徐姗姗,鞠光秀,许良忠
(青岛科技大学化学与分子工程学院,山东青岛266042)
30%螺螨磺酯·阿维菌素可分散油悬浮剂配方及其生物活性
徐姗姗,鞠光秀,许良忠
(青岛科技大学化学与分子工程学院,山东青岛266042)
测试了不同复配比例的螺螨磺酯、阿维菌素对二斑叶螨的联合毒力,确定最佳药效的原药比例;通过对乳化剂、增效剂的筛选,获得了30%螺螨磺酯·阿维菌素可分散油悬浮剂(OD)的最优配方;测试了其对苹果二斑叶螨、柑橘红蜘蛛的田间防效。30%螺螨磺酯·阿维菌素OD的配方组成为:螺螨磺酯27%、阿维菌素3%、YUS FS3000 4%、601#5%、T-20 7%、有机膨润土2%、GY-T0304 0.4%、油酸甲酯补足至100%,其各项性能符合可分散油悬浮剂的要求,田间药效试验表明其对二斑叶螨和柑橘红蜘蛛的防效优于对照药剂30%螺螨酯·阿维菌素OD,并且持效期长,具有良好的开发前景。
螺螨磺酯;阿维菌素;毒力;增效剂;田间药效;可分散油悬浮剂
螺螨磺酯是青岛科技大学设计并合成的拥有自主知识产权的高活性杀螨化合物[1],其活性高于螺螨酯。化学名称为3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]癸-3-烯-4-基-N,N-二甲基磺酸酯(结构式如图1所示),原药为白色晶体,熔点141~147℃,常温下微溶于丙酮、甲醇、乙酸乙酯等有机溶剂,不溶于水。螺螨磺酯为非内吸性杀螨剂,通过触杀和胃毒抑制有害螨虫体内脂肪的合成,并且阻断其能量代谢,防治卵、弱螨和雌成螨。能够与常规的杀螨剂混合使用,不会产生交互抗性。
阿维菌素是一种常用的杀菌和杀昆虫药剂,它的速效性比较好,能够在短时间内发挥药效,且在植物表面无残留,对环境和作物安全。而螺螨磺酯在田间药效中表现出药效时间长的特点,两者复合使用能够扬长避短、提高杀螨功效。
图1 螺螨磺酯结构式
可分散油悬浮剂(Oil-based Suspension Concentrate,简称OD)是将原药活性成分以细小颗粒悬浮于油相分散介质中形成的稳定悬浮体系,用水稀释使用[2-3]。OD必须保证将分散介质在水中乳化,所以需要选择优良并且合适的乳化剂。而为了更好地提高药效,可以选择合适的增效剂。农药增效剂虽然本身没有活性,但是因为其基本成分多为有机硅聚氧乙烯醚化合物,所以能够降低表面张力,提高展着力和渗透性,对农药的使用有很大的帮助。这样不同成分的相互作用对配方开发提出了更高的要求,需要大量的试验和性能测定。
螺螨酯与阿维菌素复配使用是常见的高效杀螨剂,但是随着使用年份的增长,害螨对其的抗性增加,必须开发和研制新型农药制剂,解决害螨抗性问题。笔者致力于创制农药的开发,首次将螺螨磺酯和阿维菌素复合使用,测试了二者不同的复配比例对苹果二斑叶螨的毒力,确定其最佳效果的原药复配比例。主要对乳化剂和增效剂进行筛选,开发了螺螨磺酯·阿维菌素高含量OD,其制剂性能符合相关标准要求。田间药效试验进一步显示,30%螺螨磺酯·阿维菌素OD对苹果二斑叶螨和柑橘红蜘蛛的活性高于对照药剂30%螺螨酯·阿维菌素OD。应用新型高效杀螨剂螺螨磺酯,解决了害螨抗药性的问题,并加入阿维菌素,提高速效性和安全性。另外,增效剂的加入也在一定程度上进一步提高了速效性和药效发挥程度,且田间药效数据也给予了此项研究极大的肯定。
1.1试验材料
1.1.1供试虫源苹果二斑叶螨采集于青岛平度果园,个体大小一致,活动能力较强。
1.1.2试验试剂98.5%螺螨磺酯原药(青岛科技大学);阿维菌素(山东齐发药业有限公司);30%螺螨酯·阿维菌素OD(上海悦联生物科技有限公司);分散剂:YUS FS3000(竹本油脂株式会社);乳化剂:农乳500#、 1601#、S-80、T-20、BY系列、吐温斯潘系列(邢台蓝天精细化工股份有限公司);增效剂:GY-T0304、GYSpry、有机硅GY-S903(北京广源益农化学有限责任公司);有机膨润土BP-183;油酸甲酯。
1.1.3试验设备SPX-250智能生化培养箱(常州朗越);实验室小型立式砂磨机(中斯特朗);BZY-3B表面张力仪(上海平轩);电子天平(梅特勒-托利多),干燥箱(上海一恒);Waters 1525高效液相色谱(Waters公司);HS-3C型pH计(上海雷磁);弗鲁克FM200高剪切乳化机(上海弗鲁克);BT-9300H型激光粒度分布仪(丹东百特);冰箱(青岛海尔)。
1.2试验方法
1.2.1毒力测试方法将2种杀螨剂加入等量的分散剂和增稠剂,制成悬浮剂粗品用于毒力测试。将杀螨剂悬浮剂粗品通过预试验及叶片浸液法,使用经水稀释后的悬浮剂进行室内毒力测定,确定最佳浓度。再设计几组配比,每一配比选择不同的浓度,对二斑叶螨进行联合毒力测定,样品重复3次。并采用孙云沛法进行毒力和联合毒力计算,得出共毒系数,从而得到螺螨磺酯和阿维菌素高药效的最佳配比[4]。
1.2.230%螺螨磺酯·阿维菌素OD配方的研制方法
(1)乳化剂筛选方法:选用不同的乳化剂,根据加入后制剂的流动性、乳化分散性、分散稳定性的优异程度,以及热贮析油率来确定乳化剂的种类。
(2)增效剂筛选方法:采用帆布沉降法,即将圆形帆布放入水中,从放入开始计时,全部浸湿所用时间为润湿时间,从全部浸湿到沉降至底部,为渗透时间。用表面张力仪测其表面张力,根据表面张力的大小来选择合适的增效剂,最终得到最优配方。
(3)制备工艺(湿法研磨工艺):将称量后的原药、助剂、分散介质加入烧杯中,用高剪切分散乳化机进行粗分散,转入立式砂磨机中,通入冷凝水,加入适量氧化锆珠砂磨2~3 h,测试粒度小于5 μm得30%螺螨磺酯·阿维菌素OD。进行各项指标检测,达标后进行冷热贮稳定性试验[5-6]。
1.2.3OD性能检测方法参照文献[7-8]中的相关规定与标准,对30%螺螨磺酯·阿维菌素OD进行性能测试。
1.2.430%螺螨磺酯·阿维菌素OD的田间药效试验方法在青岛平度的果园,以30%螺螨酯·阿维菌素OD和清水为对照药剂,对所研制的30%螺螨磺酯·阿维菌素OD进行田间药效试验,试验靶标为苹果二斑叶螨。分别设3000、4000、5000倍3个稀释倍数,由低浓度向高浓度进行喷洒,药后3、7、14、21天调查每组苹果的存活螨量。
参考对苹果二斑叶螨的田间药效试验方法,选择4000、5000、6000倍3个稀释倍数,在江西赣州进行了防治柑橘红蜘蛛的田间药效试验,检测其对柑橘红蜘蛛的药效,进一步确定杀螨效果。
2.1螺螨磺酯和阿维菌素最佳复配比例的确定
根据1.2.1的毒力测试方法,得出螺螨磺酯和阿维菌素最佳复配比例,毒力测试结果见表1。
从表1中可以看出,螺螨磺酯和阿维菌素复配比例为7:1、9:1、10:1,共毒系数分别为123.2、161.4、146.7,均大于120,即有明显的增效作用。其中以比例为9:1,增效效果最为明显。最终确定螺螨磺酯和阿维菌素复配比例为9:1。
2.230%螺螨磺酯·阿维菌素OD的制备
由毒力测试的数据得出,螺螨磺酯与阿维菌素比例为9:1时,其共毒系数最高,选定原药总含量为30%进行研制。经过初步试验尝试,确定制剂部分组分为:(螺螨磺酯、阿维菌素)30%、YUS FS3000 4%、有机膨润土2%,分散介质为油酸甲酯。试验中主要进行乳化剂和增效剂的筛选,进而确定制剂配方。
2.2.1乳化剂的筛选乳化剂的作用是使制剂在用水稀释使用时,能够迅速将体系乳化分散,从而形成相对稳定的体系,便于喷洒使用,因而乳化剂的筛选对配方研制非常重要。选择常用的几种乳化剂,考察对30%螺螨磺酯·阿维菌素OD性能的影响。结果如表2所示。
由表2可以看出,分别采用乳化剂601#和T-20获得的制剂性能相对较好,并且前者在乳化分散性上表现较优,后者则分散稳定性较好,考虑将二者进行复配使用。继续进行大量优化试验,数据表明,在601#和T
-20复合使用时,制剂的各方面性能均较好。从而确定其乳化剂及比例为:5%的601#、7%的T-20。
表1 不同配比螺螨磺酯和阿维菌素组合物对二斑叶螨的毒力
表2 乳化剂的筛选
2.2.2增效剂的筛选农药的增效剂主要是有效降低表面张力,对制剂的外观性质影响不大,但是却对药效的发挥有较大作用,进一步影响到田间药效结果。增效剂的筛选要求在不影响制剂物化性能的前提下,遵循低量高效的原则。初步判断可以采用测润湿性和渗透性的方法:润湿性好、渗透性高,则在喷洒时作用时间短,即增效效果好[9]。采用帆布沉降法,将几种增效剂加入到初步优化好的OD之中,所占比例皆为0.4%,然后将制剂稀释100倍,记录其润湿时间和渗透时间。为了进一步精确化数据,使用表面张力仪,测试其表面张力。测试结果如表3所示。
从表中结果可以分析得到,加入几种增效剂之后,其润湿时间和渗透时间较CK有所缩短,表面张力也明显减小,以GY-T0304最为明显。表面张力和润湿时间、渗透时间成正相关,两者数据得出的增效效果一致,可以合力判断增效效果。故在OD配方中选择GY-T0304作为增效剂,所占比例为0.4%。
2.2.330%螺螨磺酯·阿维菌素OD的最优配方及物性指标最优配方为:螺螨磺酯27%、阿维菌素3%、YUSFS3000 4%、601#5%、T-20 7%、有机膨润土2%、GYT030 0.4%、油酸甲酯补足至100%。进一步检测最优配方的物性指标,其检测结果如表4所示。
表3 增效剂的筛选
表4 30%螺螨磺酯·阿维菌素OD的物性指标
经实测值与指标的比较,30%螺螨磺酯·阿维菌素OD各项指标均符合可分散油悬浮剂的要求,判定为合格。
2.3田间药效试验
据相关资料报道,二斑叶螨对拟除虫菊酯类、有机磷类以及氨基甲酸酯类药剂产生了不同程度的抗药性,有待新型农药的创制和开发[10]。笔者以30%螺螨酯·阿维菌素OD做对照药剂,用所研制30%螺螨磺酯·阿维菌素OD对苹果二斑叶螨进行了田间药效试验,具体试验结果如表5所示。
由表5的数据分析可得,防效随用药浓度的增大而提高[11]。30%螺螨磺酯·阿维菌素OD的3000倍液,药后3天防效达到91.5%,药后7天最高药效为93.5%。对照药剂的3000倍液在药后7天达到最高药效88.5%。可见所研制药剂的速效性好于对照药剂。
30%螺螨磺酯·阿维菌素OD在药后7、14、21天,防效均高于对照药剂30%螺螨酯·阿维菌素OD,说明其具防效高的优点。分析比较药后21天数据,发现不同稀释倍数的30%螺螨磺酯·阿维菌素OD的防效均在80%以上,明显高于对照药剂,说明其持效性好。
施用所研制OD期间,苹果果树没有因施药而出现其它病症,且长势较好。并统计施药果园和其它果园的瓢虫数量,发现基本一致,活动能力相当。说明所研制药剂对苹果果树本身和害螨天敌是安全的。
同样以30%螺螨酯·阿维菌素OD做对照药剂,用所研制30%螺螨磺酯·阿维菌素OD对柑橘红蜘蛛进行了田间药效试验,结果如表6所示。
表5 30%螺螨磺酯·阿维菌素OD对苹果二斑叶螨的田间防效
表6 30%螺螨磺酯·阿维菌素OD对柑橘红蜘蛛的田间防效
分析表6的数据得出,不同稀释倍数的30%螺螨磺酯·阿维菌素OD在药后7天均达到最高药效,且在90%以上,但对照药剂的4000倍液最高药效为86.5%,不如30%螺螨磺酯·阿维菌素OD的6000倍液在药后7天达到的药效。可见所研制的药剂对柑橘红蜘蛛比对照药剂有突出的速效性[12-13]。
30%螺螨磺酯·阿维菌素OD在药后7、14、21天,其药效达80%以上,明显高于对照药剂,说明其防效高。且在药后21天防效均在75%以上,明显高于对照药剂,说明其具有持续期长的特点。
施用所研制OD期间,柑橘果园内没有因施药而出现其他病症,并统计施药果园和其他果园的瓢虫数量,发现数量基本一致,活动能力相当。说明所研制药剂对柑橘本身和害螨天敌没有伤害[14-15]。
苹果二斑叶螨是叶片背面取食,柑橘红蜘蛛则是叶片表面取食,由背面害螨致死率得出所研制药剂,具有高药效和高渗透性的特点[16-17]。苹果二斑叶螨主要发生在6、7月份,温度为25~30℃。而柑橘红蜘蛛主要适应温度为12~26℃,一般出现在4—6月和9—11月。综合两者的田间药效试验结果,可以得出所研制最优配方可适应温度比较广泛,药效发挥条件并不苛刻。
本研究通过对螺螨磺酯、阿维菌素及其不同复配比例的毒力测试,得到药效最佳的复配比例为9:1,通过对乳化剂、增效剂的筛选,开发了30%螺螨磺酯·阿维菌素OD,制剂的各项性能指标符合可分散油悬浮剂的相关标准要求[18]。
综合对苹果二斑叶螨和柑橘红蜘蛛的田间药效数据,发现其药效高,且速效性和药效持续性皆高于对照药剂,说明所研制的30%螺螨磺酯·阿维菌素OD在田间药效方面有较大的优势。不仅施用安全,而且对环境和害螨天敌没有伤害。在后期试验中,将进行大量的田间试验,确定其杀螨的普遍性,以求提供一个广谱类型的高药效杀螨剂[19-22]。
在可分散油悬浮剂开发难度较大的前提下,本研究应用自主开发的螺螨磺酯,研制了高含量的螺螨磺酯·阿维菌素OD,其对苹果二斑叶螨和柑橘红蜘蛛有较高的防效,为害螨在传统农药上的抗性问题提供了新的解决方案。制剂制备工艺简单,成本较低,具有好的开发和应用前景。CN,103664850.2015-02-18.
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Formulation and Bioactivity of Spirodiclofen Sulfonester·Avermectins 30%OD
Xu Shanshan,Ju Guangxiu,Xu Liangzhong
(Agrochemical Graduate School of Qingdao University of Science and Technology,Qingdao 266042,Shandong,China)
The co-toxicity of different proportions of spirodiclofen sulfonester and avermectins against Tetranychus urticae Koch was tested,and the optimal mixing-ratio was determined.By screening the emulsifiers and synergists,the optimum formulation of spirodiclofen sulfonester·avermectins 30%OD was developed.The control efficacy of spirodiclofen sulfonester·avermectins 30%OD against Tetranychus urticae Koch and Panonychus citri Mcgregor in field was tested.The formulation was spirodiclofen Sulfonester 27%,avermectins 3%,YUS FS3000 4%,601#5%,T-20 7%,organobentonite 2%,GY-T0304 0.4%and methyl oleate up to 100%.Spirodiclofen sulfonester·avermectins 30%OD met the requirements of OD.The field control efficacy test showed that:the field control efficacy of spirodiclofen sulfonester·avermectins 30%OD against Tetranychus urticae Koch and Panonychus citri Mcgregor was better than that of spirodiclofen· avermectins 30%OD,and it had a long lasting period and a good development prospect.
Spirodiclofen Sulfonester;Avermectins;Toxicity;Synergists;Field Efficacy;OD
TQ 450.6
A论文编号:cjas16020007
徐姗姗,女,1991年出生,山东东营人,在读硕士,主要从事农药剂型研究工作。通信地址:266042青岛市市北区郑州路53号青岛科技大学,E-mail:1543866952@qq.com。
许良忠,男,1963年出生,河南周口人,教授,博士生导师,博士,主要从事新农药创制及制剂研究。通信地址:266042青岛市市北区郑州路53号青岛科技大学,E-mail:xlz0725@126.com。
2016-02-20,
2016-05-25。