伊维菌素和丁氟螨酯复配最佳配比筛选及田间药效评价

田 亚, 赵恒科, 严 伟, 卢文才, 钱 坤, 魏 朋, 何 林

(西南大学植物保护学院, 重庆 400716)



技术与应用Technology&Application

伊维菌素和丁氟螨酯复配最佳配比筛选及田间药效评价

田 亚, 赵恒科, 严 伟, 卢文才, 钱 坤, 魏 朋, 何 林*

(西南大学植物保护学院, 重庆 400716)

本研究采用药膜法测定了伊维菌素、丁氟螨酯对朱砂叶螨的室内毒力。采用共毒因子法、共毒系数法对最佳配比进行筛选并加工成5%伊维菌素·丁氟螨酯水乳剂进行田间防效试验。结果显示:伊维菌素∶丁氟螨酯=1∶1时,共毒系数(CTC)高达265.66。伊维菌素·丁氟螨酯配比的数学模型为Y=-1.3787X2+79.264X-881.41,R2=0.9154,理论最佳配比为1∶1,CTC=257.77。田间防效显示：5%伊维菌素·丁氟螨酯水乳剂药效良好,有效成分用量为25～50 mg/L时,药后3、10、20 d防效均高于80%。

伊维菌素; 丁氟螨酯; 最佳配比; 田间防效

伊维菌素(ivermectin)是一种新型抗生素类驱虫药剂,对农业害虫、害螨具有良好的防治效果,其生物活性略低于阿维菌素,但具有毒性更低、使用更安全等特点[1-2],并且和阿维菌素无交互抗性[3]。目前伊维菌素主要用于防治家畜寄生虫,在农业上应用相对较少,因此,将伊维菌素作为农药进行开发将具有广阔的应用前景。丁氟螨酯(cyflumetofen) 是日本大冢化学公司于2007年研发的苯酰乙腈类新型杀螨剂,杀螨效果好,对环境和非靶标生物安全,且与现有杀螨剂均无交互抗性[4]。

长期持续、不科学地大面积使用单一化学农药导致害螨抗性问题越来越严重,防治效果逐年下降,有效药剂日益短缺[5-6];而新农药品种研制和生产的投资与风险较大,市场开发周期较长,因此利用农药复配技术来扩大防治谱、降低用药量和生产成本,并在一定程度上减缓有害生物对药剂的抗药性,提升药剂的环境安全性成为目前有害生物防治的一个重要发展方向[7-8]。

本研究以朱砂叶螨为供试材料,采用药膜法对伊维菌素、丁氟螨酯进行室内毒力测定；采用共毒因子法评价伊维菌素和丁氟螨酯复配的增效作用；通过共毒系数法进行最佳配比筛选,基于配比与共毒系数拟合伊维菌素与丁氟螨酯最佳配比方程，确定最佳配比,研制出绿色环保的水乳剂进行田间药效试验。该新型复配剂对提高防效,延缓害螨抗药性的产生,延长药剂使用寿命和降低药剂生产成本具有重要意义。且水乳剂剂型环保,贮运安全,对环境友好,符合当今农药剂型发展方向,具有很好的推广应用前景。

1 材料与方法

1.1 供试朱砂叶螨

供试朱砂叶螨采自重庆市北碚区田间,采回后接种于新鲜盆栽豇豆(‘之豇28-2’)苗上,置于西南大学植物保护学院养虫室内的光照恒温培养箱内饲养,饲养温度(26土1)℃、相对湿度60%～80%、光周期L∥D=14 h∥10 h,饲养期间不接触任何药剂,已持续饲养15年。获得龄期一致的雌成螨,成螨发育时间差异控制在±2 d。

1.2 供试药剂及仪器

96.06%伊维菌素原药，河北威远动物药业有限公司;95.5%丁氟螨酯原药，江苏省苏州富美实植物保护剂公司。供试药剂用丙酮溶解并配制成100 mg/L母液备用。

5%伊维菌素·丁氟螨酯(2.5%+2.5%)水乳剂由西南大学植物保护学院农药制剂加工室研制;0.5%伊维菌素乳油，浙江海正化工股份有限公司;20%丁氟螨酯悬浮剂，江苏省苏州富美实植物保护剂有限公司。

压缩式喷雾器，慈溪市华丰喷雾器有限公司。

1.3 室内生物活性测定

1.3.1 伊维菌素、丁氟螨酯对朱砂叶螨的毒力测定

采用离心管药膜法[9]。将原药用丙酮稀释成至少5个不同浓度梯度,分别吸取1.5 mL稀释药液置于2 mL离心管中,旋转离心管,颠倒振摇30次以上，使药剂与管壁充分接触并在管内壁形成一层均匀的药膜,倒掉药液,将离心管放入通风橱中使丙酮充分挥发,每浓度重复3次,空白对照为丙酮。将一块长、宽、高分别为6 cm、6 cm、2 cm的海绵放在直径为10 cm的玻璃培养皿中,加水使海绵充分润湿,在海绵上放置一张直径9 cm的滤纸,再挑选新鲜平整的豇豆苗叶片,将边缘卷曲或较大的叶片稍加修剪后,以叶面朝下的方式贴放到润湿的滤纸片上,挑螨于叶片上饲养。挑取叶碟上饲养的个体较大、充满活力且均一的3～5日龄雌成螨于处理好的离心管中,每管不少于30头,(26±1)℃恒温培养箱中放置24 h后显微镜镜检,仅有一只足动或完全不动者记录为死亡,数据用对照死亡率进行校正。以处理组死亡率在10%～90%之间,且对照死亡率小于10%为有效测定。用PoloPlus软件进行数据处理,求得毒力回归方程和致死中浓度LC50。

1.3.2 伊维菌素、丁氟螨酯复配剂对朱砂叶螨的联合作用

采用Mansour等[10]的共毒因子法评价复配剂的增效作用。选择等效线法中相加作用线的六等分点作为5个配比浓度,可表示为a/5b、a/2b、a/b、2a/b、5a/b。初步评价伊维菌素与丁氟螨酯不同比例复配剂的联合作用。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表示为相加作用。以共毒因子大于20的配比作参考,在该配比范围内进一步细化配比,测定其对朱砂叶螨的毒力,参照Sun等[11]的共毒系数法求出共毒系数(CTC),筛选出最佳增效配比。CTC≤80为拮抗作用；80

1.4 数学模型的建立及理论最佳配比的确定

将配方中一种有效成分的质量分数(K)进行反正弦转换,得反正弦值[X=arcsin(K/2)1/2], 共毒系数Y与X之间的关系应用SPSS 软件进行一元二次方程拟合,根据所拟合的数学模型计算出最佳配比。

1.5 田间药效试验

试验在西南大学试验田进行,试验时间为2015年6月24日。试验药剂5%伊维菌素·丁氟螨酯水乳剂分别稀释1 000倍(50 mg/L)、2 000倍(25 mg/L)、4 000倍(12.5 mg/L);对照药剂0.5%伊维菌素乳油稀释600倍(8.33 mg/L),20%丁氟螨酯悬浮剂稀释4 000倍(50 mg/L);采用压缩式喷雾器喷雾施药,小区面积10 m2,喷药液量为600 kg/hm2;采用定点定株的调查方法,每株豇豆随机选取2片叶,作好标记,每个小区共统计5株豇豆苗。施药前调查虫口基数,施药后1、3、10、20 d分别调查残留活螨数。数据处理采用SPSS及Excel软件,计算虫口减退率和防治效果,并用Duncan法对不同处理的防治效果进行差异显著性分析。

虫口减退率(%)=100×(施药前活螨数-施药后活螨数)/施药前活螨数;

防治效果(%)=100×(处理区虫口减退率-对照区虫口减退率)/(100-对照区虫口减退率)。

2 结果与分析

2.1 生物活性测定结果

2.1.1 伊维菌素、丁氟螨酯对朱砂叶螨的毒力

伊维菌素、丁氟螨酯对朱砂叶螨的室内毒力测定结果详见表1,LC50分别为7.88 mg/L、28.74 mg/L。伊维菌素毒力高于丁氟螨酯4倍左右,相关系数分别为0.97和0.99。

表1 两种杀虫(螨)剂对朱砂叶螨敏感品系的毒力Table 1 Toxicities of two acaricides to Tetranychus cinnabarinus

2.1.2 伊维菌素和丁氟螨酯复配对朱砂叶螨的联合作用

以单剂LC50为基准,测定不同配比混合制剂处理朱砂叶螨雌成螨后24 h的杀螨活性,并采用共毒因子判断各配比的增效情况,测定结果(表2)表明,伊维菌素和丁氟螨酯复配在质量比1∶20、1∶4～5∶4之间具有增效作用,共毒因子均大于20。对具有增效作用的配比(1∶4～5∶4)进一步细化,并采用共毒系数法筛选最佳配比,结果(表3)表明,伊维菌素和丁氟螨酯质量比为1∶4、3∶7、1∶1时共毒系数均大于120,表现为增效作用,其中质量比1∶1时增效最明显,CTC高达265.66。

表2 伊维菌素和丁氟螨酯复配剂对朱砂叶螨的共毒因子测定Table 2 Co-toxicity factors of the complex formulations of ivermectin and cyflumetofen to Tetranychus cinnabarinus

表3 伊维菌素和丁氟螨酯复配剂对朱砂叶螨的共毒系数测定Table 3 Co-toxicity coefficients of the complex formulations of ivermectin and cyflumetofen to Tetranychus cinnabarinus

2.2 数学模型的拟合及理论最佳配比的计算

将伊维菌素·丁氟螨酯复配剂中伊维菌素有效成分的质量分数K进行反正弦转换,用SPSS软件对反正弦转换值X与共毒系数Y进行拟合,得二次方程Y=-1.378 7X2+79.264X-881.41,R2=0.915 4,对方程求导Y′=-2.757 4X+79.264,令Y′=0,则有X=28.746,将X带入方程即得最大共毒系数CTC=257.77,对应伊维菌素百分含量46.26%,可得伊维菌素∶丁氟螨酯配比46.26%∶(1-46.26%)≈1∶1为最佳配比。

由以上结果可知理论最佳配比与实际最佳配比的增效作用一致,说明最终确定的伊维菌素和丁氟螨酯最佳配比具有实际可靠性。

2.3 田间防效试验

5%伊维菌素·丁氟螨酯水乳剂对朱砂叶螨表现出良好的田间防效(表4),有效成分用量为25～50 mg/L时,药后3 d防效为80.03%～85.16%,药后10 d防效为91.16%～94.00%,药后20 d防效为87.89%～90.51%,药后1、3、10、20 d防效分别与对照药剂0.5%伊维菌素乳油、20%丁氟螨酯悬浮剂的防效相当或更好。

表4 5%伊维菌素·丁氟螨酯水乳剂对朱砂叶螨的田间防效1)Table 4 Control efficacy of ivermectin·cyflumetofen 5% emulsion in water against Tetranychus cinnabarinus

1) 同列数据后不同小写字母表示在0.05水平差异显著。

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

3 结论与讨论

复配剂最佳配比的筛选, 首先要比较单剂和混剂的毒力,常用的评价方法有Bliss法、Sakai法、Finney法、共毒系数法、共毒因子法、等毒法、按比例混合法、等效线法等。杀虫剂的筛选主要采用共毒系数法,此方法工作量大,陈立等[12-13]对该方法进行了改良,应用均匀设计、拟合数学模型来获取农药复配最优配方，但也只是就单个配方进行研究,代表性较差。本研究将共毒因子法和CTC法相结合,获得伊维菌素和丁氟螨酯实测最佳配比为1∶1,然后通过数学模型,求得该复配剂的理论最佳配比及CTC,其结果可以更全面、客观地反映出二元复配剂的增效情况。

伊维菌素和丁氟螨酯作用机理不同,通过复配可以增加混剂作用位点,增强防效、进一步增强卵、螨兼治效果，延缓抗性,延长新型杀螨剂丁氟螨酯的使用时间(2012年在中国登记)。本研究结果也表明伊维菌素与丁氟螨酯复配的增效作用明显,质量比为1∶1时共毒系数高达265.66。

田间药效试验也表明，5%伊维菌素·丁氟螨酯水乳剂能有效地防治朱砂叶螨,在试验剂量下,未观察到其对作物产生药害。因此,5%伊维菌素·丁氟螨酯水乳剂作为一种使用便捷、高效低毒、低成本的多功能环境友好型产品,具有良好的市场开发潜力。

[1] 徐汉虹, 张志祥, 李玉霞, 等. 伊维菌素和茶皂素的增效农药组合物: 中国, CN102484991A [P]. 2012-06-06.

[2] 赖凤香, 胡国文, 傅强, 等. 伊维菌素与哒嗪硫磷复配农药: 中国, CN101766184A [P]. 2010-07-07.

[3] 李靖. 20%伊维菌素·毒死蜱水乳剂的研制[D]. 重庆: 西南大学, 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, 谭仕禄, 曹小芳, 等. 朱砂叶螨的抗药性选育及其解毒酶活性研究[J]. 农药学学报, 2003, 5(4): 23-29.

[6] 苏安安, 卢瑞, 李现玲. 一种含丁氟螨酯和甲氨基阿维菌素的杀虫杀螨组合物: 中国, CN102805089A [P]. 2012-12-05.

[7] 武中平, 杨红, 林开春. 阿维菌素与高效氯氰菊酯复配制剂及其生物活性的研究[J]. 现代农药, 2002(3): 23-25.

[8] 王小天. 5%阿维菌素·噻螨酮水乳剂的研制[D]. 重庆: 西南大学, 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]陈立, 徐汉虹, 赵善欢. 应用均匀设计获取复配农药最佳增效配方[J]. 华南农业大学学报, 2000, 21(3): 33-35.

[13]陈立, 徐汉虹, 李云宇, 等. 农药复配最佳增效配方筛选方法的探讨[J]. 植物保护学报, 2000, 27(4): 349-354.

(责任编辑：杨明丽)

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

云南重大农业害螨综合防控关键技术研究应用及杀螨剂开发(2015BB009)；国家自然科学基金青年基金(31301717)；高等学校博士学位点专项科研基金新教师项目(20120182120020)

S 482.5

B

10.3969/j.issn.0529-1542.2016.05.040

* 通信作者 E-mail:helinok@vip.tom.com