甲酯化油助剂对氯虫苯甲酰胺在甘蓝叶片上沉积的影响

李亦松，王俊刚，王少山，杨德松

（石河子大学农学院植保系，石河子 832000）

农药施用有效利用率低，不但造成资源浪费，还会导致对农业环境的严重污染。据报道，在春季果园和大田作物苗期常规喷雾中，农药的有效利用率仅为20%～30%左右，夏秋季果园和大田作物中后期，农药有效利用率也只有50%～60%［1］。利用合适的助剂可有效改善农药喷雾性能并提高农药利用率，增加农药有效成分的靶标沉积，提高农药防治效果。油类助剂有助于水溶性较差的药剂的吸收［2］，该类助剂在除草剂中的应用得到了广泛研究。Nalewaja等通过温室试验研究发现，在低湿或人工降雨前施药，药液中添加油类助剂能明显改善灭草松对反枝苋的防效［3］。与粗提植物油乳剂和矿物油乳剂及一般的表面活性剂相比，酯化植物油乳剂对除草剂的增效作用更为显著，如菜籽油和甲酯化菜籽油均能促进禾本科植物对禾草灵的吸收，前者提高7.5倍，后者则高达11.8倍［4］。

助剂对农药使用利用率的改善主要通过以下几种途径［5-6］：1）促进药剂的溶解；2）改善雾滴性能，减少雾滴飘移；3）促进药剂在难以湿润靶标上的黏附、扩散；4）延长喷雾雾滴干燥时间；5）促进药剂叶面渗透和农药的吸收。然而，助渗农药助剂的使用同时也增加了农作物药害发生的可能性，并可能导致作物中农药残留增加，影响了农产品质量和食品安全［7］。随着人们生活水平及环境意识的提高，开发高效安全的农药助剂是农药产业的发展方向。本研究从助剂影响农药喷雾液的叶片持液量、药液耐雨水冲刷能力、药液在叶片上干燥时间以及农药渗透性等几个方面，评价甲酯化油类助剂对氯虫苯甲酰胺悬浮剂喷雾性能的改善作用，以期为阐明几种助剂桶混使用增强农药药效的机理，指导筛选并开发利用高效、安全的农药桶混喷雾助剂提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 仪器和试剂

液相色谱仪（Agilent 1200）；手持微型喷雾器（GF-5L-03型，台州市广丰朔业有限公司生产）；高速匀浆机（T18 型，德国IKA 公司）；氮吹仪（NEVAPTM111 型，美国Organomation Associates公司）；旋涡混合仪（WH-3，上海沪西分析仪器厂有限公司）；固相萃取装置（美国SUPELCO）；分析天平（AUW-220D型，日本岛津制作所）；超纯水仪（EPED-10TH 型，南京易普易达科技发展有限公司）。

20%氯虫苯甲酰胺悬浮剂购自杜邦公司；氯虫苯甲酰胺标准品购自Sigma-Aldrich，纯度≥98%。乙腈（色谱纯，德国Merck）；石墨化碳、氟罗里硅土填料（美国，SUPELCO）；丙酮、正己烷、无水硫酸钠等均为分析纯。

自制动／植物油酸甲酯助剂，分别为菜籽油酸甲酯助剂（MCOA）、花生油酸甲酯助剂（MPOA）、猪油酸甲酯助剂（MLOA）、松脂油酸甲酯助剂（MTOA）和油酸甲酯助剂（MOA）与乳化剂按一定比例配制而成。

1.2 供试植物

甘蓝（BrassicaoleraceaLinn.），品种为‘冬胜’。甘蓝幼苗栽种于营养土花盆中，于玻璃温室内培养（昼夜平均温度：25 ℃∥15 ℃；相对湿度：75%左右），选择处于幼苗期末期和莲座期初期之间（10～13 叶期）、长势基本一致、叶片完整的植株供试。

1.3 试验方法

1.3.1 助剂对农药药液表面张力的影响

采用滴重法进行推算［8］。将5种供试助剂分别按0.01%、0.02%、0.05%、0.1%和0.2%的剂量加入20%氯虫苯甲酰胺悬浮剂的4 000倍稀释液（药液中有效成分含量为50 mg／L）中，用移液管吸取1mL药液，垂直手持移液管，在17 ℃条件下使药液逐滴滴落（1滴／s），记录滴数。重复测定3次取平均值，按式（1）计算参比表面张力。

式（1）中S1和N1是待测液体液滴数和表面张力（mN／cm）；S2和N2是蒸馏水的液滴数和表面张力（mN／cm）。

1.3.2 药液干燥时间的测定方法

参照鲁梅等的方法［8］。用微量点滴器吸取1 000倍含不同助剂的稀释药液25μL，药液中助剂添加量同1.3.1，将针头靠近平放的涂有石蜡的玻片表面，滴加待测药液使其成为1滴，通过双目镜观察，记录在室温25 ℃、相对湿度55%条件下液滴完全干燥所需的时间，即为干燥时间。每处理重复测定3次。

1.3.3 农药在甘蓝叶片上最大持留量测定方法

将20%氯虫苯甲酰胺悬浮剂用自来水稀释成4 000倍喷雾液（药液中有效成分含量为50 mg／L），根据药液表面张力及干燥时间测定结果，选择合适的助剂添加量，将供试助剂分别加入喷雾液中，充分搅拌直至助剂完全分散。喷雾器喷头离甘蓝植株30cm 高度处喷雾，喷至药液即将从甘蓝叶片流下为止。每10 株甘蓝植株作为一组处理，待药液自然晾干后，随机取不同植株叶片，剪碎混合后测定农药的持留量。以未添加助剂的20% 氯虫苯甲酰胺悬浮剂稀释液作为对照。每处理重复3次。

1.3.4 农药耐雨水冲刷试验方法

按1.3.3方法受药处理的甘蓝植株，待叶片上药液自然晾干后（约2h左右），用淋浴花洒人工模拟降雨，模拟降雨量约30mm。待叶片上水珠自然晾干后取样，测定叶片中农药残留量，每处理重复3次。

1.3.5 农药表皮渗透性测定方法

参照王仪等的方法［9］。取未受药的甘蓝叶片，正面朝上，用微量进样器吸取100μL 稀释1 000倍的农药药液，缓慢均匀滴加于叶片表面（每一叶片20滴）。将药剂处理后的叶片置于恒温培养箱内，温度（25±1）℃，相对湿度65% ±5%干燥处理。待叶片表面药液干燥后（约5h左右），取出叶片，整片贴在底部塞有棉球的玻璃三角漏斗的内壁上，受药面朝上，用20 mL 丙酮淋洗甘蓝叶片，漏斗下用锥形瓶收集淋洗液。取10 mL 淋洗液，氮气吹干，用乙腈定容至1mL，HPLC 测定，求得叶片表面残留农药量。冲洗掉表面残留农药的叶片进一步经匀浆提取，测定叶片内部的农药量，按式（2）计算农药渗透率。每处理重复3次。

式（2）中：m内和m外分别为叶片表面和内部残留农药量（mg／kg）。

1.3.6 甘蓝叶片中氯虫苯甲酰胺残留检测方法

提取：称取5.0g（精确到0.1g）切碎的甘蓝叶片于50mL锥形瓶中，准确加入20 mL 乙腈，匀浆1min，置于摇床上振荡萃取4h后静置。过滤并收集滤液于三角瓶中，加入2.0g氯化钠，旋涡振荡后静置5min，准确吸取上层液10mL 于玻璃试管内，氮吹至近干，加1mL丙酮＋正己烷（1∶1）混合溶剂溶解残留物，待净化。

净化：采用SPE 柱净化，取玻璃小柱由下到上依次填装弗罗里硅土0.7g，石墨化碳0.1g，无水硫酸钠1g。依次用5mL 正己烷、5mL 丙酮＋正己烷（1∶1）混合溶剂活化。当液面到达柱顶部时，将上述样品转移至小柱顶，用10 mL 丙酮＋正己烷（8∶2）分次洗脱（过程中洗涤样液瓶），收集洗脱溶液，氮吹至近干，用色谱乙腈定容至1mL，过0.22μm 有机系微孔滤膜，供HPLC测定。

液相色谱测定：Agilent 1200液相色谱仪（HPLC），带VWD检测器；色谱柱：Zorbax SB-C18，4.6mm×150 mm，5μm；流动相：乙腈＋水（60∶40）；流动相流速：1.0 mL／min；检测波长：236nm；进样量：20μL。上述条件下，氯虫苯甲酰胺保留时间约3.19min左右。

2 结果与分析

2.1 不同助剂对氯虫苯甲酰胺药液表面张力的影响

采用滴重法推算氯虫苯甲酰胺药液及分别添加不同浓度的5种助剂后各药液的表面张力，结果见图1。20%氯虫苯甲酰胺悬浮剂用自来水稀释成4 000倍喷雾液表面张力为66.57mN／cm，添加助剂均能不同程度降低药液的表面张力，且随着助剂添加量增加，表面张力逐渐降低。农药稀释液中助剂添加量高于0.02%～0.05%时，助剂降低药液表面张力作用趋于稳定。5种甲酯化油类助剂对降低药液表面张力效果基本相当，添加量0.02%（V／V）时，药液表面张力降低28%左右。

图1 助剂对氯虫苯甲酰胺药液表面张力的影响Fig.1 Effects of adjuvants on the surface tension of chlorantraniliprole solution

2.2 不同助剂对药液在甘蓝叶面干燥时间的影响

由图2中结果可以看出，助剂的加入均使药液的干燥时间缩短。5种助剂最佳添加量为喷雾药液的0.02%，进一步增加助剂用量，对药液的干燥时间缩短效果趋于稳定。可能是助剂使药液表面张力降低，导致药液的总比表面积增加，挥发加快。当喷雾药液中添加甲酯化油类助剂含量为0.02%时，药液干燥时间分别为54～69min之间。

图2 助剂对氯虫苯甲酰胺药液在甘蓝叶面干燥时间的影响Fig.2 Effects of adjuvants on drying duration of chlorantraniliprole solution on cabbage leaves

2.3 不同助剂对氯虫苯甲酰胺在甘蓝叶片上最大持留量的影响

根据不同用量供试助剂对氯虫苯甲酰胺喷雾液表面张力和干燥时间影响测定结果，以0.025%（V／V）添加量验证助剂对氯虫苯甲酰胺在甘蓝叶片上最大持留量的影响，测定结果见表1。由表中结果可以看出，供试5种助剂中，除MTOA 外，其他几种均可不同程度显著提高氯虫苯甲酰胺在甘蓝叶片上的最大持留量（P＜0.05），其中花生油甲酯化助剂（MPOA）最佳，氯虫苯甲酰胺最大持留量约为不加助剂对照的5倍。

表1 助剂对氯虫苯甲酰胺在甘蓝叶面最大持留量的影响1）Table 1 Effects of adjuvants on deposition of chlorantraniliprole on cabbage leaves

2.4 人工模拟降雨对添加助剂农药叶面持留量的影响

农药施用后人工模拟降雨对氯虫苯甲酰胺在甘蓝叶片上持留量的影响测定结果见图3。从中可以看出，降雨对农药沉积量的影响较为明显。未添加供试助剂的对照处理中，模拟降雨后氯虫苯甲酰胺残留量约为降雨前的53%。添加助剂处理中，由于原始沉积量较高，叶片滞留农药量仍明显高于不添加助剂的对照处理。

图3 助剂对氯虫苯甲酰胺药液耐雨水冲刷作用的影响Fig.3 The influences of adjuvants on rain fastness of chlorantraniliprole on cabbage leaves

2.5 不同助剂对药液在甘蓝叶片表皮渗透性的影响

由表2看出，助剂的加入均可不同程度显著增加氯虫苯甲酰胺对甘蓝叶片的渗透性（P＜0.05）。供试的5种甲酯化油助剂在提高黏着力的同时，还可增加农药的渗透性。其中MPOA 和MLOA 对药液渗透率的影响最大，分别达到了14.88%和13.37%。

表2 助剂对氯虫苯甲酰胺药液甘蓝叶片渗透力的影响1）Table 2 Effects of adjuvants on the permeability of chlorantraniliprole solution on cabbage leaves

3 讨论与结论

利用合适的农药助剂可有效改善农药喷雾性能并提高防治效果［8，10-11］。本研究表明，供试的5种自制甲酯化油助剂与氯虫苯甲酰胺悬浮剂喷雾液桶混使用，均可不同程度提高农药在叶片上的沉积量，其中甲酯化花生油效果最为明显。甲酯化动／植物油可作为化工原料，也可作为生物柴油（BDF），具有可再生、易于生物降解、燃烧排放污染低、基本无温室效应等优点［12］，作为石油燃料的替代物，已引起了世界各国的广泛关注。近年来，利用动植物油甲酯化产物作为农药助剂，变废为宝，作为除草剂增效助剂也已得到应用。研究表明，在磺草酮喷洒液中加入0.5%～1%（V／V）的甲酯化植物油乳剂能够显著提高对稗草、狗尾草、反枝苋等杂草的防效［11］。本研究结果也表明，甲酯化油作为农药喷雾助剂，不仅可提高农药药液在甘蓝叶片上的沉积量，减少用药量，减少生态环境中的农药流失，还可增强药剂的叶面渗透性，增加除草剂杂草防除效果。

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