6種油類助劑在農藥對靶傳遞過程中的功效

2024-01-01 00:00:00馬敏李寅任莉平原茅雪娟申夏夏錢玲玲邱媛媛

湖北植保 2024年5期

摘要：為探究油類助劑對農藥傳遞過程以及對殺蟲劑藥效的影響，選用植物油、植物油脂肪酸和酯化植物油為原料，驗證油類助劑的理化指標、葉面滯液量、霧滴沉積效果以及對吡蟲啉、阿維菌素的殺蟲效果。結果表明，油類助劑均能不同程度減少霧滴漂移、促進藥液附著、提高吡蟲啉殺蟲劑藥效。其中，大豆油助劑的抗漂移效果最佳；椰子油甲酯助劑可有效提高藥液的葉片附著力；椰子油甲酯助劑及大豆油脂肪酸助劑對吡蟲啉藥效的提高最大，苜蓿蚜校正死亡率均達到100%；油類助劑對胃毒型殺蟲劑的藥效影響較小，僅椰子油甲酯能有效提高阿維菌素藥效，小菜蛾的校正死亡率為93.33%。

關鍵詞：油類助劑；脂肪酸甲酯；吡蟲啉；阿維菌素

中圖分類號：S482.92文獻識別碼：A文獻編號：1005-6114（2024）05-025-05

近10多年來，高效施藥和農藥減量增效已成為植保技術發展的主要方向，但對靶劑量傳遞過程中的損失和脫靶現象制約了農藥的高效利用［1］。農藥在靶劑量傳遞過程中會受到多種因素的影響，藥劑損耗主要發生在霧滴從噴霧器械到作物冠層或有害生物的空間傳遞過程中，其次是從冠層向葉表面沉積和持留的界面劑量傳遞過程，沉積到靶標作物葉面或有害生物為害部位的農藥，最后被有害生物攝入體內或滲透到靶標作物內部并完成傳輸過程［1］。農藥在空間傳遞過程中的飄移是由于氣流作用霧滴被帶出靶標區的現象，容易導致環境污染、生物健康風險等［2］。在霧滴傳遞過程中，有20%以上的霧滴會發生漂移，影響漂移的溶液特性，包括粘度、表面張力和均一穩定性等［3-5］。

改變溶液特性是農藥噴霧的重要手段，例如添加噴霧助劑。噴霧助劑包括礦物油類、表面活性劑類、有機硅、植物油類等［6］。其中，植物油類助劑作為一種環境友好助劑，可以提高潤濕性、提高粘附性，增強耐雨水沖刷能力，其中酯化后的植物油因其親脂性增強，活性要高于植物油，且油類助劑原料不同，其性能也所有不同［7-9］。甲酯化植物油對磺草酮等除草劑有明顯的增效作用，且不同植物源的甲酯效果差異明顯［10］；20種甲酯油助劑對二氯喹啉酸的增效作用表明，甲酯化玉米油與甲酯化花生油/蓖麻油的組合效果最佳［11］，但上述研究多為甲酯化植物油對除草劑效果的影響評估。為進一步探究各類植物油衍生物改變溶液特性的機理以及對殺蟲劑的效果影響，本項目以大豆油及其衍生物、不同原料的脂肪酸甲酯為供試原料，分析其制備成油類助劑后對噴霧藥液理化特性、抗漂移效果、葉片粘附效果、殺蟲劑藥效的影響，以期為油類助劑的應用提供參考。

1材料與方法

1.1儀器與材料

主要試驗儀器包括電子天平（PTY-2202/3202，華志（福建）電子科技有限公司）、表面張力儀（DCAT 21，德國Dataphysics公司）、光照培養箱（LHP-250E，常州潤華電器有限公司）、運動粘度儀（SYD-265B，上海昌吉地質儀器有限公司）、無人機（T40，DJI大疆農業）。

供試脂肪酸甲酯、大豆油、大豆油脂肪酸均為蘇州豐倍生物科技股份有限公司提供，乳化劑505由南通德益化工有限公司提供，BY110由南京太化化工有限公司提供，S80由江蘇省海安石油化工廠提供；98.3%吡蟲啉TC由江蘇豐山生化科技有限公司提供，95%阿維菌素TC由山東新勢立生物科技有限公司提供。

1.2供試靶標昆蟲

苜蓿蚜（Aphis craccivora）為3日齡若蚜，均為室內累代飼養種群；小菜蛾（Plutella xylostella）為3齡幼蟲，室內累代飼養種群。

1.3試驗方法

1.3.1樣品制備

亞麻籽油甲酯助劑（ZXJ-1）、大豆油甲酯助劑（ZXJ-2）、米糠油甲酯助劑（ZXJ-3）、椰子油甲酯助劑（ZXJ-4）、大豆油助劑（ZXJ-5）、大豆油脂肪酸助劑（ZXJ-6）由油類原料與乳化劑混合制備，比例為4∶1。

1.3.2性能評價與指標測定

乳化分散性：在100 mL具塞比色管中加入98 mL標準硬水，距水面2 cm高處將0.5 mL助劑慢慢加入，觀察乳化分散狀態。能迅速自動均勻分散，稍加攪動呈熒光色或淡藍色透明乳狀液為一級；能自動均勻分散，稍加攪動呈藍色半透明乳狀液為二級；呈白色云霧狀或絲狀分散，攪動后呈藍色不透明乳狀液，持續攪拌或者稀釋液放置后可以自動乳化分散為三級；攪動后呈白色不透明乳狀液或者不乳化，燒杯壁有油珠或者油層為四級；呈油珠狀下沉或者漂浮，攪動時不乳化為五級［12］。

表面張力測定：將油類助劑稀釋200倍混合均勻，在25℃環境下，采用吊片法測定表面張力，每個樣品重復3次。

滲透時間測定：油類助劑稀釋200倍混合均勻，在25℃環境下，參考HG/T2575-1994測定方法，記錄帆布片滲透時間，每個樣品重復3次。

運動粘度測定：參考GB/T 265-1988方法，測定油類助劑在25℃環境下的運動粘度，每個樣品重復3次。

1.3.3空間傳遞性能測定

無人機霧滴覆蓋率測定參照方治豪［12］的方法，對無人機噴霧時的漂移情況進行模擬測定。油類助劑用清水稀釋200倍作為噴霧藥液，清水為對照，進行噴霧。施藥時環境溫度為25～31℃，風力東南風1級，施藥期間無降水。施藥前在植保無人機航線上布置3個霧滴信息采樣點，并在距航線6 m處布置3個采樣點。噴霧藥液混合均勻后加入到無人機中，無人機以5 m/s的速度、3.5 m的高度、2 L/min的流量進行飛行噴霧，待水敏紙干燥后回收，用ImageJ軟件分析霧滴覆蓋率。

1.3.4界面傳遞性能測定

滯液量以油類助劑稀釋0.1%、0.2%濃度待測，清水為對照，利用吊環法測量固-液界面黏附力，粘附力測定后殘留在靶標表面的液滴質量即為滯液量，吊環直徑為4.85 mm。固體靶標表面為甘藍葉片，吊環上液滴體積為8 μL，平臺靠近吊環速度為0.1 mm/s，離開速度為1 mm/s。測試溫度為25℃，每個至少測量3次。

1.3.5殺蟲劑室內生測方法

吡蟲啉室內生測試驗：參考NY/T1154.6-2006試驗方法。稱取適量吡蟲啉原藥，加入DMF，配制成10 000 mg/L母液，用0.05%吐溫水將母液稀釋至0.5 mg/L，并分別加入0.1%助劑，混合均勻備用，以0.05%吐溫水為空白對照，0.5 mg/L母液稀釋液為藥劑對照。采用蠶豆單葉、帶柄，插入加滿清水的青霉素瓶中，每葉接入苜蓿蚜成蚜4頭，用打過孔的塑料杯罩住。接蟲16 h后去除成蚜，選取大于15頭若蚜的單葉用于試驗。將蠶豆單葉浸入藥液中10 s、晾干，3次重復。藥后3 d調查死蟲數和活蟲數。計算公式：

死亡率（%）＝（死蟲數/（死蟲數+活蟲數））×100

校正死亡率（%）＝（處理組死亡率-空白對照死亡率）/（1-空白對照死亡率）×100

阿維菌素室內生測試驗：參考NY/T1154.14-2008試驗方法。稱取適量阿維菌素原藥，加入DMF，配制成10 000 mg/L母液，用0.05%吐溫水將母液稀釋至0.1 mg/L，分別加入0.1%油類助劑，混合均勻備用，以0.05%吐溫水為空白對照，0.1 mg/L母液稀釋液為藥劑對照。將甘藍葉葉碟浸入藥液中10 s，取出在陰涼處晾干后，置于培養皿中，每皿10葉。向培養皿內接入3齡小菜蛾幼蟲，每皿10頭，培養皿放潤濕濾紙保濕，每處理重復3次。處理后1 d、2 d、3 d記錄活蟲數量。計算公式：

死亡率（%）＝（死蟲數/供試蟲數）×100

校正死亡率（%）＝（處理組死亡率-空白對照死亡率）/（1-空白對照死亡率）×100

1.4數據處理

試驗數據均采用WPS Excel 2019軟件進行整理與分析，采用Jamovi軟件進行方差分析，對分析結果進行Turkey事后檢驗，顯著性水平α=0.05。

2結果與分析

2.1油類助劑乳化分散性及理化指標

觀察油類助劑的入水狀態，所有助劑都能自主乳化分散，且攪拌后有熒光，均達到一級，符合助劑基本要求。

通過表面張力儀分別測定油脂類助劑稀釋液的表面張力，以清水為對照計算出表面張力降低率，結果見表1?？梢钥闯?，供試的6種助劑與清水相比都能顯著降低表面張力，降低率都在50%以上。差異性分析結果表明，ZXJ-4表面張力降幅達61%，高于其他甲酯。從滲透時間看，ZXJ-4助劑滲透較快，僅2.73 min，ZXJ-1、ZXJ-5、ZXJ-6時間較長，都超過60 min。25℃測定各助劑的運動粘度，脂肪酸甲酯助劑運動粘度都較低，在5～8 mm2/s，大豆油助劑粘度最大，達到45.46 mm2/s。

2.2油類助劑的空間覆蓋率

對回收的水敏紙進行分析，覆蓋率結果見圖1。在航線上，加入油類助劑的處理覆蓋率都要顯著高于清水對照，其中ZXJ-5、ZXJ-6、ZXJ-2覆蓋率較高，分別為21.40%、17.07%、18.67%；而在距航線6 m處，ZXJ-4的覆蓋率顯著高于對照，其他處理都顯著低于對照，其中ZXJ-5、ZXJ-2、ZXJ-6覆蓋率較低，為2.87%、4.65%、5.62%。

2.3油類助劑的藥液界面傳遞

葉片滯液量模擬霧滴沉積到葉片之后的傳遞狀態檢測結果見圖2?？梢娪皖愔鷦┚芴岣哽F滴在葉片上的滯液量，添加量越高，滯液量越高。在0.1%濃度下，ZXJ-4滯液量最高，達到6.03 mg，ZXJ-6滯液量最低，僅4.47 mg。在0.2%濃度下，ZXJ-4滯液量最高，整體趨勢與0.1%濃度的變化一致。

2.4油類助劑對吡蟲啉的殺蟲效果

通過室內生測試驗，驗證了油類助劑對吡蟲啉殺蟲效果的影響，結果見表2。與吡蟲啉對照處理相比，加入油類助劑都能提高藥效；其中，除添加ZXJ-3的處理外，其他都達到顯著性差異水平（Plt;0.05）。ZXJ-1、ZXJ-4、ZXJ-6處理的苜蓿蚜死亡率分別達到74.48%、100.00%、100.00%。

2.5油類助劑對阿維菌素的殺蟲效果

在樣品處理后1 d、2 d、3 d分別統計小菜蛾的校正死亡率，結果見表3。處理2 d后，加入油脂助劑的處理小菜蛾校正死亡率在30.00%～66.67%，均與阿維菌素處理的校正死亡率接近或更高，但未表現出顯著性差異；在3 d時，加入油類助劑的處理小菜蛾校正死亡率均明顯升高，在76.67%～93.33%，其中加ZXJ-4的處理與阿維菌素對照相比有顯著性差異，但處理之間無顯著差異。

3結論與討論

根據6種油類助劑的理化指標，椰子油甲酯助劑表面張力降低率要顯著高于其他原料，且滲透能力更強，相比于其他原料的脂肪酸甲酯，椰子油甲酯碳鏈較短，組成以辛酸、癸酸、月桂酸為主［13］，更有利于藥液的鋪展及滲透。大豆油和大豆油脂肪酸滲透時間較慢，可能與其較大的運動粘度、較高的分子量有關。本研究通過大田飛機噴霧，用航線上的覆蓋率數據模擬反應藥液在空間傳遞過程中的沉積效果，距航線6 m的覆蓋率反應藥液漂移情況。與對照相比，所有處理在航線上的覆蓋率都較高，說明油類助劑能有效提高霧滴的沉降水平，從而降低藥液在空間傳遞過程中的損失。椰子油甲酯在距航線6 m處的霧滴覆蓋率顯著高于對照，說明其未能減少霧滴的漂移，抗漂移效果較差。與脂肪酸甲酯相比，大豆油在距航線6 m處的覆蓋率較低，有較好的促沉降效果以及抗漂移效果，與表面張力成反相關，與粘度成正相關。推測過低的表面張力并不利于霧滴沉降，而較高的粘度能有效減少漂移，與黃啟良等的研究結果一致［1］。

通過測定霧滴在作物葉片的滯液量，發現加入油類助劑均能提高藥液在葉片上的附著，說明油類助劑能有效減少藥液在界面傳遞過程中的損失，其中椰子油甲酯的滯液量最大，推測與其較低的表面張力有關。

本研究以吡蟲啉和阿維菌素作為代表藥劑，以探究油類助劑對觸殺及胃毒兩類殺蟲劑藥效的影響。在吡蟲啉藥液中添加0.1%油類助劑，苜蓿蚜的校正死亡率都較高，除米糠油甲酯助劑的處理之外，均表現出顯著性差異，說明油類助劑有助于提高觸殺型殺蟲劑的藥效，與油類助劑具有較強的親脂性，對靶標害蟲有一定的物理封閉作用特性相對應［14］。對比大豆油、大豆油甲酯、大豆油脂肪酸3種相同原料的不同衍生物助劑處理，大豆油脂肪酸死亡率最高，其次為大豆油，可能是因為脂肪酸對昆蟲體壁的溶解滲透性更強，大豆油對靶標昆蟲的封閉性效果更好。對比不同原料的脂肪酸甲酯，椰子油甲酯及亞麻籽油甲酯助劑校正死亡率為100%和74.48%，而大豆油甲酯及米糠油甲酯僅為2511%和11.84%，推測與椰子油甲酯短碳鏈組分較多，且亞麻籽油甲酯不飽和程度較高有關。

從阿維菌素的生測結果看，處理3 d后僅椰子油甲酯助劑表現出顯著性差異，小菜蛾校正死亡率達到93.33%，其他油類助劑的處理校正死亡率都與阿維菌素單劑處理接近，說明油類助劑對胃毒型殺蟲劑的藥效影響較小。

綜上所述，油類助劑在空間傳遞和界面傳遞過程中都能減少藥液的損失，同時對觸殺型殺蟲劑都有較好的增效作用，但不同的油類助劑之間效果差異顯著。在空間傳遞過程中，高粘度的大豆油助劑最能有效減少藥液在空間傳遞過程的損耗；在界面傳遞過程中，表面張力較低、滲透力較快的椰子油甲酯助劑更有利于藥液在葉片上的附著；對于觸殺型藥劑吡蟲啉，椰子油甲酯助劑及大豆油脂肪酸助劑更有利于提高藥效。

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