氧化鋅、氧化銅納米材料與殺蟲劑混配對斜紋夜蛾毒殺的增效作用

龔忠年　梁遠成　萬樹青

摘要：采用浸漬法，將氧化鋅、氧化銅納米粉混入殺蟲劑氯氰菊酯和辛硫磷中，測定對斜紋夜蛾(Spodoptera lituraFabricius)毒殺增效作用。同時也采用普通粒子氧化鋅、氧化銅做對照試驗，試驗結(jié)果表明：兩種納米材料與氯氰菊酯殺蟲劑混配具有一定的增效作用，而普通粒子氧化鋅、氧化銅與其混配并沒有增效作用。納米氧化鋅與氯氰菊酯按1：4混配，其24 h的共毒系數(shù)分別為146；納米氧化銅與氯氰菊酯按1：4混配，其24 h的共毒系數(shù)為116；納米氧化鋅、氧化銅與辛硫磷按1：4混配，其24 h的共毒系數(shù)分別為128和116，試驗結(jié)果表明：氧化鋅、氧化銅納米材料與殺蟲劑混配對斜紋夜蛾毒殺有一定的增效作用。

關(guān)鍵詞：納米材料；殺蟲劑；斜紋夜蛾；增效作用

中圖分類號：S 482．398

納米是一種度量單位，又稱毫微米，用“nm”表示。隨著納米材料研究的逐步深入，納米材料在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用范圍也日益擴大，硫磺、銅化合物等，經(jīng)加工成1 μm以下細度，當加入適當助劑，可開發(fā)為良好的殺菌劑，甚至可以把一固體農(nóng)藥加工成納米級農(nóng)藥，這種農(nóng)藥有利于進入害蟲的呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)及表皮內(nèi)發(fā)揮作用。由于納米尺度使低溶解度物質(zhì)也能轉(zhuǎn)變?yōu)樗幬铮瑥亩沟每梢杂糜谵r(nóng)用藥品的數(shù)量大大增加，另外，納米材料可以增強在細胞或組織上的附著性，促進藥效的發(fā)揮。

本試驗選擇兩種納米材料即氧化鋅和氧化銅，將其混入兩種殺蟲劑中，檢測納米材料對所試藥劑對斜紋夜蛾毒殺是否具有增效作用，從而為進一步拓寬納米材料在農(nóng)藥領(lǐng)域的應(yīng)用提供科學(xué)的依據(jù)。

1材料和方法

1．1供試藥劑

納米氧化鋅粉，平均粒徑30 nm，粒徑范圍≤80 nm，純度99.9％；納米氧化銅粉，平均粒徑25 nm，粒徑范圍≤60 nm，純度99.9％，均由深圳尊業(yè)有限公司友好提供。普通粒子氧化鋅，純度≥99.0％為廣州市東紅化工廠產(chǎn)品。普通粒子氧化銅粉末，純度≥99.0％為上海振欣試劑廠產(chǎn)品。92％氯氰菊酯原藥(cypermethrin)，由江門農(nóng)藥廠提供。辛硫磷原藥從江門農(nóng)藥廠購置。

1．2供試昆蟲

斜紋夜蛾(Spodoptera litura Fabricius)屬鱗翅目夜蛾科，由中山大學(xué)生物防治國家重點實驗室提供。

1．3毒力測定

每濃度供試蟲量為30頭，待藥液干后，把其置于一皿，加入少量飼料，蓋好培養(yǎng)皿，寫好標簽，經(jīng)24 h后檢查試蟲的生存及死亡數(shù)量，計算其死亡率，從中找出死亡率在10％～90％之間的5個不同的劑量。將此濃度范圍的藥液與一定量的納米材料混配成新的藥液，新配的藥液與單獨的納米材料、原藥液進行對照試驗，分別處理蟲量為30頭，待藥液干后，把30頭盛于一皿，加入少量飼料，蓋好培養(yǎng)皿，寫好標簽，經(jīng)24 h后檢查試蟲的生存及死亡數(shù)量，計算其死亡率、校正死亡率。用SPSS12.0軟件求出回歸方程及LC₅₀求出共毒系數(shù)，以確定混配后的毒力有否增效。

1．4增效作用分析

根據(jù)毒力測定所得各單劑和混劑的LC₅₀按照孫云沛公式法，求得混劑的共毒系數(shù)，如共毒系數(shù)接近100表示相加作用，明顯大于100表示增效作用，小于100表示拮抗作用。

2結(jié)果與分析

2．1各單劑的毒力測定結(jié)果

兩種納米材料和氯氰菊酯以及辛硫磷對斜紋夜蛾幼蟲的毒力測定結(jié)果表明，氯氰菊酯和辛硫磷對斜紋夜蛾幼蟲具有較高的毒力，24 h的LC₅₀分別是45.50 mg／L、20.80 mg／L。毒力回歸方程分別為y=2.000+1.143 x和y=9.839+1.927 x。而兩種納米材料對斜紋夜蛾幼蟲毒力很低，在62.5～1 000 μg／ml濃度范圍內(nèi)對斜紋夜蛾幼蟲基本無毒殺活性。

2．2各混劑毒力測定結(jié)果

兩種納米材料與氯氰菊酯、辛硫磷的混配24 h的毒力測定結(jié)果列于表1中。

測定結(jié)果表明：納米氧化鋅、納米氧化銅與氯氰菊酯分別按1：4混配試劑，測得其24 h的LC₅₀分別為28.8 mg／L和31.1 mg／L；與辛硫磷混配后，其24 h的LC₅₀分別16.2 mg／L和17.9 mg／L，這種混劑對斜紋夜蛾幼蟲仍具有較高毒性，但是否具增效作用，可從表2的共毒系數(shù)分析得知。

2．3兩種納米材料對氯氰菊酯和辛硫磷增效作用

從本次試驗結(jié)果看出，辛硫磷、氯氰菊酯分別與納米材料氧化銅和氧化鋅粉混配(4：1)后，混配前LC₅₀分另0為20.8 μg／mL和45.5 μg／mL。混配后辛硫磷與納米銅粉末混配乳液為17.9 μg／mL、辛硫磷與納米氧化鋅粉末混配為16.2 μg／mL氯氰菊酯與納米銅粉混配為31.1 μg／mL、氯氰菊酯與納米氧化鋅粉混配為28.8 μg／mL；共毒系數(shù)分別為116、128、146、158，對斜紋夜蛾幼蟲的毒力均有不同程度提高，可見此納米材料與這兩種殺蟲劑混配可提高對斜紋夜蛾的殺蟲活性，有一定的增效作用。

3討論

3．1兩種納米材料對氯氰菊酯、辛硫磷增效機理的探討

有關(guān)納米氧化鋅粉和氧化銅粉與氯氰菊酯、辛硫磷混配對斜紋夜蛾幼蟲毒殺增效作用的機理，在本試驗中沒有展開研究。但從納米尺度材料所表現(xiàn)的基本特性，如表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng)等考慮，當某一物質(zhì)顆粒尺度小到納米級時，它的表面原子處于不飽和狀態(tài)，因此呈現(xiàn)出極大的表面活性。當與某一殺蟲劑混配時，可增強其吸附性，有利于納米材料本身或殺蟲劑附著害蟲體壁，增強穿透細胞能力，加速與靶標相互作用，從而提高殺蟲效果。受試的納米材料是否也能在體內(nèi)抑制解毒代謝酶系，有關(guān)其增效的真正機制有待進行研究。

3．2后續(xù)研究探討

由于納米材料包括納米顆粒或納米管其具有極大的表面活性，在催化劑和功能應(yīng)用方面都具有重要的應(yīng)用價值，但是這些納米材料同樣具有改變生物分子的性質(zhì)。因此，在一定的條件下，具有生物抗性的納米顆粒可以穿透組織(血液或腦的阻擋層)。試驗發(fā)現(xiàn)60 ng的有機納米顆粒可以在數(shù)小時內(nèi)致使大部分實驗白鼠的肺部發(fā)生嚴重損傷，并導(dǎo)致死亡。本試驗卻發(fā)現(xiàn)納米材料(非有機納米顆粒)對斜紋夜蛾幼蟲無毒殺作用。可能是混配液增效效果不顯著的主要原因，有待于開發(fā)研制有機納米材料，甚至是直接把植物源殺蟲劑做成納米級別。研究表明，屬于納米控釋系統(tǒng)的藥物多以納米粒作為藥物載體。納米粒是以高分子物質(zhì)為輔料，將藥物溶解、吸附或包裹于輔料中，分散制成納米級的固態(tài)或液態(tài)微粒，是一種新型納米粒給藥系統(tǒng)，一般將其粒徑大小界定在1～100 nm，已研究的納米粒包括聚合物納米囊與納米球、藥質(zhì)體、脂質(zhì)納米球、納米乳和聚合物膠囊。因此，納米技術(shù)在農(nóng)藥新劑型開發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景，除了可開發(fā)出納米級粉劑、懸浮劑、微膠囊劑外，還可開發(fā)出非農(nóng)藥作用的納米材料，科學(xué)地混入到農(nóng)藥制劑中，從而提高農(nóng)藥的效果，減輕農(nóng)藥對環(huán)境的影響，將是一個新的研究課題。