算毒力回归方程、致死中浓度（lethal concentration 50，简称LC50）。混剂采用Sun等的公式计算出共毒系数（co-toxicity coefficient，简称CTC）[8]。增效判断标准：CTC≥200为显著增效，150≤CTC<200为增效作用较小，70<CTC<150为相加作用，CTC≤70为拮抗作用[9]。
　　式中：A表示A单剂毒力指数;AC表示A在混剂中所占百分率;B表示B单剂毒力指数;BC表示B在混剂中所占百分率。
　　1.4.2 对枸杞木虱室内联合毒力测定 取附有木虱的枸杞叶，用毛筆挑选个体大小相近的木虱，均匀摆放在叶片正面上并使每张叶片上存有木虱 20～30头，将叶片浸入已配制好的农药药液中，浸渍5 s后取出，用吸水纸吸去多余的药液并晾干，然后放入铺有3层湿吸水纸的90 mm培养皿中，用2层湿纱布封口后盖上培养皿盖子，室内温度保持在（26±1） ℃。每个处理重复3次，以清水为对照。24 h后调查总虫数和死虫数。死亡标准为用小毛笔轻触虫体及附肢，无任何反应则视为死亡[10]。计算毒力回归方程、致死中浓度及共毒系数。
　　1.4.3 防治枸杞蚜虫田间药效试验 试验共分2批进行，分别设药剂1和药剂2为第1组，药剂3和药剂4为第2组，并分别制备各药剂的对照样，其中药剂1的对照样是8%苦皮藤素和1%花椒素，药剂3的对照样是8%苦皮藤素和4%花椒素，药剂2的对照样是10%苦皮藤素和5%花椒素，药剂4的对照样是1.5%苦皮藤素和6%花椒素，同时以清水作为空白对照。
　　其中各对照样的具体制备方法为（1）将天然苦皮藤素（天然花椒素）与环己酮混合得油相;（2）将农乳2201、苯甲酸钠、乙二醇、1，2-丁二醇和水用量的1/2混合得水相;（3）将水相加入到油相中混合，同时补加剩余的水，即得水乳剂。步骤（1）和步骤（2）中混合时均以900 r/min的速度搅拌 20 min;步骤（3）混合时在11 000 r/min的速度下搅拌 20 min，同时补充余量的水，即可。
　　试验在宁夏枸杞生产基地进行。选三年生枸杞苗，于枸杞蚜虫第1代幼龄若虫始盛期用背负式机动喷雾喷粉机喷施。每个处理重复3次，完全随机区组排列，并设保护行。选择晴天16：00后，将配制好的药剂进行全株喷雾，喷雾量为50 kg/667 m2，重点喷洒树冠梢部和叶片正反面，做到均匀、细致、全面覆盖。每个小区选择10棵树，每棵树上选择蚜虫较多的2个枝条作为固定样枝，用标签标记，注明编号、药剂名称、浓度。施药前调查固定样枝上的虫口基数。从喷药后3、7、15 d分别调查每小区固定样枝上的活蚜数[11]。
　　应用SPSS 22.0软件进行数据分析。
　　防治效果是将药效调查的数据与空白对照区比较，计算防治效果（虫口减退率），计算公式如下：
　　1.4.4 防治枸杞木虱田间药效试验 试验共分2批进行，分别设药剂1和药剂2为第1组，药剂3和药剂4照为第2组，并分别制备各药剂的对照样，对照样具体制备参照“1.4.3节”，同时以清水作为空白对照。试验在宁夏枸杞生产基地进行。每种药剂分别设2个浓度处理，以清水作为对照。每个处理选取3棵树，随机区组排列，重复3次，用手动背负式喷雾器将每株植物充分喷药达不滴液为宜。施药前调査枸杞木虱基数，分别挂牌标记。分别于施药后3、5、7 d调查每枝上的木虱数，计算枸杞木虱虫口减退率和防治效果[12]。
　　2 结果与分析
　　2.1 对枸杞蚜虫室内联合毒力
　　天然苦皮藤素与天然花椒素对枸杞蚜虫的毒力与共毒系数测定计算结果见表1。
　　由表1可知，天然苦皮藤素与天然花椒素2种活性成分组按表1中的比例复配后对枸杞蚜虫有明显的增效作用，天然苦皮藤素与天然花椒素的质量比为2 ∶1时，增效作用最强，共毒系数为272.84;质量比为8 ∶1、4 ∶1、1 ∶1、1 ∶2、1 ∶4、1 ∶8时，共毒系数依次为173.43、223.24、211.46、204.24、18147、142.55。
　　2.2 对枸杞木虱室内联合毒力
　　天然苦皮藤素与天然花椒素对枸杞木虱的毒力与共毒系数测定计算结果见表2。由表2可知，天然苦皮藤素与天然花椒素2种活性成分组按表2中的比例复配后对枸杞木虱有明显的增效作用，天然苦皮藤素与天然花椒素的质量比为2 ∶1时，增效作用最强，共毒系数为280.34;质量比为8 ∶1、4 ∶1、1 ∶1、1 ∶2、1 ∶4、1 ∶8时，共毒系数依次为165.75、221.61、206.03、197.23、172.38、132.29。
　　2.3 防治枸杞蚜虫田间药效试验
　　本研究2种有效成分组复配的制剂，防治枸杞蚜虫的药效如表3和表4所示，可知，本研究中2种活性成分组复配的制剂对枸杞蚜虫防治效果明显提高，明显优于2种活性成分组单独使用，并且有较好的速效性。处理药剂为9.0%、10.0%、12.0%苦·椒水乳制稀释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质量比为2∶1时（即药剂3）， 稀释500倍时防效最佳，处理后3、7、15 d，防效分别高达95.23%、98.07%、98.06%，并且在本试验用药范围内对靶标作物及有益生物安全。 　　2.4 防治枸杞木虱田间药效试验
　　本研究2种活性成分组复配的制剂，防治枸杞木虱的药效如表5和表6所示，可知，本研究2种活性成分组复配的制剂对枸杞木虱防治效果明显提高，明显优于2种活性成分组单独使用，并且有较好的速效性。处理药剂为9.0%、10.0%和12.0%苦·椒水乳剂稀释500、800倍，3 d后的防效均在70%～97%之间;在天然苦皮藤素和天然花椒素的质量比为2 ∶1时（即药剂3），防效最佳，处理后3、7、15 d，防效分别高达96.98%、97.73%、98.10%。
　　此外，对天然苦皮藤素和天然花椒素增效作用最明显的配比2 ∶1进行小白鼠的急性毒性试验，回归方程为y=-1.13+1.61x，急性口服LD50为 6 413.23 mg/kg，在微毒范围内。
　　3 讨论
　　把不同作用机制的农药科学合理地复配混用，可起到扩大防治范围、兼治不同病虫害、降低毒性、增加药效、减少用药频次、省时省工、降低成本、延缓抗药性产生等效果[13]。天然苦皮藤素和天然花椒素2种有效成分分别作为杀虫剂用于防治害虫，由于它们的有效成分含量低、击倒速率较慢、防治效果较低、如果提纯浓缩至实用的浓度，则大大提高成本，限制了它们的直接加工利用。本研究结果表明，将2种有效成分混用具有显著的增效作用，此复配方案具有对枸杞蚜虫和枸杞木虱害虫防治效果增强、速效性好、持效性长、一药多治的优点，与现有的单一制剂相比，除具有明显的杀虫效果外，还可以有效地降低施药成本、减缓抗性的产生、减少制剂残留量，对作物无污染、安全性好，符合农药制剂的安全性要求等。此外，本研究的杀虫剂是由苦皮藤根皮和花椒组合物的二甲苯活性成分组制成的，与二者分别提取后组合加工制成的乳油制剂活性无显著差异，既可以保障杀虫制剂效果，又可以简化制剂加工工艺、提高生产效率，并且原料易得，具有成本较低，使用方便，不含任何化学农药成分，对人畜和生态环境安全等特点，是一种适于推广使用的植物源杀虫制剂，尤其在有机农产品生产上具有极大应用推广价值，是理想的新型绿色农药。综上所述，本研究的杀虫组合物具有对枸杞蚜虫和枸杞木虱防治效果增强、速效性好、持效性长的优点，与现有的单一制剂相比，除具有显著的杀虫效果外，还可以有效降低施药成本，减缓抗性的产生，减少制剂残留量，对作物无污染、安全性好，符合农药制剂的安全性要求。
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