2017, Vol. 19
抗药性是小菜蛾等害虫猖獗为害的主要因素之一[1]。据不完全统计，小菜蛾已对 90 多种杀虫剂产生了抗药性[2-5]，对蔬菜安全生产产生较大威胁。目前，防治小菜蛾推广应用较多的药剂有氯虫苯甲酰胺、乙基多杀菌素、虫螨腈、茚虫威、阿维菌素和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐等，但随着这些药剂的持续大量使用，已出现不同程度的抗性[6-8]，综合治理形式非常严峻。
溴氰虫酰胺 (cyantraniliprole, Scheme 1 ) 是继氯虫苯甲酰胺之后开发的第 2 代鱼尼丁受体抑制剂类杀虫剂，大鼠急性经口 LD 50 > 5 000 mg/kg [9-10]，由于苯环上特定极性基团的改变，其杀虫活性更高，杀虫谱更广[9]。溴氰虫酰胺具有良好的内吸性，能够在木质部中传导，可用于鳞翅目、双翅目、同翅目和鞘翅目等害虫的防治[11]。初步研究发现，该药剂与新烟碱类杀虫剂无交互抗性[12]，对非靶标的节肢类动物安全性高，环境相容性好，目前，已在中国 10 种作物 15 种靶标害虫上登记，并规定了其在甘蓝上的最大残留限量 (MRL) 值为 0.5 mg/kg[13]，但尚未制定其在花椰菜上的 MRL 值。欧盟规定其在甘蓝类、瓜类、根和块茎类蔬菜上的 MRL 值分别为 2、0.3 和 0.05 mg/kg[14]。关于溴氰虫酰胺在作物上的残留消解动态已有报道，如黄瓜、番茄和葱等[15-21]，尚未见其在花椰菜上的残留动态报道。此外，通过溴氰虫酰胺对害虫的田间药效试验、残留消解动态与最终残留量等综合技术试验，制定其应用技术的研究尚未见报道。为此，本研究采用室内分析和田间试验相结合的方法，对溴氰虫酰胺防治小菜蛾的田间药效及在花椰菜上的残留消解规律进行研究，制定安全间隔期和综合应用技术，以期为该药剂在生产上的科学合理使用提供指导，也为其在花椰菜上最大残留限量标准的制订提供依据。
|
图式 1 |
1 材料与方法 1.1 试验材料
试验于 2015 年 5 月至 6 月在中国杭州市滨江区顺坝垦区 (杭州市植保土肥总站试验基地) 进行。供试花椰菜 (Brassica oleracea) 品种为白马王子，试验地水、肥条件良好，土质为沙壤土，常规田间管理。
供试药剂：10% 溴氰虫酰胺可分散油悬浮剂 (美国杜邦公司)。
1.2 田间试验设计1.2.1 田间药效试验 试验设 10% 溴氰虫酰胺可分散油悬浮剂 (OD) 有效成分 42 (2 倍推荐高剂量)、21 (推荐高剂量)、14 g/hm2(推荐低剂量) 及清水对照共 4 个处理。每处理重复 3 次，共 12 个小区，随机区组排列，小区面积 30 m2。各处理于 2015 年 6 月 1 日按试验设计用量兑水施药 1 次，采用 WS-16 型手动喷雾器 (喷孔直径 0.7 mm，工作压力 3~4 kg/cm2) 均匀喷雾，每公顷用水量 450 kg。
调查方法：采用对角线五点取样法每点选 2 株，每小区 10 株。于施药当天，施药前统计标记株上小菜蛾不同龄期的活幼虫数，作为药前基数；施药后 24 h 及药后 3、5、7 d 统计标记株上的活虫数。按《田间药效试验准则》 [22]计算小菜蛾的虫口减退率和校正防效，运用 Duncan’s 新复极差法进行差异显著性检验。
1.2.2 消解动态及残留试验
1.2.2.1 消解动态试验 采用一次施药多次取样法。10% 溴氰虫酰胺可分散油悬浮剂按 2 倍推荐高剂量 (有效成分 42 g/hm2) 施药 1 次，3 次重复，随机区组排列，小区面积 20 m2，小区间设保护行，并以清水处理作为空白对照。施药处理分别于施药后 1 h 及 1、3、5、7、10、14、17、21、45 d 在每小区按对角线 5 点取样。对照处理仅在施药后 0、7、21 d 取样，四分法留样 2 kg。
1.2.2.2 最终残留量试验 设 2 个施药剂量：低剂量采用推荐高剂量 (有效成分 21 g/hm2)、高剂量采用 2 倍推荐高剂量 (有效成分 42 g/hm2)，各设施药 2 次和 3 次，施药间隔 7 d。每处理 3 次重复，共 4 个处理、12 个小区，另设清水处理作为对照。于末次施药后 1 h 及 1、3、5、7、10、14 d 采样。
样品均按《农药残留试验准则》[23]进行处理。
1.3 样品分析方法1.3.1 仪器与药剂 8050 三重四极杆液相色谱-质谱联用仪 (日本岛津公司)；YP402N 电子天平 (上海精密科学仪器有限公司)；Sorvall Primo R 高速离心机 (美国 Thermo Fisher Scientific 公司)；VTX-3000L 涡旋振荡器 (上海飞域实验室设备有限公司) 等。
溴氰虫酰胺 (cyantraniliprole) 标准品 (纯度 95%，美国杜邦公司)；乙腈和氯化钠均为色谱纯；试验用水为蒸馏水。
1.3.2 样品的提取与净化 准确称取 10.0 g 已制备好的花椰菜样品于 50 mL 离心管中，加入 15 mL 乙腈，于 2 500 r/min 下涡旋振荡 1 min，超声提取 20 min；加入 2 g NaCl，于 2 500 r/min 下涡旋振荡 30 s，于 8 000 r/min 下离心 5 min；取 1 mL 上清液，加入 C 18 0.1 g、PSA 0.1 g 和 MgSO 4 0.2 g，涡旋 30 s，于 8 000 r/min 下离心 2 min，过 0.22 μm 滤膜，待测。
1.3.3 仪器测定条件
1.3.3.1 色谱条件 ACQUITY UPLC HSS T3 色谱柱 (2.1 mm×100 mm，1.8 μm)；柱温 30 ℃；流动相为V (甲醇) : V (0.1% 甲酸水溶液) = 60 : 40 混合溶液；流速 0.25 mL/min；进样体积 1 μL；外标法定量。
1.3.3.2 质谱条件 毛细管电压 4.0 kV，雾化气流量 3.0 L/min，加热气流量 10.0 L/min，加热块温度 400 ℃，脱溶剂管温度 250 ℃，雾化器接口温度 300 ℃。多反应监测模式 (MRM)，电离方式为 ESI(+)。其余相关参数见表 1。
|
表 1 溴氰虫酰胺的质谱条件参数 Table 1 The LC-MS/MS parameters for cyantraniliprole |
1.3.4 标准溶液配制及标准曲线绘制 准确称取 0.010 5 g 溴氰虫酰胺标准品，用乙腈溶解，配成 100 mg/L 标准储备液，再用乙腈稀释，配成 0.012 5、0.025、0.05、0.1、0.2、1.0 和 2.0 mg/L 的系列标准工作溶液，按 1.3.3 节的条件测定。以进样质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制溴氰虫酰胺标准曲线。
1.3.5 添加回收试验 对花椰菜样品设定了 0.075、0.15 和 0.30 mg/kg 3 个添加水平，每个水平重复 5 次。按 1.3.2 节处理后按 1.3.3 节条件测定，计算添加回收率和相对标准偏差 (RSD)。
2 结果与分析 2.1 方法的线性范围、准确度及精密度在 0.012 5~2.0 mg/L 范围内，溴氰虫酰胺的峰面积与其质量浓度间呈良好的线性关系，标准曲线方程为：y = 1 439 020x，r = 0.999 9。
在 0.075、0.15 和 0.30 mg/kg 3 个添加水平下，溴氰虫酰胺的平均回收率为 83%~90%，RSD 为 2.6%~5.6%。溴氰虫酰胺的检出限 (LOD) 为 0.02 mg/kg，定量限 (LOQ) 为 0.06 mg/kg。典型色谱图见图 1。
|
A. 溴氰虫酰胺标准溶液 (0.1 mg/L)；B. 花椰菜空白；C. 花椰菜添加 (0.5 mg/kg)；D. 花椰菜添加 (0.075 mg/kg)。 A. cyantraniliprole standard solution (0.1 mg/L); B. Blank of B. oleracea sample; C. B. oleracea sample fortified with cyantraniliprole (0.5 mg/kg); D. B. oleracea sample fortified with cyantraniliprole (0.075 mg/kg). 图 1 溴氰虫酰胺样品色谱图 Fig. 1 Chromatograms of cyantraniliprole in the samples |
2.2 溴氰虫酰胺对小菜蛾的田间防效试验结果
结果 (表 2) 表明：施药后 24 h，10% 溴氰虫酰胺可分散油悬浮剂以有效成分 21 g/hm2 处理对小菜蛾的防效最佳，为 92.8%，速效性好；药后 3~5 d，各处理对小菜蛾的防效为 93.0%~95.7%；药后 7 d 达 96% 以上，持效期长。各处理间防效差异均不显著。
|
|
表 2 10% 溴氰虫酰胺可分散油悬浮剂对小菜蛾的防治效果 Table 2 Control effect of cyantraniliprole 100OD on Plutella xylostella |
2.3 溴氰虫酰胺在花椰菜上的消解动态
按试验设计进行操作和取样测定，得到露地栽培条件下 10% 溴氰虫酰胺可分散油悬浮剂在花椰菜上的残留消解动态。结果 (表 3) 表明：溴氰虫酰胺在花椰菜中的残留量随时间延长而逐渐降低，其消解过程符合动力学一级降解模型。
|
|
表 3 溴氰虫酰胺在花椰菜中的消解动态 Table 3 Dissipation dynamics of cyantraniliprole in B. oleracea |
2.4 溴氰虫酰胺在花椰菜上的最终残留量
结果 (表 4) 表明：参照欧盟规定的溴氰虫酰胺在花椰菜上的 MRL 值标准 (2 mg/kg)[14]，施药后 1~14 d 各处理的残留量均符合该标准规定；而参照中国规定的溴氰虫酰胺在甘蓝上的 MRL 值 (0.5 mg/kg)[13]，本研究中推荐高剂量处理下施药后 3~14 d 符合标准，而 2 倍推荐高剂量处理下施药后 7~14 d 符合标准。说明溴氰虫酰胺在花椰菜中的残留量受施药剂量、施药次数的影响，残留量与施药剂量间呈正相关；施药 3 次的原始沉积量和施药 1 d 后的残留量明显高于施药 2 次的处理，但施药后 3 d 起残留量下降较快，分析其原因可能是施药后 3 d 降雨 62.4 mm，露地栽培条件下雨水的冲刷作用所致。
|
|
表 4 溴氰虫酰胺在花椰菜上的最终残留量 Table 4 Final residues of cyantraniliprole in B. oleracea |
此外，本研究结果还显示：不同施药处理所需要的采收安全间隔期有一定差别。根据《农药使用准则》 [24]，按常规喷雾方法，10% 溴氰虫酰胺可分散油悬浮剂以有效成分 21 g/hm2 施药 2 次，露地栽培条件下在花椰菜上的安全间隔期为 3 d，随着施药剂量或施药次数的增加，安全间隔期应适当延长。设施栽培条件下农药不易挥发散失，空气中的残留农药也易降落到作物表面，加之无法接受露珠、雨水的淋溶，农药消解速度减慢，因此设施栽培条件下安全间隔期应延长，其安全间隔期的制定有待于进一步试验研究确定。
3 结论与讨论本研究结果表明，10% 溴氰虫酰胺可分散油悬浮剂各施药剂量处理对花椰菜小菜蛾均有较好的防效，其中以有效成分 21 g/hm2 施药处理防效更优，速效性好，持效期长。有研究表明，华南等地小菜蛾田间种群对氯虫苯甲酰胺已产生了高水平抗性[25]。林庆胜等[1]报道小菜蛾田间种群对溴氰虫酰胺抗药性发展趋势与氯虫苯甲酰胺一致，室内小菜蛾对这两种杀虫剂具有中等水平交互抗性，因此长期不合理用药的情况下抗性风险上升较快。本研究结果表明，10% 溴氰虫酰胺可分散油悬浮剂推荐使用剂量为有效成分 21 g/hm2，为延缓溴氰虫酰胺抗药性的产生，建议与其他不同作用机理的杀虫剂交替轮换使用。
消解动态与最终残留量试验结果表明，按 2 倍推荐高剂量 (有效成分 42 g/hm2) 施药后，溴氰虫酰胺在花椰菜中的消解动态符合动力学一级降解模型，其消解半衰期为 3.86 d，该结果比赵坤霞等[18]报道的其在葱 (1.3~2.5 d)、Dong 等[17]报道的其在黄瓜 (2.2 d) 和番茄 (2.8 d) 中的半衰期稍长，比何红梅等[10]报道的在辣椒 (9.2~11.2 d) 中的半衰期短，可能与蔬菜的种类、栽培条件、试验地环境条件、试验期天气条件等因素有关。溴氰虫酰胺按推荐高剂量 (有效成分 21 g/hm2) 在花椰菜上各施药 2 次和 3 次，最后 1 次施药后 3~14 d，残留量为 0.07~0.47 mg/kg，低于中国规定的溴氰虫酰胺在甘蓝上的 MRL 值 0.5 mg/kg；但农药残留量与施药剂量、施药次数成正相关，高剂量处理下残留量明显上升，施药次数多，则原始沉积量明显上升，后期受强降雨天气的影响，残留量下降较快，因此生产中需加强对农药使用量及施药次数的控制。本研究考察了露地栽培条件下溴氰虫酰胺的残留特点，对不同栽培方式、温度、光照等环境因素的互作与影响，有待于进一步研究。
根据本研究结果，建议生产中以 10% 溴氰虫酰胺可分散油悬浮剂有效成分 21 g/hm2 用药，每季最多使用 2 次，在露地栽培花椰菜上安全间隔期为 3 d。至于在其他蔬菜上的残留限量及安全使用技术研究，尚需扩大作物种类进一步开展不同生态环境和不同生产方式条件下的残留试验研究确定。
| [1] |
林庆胜, 冯夏, 胡珍娣, 等. 小菜蛾对溴氰虫酰胺的敏感基线及抗药性现状[J]. 广东农业科学, 2014(15): 76–78.
LIN Q S, FENG X, HU Z D, et al. The sensitivity baseline and current insecticide resistance of Plutella xylostella to cyantraniliprole [J]. Guangdong Agric Sci, 2014(15): 76–78. doi:10.3969/j.issn.1004-874X.2014.15.016 |
| [2] |
乔传令, 王靖, 邢建民. 不同地区小菜蛾种群的抗药性及酯酶同工酶的研究[J]. 农药学学报, 2000, 2(4): 33–39.
QIAO C L, WANG J, XING J M. Studying on the Insecticide-restant and esterase isozymes in diamondback moth Plutella Xylostella (L.) from three populations in China[J]. Chin J Pestic Sci, 2000, 2(4): 33–39. |
| [3] |
姜兴印, 王开运, 仪美芹. 不同地区小菜蛾对杀虫剂的抗性差异[J]. 农药学学报, 2000, 2(4): 44–48.
JIANG X Y, WANG K Y, YI M Q. Study on resistance of Plutella xylostella (L.) in different areas to in secticides [J]. Chin J Pestic Sci, 2000, 2(4): 44–48. |
| [4] |
罗雁婕, 吴文伟, 杨祚斌, 等. 小菜蛾抗药性及治理的研究进展[J]. 云南大学学报(自然科学版), 2008, 30(S1): 178–182.
LUO Y J, WU W W, YANG Z B, et al. Advances in insecticide resistance of diamondback moth (Plutella xylostella L.)in Yunnan [J]. J Yunnan Univ, 2008, 30(S1): 178–182. |
| [5] |
冯夏, 李振宇, 吴青君, 等. 小菜蛾抗性治理及可持续防控技术研究与示范-公益性行业(农业)科研专项" 小菜蛾可持续防控技术研究与示范”进展[J]. 应用昆虫学报, 2011, 48(2): 247–253.
FENG X, LI Z Y, WU Q J, et al. Research progress of the resistance management and sustainable control of diamondback moth (Plutella xylostella) in China [J]. Chin J Appl Entomol, 2011, 48(2): 247–253. doi:10.7679/j.issn.2095-1353.2011.045 |
| [6] |
尹飞, 冯夏, 李振宇, 等. 不同地区小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的抗药性差异[J]. 植物保护, 2015, 41(5): 160–163.
YIN F, FENG X, LI Z Y, et al. Resistance of diamondback moth to chlorantraniliprole in different areas[J]. Plant Protect, 2015, 41(5): 160–163. |
| [7] |
程英, 李文红, 金剑雪, 等. 小菜蛾不同抗性品系对杀虫剂的抗药性测定[J]. 西南农业学报, 2014, 27(3): 1104–1108.
CHENG Y, LI W H, JIN J X, et al. Determination of pesticide resistance of different Plutella xylostella resistant strains [J]. Southwest China J Agric Sci, 2014, 27(3): 1104–1108. |
| [8] |
梁延坡, 谢圣华, 符尚娇, 等. 海南地区小菜蛾对氯虫苯甲酰胺和乙基多杀菌素的抗药性变化趋势[J]. 应用昆虫学报, 2016, 53(2): 273–278.
LIANG Y P, XIE S H, FU S J, et al. Changing trends of resistance to chlorantraniliprole and spinetoram in a wild population of Plutella xylostella in Hainan Province [J]. Chin J Appl Entomol, 2016, 53(2): 273–278. |
| [9] |
杨桂秋, 黄琦, 陈霖, 等. 新型杀虫剂溴氰虫酰胺研究概述[J]. 世界农药, 2012, 34(6): 19–21.
YANG G Q, HUANG Q, CHEN L, et al. Summary of a nevol pesticide cyantraniliprole[J]. World Pestic, 2012, 34(6): 19–21. |
| [10] |
何红梅, 张春荣, 朱亚红, 等. 溴氰虫酰胺及其代谢物在辣椒和土壤中的残留降解研究[J]. 分析化学, 2014, 42(8): 1177–1182.
HE H M, ZHANG C R, ZHU Y H, et al. Residue and degradation of cyantraniliprole and its main metabolite in pepper and soil[J]. Chin J Anal Chem, 2014, 42(8): 1177–1182. doi:10.11895/j.issn.0253-3820.140380 |
| [11] |
周操, 杨航, 杨洪, 等. 溴氰虫酰胺对白背飞虱室内敏感种群的亚致死效应[J]. 农药学学报, 2016, 18(5): 651–655.
ZHOU C, YANG H, YANG H, et al. Sublethal effects of cyantraniliprole on lab sensitive population of Sogatella furcifera (Horváth) [J]. Chin J Pestic Sci, 2016, 18(5): 651–655. |
| [12] | LI X C, DEGAIN B A, HARPOLD V S, et al. Baseline susceptibilities of B- and Q-biotype Bemisia tabaci to anthranilic diamides in Arizona [J]. Pest Manag Sci, 2012, 68(1): 83–91. doi:10.1002/ps.v68.1 |
| [13] |
食品中农药最大残留限量: GB 2763—2016[S]. 北京: 中国标准出版社, 2016.
Maximum residue limits for pesticides in food: GB 2763—2016[S]. Beijing: Standards Press of China, 2016. |
| [14] | EU-Pesticides Database. Cyantraniliprole[DB/OL]. [2016-10-31]. http://ec.europa.eu/food/plant/pesticides/eu-pesticides-database/ public/?event=pesticide.residue.CurrentMRL&language=EN. |
| [15] | ZHANG C P, HU X Q, ZHAO H, et al. Residues of cyantraniliprole and its metabolite J9Z38 in rice field ecosystem[J]. Chemosphere, 2013, 93(1): 190–195. doi:10.1016/j.chemosphere.2013.05.033 |
| [16] | SUN J P, FENG N, TANG C F, et al. Determination of cyantraniliprole and its major metabolite residues in pakchoi and soil using ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J]. Bull Environ Contam Toxicol, 2012, 89(4): 845–852. doi:10.1007/s00128-012-0752-2 |
| [17] | DONG F S, LIU X G, XU J, et al. Determination of cyantraniliprole and its major metabolite residues in vegetable and soil using ultra-performance liquid chromatography/tandem mass spectrometry[J]. Biomed Chromatogr, 2012, 26(3): 377–383. |
| [18] |
赵坤霞, 孙建鹏, 秦冬梅, 等. 溴氰虫酰胺及其代谢物在土壤和葱中残留行为[J]. 环境科学与技术, 2014, 32(2): 89–95.
ZHAO K X, SUN J P, QIN D M, et al. Study on residue of cyantraniliprole and its metabolites in soil and green onion[J]. Environ Sci Technol, 2014, 32(2): 89–95. |
| [19] | SCHWARZ T, SNOW T A, SANTEE C J, et al. QuEChERS multiresidue method validation and mass spectrometric assessment for the novel anthranilic diamide insecticides chlorantraniliprole and cyantraniliprole[J]. J Agric Food Chem, 2011, 59(3): 814–821. doi:10.1021/jf103468d |
| [20] | HU X Q, ZHANG C P, ZHU Y H, et al. Determination of residues of cyantraniliprole and its metabolite J9Z38 in watermelon and soil using ultra-performance liquid chromatography/mass spectrometry[J]. J AOAC Int, 2013, 96(6): 1448–1452. doi:10.5740/jaoacint.12-423 |
| [21] | NANITA S C, STRY J J, PENTZ A M, et al. Fast extraction and dilution flow injection mass spectrometry method for quantitative chemical residue screening in food[J]. J Agric Food Chem, 2011, 59(14): 7557–7568. doi:10.1021/jf104237y |
| [22] |
农药田间药效试验准则(一)杀虫剂防治十字花科蔬菜的鳞翅目幼虫: GB/T 17980.13—2000[S]. 北京: 中国标准出版社, 2000.
Pesticide-Guidelines for the field efficacy trials(I)-Insecticides against larvae of lepidoptera on crucifer vegetable: GB/T 17980.13—2000[S]. Beijing: Standards Press of China, 2000. |
| [23] |
农药残留试验准则: NY/T 788—2004[S]. 北京: 中国农业出版社, 2004.
Guideline on pesticide residue trials: NY/T 788—2004[S]. Beijing: China Agriculture Press, 2004. |
| [24] |
绿色食品农药使用准则: NY/T 393—2013[S]. 北京: 中国农业出版社, 2014.
Green food-Pesticide application guideline: NY/T 393—2013[S]. Beijing: China Agriculture Press, 2014. |
| [25] |
胡珍娣, 陈焕瑜, 李振宇, 等. 华南小菜蛾田间种群对氯虫苯甲酰胺已产生严重抗性[J]. 广东农业科学, 2012(1): 79–81.
HU Z D, CHEN H Y, LI Z Y, et al. Found a field population of diamondback moth, Plutella xylostella (L.), with high-level resistance to chlorantraniliprole in South China [J]. Guangdong Agric Sci, 2012(1): 79–81. |