2014, Vol. 
2. 全国农业技术推广服务中心, 北京 100125;
3. 中国农业科学院 植物保护研究所, 北京 100193
2. The National Aaro-Tech Extension and Service Center, Beijing 100125, China;
3. Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China
我国每年有数以亿吨的药液喷洒到农田中，其中喷雾是农药最主要的施用方式。由于没有简单可行的喷雾标准，农民仍然采用大雾滴、大容量的喷雾方式喷洒农药，也习惯于将喷湿、喷透作为喷雾的标准。这种喷雾方式及习惯，不仅使农药的有效利用率降低，造成大量农药浪费，而且严重污染环境。因此，制定简单、可靠的喷雾标准，对于指导农民科学、合理用药具有重要意义。
农药在靶标植物上的沉积量直接影响农药对靶标生物的防治效果。农药雾滴在靶标植物上的沉积与农药理化性质、靶标植物表面结构、靶标植物叶片倾角、雾滴大小和环境条件等因素有密切关系[1]。杨希娃等[2]对去离子水在棉花、小麦和水稻叶片上沉积的研究结果表明，植物种类和叶片倾角对沉积量的影响显著，沉积量随叶片倾角减小而增加。采用不同喷头喷施的吡虫啉在小麦冠层的沉积量有较大差异，其中采用雾滴体积中径(volume median diameter, VMD)最小的LU 喷头施药，吡虫啉在小麦冠层上部的沉积量最大，而采用雾滴体积中径最大的IDK 喷头，其平均沉积量最小[3]；在用氧乐果防治小麦蚜虫时，当施药液量为75和150 L/hm2、药液浓度分别为1.2×103、1.6×103、2.0×103、2.4×103、3.2×103和4.0 ×103 mg/L时，氧乐果对麦蚜的防治效果差异不明显[4]；在用氯虫苯甲酰胺防治稻纵卷叶螟时，当雾滴体积中径为 200 μm、雾滴密度为 82.09 个/cm2时，施药液量从 4.00 mg/m2减少至 2.00 mg/m2，防治效果无显著降低[5]。
小菜蛾Plutella xylostella L.属鳞翅目菜蛾科昆虫，是一种世界性农业害虫，主要为害甘蓝、花椰菜、荠菜等十字花科蔬菜，由于其发生世代多、繁殖速度快、世代重叠以及抗药性等原因，使其防治很困难[6]。甲氨基阿维菌素苯甲酸盐具有杀虫活性高、用量少等特点，已被广泛用于小菜蛾等害虫的防治[7]。本研究针对大容量喷雾带来的不利影响，对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐雾滴密度、施药剂量和对甘蓝小菜蛾防治效果进行研究，旨在为科学、精准施药，减少农药有效成分和水的使用量，减轻环境污染等提供科学依据。
ASP-1098行走式自动喷雾装置，浙江大学农药与环境毒理研究所研制；不同型号扇形喷头(ST110-01～ST110-04)，德国Lechler公司；X-16背负式手动喷雾器，浙江黄岩市喷雾器化工有限公司；Lambda-35紫外分光光度计，Perkin Elmer公司；雾滴密度卡，中国农业科学院植物保护研究所袁会珠老师提供；雾滴图像分析软件，USDA-ARS；雾滴收集装置，江苏省农业科学院植物保护研究所顾中言老师惠赠。
90%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(emamectin benzoate)原药，浙江钱江生物化学股份有限公司；1%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐乳油(emamectin benzoate EC)，山东曹达化工有限公司生产；85.5%诱惑红，上海燃料研究所；其他试剂均为分析纯。
小菜蛾Plutella xylostella L.3龄幼虫，由中国农业科学院植物保护研究所芮昌辉老师惠赠，在本实验室内[温度(26±2) ℃，相对湿度70%～80%，光照强度100～400 lx，光照时间16h/d]饲养，以新鲜甘蓝叶片喂养成虫。
利用不同倾角的载玻片模拟具有不同倾角的甘蓝叶片，通过测定甲氨基阿维菌素苯甲酸盐在不同倾角载玻片上的沉积量，推测药剂在不同甘蓝叶片上的沉积分布。 参照文献[5]方法，采用图1的雾滴收集装置进行测定。将雾滴密度卡粘贴在载玻片正反两面上，以不同方向(与地面水平倾角分别为0°、45°和90°)插入载玻片插槽中，并使载玻片插槽与甘蓝同高。采集雾滴后，将雾滴密度卡于干燥处晾干，待雾滴固定后，用图像分析软件分析单位面积内的雾滴密度和雾滴覆盖率。
 | 图1 雾滴密度收集装置 Fig.1 Device of droplet collection |
参照崔丽等[8]的方法，准确称取0.011 7 g诱惑红，用蒸馏水溶解并定容至10 mL，配制成质量浓度为1 000 mg/L的母液，继而用蒸馏水稀释成5.0～95.0 mg/L的系列诱惑红水溶液。测定每个质量浓度下诱惑红水溶液在λ=514 nm处的吸光度值(A)。每个浓度重复3次。以诱惑红质量浓度(ρ)为横坐标、吸光度值(A)为纵坐标绘制标准曲线。
为了测定不同雾滴密度条件下甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对小菜蛾毒力的变化，通过改变喷头行走速度来实现不同喷雾密度的目的；此外，该方法与田间实际防治时施药方式较接近。因此，采用在不同喷雾速度条件下测定甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对小菜蛾的毒力。 喷头行走速度分别为60、80、100、110和120 cm/s 时，雾滴密度分别为23、40、55、68和131 droplet/cm2，喷雾压力为0.4 MPa，喷头距离试虫高度为54 cm。
甲氨基阿维菌素苯甲酸盐原药用少量丙酮溶解，用0.5%的吐温-80水溶液分别稀释成10、20、40、80、160、320和640 mg/L系列浓度。挑选大小一致的小菜蛾3龄幼虫于培养皿中。每皿接入10头幼虫，每个浓度设4次重复。将接有试虫的培养皿和放置雾滴密度卡的培养皿一同放入自动行走式喷雾台中进行喷雾。药剂处理后放入新鲜、无药的甘蓝叶片饲养，48 h后检查小菜蛾幼虫的死亡数。
参照崔丽等[8]的方法，配药时在药液中添加与甲氨基阿维菌素苯甲酸盐同样质量浓度的诱惑红作为指示剂，通过测定诱惑红的沉积量，间接推测甲氨基阿维菌素本甲酸盐的沉积量。
试验于中国农业大学上庄实验站进行，供试甘蓝为京丰1号，定植后约25 d进行试验。试验药剂为1%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐乳油，设3 mg/L(按有效成分2.25 g/hm2，施药液量750 L/hm2计算)和4.2 mg/L(按有效成分3.15 g/hm2，施药液量750 L/hm2 计算) 2个试验浓度，每个浓度均用4种不同喷头(ST110-01/02/03/04)分别施药。以喷清水为空白对照。每种喷头处理和空白对照均重复3次，每小区面积约15 m2。喷药前进行作业行走速度的训练，均以田间正常行走速度进行。
施药前于每个试验小区选取5个点，预先放置雾滴收集装置，按图1所示3个倾角(0°、45°和90°)收集雾滴。 施药结束后，将收集有雾滴的载玻片放入自封袋内；测定前用蒸馏水洗涤载玻片上的诱惑红；用紫外分光光度计测定洗涤液的OD514nm值；根据诱惑红质量浓度-吸光度值的标准曲线，计算洗涤液中诱惑红的质量浓度(μg/mL)；用数码相机和面积测定软件测定载玻片的有效面积(cm2)；根据公式(1)计算药剂的沉积量(μg/cm2)。
沉积量=(洗涤液中诱惑红的质量浓度×洗涤体积)/载玻片有效面积(1)
1.7.2 甲氨基阿维菌素苯甲酸盐在甘蓝叶片上沉积量测定施药结束后，每小区选5株甘蓝，于每株甘蓝上选取不同空间的3片叶片进行雾滴沉积量测定。测定方法同1.7.1节。
施药剂量、小区设置以及施药方法同1.7节。施药前调查虫口基数，分别于施药后1 d和7 d调查防治效果；每小区定株调查10株甘蓝上小菜蛾活幼虫数。根据公式(2)和(3)计算防治效果。
虫口减退率/％＝100 ×(施药前虫数－施药后虫数)/施药前虫数(2)
防治效果/％＝100 ×(处理区虫口减退率－空白对照区虫口减退率)/(100－空白对照区虫口减退率)(3)
利用SPSS12.0软件计算LC50值、LN50值及其95%置信限。
结果表明，在5.0～95.0 mg/L范围内，在波长514 nm下，诱惑红溶液的质量浓度(ρ)与吸光度值(A)具有很好的相关性，回归方程为A=0.060 5ρ-0.037 4，相关系数r=0.998。
致死中密度(LN50，median lethal number of droplets per unit area)是指致死50%试虫时单位面积上的雾滴个数，可通过雾滴大小和药液质量浓度计算得出，常用来衡量单个雾滴的作用范围。对于特定大小的雾滴，提高药液质量浓度，LN50值将显著降低；同样，对于特定药液质量浓度，随着雾滴变小，防治效果将显著提高[ 4, 5, 6, 7, 8, 9]。
由表1可知：当药液质量浓度从80 mg/L增加至640 mg/L时，甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对小菜蛾的LN50值从148 droplet/cm2下降至3.00 droplet/cm2。可见，药液浓度对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐防治小菜蛾的LN50值有显著影响，即在一定防治水平下，随着药液质量浓度的增加，施药液量迅速减少；但当药液质量浓度为80 mg/L时，雾滴密度从 23 droplet/cm2提高至131 droplet/cm2时，小菜蛾的死亡率仅从35.7% 增加至47.4%(数据未列出)，即当药液质量浓度低于一定水平时，即使增加雾滴密度也不能提高其防治效果。
 | 表1 不同药液质量浓度条件下甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对小菜蛾的LN50值 Table 1 LN50value of emamectin benzoate against diamondback moth at different concentrations |
由表2可知：药液雾滴密度对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐防治小菜蛾的毒力有重要影响。当雾滴密度从23 droplet/cm2提高至131 droplet/cm2时，LC50值从1.66×102 mg/L下降至78.9 mg/L。即随着雾滴密度提高，LC50值呈下降趋势。可见，确定合理的雾滴密度，既能保证甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对小菜蛾良好的防治效果，又能减少药剂使用剂量，从而减轻药液浪费和对环境的污染。
| 表2 不同雾滴密度条件下甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对小菜蛾的LC50值
Table 2 LC50 value of emamectin benzoate against diamondback moth at different droplet density
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| 表3 甲氨基阿维菌素苯甲酸盐在不同倾角载玻片上的沉积量 Table 3Deposition of emamectin benzoate on glass slides with different angle |
| 表4不同施药液量条件下甲氨基阿维菌素苯 甲酸盐在甘蓝叶片上的沉积量 Table 4Deposition of emamectin benzoate on cabbage leaves treated with different spray volume |
由表5和图2可知：随着喷头雾滴体积中径的增大，施药液量不断增加，雾滴密度和覆盖率均有不 同程度增加。当施药液量从330 L/hm2增加至525 L/hm2时，雾滴密度无显著差异(P＞0.05)，但雾滴覆盖率却从0.94%提高至4.27%，差异达显著水平(P＜0.05); 当施药液量增加至750 L/hm2时，雾滴密度和雾滴覆盖率均显著提高；而施药液量进一步增加至975 L/hm2时，虽然雾滴密度显著提高(P＜0.05)，但雾滴覆盖率较前者差异不显著(P＞0.05)。
研究结果(表5)表明：当药液质量浓度为3.0 mg/L时，施药液量从330 L/hm2增加至525 L/hm2时，可显著提高甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对甘蓝小菜蛾的防治效果，但继续增加施药液量或药液浓度不但均不能提高防治效果，反而导致大量药液的浪费。当药液质量浓度提高至4.2 mg/L时，4种施药液量条件下，药剂对甘蓝小菜蛾的田间防治效果无明显差异。
图2是采用不同喷头喷雾后，雾滴密度卡上显示的雾滴密度和雾滴覆盖率的效果图。这些图像不仅可以作为间接评价甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的喷雾质量，也可以作为农民确定施药液量的参考标准。
| 表5 甲氨基阿维菌素苯甲酸盐施药液量和药液浓度对甘蓝小菜蛾田间防治效果的影响 Table 5 Effects of spraying volume and concentration on the efficacy in fields against diamondback moth of emamectin benzoate |
综合考虑2.5和2.6节的试验结果，在利用甲氨基阿维菌素苯甲酸盐防治甘蓝上的小菜蛾时，当药液质量浓度为3 mg/L时，若雾滴沉积效果达到图2B标准，即认为喷雾质量可以满足小菜蛾防治需要；若雾滴沉积效果达到图2C或图2D标准，则认为虽然可以达到防治效果，但会造成药液浪费，需要调整施药液量。当药液质量浓度为4.2 mg/L时，如果雾滴沉积效果达到图2A标准，即认为喷雾质量可以满足防治需要；如果雾滴沉积效果达到图2B～2D标准，则认为虽然可以达到效果，但会造成药液浪费，需要调整施药液量。
 | 图2 不同施药液量条件下雾滴密度和覆盖率比对卡 Fig.2 Comparison on the density and coverage ratio of the droplet under different spraying volumes |
化学农药防治农作物病虫草等有害生物时，除了药剂本身性质外，药液浓度、施药液量、雾滴密度等因素均与防治效果密切相关[ 4， 8]。当药液质量浓度过低时，为保证防治效果则需加大施药液量，因而会造成药液流失；而浓度过高，会使单个雾滴中药剂含量超过害虫的致死剂量，造成农药浪费。因此，在田间喷雾时，应结合施药技术确定最佳农药质量浓度，以便在保证较好防治效果的前提下降低施药液量。本研究结果表明，当甲氨基阿维菌素苯甲酸盐质量浓度为80 mg/L时，增加施药液量并不能明显提高小菜蛾的死亡率；而当药剂质量浓度高于160 mg/L时，增加施药液量则小菜蛾死亡率增加明显。Merritt等[10]发现，在抑制小萝卜和野豌豆的鲜重方面，施用低施药液量、高浓度量的草甘膦要比施用高施药液量、低浓度的药效好。杨希娃等[3]研究表明，吡虫啉小雾滴喷雾时对麦蚜药后1 d的防治效果高于大雾滴喷雾。
农药必须在防治靶标上形成一定的雾滴密度，才能发挥较好的防治效果。雾滴密度对于药剂的防治效果影响明显[8]。本研究表明，当雾滴密度从23 droplet/cm2提高至131 droplet/cm2时，甲氨基阿维菌素苯甲酸盐原药对小菜蛾的LC50值从1.66×102 mg/L下降至78.93 mg/L。因此，在病虫害的田间实际防治中，确定合理的雾滴密度，既能保证甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对小菜蛾具有良好的防治效果，又能减轻药液浪费及其对环境的污染。
了解在靶标植物上的沉积规律，对指导科学施药有重要作用。本研究表明，甲氨基阿维菌素苯甲酸盐在甘蓝叶片上的沉积量与雾滴大小和药液浓度关系密切。田间推荐剂量下，当施药液量高于525 L/hm2时，药剂在甘蓝叶片上的沉积量并未随施药液量的增加而提高。这可能是由于施药液量大的喷头所喷出的雾滴体积中径也大，而大雾滴易发生弹跳而减少沉积；当施药液量超过靶标植物表面上药液流失点后，反而会导致大量药液从叶片上流失。另外，甲氨基阿维菌素苯甲酸盐在具有不同倾角的载玻片上沉积量的差异显著，这可能与不同倾角载玻片对雾滴持留效应不同有关。袁会珠等[11]报道，小麦叶片倾角对液体最大持留量和流失点有显著影响，叶面倾角小，沉积在叶面上的液体发生滚动和流淌作用小，药液在叶面上最大持留量大。朱金文等 [1] 研究也表明，毒死蜱乳油在水稻叶片上的沉积量随水稻叶片倾角变小而相应减少。庾琴等[12]研究发现，当施药液量从2 kg/株增加至4 kg/株时，阿维菌素在苹果叶片上的沉积量并无显著增加，而流失到地面的药剂则从2.98 μg/cm2增加至6.10 μg/cm2。本研究推荐了采用甲氨基阿维菌素苯甲酸盐乳油在2种不同浓度下防治甘蓝上的小菜蛾时的喷雾标准，对于科学合理使用该乳油防治小菜蛾具有较好的指导作用。
致谢：中国农业大学理学院何雄奎教授、宋坚利老师为雾滴粒剂测定、雾滴图像分析和叶面积测定提供帮助；中国农业科学院植物保护研究所芮昌辉研究员提供了小菜蛾试虫；江苏省农业科学院植物保护研究所顾中言研究员提供了雾滴收集装置。在此一并致谢！
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