用三维坐标评判农药混用对多种害虫的联合作用及综合毒力

顾中言， 徐广春， 徐德进， 许小龙

(江苏省农业科学院植物保护研究所，江苏 南京210014)

农药的混合使用是中国农药应用中非常普遍的现象。但长期以来，都是在室内用孙云沛法［1，2］判断杀虫剂的混用效应，用Wadley 或孙云沛法［3］判断杀菌剂的混用效应，严格控制试验条件，使用标准的试验材料和测定方法，测定结果反映了混用农药对供试病虫的互作效应类型。然而，基层农业技术部门常常需要根据田间病虫的发生种类和发生程度，提出用于病虫总体防治的农药桶混配方，告知施药人员桶混药剂的种类，这就需要了解农药混用后对各兼治对象的互作效应和田间综合毒力。但有些害虫在室内难以饲养，不同病虫的室内生物活性测定方法也不相同，结果难以横向比较，更重要的是一些基层农技部门不具备室内测定的基本条件。由于缺乏适用于基层农技部门的农药混用效应的评判方法，田间使用的农药桶混配方大都是经验配方，同时存在随意混用、甚至乱混乱配的现象，造成超量使用农药。作者曾提出通过田间试验来评价农药混剂的合理性，通过一次田间施药获得单、混剂对各兼治对象的防效，利用剂量反应曲线找出单、混剂对各对象获得同等防效的等效剂量，利用等效线来评判农药二元“桶混”的联合作用方式和田间综合毒力，结果表明一些稻田常用的农药混用配方并不适合在稻田使用［4-5］。甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和毒死蜱是广泛用于防治水稻螟虫的农药混剂，在该混剂中常加入吡蚜酮兼治稻飞虱。本研究将根据3 种农药单剂的田间用量，利用三维坐标来探讨该混配组合对水稻二化螟、褐飞虱和灰飞虱的互作效应和综合毒力。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 杀虫剂 90% 甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(河北威远生物化工股份有限公司产品)、96.1%吡蚜酮(盐城利民化工有限公司产品)、97%毒死蜱(江苏宝灵化工股份有限公司产品)。

1.1.2 分析纯溶剂 甲苯、二甲苯(上海化学试剂有限公司产品)，二甲基甲酰胺(江苏华康科技公司化学试剂厂产品)，甲醇(汕头市西陇化工厂产品)，95%乙醇(上海殷洋生物科技有限公司产品)。

1.1.3 表面活性剂 0203-B、0204-C、100 号(南京太化化工有限公司产品)，吐温60、吐温80(北京益利精细化学品有限公司产品)。

1.1.4 供试昆虫 二化螟(Chilo suppressalisWalker)，每年5 月下旬在江苏省南京市高淳县水稻秧田内采集卵块，室内用水稻幼苗饲养。饲养条件:温度(28 ±2)℃，相对湿度80%左右，14 h 光照。将分蘖期水稻苗放入30 cm×30 cm×50 cm 的养虫网箱内，供二化螟成虫产卵。将南京11 号水稻种子催芽后播于广口瓶中，待稻苗长成5 ～8 cm 时接入二化螟卵块或幼虫饲养。取2 龄的二化螟幼虫进行试验。褐飞虱(Nilaparvata lugensStål)，每年9 月份，在江苏省农业科学院水稻试验田内采集褐飞虱成(若)虫，室内用水稻苗饲养。饲养条件:温度(28 ±2)℃，相对湿度70%以上，14 h 光照。水稻种子催芽后播于20 cm×20 cm×30 cm 的塑料箱内，待稻苗生长至10 cm 以上时饲养褐飞虱若虫至成虫。将盆栽的无稻飞虱虫卵的水稻植株放入30 cm×30 cm×50 cm 的养虫网箱，接抱卵雌成虫产卵2 ～3 d，取出稻苗，再换无虫卵的水稻植株于养虫箱内。待从养虫箱内取出的稻株上褐飞虱卵孵化后，每次取1 日龄的褐飞虱若虫进行试验。灰飞虱(Laodelphax striatellusFallén)，每年5 月下旬，在江苏省农业科学院小麦试验田内采集灰飞虱成(若)虫，室内用水稻苗饲养，方法同褐飞虱。

1.2 试验方法

试验前，采用多步稀释的方法将农药制剂(甲维盐、毒死蜱、吡呀酮)先配制成以mg/L 为单位的单剂母液，再由单剂母液按农药有效成分质量比配制混剂母液。

采用稻茎浸渍法［6］进行试验。将30 d 左右秧龄的稻苗剪成18 cm 左右的稻秆，根部留少许稻根，洗净晾干，在药液中浸渍30 s，取出，稍晾干后放入3 cm×20 cm 的试管中，试管底部有少许水。将饲养的褐飞虱、灰飞虱初龄若虫，二化螟2 龄幼虫小心移入试管内，每个试管内只移接一种供试害虫，每管30 ～50 头，黑布封口。将不含药剂的相应有机溶剂和表面活性剂处理作为对照。每处理3 次重复。试验结束后将试管转移至养虫室。按药剂对供试害虫作用的快慢确定药剂处理后的检查时间。

检查时对照死亡率如大于20%，试验重做;小于20%，用Abbott 公式校正各处理死亡率。

校正死亡率= (处理组死亡率- 对照组死亡率)/(100% -对照组死亡率)× 100% (1)

用SAS 统计分析系统求回归方程，计算LC50和95%置信限。用孙云沛的方法［1］计算共毒系数，共毒系数＞120 为增效作用，80 ～120 为相加作用，＜80 为拮抗作用。

按图1 所示，用等效线判断农药二元混用对3种害虫的联合作用方式和综合毒力。

在直角坐标内，X 轴上A 点和Y 轴上B 点是两种药剂导致防治对象50% 死亡率的剂量，连接AB 的直线上所有的点都能导致防治对象50%的死亡率，为理论等效线。如混剂的实测剂量与理论剂量重叠或在其附近，则混剂为相加作用;如实测剂量在理论等效线内侧靠近坐标原点的一边，为增效作用;如实测剂量在理论等效线外侧远离坐标原点的一边，为拮抗作用。图1Ⅲ则是B 药对防治对象无效时，A、B 两种农药混用后的相加作用、增效作用和拮抗作用的等效线［7-8］。

图1 2 种农药混用的等效线和联合作用示意图Fig.1 Sketch map of equivalent lines and joint action of binary mixture of pesticides

2 结果与分析

2.1 甲维盐-毒死蜱-吡蚜酮混用对褐飞虱、灰飞虱和二化螟联合作用的室内测定

由表1 可知，甲维盐-毒死蜱和甲维盐-毒死蜱-吡蚜酮混用后对3 种稻田主要害虫的联合作用方式不同，毒力也不一样。甲维盐-毒死蜱二元混用对褐飞虱为拮抗作用，对灰飞虱和二化螟为增效作用;对褐飞虱的LC50值最大，分别是二化螟的6.6 倍和灰飞虱的3.6 倍。甲维盐-毒死蜱-吡蚜酮三元混用对褐飞虱仍为拮抗作用，对二化螟仍为增效作用，但对灰飞虱仅有相加作用。三元混用扩大了混剂对3 种害虫的毒力差异，对褐飞虱的LC50值分别是二化螟的21.1 倍和灰飞虱的5.4 倍。

2.2 等效线判断农药二元混用的联合作用

图2 是用综合等效线评判甲维盐-毒死蜱混剂对3 种害虫的综合效应。从图中可看到，混剂对二化螟和灰飞虱的实测等效点在各自理论等效线的内侧，为增效作用;对褐飞虱的实测等效点在理论等效线的外侧，为拮抗作用。同时混剂对二化螟的实测等效点离坐标原点最近，毒力最高，灰飞虱次之，而混剂对褐飞虱的实测等效点离坐标原点最远，毒力最差。仅用防治二化螟的剂量不能同时兼治稻飞虱，使用防治灰飞虱的剂量可以同时兼治二化螟，但不能兼治褐飞虱，使用防治褐飞虱的剂量可以兼治3 种害虫，但必须增加农药剂量，因此该混剂对3 种害虫的综合效应和综合毒力较差。

表1 甲维盐、毒死蜱、吡蚜酮混用对褐飞虱、灰飞虱和二化螟的联合作用Table 1 Joint action of pesticides mixture against N.lugens，L.striatellus and C.suppressalis

图2 甲维盐-毒死蜱混用对褐飞虱、灰飞虱和二化螟的综合等效线Fig.2 Comprehensive equivalent lines of emamectin benzoate mixed with chlorpyrifos against N.lugens，L.striatellus and C.suppressalis

2.3 等效面判断农药三元混用的联合作用

2.3.1 农药三元混用联合作用的等效面判断方法

根据几何理论，两点成线、三点成面。两种农药混用可在直角坐标内形成等效线，那么3 种农药混用时，就可在三维坐标内形成等效面。三维坐标内的3 个轴分别代表A、B 和C 3 种农药，轴上的a 点、b点和c 点是3 种药剂导致防治对象50%死亡的等效剂量，表示3 种农药对防治对象发挥了相同的毒力。连接a 点、b 点和c 点形成了△abc 的平面，此平面上任意点P 的坐标值之和相等(图3)，说明当A、B、C 为3 种作用机制完全相同的农药，3 种农药的剂量可以被互相替代时，导致50%死亡的总剂量不变，也就是说平面△abc 上的任意点都能导致防治对象50%的死亡率，此平面为理论等效面。

因此，当农药的三元混剂导致防治对象50%死亡的实测等效点在等效面上或在等效面附近时，说明3 种农药混用后并没有减少或增加农药用量，为相加作用(图4Ⅰ);当农药的三元混剂导致防治对象50%死亡的实测等效点在接近坐标原点的凹面上，说明3 种农药混用后减少了农药用量，为增效作用(图4Ⅱ);如在远离原点的凸面上即为拮抗作用(图4Ⅲ)。当A、C 两种农药对防治对象有效，B 药对防治对象无效时，先标出A 药和C 药之间的理论等效线，按混用比例标出A、C 两种农药混用剂量的坐标点，通过该点分别画出平行于Y 轴的表示B 药的直线和垂直于Y 轴并连接坐标原点的直线(图4Ⅳ);或标出A、C 两种农药混用后的实测等效点，通过该点分别画出平行于Y 轴的表示B 药的直线和垂直于Y 轴并连接坐标原点的直线(图4Ⅴ)。图4Ⅳ和图4Ⅴ中的①②③分别为B 药与A、C 混用后的相加、增效和拮抗作用。

图3 等效面上任意点的坐标值Fig.3 The coordinate value of an arbitrary point on the equivalent plane

2.3.2 甲维盐、毒死蜱和吡蚜酮混用对褐飞虱、灰飞虱和二化螟的联合作用 图5 反映了甲维盐+毒死蜱+吡蚜酮对水稻3 种害虫的联合作用效果。吡蚜酮对二化螟的毒力极差，在低浓度时视作无效，甲维盐和毒死蜱对二化螟有效，因此按图4Ⅳ的方法作3 种药剂对二化螟的三维坐标图。从图5 中可以看到，3 种农药混用后对二化螟有显著的增效作用。3 种农药单独使用时对两种稻飞虱均有效果，因此先在三维坐标内作理论等效面，然后标出3 种农药混用后的实测等效点。从图中可以看到，3 种农药混用后对褐飞虱的实测等效点位于远离原点的凸面上，为拮抗作用;对灰飞虱的实测等效点位于等效面附近，为相加作用。

图6 是甲维盐+毒死蜱+吡蚜酮3 元混剂对3种害虫的综合效应评判结果，与甲维盐+毒死蜱二元混用一样，用防治二化螟的剂量不能兼治稻飞虱，使用防治灰飞虱的剂量可以兼治二化螟，但不能兼治褐飞虱，使用防治褐飞虱的剂量可以兼治3 种害虫，但必须增加农药剂量。同样，该三元混剂对3 种害虫的综合效应和综合毒力较差。

3 讨论

农田中经常是多种害虫甚至病虫同时发生，为一次用药兼治同时发生的害虫或病虫，经常将不同的农药混合后使用。对单一防治对象而言，农药混用有增效、相加和拮抗3 种完全不同的联合作用方式，而产生拮抗作用的混用肯定是不合理的。对于多个防治对象而言，农药混用的合理性取决于对各兼治对象的联合作用方式和对各兼治对象的综合毒力。一些田间经常使用的经验配方看似合理，但实际并非如此，如防治水稻螟虫的甲维盐-毒死蜱混剂，对水稻螟虫有非常显著的增效作用且有良好的防治效果，吡蚜酮对稻飞虱有优异的防治效果，当水稻螟虫和稻飞虱同时发生时，生产上常在甲维盐-毒死蜱二元混剂中加入吡蚜酮使用，而测定结果表明，三元混合后，对水稻螟虫仍有增效作用，对灰飞虱由增效作用变为相加作用，对褐飞虱则是非常显著的拮抗作用，对褐飞虱的LC50为2.2 mg/L，是灰飞虱的5.4 倍和二化螟的21.1 倍，这样的混用显然不合理。

图4 三种农药混用的等效面和联合作用示意图Fig.4 Sketch map of equivalent planes and joint action of the termary mixture of pesticides

图5 甲维盐-毒死蜱-吡蚜酮混用对褐飞虱、灰飞虱和二化螟的等效面Fig.5 Equivalent of the mixture of emamectin benzoate-chlorpyrifos-pymetrozine against N.lugens，L.striatellus and C.suppressalis

图6 甲维盐-毒死蜱-吡蚜酮混用防治褐飞虱、灰飞虱和二化螟的综合等效面Fig.6 Comprehensive equivalent planes of the mixture of emamectin benzoate-chlorpyrifos-pymetrozine against N.lugens，L.striatellus and C.suppressalis

通过室内测定计算致死中量LD50或致死中浓度LC50及共毒系数等传统方法，可以来评判混用农药对各兼治对象的综合效应，但不是所有害虫均能在室内饲养(如水稻纵卷叶螟)。另外室内试验时，不同病虫测定方法和测定效果的评判标准不一样，如针对不同的害虫和不同作用机制的杀虫剂，有点滴法［9］、浸渍法［10］、浸虫法［11］、连续浸叶法［12］等测定方法;针对防治真菌病害的杀菌剂，室内测定则用抑制病害孢子的萌发［13］或抑制菌丝生长［14］等方法来评价。不同方法的测定结果难以横向比较，也就难以直观了解混用农药对田间各兼治对象的综合效应。田间试验以相同的施药方式和药液量来兼治田间同时发生的病虫害，更适合评判混用农药对各兼治对象的综合效应［5］。但田间试验工作量大，难以设置多个处理剂量或浓度用于计算致死中量LD50或致死中浓度LC50，也就难以用共毒系数来评判混用农药对各兼治对象的联合作用方式。

剂量反应曲线是农药活性测定中的基本曲线。室内活性测定产生的毒力回归线就是有害生物的死亡率(或抵制率等)经机率值转化，药剂供试剂量(或浓度)经对数转化后的剂量反应曲线，其本质就是反映农药剂量(或浓度)与有害生物的死亡率(或抵制率等)之间的对应关系。

按《农药田间药效试验准则》［15］进行田间试验，以防治效果作为农药防治有害生物的累积生物效果，田间试验设置不少于3 个处理剂量(或浓度)，产生不少于3 个累积生物效果，作剂量(或浓度)与累积生物效果之间的剂量反应曲线，就能从剂量反应曲线中找到参试的单剂和混剂获得相同防治效果的等效剂量(或浓度)［5，8］。通过等效剂量(或浓度)就能用等效线(二元混用)或等效面(三元混用)来评价混用农药对各兼治病虫的联合作用方式和田间综合毒力，并且获得与混用农药互作效应的室内评判方法一致的结果［5］。

［1］ SUN Y P，JOHNSON E R.Analysis of joint action of insecticides against house flies［J］.J Econ Entomol，1960，53(5):887-892.

［2］ NT/T 1154.7-2006 农药室内生物测定试验准则——杀虫剂混配的联合作用测定［S］.

［3］ NT/T 1156.6-2006 农药室内生物测定试验准则——杀菌剂混配的联合作用测定［S］.

［4］ 顾中言，徐德进，徐广春，等.农药二元混用对二化螟、褐飞虱和灰飞虱的综合毒力与互作效应［J］.江苏农业学报，2011，27

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［5］ 顾中言，许小龙，徐德进，等.用等效线评判稻田“桶混”农药联合作用方式的研究［J］.江苏农业学报，2013，29(5):1025-1033.

［6］ 庄永林，沈晋良.稻褐飞虱对吡虫啉抗性的检测技术［J］.南京农业大学学报，2000，23(3):114-117.

［7］ 唐振华，黄 刚.农业害虫抗药性［M］.北京:农业出版社，1980:134-137.

［8］ 千坂英雄.除草剂混合效果的判别(一)［J］.杂草科学，1989(4):35-37.

［9］ NT/T 1154.1-2006 农药室内生物测定试验准则——杀虫剂触杀活性试验点滴法［S］.

［10］ NT/T 1154.5-2006 农药室内生物测定试验准则——杀虫剂杀卵活性试验浸渍法［S］.

［11］ NT/T 1154.6-2006 农药室内生物测定试验准则——杀虫剂杀虫活性试验浸虫法［S］.

［12］ NT/T 1154.4-2006 农药室内生物测定试验准则——杀虫剂内吸活性试验连续浸叶法［S］.

［13］ NT/T 1156.1-2006 农药室内生物测定试验准则——杀菌剂抑制病原真菌孢子萌发凹玻片法［S］.

［14］ NT/T 1156.2-2006 农药室内生物测定试验准则——杀菌剂抑制病原真菌菌丝生长平皿法［S］.

［15］ 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会 农药田间药效试验准则［M］.北京:中国标准出版.2000.