伊維菌素和丁氟螨酯復配最佳配比篩選及田間藥效評價

田 亞, 趙恒科, 嚴 偉, 盧文才, 錢 坤, 魏 朋, 何 林

(西南大學植物保護學院, 重慶 400716)

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技術與應用Technology&Application

伊維菌素和丁氟螨酯復配最佳配比篩選及田間藥效評價

田 亞, 趙恒科, 嚴 偉, 盧文才, 錢 坤, 魏 朋, 何 林*

(西南大學植物保護學院, 重慶 400716)

本研究采用藥膜法測定了伊維菌素、丁氟螨酯對朱砂葉螨的室內毒力。采用共毒因子法、共毒系數法對最佳配比進行篩選并加工成5%伊維菌素·丁氟螨酯水乳劑進行田間防效試驗。結果顯示:伊維菌素∶丁氟螨酯=1∶1時,共毒系數(CTC)高達265.66。伊維菌素·丁氟螨酯配比的數學模型為Y=-1.3787X2+79.264X-881.41,R2=0.9154,理論最佳配比為1∶1,CTC=257.77。田間防效顯示：5%伊維菌素·丁氟螨酯水乳劑藥效良好,有效成分用量為25～50 mg/L時,藥后3、10、20 d防效均高于80%。

伊維菌素; 丁氟螨酯; 最佳配比; 田間防效

伊維菌素(ivermectin)是一種新型抗生素類驅蟲藥劑,對農業害蟲、害螨具有良好的防治效果,其生物活性略低于阿維菌素,但具有毒性更低、使用更安全等特點[1-2],并且和阿維菌素無交互抗性[3]。目前伊維菌素主要用于防治家畜寄生蟲,在農業上應用相對較少,因此,將伊維菌素作為農藥進行開發將具有廣闊的應用前景。丁氟螨酯(cyflumetofen) 是日本大冢化學公司于2007年研發的苯酰乙腈類新型殺螨劑,殺螨效果好,對環境和非靶標生物安全,且與現有殺螨劑均無交互抗性[4]。

長期持續、不科學地大面積使用單一化學農藥導致害螨抗性問題越來越嚴重,防治效果逐年下降,有效藥劑日益短缺[5-6];而新農藥品種研制和生產的投資與風險較大,市場開發周期較長,因此利用農藥復配技術來擴大防治譜、降低用藥量和生產成本,并在一定程度上減緩有害生物對藥劑的抗藥性,提升藥劑的環境安全性成為目前有害生物防治的一個重要發展方向[7-8]。

本研究以朱砂葉螨為供試材料,采用藥膜法對伊維菌素、丁氟螨酯進行室內毒力測定；采用共毒因子法評價伊維菌素和丁氟螨酯復配的增效作用；通過共毒系數法進行最佳配比篩選,基于配比與共毒系數擬合伊維菌素與丁氟螨酯最佳配比方程，確定最佳配比,研制出綠色環保的水乳劑進行田間藥效試驗。該新型復配劑對提高防效,延緩害螨抗藥性的產生,延長藥劑使用壽命和降低藥劑生產成本具有重要意義。且水乳劑劑型環保,貯運安全,對環境友好,符合當今農藥劑型發展方向,具有很好的推廣應用前景。

1 材料與方法

1.1 供試朱砂葉螨

供試朱砂葉螨采自重慶市北碚區田間,采回后接種于新鮮盆栽豇豆(‘之豇28-2’)苗上,置于西南大學植物保護學院養蟲室內的光照恒溫培養箱內飼養,飼養溫度(26土1)℃、相對濕度60%～80%、光周期L∥D=14 h∥10 h,飼養期間不接觸任何藥劑,已持續飼養15年。獲得齡期一致的雌成螨,成螨發育時間差異控制在±2 d。

1.2 供試藥劑及儀器

96.06%伊維菌素原藥，河北威遠動物藥業有限公司;95.5%丁氟螨酯原藥，江蘇省蘇州富美實植物保護劑公司。供試藥劑用丙酮溶解并配制成100 mg/L母液備用。

5%伊維菌素·丁氟螨酯(2.5%+2.5%)水乳劑由西南大學植物保護學院農藥制劑加工室研制;0.5%伊維菌素乳油，浙江海正化工股份有限公司;20%丁氟螨酯懸浮劑，江蘇省蘇州富美實植物保護劑有限公司。

壓縮式噴霧器，慈溪市華豐噴霧器有限公司。

1.3 室內生物活性測定

1.3.1 伊維菌素、丁氟螨酯對朱砂葉螨的毒力測定

采用離心管藥膜法[9]。將原藥用丙酮稀釋成至少5個不同濃度梯度,分別吸取1.5 mL稀釋藥液置于2 mL離心管中,旋轉離心管,顛倒振搖30次以上，使藥劑與管壁充分接觸并在管內壁形成一層均勻的藥膜,倒掉藥液,將離心管放入通風櫥中使丙酮充分揮發,每濃度重復3次,空白對照為丙酮。將一塊長、寬、高分別為6 cm、6 cm、2 cm的海綿放在直徑為10 cm的玻璃培養皿中,加水使海綿充分潤濕,在海綿上放置一張直徑9 cm的濾紙,再挑選新鮮平整的豇豆苗葉片,將邊緣卷曲或較大的葉片稍加修剪后,以葉面朝下的方式貼放到潤濕的濾紙片上,挑螨于葉片上飼養。挑取葉碟上飼養的個體較大、充滿活力且均一的3～5日齡雌成螨于處理好的離心管中,每管不少于30頭,(26±1)℃恒溫培養箱中放置24 h后顯微鏡鏡檢,僅有一只足動或完全不動者記錄為死亡,數據用對照死亡率進行校正。以處理組死亡率在10%～90%之間,且對照死亡率小于10%為有效測定。用PoloPlus軟件進行數據處理,求得毒力回歸方程和致死中濃度LC50。

1.3.2 伊維菌素、丁氟螨酯復配劑對朱砂葉螨的聯合作用

采用Mansour等[10]的共毒因子法評價復配劑的增效作用。選擇等效線法中相加作用線的六等分點作為5個配比濃度,可表示為a/5b、a/2b、a/b、2a/b、5a/b。初步評價伊維菌素與丁氟螨酯不同比例復配劑的聯合作用。共毒因子≥20表示有增效作用；共毒因子≤-20表示有拮抗作用；-20<共毒因子<20表示為相加作用。以共毒因子大于20的配比作參考,在該配比范圍內進一步細化配比,測定其對朱砂葉螨的毒力,參照Sun等[11]的共毒系數法求出共毒系數(CTC),篩選出最佳增效配比。CTC≤80為拮抗作用；80

1.4 數學模型的建立及理論最佳配比的確定

將配方中一種有效成分的質量分數(K)進行反正弦轉換,得反正弦值[X=arcsin(K/2)1/2], 共毒系數Y與X之間的關系應用SPSS 軟件進行一元二次方程擬合,根據所擬合的數學模型計算出最佳配比。

1.5 田間藥效試驗

試驗在西南大學試驗田進行,試驗時間為2015年6月24日。試驗藥劑5%伊維菌素·丁氟螨酯水乳劑分別稀釋1 000倍(50 mg/L)、2 000倍(25 mg/L)、4 000倍(12.5 mg/L);對照藥劑0.5%伊維菌素乳油稀釋600倍(8.33 mg/L),20%丁氟螨酯懸浮劑稀釋4 000倍(50 mg/L);采用壓縮式噴霧器噴霧施藥,小區面積10 m2,噴藥液量為600 kg/hm2;采用定點定株的調查方法,每株豇豆隨機選取2片葉,作好標記,每個小區共統計5株豇豆苗。施藥前調查蟲口基數,施藥后1、3、10、20 d分別調查殘留活螨數。數據處理采用SPSS及Excel軟件,計算蟲口減退率和防治效果,并用Duncan法對不同處理的防治效果進行差異顯著性分析。

蟲口減退率(%)=100×(施藥前活螨數-施藥后活螨數)/施藥前活螨數;

防治效果(%)=100×(處理區蟲口減退率-對照區蟲口減退率)/(100-對照區蟲口減退率)。

2 結果與分析

2.1 生物活性測定結果

2.1.1 伊維菌素、丁氟螨酯對朱砂葉螨的毒力

伊維菌素、丁氟螨酯對朱砂葉螨的室內毒力測定結果詳見表1,LC50分別為7.88 mg/L、28.74 mg/L。伊維菌素毒力高于丁氟螨酯4倍左右,相關系數分別為0.97和0.99。

表1 兩種殺蟲(螨)劑對朱砂葉螨敏感品系的毒力Table 1 Toxicities of two acaricides to Tetranychus cinnabarinus

2.1.2 伊維菌素和丁氟螨酯復配對朱砂葉螨的聯合作用

以單劑LC50為基準,測定不同配比混合制劑處理朱砂葉螨雌成螨后24 h的殺螨活性,并采用共毒因子判斷各配比的增效情況,測定結果(表2)表明,伊維菌素和丁氟螨酯復配在質量比1∶20、1∶4～5∶4之間具有增效作用,共毒因子均大于20。對具有增效作用的配比(1∶4～5∶4)進一步細化,并采用共毒系數法篩選最佳配比,結果(表3)表明,伊維菌素和丁氟螨酯質量比為1∶4、3∶7、1∶1時共毒系數均大于120,表現為增效作用,其中質量比1∶1時增效最明顯,CTC高達265.66。

表2 伊維菌素和丁氟螨酯復配劑對朱砂葉螨的共毒因子測定Table 2 Co-toxicity factors of the complex formulations of ivermectin and cyflumetofen to Tetranychus cinnabarinus

表3 伊維菌素和丁氟螨酯復配劑對朱砂葉螨的共毒系數測定Table 3 Co-toxicity coefficients of the complex formulations of ivermectin and cyflumetofen to Tetranychus cinnabarinus

2.2 數學模型的擬合及理論最佳配比的計算

將伊維菌素·丁氟螨酯復配劑中伊維菌素有效成分的質量分數K進行反正弦轉換,用SPSS軟件對反正弦轉換值X與共毒系數Y進行擬合,得二次方程Y=-1.378 7X2+79.264X-881.41,R2=0.915 4,對方程求導Y′=-2.757 4X+79.264,令Y′=0,則有X=28.746,將X帶入方程即得最大共毒系數CTC=257.77,對應伊維菌素百分含量46.26%,可得伊維菌素∶丁氟螨酯配比46.26%∶(1-46.26%)≈1∶1為最佳配比。

由以上結果可知理論最佳配比與實際最佳配比的增效作用一致,說明最終確定的伊維菌素和丁氟螨酯最佳配比具有實際可靠性。

2.3 田間防效試驗

5%伊維菌素·丁氟螨酯水乳劑對朱砂葉螨表現出良好的田間防效(表4),有效成分用量為25～50 mg/L時,藥后3 d防效為80.03%～85.16%,藥后10 d防效為91.16%～94.00%,藥后20 d防效為87.89%～90.51%,藥后1、3、10、20 d防效分別與對照藥劑0.5%伊維菌素乳油、20%丁氟螨酯懸浮劑的防效相當或更好。

表4 5%伊維菌素·丁氟螨酯水乳劑對朱砂葉螨的田間防效1)Table 4 Control efficacy of ivermectin·cyflumetofen 5% emulsion in water against Tetranychus cinnabarinus

1) 同列數據后不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。

Data with different small letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level.

3 結論與討論

復配劑最佳配比的篩選, 首先要比較單劑和混劑的毒力,常用的評價方法有Bliss法、Sakai法、Finney法、共毒系數法、共毒因子法、等毒法、按比例混合法、等效線法等。殺蟲劑的篩選主要采用共毒系數法,此方法工作量大,陳立等[12-13]對該方法進行了改良,應用均勻設計、擬合數學模型來獲取農藥復配最優配方，但也只是就單個配方進行研究,代表性較差。本研究將共毒因子法和CTC法相結合,獲得伊維菌素和丁氟螨酯實測最佳配比為1∶1,然后通過數學模型,求得該復配劑的理論最佳配比及CTC,其結果可以更全面、客觀地反映出二元復配劑的增效情況。

伊維菌素和丁氟螨酯作用機理不同,通過復配可以增加混劑作用位點,增強防效、進一步增強卵、螨兼治效果，延緩抗性,延長新型殺螨劑丁氟螨酯的使用時間(2012年在中國登記)。本研究結果也表明伊維菌素與丁氟螨酯復配的增效作用明顯,質量比為1∶1時共毒系數高達265.66。

田間藥效試驗也表明，5%伊維菌素·丁氟螨酯水乳劑能有效地防治朱砂葉螨,在試驗劑量下,未觀察到其對作物產生藥害。因此,5%伊維菌素·丁氟螨酯水乳劑作為一種使用便捷、高效低毒、低成本的多功能環境友好型產品,具有良好的市場開發潛力。

[1] 徐漢虹, 張志祥, 李玉霞, 等. 伊維菌素和茶皂素的增效農藥組合物: 中國, CN102484991A [P]. 2012-06-06.

[2] 賴鳳香, 胡國文, 傅強, 等. 伊維菌素與噠嗪硫磷復配農藥: 中國, CN101766184A [P]. 2010-07-07.

[3] 李靖. 20%伊維菌素·毒死蜱水乳劑的研制[D]. 重慶: 西南大學, 2010.

[4] Naotaka H, Yasuhiro S, Nobuyoshi T, et al. Cyflumetofen, a novel acaricide-its mode of action and selectivity [J]. Pest Management Science, 2013, 69(9):1080-1084.

[5] 何林, 譚仕祿, 曹小芳, 等. 朱砂葉螨的抗藥性選育及其解毒酶活性研究[J]. 農藥學學報, 2003, 5(4): 23-29.

[6] 蘇安安, 盧瑞, 李現玲. 一種含丁氟螨酯和甲氨基阿維菌素的殺蟲殺螨組合物: 中國, CN102805089A [P]. 2012-12-05.

[7] 武中平, 楊紅, 林開春. 阿維菌素與高效氯氰菊酯復配制劑及其生物活性的研究[J]. 現代農藥, 2002(3): 23-25.

[8] 王小天. 5%阿維菌素·噻螨酮水乳劑的研制[D]. 重慶: 西南大學, 2010.

[9] Feng Yaning, Zhao Shu, Sun Wei, et al. The sodium channel gene inTetranychuscinnabarinus(Boisduval): identification and expression analysis of a mutation associated with pyrethroid resistance [J]. Pest Management Science, 2011, 67(8): 904-912.

[10]Mansour N A, Eldefrawi M E, Toppozada A, et al. Toxicological studies on the Egyptian cotton leafworm,Prodenialitura. VI Potentiation and antagonism of organophosphorus and carbamate insecticides [J]. Journal of Economic Entomology, 1966, 59(2): 307-311.

[11]Sun Yunpei, Johnson E R.Analysis of joint action of insecticides against house flies [J]. Journal of Economic Entomology, 1960, 53(5): 887-891.

[12]陳立, 徐漢虹, 趙善歡. 應用均勻設計獲取復配農藥最佳增效配方[J]. 華南農業大學學報, 2000, 21(3): 33-35.

[13]陳立, 徐漢虹, 李云宇, 等. 農藥復配最佳增效配方篩選方法的探討[J]. 植物保護學報, 2000, 27(4): 349-354.

(責任編輯：楊明麗)

Optimum ratios and field control efficacy of ivermectin and cyflumetofen toTetranychuscinnabarinus

Tian Ya, Zhao Hengke, Yan Wei, Lu Wencai, Qian Kun, Wei Peng, He Lin

(College of Plant Protection, Southwest University, Chongqing 400716, China)

The indoor toxicities of acaricide ivermectin and cyflumetofen toTetranychuscinnabarinuswere determined by residual film method. Meanwhile, the co-toxicity factors and Sun’s co-toxicity coefficients (CTC) were used to screen their optimal ratio. Complex formulation of 5% ivermectin·cyflumetofen (1∶1) was prepared and tested for field control efficacy. The results showed that the mixture has best synergistic effect when a ratio of ivermectin and cyflumetofen was 1∶1, the co-toxicity coefficient was up to 265.66. The ratio mathematical model of ivermectin and cyflumetofen wasY=-1.378 7X2+79.264X-881.41 (R2=0.9154), and the theoretical optimum ratio was 1∶1 (CTC=257.77). The results of field efficacy indicated that 5% ivermectin·cyflumetofen emulsion in water could obtain good efficacy. At the 3rd, 10th, 20th days, the control efficacy was more than 80% when the dosage of active ingredients was 25-50 mg/L.

ivermectin; cyflumetofen; proportion mixture; field control efficacy

2015-10-09

2015-11-16

云南重大農業害螨綜合防控關鍵技術研究應用及殺螨劑開發(2015BB009)；國家自然科學基金青年基金(31301717)；高等學校博士學位點專項科研基金新教師項目(20120182120020)

S 482.5

B

10.3969/j.issn.0529-1542.2016.05.040

* 通信作者 E-mail:helinok@vip.tom.com