2015, Vol. 17
季酮酸也称为特窗酸，广泛存在于天然产物中，其许多衍生物具有杀虫、杀螨、除草、植物生长调节等农用生物活性[1]。 自拜耳公司开发出第一个季酮酸类杀螨剂螺螨酯[2]后，又相继开发出了螺甲螨酯[3]和具有双向内吸传导性能的螺虫乙酯[4]。 该类杀螨剂为脂质合成抑制剂，作用机理独特，对若螨及其卵具有优异的防治效果，且与现用杀螨剂之间无交互抗性，对环境安全[5]，是近年来杀虫、杀螨剂研究领域的热点[6]。
朱砂叶螨Tetranychus cinnatarinus (Boisduval)又称棉花红蜘蛛、棉叶螨，我国各棉区均有发生，除为害棉花外，还为害玉米、小麦、大豆、蔬菜等，寄主广泛，危害严重且难以防治[7]。它主要集中于植物叶背部危害，刺吸汁液，使叶面出现黄斑，严重时呈红叶、落叶等症状。其在棉花整个生育期都可害，暴发年份可造成大面积减产甚至绝收[8, 9]。随着转基因抗虫棉的大面积推广种植，棉铃虫的发生和危害大幅下降，而朱砂叶螨等次要害虫的发生却有加重的趋势[10, 11]。
HNPC-A9012是由湖南化工研究院国家农药创制工程技术研究中心设计并合成出的具有杀螨活性的季酮酸类化合物，化学名称为3-(2-甲基苯基)-2-氯代-1-氧杂螺[4, 4]-壬-3-烯-4-基-氯代特戊酸酯，结构式见(I)，是以1-羟基环戊基甲酸乙酯和2-甲基苯乙酰氯为起始原料，经酯化、环合反应先得到中间体，再与氯代特戊酰氯反应制备得到的[12]。该化合物已于2010年获得了中国发明专利。
毒性试验结果表明：HNPC-A9012对大鼠的急性经口及急性经皮毒性为低毒，对兔皮肤无刺激、兔眼轻度刺激，对豚鼠皮肤弱致敏，Ames试验呈阴性，对雄性小鼠生殖细胞无致突变作用，对小鼠骨髓嗜多染红细胞无致微核作用。本研究以朱砂叶螨为靶标，系统地评价了HNPC-A9012对朱砂叶螨的生物活性和防治效果，包括对不同发育阶段螨的室内毒力测定、温室盆栽药效试验、多地田间药效试验，以及对棉花的安全性试验，旨在为该化合物进一步研究开发和推广应用提供科学依据。
1 材料与方法 1.1 供试材料 1.1.1 供试虫源
朱砂叶螨Tetranychus cinnatar-inus (Boisduval) 采自湖南常德田间，在室内经蚕豆苗繁育多年，已形成稳定的实验室种群。
1.1.2 药剂及试剂95%HNPC-A9012原药、98%螺螨酯(spirodiclofen)原药、20% HNPC-A9012 悬浮剂，以及N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和Tween-80，均由湖南化工研究院提供；240 g/L螺螨酯悬浮剂，拜耳作物科学有限公司生产；15% 哒螨灵(pyridaben)乳油，山东淄博美田农药有限公司生产。
供试原药按要求称量后先用适量DMF溶解，再加入适量乳化剂Tween-80，搅拌均匀后用含0.1％Tween-80的水溶液配制成所需浓度药液；各供试农药制剂按要求称量后直接用水稀释，配制成所需浓度药液。 1.1.3 供试棉花品种
中棉所62、鄂抗棉9号、湘杂棉2号。
1.2 试验方法 1.2.1 对成螨的毒力测定 1.2.1.1 采用叶片浸渍法将带有一定数量成螨的蚕豆苗剪下，在配制好的药液中浸渍10 s后取出，吸去多余药液，插到装满水并已封口的烧杯上，烧杯下用水隔离。每处理3次重复，设清水对照处理。处理完毕置于观察室内培养，48 h后检查并记录死亡情况[13, 14]。
1.2.1.2 采用玻片浸渍法在玻片的一端贴上双面胶带，用毛笔挑选大小一致、行动活泼、体色鲜艳的成螨，将其背部粘在双面胶上，每片粘4行，每行10头。放入(25±1)℃、相对湿度80%左右的生化培养箱中，2 h后于体式显微镜下观察，剔除死亡和不活泼个体。将带螨玻片在药液中浸渍10 s后取出，吸干多余药液。每处理3次重复，设清水对照处理。处理完毕置于生化培养箱内培养，48 h后检查并记录死亡情况[15, 16]。
1.2.2 对卵的毒力测定参照Keen等[17]和农药室内生物测定试验准则[18]的方法并加以改进。选择新鲜的6～8叶期蚕豆苗，剪去顶部，在每株蚕豆苗上接种雌成螨10头左右，在25 ℃下产卵，24 h后移去雌成螨，检查记录卵粒数，用4～28 h卵龄的卵进行毒力测定。将带有卵的蚕豆苗剪下，在药液中浸渍10 s后取出，吸去多余药液，插到盛满水并已封口的烧杯上，烧杯下用水隔离。每处理3次重复，设清水对照处理。置于观察室内培养，待对照卵孵化并发育至若螨阶段时，检查并记录各处理孵化情况。
1.2.3 对若螨的毒力测定选择新鲜的6～8叶期蚕豆苗，剪去顶部，在每株蚕豆苗上接种雌成螨10头左右，在25 ℃下产卵，24 h后移去雌成螨。待卵孵化后再进行浸液处理，供试若螨为24～48 h龄期。将带有若螨的蚕豆苗剪下，在药液中浸渍10 s后取出，其余同1.2.2节处理。置于观察室内培养，48 h后检查并记录死亡情况。
1.2.4 温室盆栽药效试验试验设7个处理： 20%HNPC-A9012悬浮剂有效成分40、60、80 mg/L；240 g/L 螺螨酯悬浮剂有效成分40、60、80 mg/L；清水对照。每处理10株棉花苗。
选择整齐一致的棉花盆栽幼苗，接种雌成螨后置于温室内培养，待产卵后去除成螨。待若螨完全孵化2 d后用电动喉头喷雾器进行人工手动喷雾处理，喷雾器工作压力为0.05 MPa，喷孔直径1 mm，每株棉苗喷施2 mL药液。分别调查药前虫口基数及药后1、3、7、14和21 d活螨数，计算虫口减退率及防治效果。
1.2.5 作物安全性评价试验试验设4个处理：20% HNPC-A9012 悬浮剂有效成分80、160、320 mg/L及清水对照。每处理10株棉花苗。选择整齐一致的棉花盆栽幼苗，用电动喉头喷雾器进行人工手动喷雾处理，喷雾器工作压力为0.05 MPa，喷孔直径1 mm，每株棉苗喷药2 mL，21 d后评价20% HNPC-A9012 悬浮剂对棉花生长速率、植株形态和叶色等的影响[19]。
1.2.6 田间药效试验分别于2012和2013年在陕西和河南对棉花叶螨进行了田间药效试验。试验分别设6个处理：20%HNPC-A9012悬浮剂有效成分30、45、60 g/hm2； 15%哒螨灵乳油60 g/hm2； 240 g/L 螺螨酯悬浮剂 45 g/hm2； 清水对照。小区面积20 m2，重复4次，用利农HD400型背负式手动喷雾器喷洒。分别于处理后1、3、7、14和21 d观察统计活螨数，计算田间防治效果[20]。
1.3 数据处理
采用DPSv13.5软件计算毒力回归方程、LC50值及95%置信限，并就各处理的LC50值进行毒力比较，毒力倍数为对照药剂LC50值与测定药剂LC50值的比值；用Duncan氏新复极差法对温室盆栽药效和田间试验防效进行差异显著性分析。
2 结果与分析 2.1 HNPC-A9012对朱砂叶螨的室内毒力 2.1.1 对朱砂叶螨成螨的毒力
HNPC-A9012对朱砂叶螨成螨表现出较高的毒力，叶片浸渍法和玻片浸渍法测定的LC50值分别为3.82和4.73 mg/L，毒力分别为螺螨酯的0.48倍和0.99倍(表 1)。
 | 表 1 HNPC-A9012对朱砂叶螨成螨的毒力 Table 1 Toxicity of HNPC-A9012 against adult mite of T.cinnatarinus |
2.1.2 对朱砂叶螨若螨的毒力
HNPC-A9012对朱砂叶螨若螨表现出良好的活性，其LC50值为1.95 mg/L，但毒力低于螺螨酯，仅为螺螨酯毒力的0.23倍(表 2)。
| 表 2 HNPC-A9012对朱砂叶螨若螨的毒力 Table 2 Toxicity of HNPC-A9012 against nymph of T.cinnatarinus |
2.1.3 对朱砂叶螨卵的毒力
HNPC-A9012同样表现出良好的杀卵活性，但毒力低于螺螨酯，其对朱砂叶螨卵的LC50值为10.91 mg/L(表 3)。
| 表 3 HNPC-A9012对朱砂叶螨卵的毒力
Table 3 Toxicity of HNPC-A9012 against eggs of T.cinnatarinus |
温室盆栽条件下，20%HNPC-A9012悬浮剂对朱砂叶螨具有较好的防效。药后1 d，20%HNPC-A9012和240 g/L螺螨酯悬浮剂各处理防效均较低，两药剂同剂量处理防效差异不显著；药后3 d和7 d，各处理防效明显提高,其中药后7 d，20%HNPC-A9012悬浮剂3个处理防效均达到了88.28%以上，与240 g/L螺螨酯悬浮剂同剂量处理防效差异不显著；药后14 d，20%HNPC-A9012悬浮剂和240 g/L螺螨酯悬浮剂各处理防效均达到较高的水平，同剂量处理下，除40 mg/L处理的防效间有显著差异外，其他处理差异不显著；药后21 d，20%HNPC-A9012悬浮剂和240 g/L螺螨酯悬浮剂各处理防效均出现不同程度的下降，但60和80 mg/L 处理的防效仍保持较高水平(表 4)。
| 表 4 20%HNPC-A9012悬浮剂对朱砂叶螨的盆栽药效 Table 4 Control efficacy of 20%HNPC-A9012 SC against T.cinnatarinus by pot experiment |
2.3 20% HNPC-A9012 悬浮剂对棉花的安全性评价
采用20% HNPC-A9012 悬浮剂在有效成分80、160和320 mg/L下对棉花进行茎叶喷雾处理，结果(表 5)表明，其对中棉所62、鄂抗棉9号和湘杂棉2号棉花安全。试验过程中各处理棉苗生长一致，未出现变色(包括褪绿、黄化、白化、花叶、锈斑、褐化、绿化等)、坏死(如斑点、枯斑、叶缘坏死、生长点)、生长发育延缓(如矮化、叶片伸展受抑、生长发育停滞等)、萎蔫(如植株失水萎蔫、青枯)及畸形(如叶片卷曲或扭曲变形、茎缢缩)症状。
| 表 5 20% HNPC-A9012 悬浮剂对棉花的安全性评价 Table 5 Safety assessment of 20% HNPC-A9012 SC to cotton seedling |
2.4 田间防治效果
20%HNPC-A9012 悬浮剂对田间朱砂叶螨表现出较优异的防效(表 6)。药后1 d，其有效成分45、60 g/hm2处理与对照药剂240 g/L螺螨酯悬浮剂有效成分45 g/hm2处理的防效相当，速效性表现良好；药后3 d，20%HNPC-A9012 悬浮剂各处理的防效逐步提高；药后7 d，其30、45、60 g/hm2 处理的防效均达90.04%以上，防效较为突出，且45和 60 g/hm2处理下的防效与两对照药剂差异不显著；药后14 d和21 d，20%HNPC-A9012 悬浮剂45和60 g/hm2两个剂量处理的防效均在92.59%以上，与对照药剂15%哒螨灵乳油和240 g/L螺螨酯悬浮剂防效相当，表现出优异的持效性。
| 表 6 20%HNPC-A9012 悬浮剂对朱砂叶螨的田间防效(陕西)
Table 6 Control efficacy of 20% HNPC-A9012 SC against T.cinnatarinus in field (Shaanxi province)
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与陕西省的结果相比，在河南省，20%HNPC-A9012 悬浮剂防治棉田朱砂叶螨的田间药效试验总体防效相对较低(表 7)。药后1 d，其45和60 g/hm2 处理与对照药剂240 g/L螺螨酯悬浮剂45 g/hm2处理的防效差异不显著；药后3 d，各处理防效均有所提高；药后7 d，20%HNPC-A9012 悬浮剂45和60 g/hm2处理的防效与对照药剂15%哒螨灵乳油60 g/hm2处理防效相当；药后14 d各处理防效均达到最高水平，20%HNPC-A9012 悬浮剂30、45和60 g/hm2处理的防效均优于15%哒螨灵乳油60 g/hm2处理，45、60 g/hm2处理防效与240 g/L螺螨酯悬浮剂45 g/hm2处理的防效相当；药后21 d，20%HNPC-A9012悬浮剂仍表现出较好的持效性(表 7)。
| 表 7 20%HNPC-A9012 悬浮剂对朱砂叶螨的田间防效(河南)
Table 7 Control efficacy of 20% HNPC-A9012 SC against T.cinnatarinus in field (He′nan province)
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3 小结与讨论
多项研究结果表明，季酮酸类杀螨剂螺螨酯对多种害螨均表现出突出的防效[21]，其对螨卵和若螨具有较强的杀伤、致死作用，对雌成螨有很强的致不育作用，受药雌成螨生存率、产卵数量和后代卵孵化率均有降低[22, 23, 24]。同属季酮酸类的新化合物HNPC-A9012结构与螺螨酯有相似之处。本研究结果表明，HNPC-A9012在室内对螨卵、若螨及成螨的毒杀效果优异，与螺螨酯相近；在田间对朱砂叶螨的防治效果也与螺螨酯相当，45～60 g/hm2剂量下可有效控制朱砂叶螨的发生危害。HNPC-A9012属于低毒农药，且对作物安全，在田间最高供试剂量的1倍、2倍和4倍剂量处理下对供试作物的叶色、形态、生长等均未产生不良影响。
HNPC-A9012与螺螨酯结构相似、杀螨活性相近，推测其和螺螨酯可能具有相似的作用机制。HNPC-A9012在结构上大胆创新，有效降低了合成成本，同时其对人畜及作物安全，环境相容性好，符合现代农业发展要求，已被作为“十二五”高活性化合物进行开发研究，在未来将具有广阔的市场发展前景。
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