中国媒介生物学及控制杂志  2022, Vol. 33 Issue (5): 748-752

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陈秀洁, 杨小军, 开文龙, 师灿南, 王义冠, 赵春春, 伦辛畅, 孟凤霞
CHEN Xiu-jie, YANG Xiao-jun, KAI Wen-long, SHI Can-nan, WANG Yi-guan, ZHAO Chun-chun, LUN Xin-chang, MENG Feng-xia
杀虫剂稀释倍数和雾滴粒径对白纹伊蚊控制效果的影响
Effects of dilution rate and droplet size of insecticide formulations on Aedes albopictus control
中国媒介生物学及控制杂志, 2022, 33(5): 748-752
Chin J Vector Biol & Control, 2022, 33(5): 748-752
10.11853/j.issn.1003.8280.2022.05.025

文章历史

收稿日期: 2022-05-19
杀虫剂稀释倍数和雾滴粒径对白纹伊蚊控制效果的影响
陈秀洁1,2 , 杨小军2 , 开文龙1 , 师灿南1 , 王义冠1 , 赵春春1 , 伦辛畅1 , 孟凤霞1     
1 中国疾病预防控制中心传染病预防控制所媒介生物控制室, 北京 102206;
2 拜耳作物科学(中国)有限公司, 北京 100020
摘要: 目的 测试杀虫剂不同稀释倍数和雾滴粒径对超低容量(ULV)喷雾控制蚊虫的效果,以及不同雾滴粒径时杀虫剂的有效利用率,为ULV和杀虫剂的使用提供科学依据。方法 采用激光粒度仪测量ULV的雾滴粒径、粒度的微积分分布和累积分布;用挂笼法在现场室内条件下,测试列喜镇®(S-生物烯丙菊酯·氯菊酯104 g/L)的不同稀释倍数及喷洒雾滴粒径对白纹伊蚊防控效果的影响。采用SAS 9.2软件进行单因素方差分析。结果 使用ULV1喷雾器,在标签推荐使用剂量0.012 5 ml/m3下,分别用10、30和50倍稀释后的列喜镇®喷洒,挂笼中白纹伊蚊的24 h死亡率分别为74.03%、72.95%和79.82%,差异无统计学意义(F=0.260,P=0.781);当喷雾器由ULV1换成ULV2时,雾滴粒径从80.89 µm降到38.28 µm,杀虫剂有效利用率从20.48%提高到76.89%,防控效果从74.03%提高到99.47%。将杀虫剂的测试剂量降低至0.006 25 ml/m3,用ULV2喷雾器施药,24 h白纹伊蚊的死亡率为98.27%。结论 ULV喷洒杀虫剂,在一定施药剂量下,稀释倍数可以根据实际需要做适当调整,其对蚊虫的防控效果影响不大;但是ULV喷雾器喷出的雾滴粒径大小对杀虫剂的防控效果影响很大,增加50 µm以下雾滴所占比例可提高杀虫剂的防控效果,同时减少药剂的浪费。
关键词: 超低容量喷雾器    白纹伊蚊    杀虫剂    稀释倍数    雾滴粒径    防控效果    
Effects of dilution rate and droplet size of insecticide formulations on Aedes albopictus control
CHEN Xiu-jie1,2 , YANG Xiao-jun2 , KAI Wen-long1 , SHI Can-nan1 , WANG Yi-guan1 , ZHAO Chun-chun1 , LUN Xin-chang1 , MENG Feng-xia1     
1 Department of Vector Biology and Control, National Institute for Communicable Disease Control and Prevention, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 102206, China;
2 Bayer Crop Science (China) Company Limited, Beijing 100020, China
Abstract: Objective To test the control effects against mosquitoes of ultra-low volume (ULV) spraying of insecticide formulations at various dilution rates and droplet sizes as well as the effective utilization rate of insecticides at various droplet sizes, and to provide a scientific basis for the use of ULV spraying and insecticides. Methods A laser particle size analyzer was used to measure the particle size and differential and cumulative particle-size distributions of ULV spray droplets of insecticide formulations. The control efficacy against Aedes albopictus of Aqua Resigen (S-bioallethrin+permethrin, 104 g/L) sprayed at various dilution rates and droplet sizes was tested by hanging cage method under field indoor conditions. SAS 9.2 software was used for one-way analysis of variance. Results When using the ULV1 sprayer to apply Aqua Resigen after 10-, 30-, and 50-fold dilution under the label-recommended dose of 0.012 5 mL/m3, the 24-h mortalities of Ae. albopictus were 74.03%, 72.95%, and 79.82%, respectively, with no statistical difference (F=0.260, P= 0.781). When the sprayer was changed from ULV1 to ULV2 to decrease the droplet size from 80.89 µm to 38.28 µm, the effective utilization rate of Aqua Resigen was increased from 20.48% to 76.89%, and the mortality was increased from 74.03% to 99.47%. When the test dose of Aqua Resigen was reduced to 0.006 25 mL/m3, ULV2 spraying conferred a 24-h mortality of Ae. albopictus of 98.27%. Conclusion Within a certain dose range, the dilution rate for ULV spraying of the insecticide formulation can be adjusted according to actual needs, which has little impact on the control of mosquitoes. However, the size of ULV spray droplets greatly affects the performance of the insecticide formulation. Increasing the proportion of droplets smaller than 50 μm can improve the control effect and reduce the waste of insecticides.
Key words: Ultra-low volume sprayer    Aedes albopictus    Insecticide formulation    Dilution rate    Droplet size    Control efficacy    

超低容量(ULV)喷雾,因具有便捷、高效、快速等特点,被广泛应用于蚊、蝇等卫生害虫的空间喷洒。ULV喷雾一般喷药量不超过5 L/hm2[1],要达到理想的害虫控制效果,对施药设备性能和施药技术的要求都较高。ULV喷雾器由于具有高效的雾化系统,可以雾化药液成非常小的雾滴,飘浮在空气中,可自由弥漫、扩散,能在空中停留较长时间,接触到蚊、蝇等害虫的机会多,空间害虫控制效果较好。

在使用ULV喷雾技术时,对控制害虫效果有较大影响的因素除了杀虫剂种类、剂型、使用剂量等因素外,还与施药设备密切相关,目前多数人对杀虫剂比较关注,对施药设备关注较少。但是,杀虫剂施药器械形成的雾滴大小和流量,常常对害虫控制效果有较大影响,应对施药设备给予充分重视。同样,施药器械对杀虫剂有效利用率的影响也非常大,有调查显示,我国农药有效利用率只有20%~30%,其中施药器械是导致农药利用率低的重要原因之一[2]。喷雾器喷出的雾滴并非均一大小的雾滴,而是有大有小,呈一定的分布,雾滴的直径称为雾滴粒径,通常用体积中值中径表示,雾滴粒径是衡量药液雾化程度和比较各类喷头雾化质量的重要指标[3]。根据生物最佳粒径理论,对于某种特定的生物体都有自己能够捕获并利用的农药雾滴粒径[4]。根据GB/T 31714-2015《病媒生物化学防治技术指南空间喷洒》的要求,杀虫器械形成的雾滴粒径应 < 50 µm,ULV喷雾器产生的雾滴应 < 30 µm。但在本研究中使用激光粒度仪测试喷雾器雾化性能时用水进行测试,会导致雾滴粒径比实际药液形成的雾滴偏大[5]。所以本文将50 µm作为蚊虫可有效利用的雾滴粒径,即杀虫剂有效利用率为50 µm以下所有雾滴的体积与所有喷出去药液量的比值。

一系列的研究都发现对于不同靶标,合适的雾滴粒径可以提高防效,降低药剂使用量[6-7]。Mount[8]采用挂笼法测试发现,相同施药剂量将喷雾雾滴大小从17.4 µm降到6.4 µm,蚊虫的死亡率从71%提高到97%。Hocking等[9]发现雾滴粒径 > 80 µm,雾滴的弥散性和渗透性大大下降。本文通过对不同雾滴粒径和稀释倍数进行测试,了解其对应的防控效果和杀虫剂有效利用率,以期为ULV喷雾器和杀虫剂的科学使用提供技术指导。

1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 试虫

白纹伊蚊(Aedes albopictus),实验室敏感品系,羽化3~5 d后未吸血雌蚊。试虫来自中国疾病预防控制中心传染病预防控制所媒介生物控制室。

1.1.2 杀虫剂

列喜镇®,S-生物烯丙菊酯·氯菊酯104 g/L,由拜耳有限责任公司生产并提供,标签推荐使用剂量为蚊虫0.012 5 ml/m3

1.1.3 ULV喷雾器

ULV1和ULV2喷雾器,均为电动常用ULV喷雾器。使用前,喷雾器的雾滴大小由激光粒度仪DP-02(珠海欧美克仪器有限公司)测定。

1.1.4 挂笼及其他物品

挂笼为圆柱体形笼子(ϕ15 cm,高25 cm,围12目纱网)。500 ml量筒,4 500 ml烧杯,秒表。

1.2 测定场地

在北京市某单位院内空置民房(2间)中进行,房间内无杂物,房间有门窗,通风良好,且密闭可控,具体参数见表 1。对照在相邻房间且相同环境条件下进行。

表 1 超低容量喷雾器喷洒列喜镇®防控白纹伊蚊的测试房间大小 Table 1 The size of test room for Aqua Resigen sprayed by ultra-low volume sprayer against Aedes albopictus
1.3 试验方法 1.3.1 喷雾器流量的测定

喷雾器中加入2 L水,启动喷雾器,待机器运行稳定后,将喷头伸入4 500 ml烧杯中,同时秒表开始计时。1 min后,将烧杯中的水倒入量筒中测量并记录,重复3次。

1.3.2 雾滴粒径的测定

启动并校对粒度分析仪系统,使激光的焦点正好照射在探测器的中心环上。测试样品前先将仪器预热0.5 h,使激光能量稳定。喷雾器中加适量的水,将喷嘴位置固定于距离激光粒度仪1 m的位置,启动喷雾器,粒度分析仪自动分析雾滴粒度分布,并生成报告,读取并记录雾滴粒径和50 μm以下的雾滴粒径累积分布,即本文中的雾滴有效利用率。

1.3.3 待测试虫在测试房间的分布

参考世界卫生组织(WHO)关于室内和室外空间施药的杀虫剂效果评价指南《Guidelines for efficacy testing of insecticides for indoor and outdoor ground-application space spray applications》[5]和《农药登记用卫生杀虫剂室内药效试验及评价第10部分:模拟现场》[10]方法,在房间放10个挂笼,分别在房间8个屋角各悬挂1个,房屋中央距离地面1.5 m高处挂2个,间隔1 m。

1.3.4 试验场地化学污染程度评价

每次试验前采用挂笼法,用实验室敏感白纹伊蚊试虫对房间的污染情况进行评估:在房间的10个不同位置挂笼,每个笼中试虫20~30只,1 h后查看试虫,如果试虫死亡率或击倒率 > 10%,则作废,需要继续通风待试虫死亡率或击倒率≤10%,即开始试验。

1.3.5 施药方法

施药人员穿戴好防护服、护目镜、手套和口罩,携带盛放一定浓度药剂的喷雾器进入试验房间,站在房间最长边一侧的墙根中点位置,启动喷雾器电源开关,约10 s机器运行稳定后,开始施药喷雾,同时计时;喷雾时施药者转身180°,待达到该处理所需喷药时间后,关闭机器,施药结束。

喷药1 h后,被击倒的试虫收集至清洁的一次性纸杯中,其中加入5%的糖水棉球饲喂,纸杯放在温度(26±1)℃,相对湿度(65±10)%的未经杀虫剂污染的屋内24 h。未被击倒的试虫不回收,视为活虫处理。24 h后检查死虫数。每个处理至少重复3次。测试在7和8月进行,室内温度24~26 ℃,湿度59%~83%。

1.4 统计与分析

按下列公式计算24 h校正死亡率。24 h后对照组死亡率 < 5%,不需校正;对照组死亡率在5%~20%,进行校正;对照组死亡率 > 20%,试验作废。

通过SAS 9.2(SAS Institute Inc.,Cary,NC,USA)软件中的Proc Anova模块对不同处理组间死亡率平均值进行单因素方差分析,并采用LSD法进行多重比较,检验水准取α=0.05。

2 结果 2.1 喷雾器不同档位流量及雾滴大小

用ULV1喷雾器,测试不同档位的流量,可以看出该喷雾器最低流量为166.67 ml/min,最高为310.00 ml/min。随着档位的增大,流量增加,雾滴粒径也增加。1档的雾滴最小,粒径为80.89 µm;6档的雾滴最大,为93.36 µm。而雾滴有效利用率则从1档到6档逐渐降低。ULV2喷雾器的流量为11.00 ml/min,雾滴粒径为38.28 µm,雾滴有效利用率为76.89%。见表 2

表 2 不同档位的超低容量喷雾器流量、雾滴粒径和雾滴有效利用率 Table 2 Flow rate, droplet size and effective droplet utilization rate at different gears
2.2 不同流量下的喷药时间

稀释倍数增大后喷药量翻倍增大,现实情况下为提高喷药的效率会调节喷雾器流量,所以本试验中10倍稀释对应1档,30倍稀释对应3档,50倍稀释对应6档[2]。1号房间的体积为133.99 m3,在该房间内按照列喜镇®标签推荐的防蚊剂量0.012 5 ml/m3进行喷雾,1、3和6档的喷药时间分别为6、13和16 s。2号房间的体积为107.62 m3,采用与1号房间相同的药剂剂量,1、3和6档的喷药时间分别为5、10和13 s。见表 3

表 3 列喜镇®各稀释倍数在不同房间内使用ULV1喷雾器的喷药时间 Table 3 Spray time of ULV1 sprayer at various dilution rates of Aqua Resigen in different rooms
2.3 相同剂量不同稀释倍数之间防制效果差异

根据列喜镇®的推荐剂量用ULV1喷雾器对白纹伊蚊进行测试,不同稀释倍数10、30和50倍之间的差异无统计学意义(F=0.260,P=0.781),对应的24 h死亡率分别为74.03%、72.95%和79.82%。

2.4 不同雾化水平喷雾器之间防制效果差异

使用ULV1和ULV2喷雾器1档,按照列喜镇®的标签剂量0.012 5 ml/m3,对白纹伊蚊进行测试,ULV1喷雾器的防制效果仅为74.03%,而ULV2喷雾器可高达99.47%,两组之间差异有统计学意义(F=255.900,P=0.008)。为进一步了解雾滴粒径对防效的影响,将列喜镇®使用剂量降低一半(0.006 25 ml/m3)继续用ULV2喷雾器进行测试,防制效果仍高达98.27%,且0.006 25和0.012 5 ml/m3两个剂量其防制效果差异无统计学意义(F=19.050,P=0.099)。见表 4

表 4 2种不同喷雾器喷洒列喜镇®对白纹伊蚊的防制效果 Table 4 Efficacy of Aqua Resigen with two types of sprayers against Aedes albopictus
3 讨论

本研究发现,ULV喷雾器的流量变化会导致雾滴粒径变化,流量增加雾滴增大,与WHO关于空间喷洒药剂用于有害生物防制操作指南中描述一致[11]。可能原因是,机器功率变大时,流量变大,但机器的雾化效率与流量不完全匹配,虽然一些喷雾器会通过增加空气压力减少雾滴粒径的变化,但仍会出现雾化效果随流量的增大稍稍变差的现象。

从施药操作上看,喷洒一定剂量的杀虫剂,如果喷雾器的流量大,施药时间就会短,喷药操作难度增加。在本试验中2号房间的体积为107.62 m3,用1档喷需要5 s,如果改用6档则喷药时间仅为3 s,人很难在这么短的时间内控制机器进行喷洒作业,导致实际喷药时间延长,喷药量增大,这时可根据实际需求适量扩大稀释倍数,延长操作时间。

杀虫剂使用剂量不变的情况下,当增加稀释倍数时,可以增加喷洒空间中雾滴的密度,增加蚊虫接触雾滴的概率。但在本研究中列喜镇®不同稀释倍数(10、30和50倍)之间防制效果差异无统计学意义,说明在一定范围内扩大稀释倍数并不会影响杀虫剂的药效。王国宾[12]和崔丽等[13]研究发现当雾滴密度比较低时,雾滴密度与防制效果呈直线性关系,当雾滴密度超过一定数量后,增加雾滴密度并不能提高防制效果,说明列喜镇®在10倍稀释用ULV1喷雾器喷洒时,雾滴密度已达到防制要求,再增加稀释倍数会增加水的浪费,但如果喷雾器的流量比较大,可以根据实际情况增加稀释倍数。

本研究中通过使用不同雾化性能的喷雾器,降低雾滴粒径,提高杀虫剂的有效利用率,防控效果从74.03%提高到99.47%,即使将使用剂量减半后,仍能达到98.27%的防制效果,说明使用雾化性能较好的喷雾器,在得到较好控制效果的情况下,可以降低杀虫剂的使用量,甚至降低到一半的剂量,控制效果仍未降低。使用雾化性能更好的ULV喷雾器主要有以下优点:①增加雾滴数量,增加蚊虫接触概率。在施药量一定的情况下,雾滴粒径减小一半,雾滴数目则增加8倍;②增加在空气中的悬浮时间,10 µm的雾滴在重力作用下下降3 m需要17 min[14];③大大增加雾滴在水平方向上的扩散[15];④杀虫速度更快,用一定量的杀虫剂,以大雾滴或小雾滴喷雾黏附在昆虫体表时,小雾滴要比大雾滴的击倒速度更快[16]。而使用性能差的喷雾器,会导致较大的雾滴快速降落地面,如果要达到相同的控制效果,就需要增加施药剂量,不仅会造成杀虫剂的浪费、成本的增加、环境的污染,还可能导致施药者或施药环境中的人兽中毒。

近年来,我国大力推进农药减量增效,该政策既要求降低农药使用量又希望能提高使用效果。根据本文的研究结果施药器械对农药的使用量和使用效果有很大的影响,建议加强对施药器械的效果评价,逐步实现优胜劣汰,促进我国施药设备的健康发展。

利益冲突  无

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