熊彩云,陈秋荣,王文辉,李 彬,金明霞
氯氟氰虫酰胺注干剂在松树体内的残留动态
熊彩云1,陈秋荣2,王文辉1,李 彬3*,金明霞1
(1. 江西省林业科学院,江西 南昌 330013;2. 江西省靖安县林业局,江西 靖安 330600;3. 吉安市青原区林业局,江西 吉安 343000)
【目的】为探明氯氟氰虫酰胺注干剂在松树体内的持效时间。【方法】采用高效液相色谱法测定不同时期松树体内氯氟氰虫酰胺的含量。【结果】注干施药后5~120d均可从样树的枝条中检测到氯氟氰虫酰胺,注药剂量为10 mL时药后15d含量达到高峰,为16.54mg/kg,药后120d含量为1.24mg/kg。【结论】松树注药5~120d内枝条上氯氟氰虫酰胺药液浓度均高于其对松材线虫的LC50值而对松材线虫和松褐天牛等有防治抑制作用。
氯氟氰虫酰胺;注干剂;传导;残留
【研究意义】松材线虫病是一种松林毁灭性病害,该病主要由媒介昆虫松褐天牛(Hope)携带松材线虫((Steiner & Buhrer)NiCKle)传播,可危害多种松属植物[1]。前期研究结果表明,4.8%氯氟氰虫酰胺注干液对松材线虫及松褐天牛均有较高的防效,氯氟氰虫酰胺进入松树体内后,在杀死树体内的松材线虫,清除病原的同时,还对松褐天牛卵的孵化成活率和低龄幼虫成活率有较高的抑制作用,能大幅度降低传播媒介松褐天牛的种群密度,阻隔松材线虫病的传播途径,从而对松材线虫病有显著的防治效果[2-3]。因此,开展氯氟氰虫酰胺注干剂在松树体内的动态输导研究,旨在为科学、合理的应用该药剂防治松材线虫病提供理论指导。【前人研究进展】我国自1982年在南京首次发现松材线虫病以来,各级林业工作者做了大量的研究工作,在松材线虫病发病规律、发生症状、传播途径、诊断等方面取得了重大研究进展。目前已证实氯氟氰虫酰胺、阿维菌素、甲维盐等注干药剂对松材线虫病有较好的防效[4-5]。【本研究切入点及拟解决的关键问题】为探明氯氟氰虫酰胺在松树体内的持效时间,本研究开展了氯氟氰虫酰胺在松树体内的输导研究,采用高效液相色谱法测定了其残留含量,为明确注干施药有效时间提供技术依据。
试验地设江西省林业科学院松树林,地处南昌市经济技术开发区,位于北纬28°41′,东经115°48′,为松阔混交林,林内松树主要有马尾松(Lamb.)、湿地松()火炬松(L.)等,阔叶树有油茶(Abel.)、山茶(L.)、樟树(Levl.)等,林下灌丛主要以白花檵木((R. Br.)Oliver)为主。
4.8%氯氟氰虫酰胺注干剂(江西大农化工有限公司)、98%氯氟氰虫酰胺原药、乙腈(色谱纯)、丙酮(分析纯)、正己烷(分析纯)、NaCl(分析纯)、MgSO4(分析纯)。
充电式手持打孔器、6mm不锈钢钻头、10mL注射器。布氏漏斗、C18-SPE柱、0.22 μm、滤膜;粉碎机、振荡器、FJ-200高速分散均质机、C18-SPE净化柱、全自动旋转蒸发仪(德国海道夫)、Waters 1525高效液相色谱仪、Waters 2998二极管阵列检测器和Waters 2707自动进样器、Milli-Qreference超纯水制备系统、150 mm×4.6 mm不锈钢柱色谱柱。
在试验地选择胸径10cm左右,树高约5.5m的马尾松作为样木。
1.3.1 施药方法 于2020年3月13日对样株进行注干施药,施药剂量分别为10,15,25 mL;每个剂量注药5株,以清水为对照。注干方法:在树干基部距地面30~40cm,用手持充电式电钻6mm钻头在松树树干四周各打6~9个孔,钻头与树干的夹角在45~60°为宜,孔与孔之间错开位置,呈螺旋式,避免在同一水平位置上或同一平面上。孔深根据树干的胸径来决定,处于第二层边材与心材之间(最深不超过打孔处直径的一半),用注射器向孔内缓慢注入药液后以湿泥封注药口。
1.3.2 取样 于注药后第5,15,30,60,90,120d用高枝剪分别采集树干2 m以上相同部位注干样木枝条,每一枝取粗细一致长约50cm的部分,将采集到的样品枝条带回实验室劈成细条,自然阴干后粉碎,过30目筛备用。
1.3.3 样品处理 (1)提取方法。取20g干燥样品木屑置于250mL磨口三角瓶中,加入30mL去离子水,静置10 min后,加入50mL乙腈(含0.1mol/L的乙酸0.5mL),振荡1h后用均质机高速均质3~5min,静置12 h后再用布氏漏斗抽滤至预装有5 g Nacl+8 g MgSO4的具塞量筒中剧烈摇晃1min后静置1h。吸取25mL上层有机相转入旋转蒸发仪圆底烧瓶中浓缩至近干待净化[6-7]。
(2)净化。先用10 mL正己烷活化C18-SPE柱,用10 mL的正己烷-丙酮(体积比9﹕1)溶解残渣上样,10 mL的正己烷-丙酮(体积比8﹕2)洗涤平底烧瓶上样,流出液均弃掉,然后使用20 mL的正己烷-丙酮(体积比6﹕4)洗脱,收集洗脱液,于旋转蒸发仪上(40 ℃)浓缩至近干,氮气吹干,2.0 mL色谱乙腈定容,超声,过0.22 μm滤膜,待检测。进样和洗脱过程中,其流速均为1mL/min[8]。
(3)仪器检测条件。Waters 1525高效液相色谱仪,Waters 2998二极管阵列检测器和Waters 2707自动进样器,Milli-Q reference超纯水制备系统,色谱柱:150 mm×4.6 mm不锈钢柱,内装SB-C18、5μm填充物。
液相色谱操作条件流动相:乙腈﹕水(70﹕30),柱温40 ℃,流速1 mL/min;检测波长:210nm;进样体积:10μL。在上述操作条件下,待仪器基线稳定后,连续注入数针标样溶液,直至相邻2针标样溶液的响应值相对变化<1.5%后,按照标样溶液、试样溶液、试样溶液、标样溶液的顺序进行测定。
(4)标准溶液配制。准确称取氯氟氰虫酰胺标准品10mg,先用乙腈配制成1 000 mg /L的标准储备液,再用乙腈逐级稀释为10,5,1,0.5,0.1mg/L的标准工作溶液,最后用乙腈稀释配制成氯氟氰虫酰胺质量浓度分别为0.01,0.05,0.1,0.5,1,5 mg/L的系列基质匹配标准溶液。在所选仪器检测条件下检测,得出仪器响应值与进样质量浓度的线性回归方程。以外标法定量[9]。
(5)添加回收率。在对照样品中分别添加13mg、33mg氯氟氰虫酰胺原药,按样品处理方法进行提取、净化;对照样品用同样方法提取、净化。上述净化液进行高效液相色谱测定。
采用上述色谱条件进行测定,横坐标代表质量浓度,纵坐标代表峰面积,绘制标准曲线(图1)。由图1可知,氯氟氰虫酰胺质量浓度与峰面积呈良好的一元线性正相关关系,相关系数值为0.999 9,线性方程为=4.30e+0.04+5.19e+0.03。氯氟氰虫酰胺标样色谱图如图2,标样色谱保留时间约为15.0min。
图1 氯氟氰虫酰胺标准曲线
图2 氯氟氰虫酰胺标样色谱
试验结果表明,氯氟氰虫酰胺在松树上的添加回收率检测值为78.16%~90.41%,基本符合检测要求,说明该检测方法准确度和精密度较高,基本能满足检测要求(图3)。
图3 对照样品加标后色谱图
由高效液相色谱检测结果可得,施药后5~120d均可从样树的枝条中检测到氯氟氰虫酰胺,检测数据如表1所示。注药剂量为10mL,药后5~120 d检测到的氯氟氰虫酰胺含量分别为2.98,16.54,0.20,0.32,0.46,1.24mg/kg(图4)。
表1 药后不同时间氯氟氰虫酰胺含量
由表1可得,各施药剂量药后在松树体内的氯氟氰虫酰胺含量随时间的变化,注药10mL药后15 d含量达到高峰,为16.54mg/kg,药后120 d含量为1.24mg/kg;而注药15mL药后60 d含量达到高峰,为9.21mg/kg,药后120 d含量为2.02mg/kg,均大于氯氟氰虫酰胺毒力测定的LC50值0.685mg/L,说明注药5 d后的松树对松材线虫和松褐天牛等有防治抑制作用。总体上,药液进入松树体内后随着松树植株生理作用达到枝条,高峰后随着时间增加而衰减,药后120d枝条的氯氟氰虫酰胺的含量仍对松材线虫和松褐天牛有抑制防治作用。
图4 注药10 mL 5 d的检测色谱图
注干施药对林木蛀干害虫及树干部病害具有良好的防效,且施药部位精准,作用时间较长,不损害生态环境,在近年来得到广泛应用[10-13]。松材线虫病防控,关键是对松褐天牛的防控,而打孔注干施药被证实是一种非常有效的措施[14-15]。
马尾松注干施用氯氟氰虫酰胺,5d后即可在松树枝条内检测到氯氟氰虫酰胺,药液含量明显高于其对松材线虫的LC50值,药后120 d枝条的氯氟氰虫酰胺的含量仍高于LC50值,说明注药5~120d内对松材线虫和松褐天牛等有抑制作用。许志春等[16]在杨树上注干施用吡虫灵防治光肩星天牛及黄斑星天牛成虫,认为杨树树干木质部中吡虫啉的持留量随时间而动态变化,施药后5 d左右持留量最高,以后又逐渐下降,40 d后药剂在树体内仍然有较高的持留量;张扬等[17]认为氯氟氰虫酰胺在马尾松树体内具有较好的内吸输导性,注干3个月后在松树体内仍有较大的残留量,与本实验的结果基本一致。
松褐天牛在江西随地理纬度不同发生时间和世代存在差异,以1年发生1代为主,在赣南和赣中有不同比例的2代发生,3月下旬即可见成虫,最晚11月中旬才结束[18-19]。因此,氯氟氰虫酰胺在树体内的残留时间越长,对松褐天牛的有效防治时间就越长,本实验只检测了氯氟氰虫酰胺注干120 d内的残留量,更长时间如1年后或2年后是不是还能检测到残留量,有待后续进一步进行取样检测。
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Dynamic Residues ofDry Injection in Pines
XIONG Caiyun1, CHEN Qiurong2, WANG Wen-hui1, LI Bin3*, JIN Mingxia1
(1. Jiangxi Academy of Forestry, Nanchang 330013, China; 2. Forestry Bureau of Jing’an County, Jing’an, Jiangxi 330600, China; 3. Forestry Bureau of Qingyuan District, Ji’an, Jiangxi 343000, China)
This study was conducted to find out the durative time of dry injection ofin pines.The contents ofin pine trees at different times were determined by High-performance liquid chromatography (HPLC).After 5-120 days,could be detected in the branches of the pine trees. The content ofreached a peak of 16.54 mg/kg at 15 days and 1.24 mg/kg at 120 days, and the LC50value was 0.685 mg/kg determined by the toxicity test.The LC50value ofin the branches of pine trees was higher than that of pine wood nematode from 5 to 120 days after the injection of, and so it could inhibitand.
; dry injection; transmit; residuals
S481+.8
A
2095-3704(2021)04-0431-05
熊彩云, 陈秋荣, 王文辉, 等. 氯氟氰虫酰胺注干剂在松树体内的残留动态[J]. 生物灾害科学, 2021, 44(4): 431-435.
2021-09-03
2021-09-06
江西省林业创新专项(202131)和江西省重点研发计划项目(20171BBF60077,20202BBFL63016)
熊彩云(1972—),女,研究员,主要从事林业有害生物防治工作,526928485@qq.com;
通信作者:李彬,工程师,1123834797@qq.com。