苯甲酰脲类杀虫剂作用机理及应用

王敏凤

(辽宁省大连金普新区林业事务中心,辽宁 大连 116100)

苯甲酰脲类杀虫剂是以苯甲酰基脲类化合物(BU)为主的一类几丁质合成抑制剂,能够对靶标害虫的几丁质合成进行有效抑制,从而使害虫死亡或者不能生育,实现对害虫的防治。同时苯甲酰脲类杀虫剂具有目标害虫抗药性频率低、对非目标生物影响小、生产成本低等特点,被广泛地应用于农林业病虫害防治中。但是,苯甲酰脲类杀虫剂存在药效不稳定和对靶标害虫作用缓慢等缺点,无法快速实现对害虫的杀灭。对苯甲酰脲类杀虫剂的作用机理进行研究,从而根据其机理来制定出更好的林业病虫害防治方案,提升病虫害防治效果。

1 苯甲酰脲类杀虫剂概述

苯甲酰脲类杀虫剂(BPUs)是以苯甲酰脲类化合物为基础的杀虫剂,通过对靶标害虫体内几丁质进行抑制,实现对靶标害虫进行杀灭[1]。苯甲酰脲类杀虫剂对昆虫的接触杀作用很小,主要是通过胃毒作用来实现对害虫的杀灭。同时苯甲酰脲类杀虫剂与有机磷类、氨基甲酸酯类和菊酯类杀虫剂没有交互抗性,对鳞翅目、鞘翅目以及同翅目昆虫有较好的杀灭效果。同时对没有几丁质的生物影响较小。在动植物体内以及自然环境中易分解,环境污染影响较低,是病虫害防治中广泛使用的一类杀虫剂农药[2]。

2 苯甲酰脲类杀虫剂的作用机制

苯甲酰脲类杀虫剂的杀虫机制是通过对昆虫的几丁质合成进行抑制。苯甲酰脲类杀虫剂会导致幼虫期昆虫虫体发软,阻碍新表皮形成,导致昆虫无法正常蜕皮,从而死亡[3]。苯甲酰脲类化合物可以提升昆虫体内几丁质酶的催化效果,加速几丁质的酶解,并且能够对几丁质合成酶进行抑制,实现对几丁质的合成进行抑制。在几丁质合成过程中,几丁质需要通过几丁质合成酶的糖基化修饰才能被活化,通过形成一个糖苷键来维持几丁质的稳定性。如果几丁质合成酶被抑制,就会导致几丁质的合成过程中的几个关键过程无法进行,从而导致几丁质无法形成[4]。从而对昆虫的脱皮产生影响,使昆虫的围食膜无法形成,影响昆虫的正常生长发育,导致昆虫无法正常蜕皮,使昆虫的表皮组织软化。最终导致昆虫死亡。同时几丁质的合成受阻还会影响到虫卵的孵化,使昆虫的繁殖受阻。相关研究表明,苯甲酰脲类杀虫剂阻碍几丁质合成过程主要表现为对昆虫磺酰脲受体的影响、对几丁质合成酶活性的影响以及对昆虫细胞离子通道的影响等方面[5]。对昆虫磺酰脲受体的影响。苯甲酰脲和磺酰脲具有较为相似的结构,致苯甲酰脲与磺酰脲受体进行结合,对磺酰脲与磺酰脲受体的结合产生了影响,从而导致几丁质合成受到影响。对几丁质合成酶活性的影响。几丁质合成最关键的过程是UDP-N-乙酰胺葡萄糖通过几丁质合成酶的催化结合到几丁质聚合物中,而苯甲酰脲类杀虫剂与几丁质合成酶发生相互作用,从而抑制了几丁质合成酶的活性,导致几丁质合成的关键步骤无法有效进行,影响了几丁质的合成;对昆虫细胞离子通道的影响。苯甲酰脲化合物会对离子转运活动产生影响,抑制细胞内钙的摄取量,从而影响昆虫表皮离子的转运,干扰了几丁质的合成。

3 苯甲酰脲类杀虫剂重要品种

苯甲酰脲类杀虫剂是以苯甲酰基为基础来进行各类杀虫剂的制作,所以可以根据苯甲酰基的修饰方式不同而将苯甲酰脲类杀虫剂分为苯甲酰基修饰、芳胺环修饰和芳胺还对位引入取代芳氧基三种类型。

3.1 苯甲酰基上修饰

苯甲酰基上修饰是以除虫脲、灭幼脲等苯甲酰脲类杀虫剂为主,通过在苯甲酰基上引入卤素的方式来进行合成[6]。其中除虫脲是通过对丝氨酸蛋白酶活性的抑制来使几丁质合成酶无法被激活,从而来干扰昆虫体内几丁质合成。能够有效地有效地放置鳞翅目和双翅目的害虫,并且能够防治对有机磷类、有机氯类农药产生抗药性的害虫。灭幼脲是通过影响昆虫角质层中的几丁质含量的方式来让昆虫的角质层发育不良,从而使昆虫在蜕皮过程中肌肉附着点和维持肌肉附着力维持平衡的技能受到损害,导致昆虫蜕皮过程中无法承受内部压力出现蜕皮失败的情况而死亡。

3.2 芳胺环上修饰

在芳胺环上修饰是以除虫隆、氟铃脲和伏虫隆类苯甲酰脲类杀虫剂。在芳胺环上引入CF3、OCF3、OCF2CF2等就能够得到除虫隆、氟铃脲等苯甲酰脲类杀虫剂[7]。在芳胺环上引入卤原子就可以得到伏虫隆。除虫隆是通过干扰几丁质在昆虫表皮中的沉积作用来对昆虫的蜕皮产生影响,从而使昆虫死亡。氟铃脲则是通过阻碍昆虫的正常蜕皮和变态来防治病虫,对昆虫的幼虫和卵有较强的杀灭性。伏虫隆是通过阻碍昆虫的蜕皮来抑制昆虫的发育,从而使昆虫死亡。

3.3 芳胺环对位修饰

芳胺环对位修饰是在芳胺环的对位上引入取代芳氧基,从而形成啶虫隆、氟虫脲等苯甲酰脲类杀虫剂。这类苯甲酰脲类杀虫剂具有较低的毒性,但是具有触杀的效果,具有较高的杀虫效果,同时作用速度较慢,需要5～7 d才能发挥杀虫作用。

4 苯甲酰脲类杀虫剂在林业病虫害防治中的应用

随着苯甲酰脲类杀虫剂的不断研发,其种类在不断的增加,常见种类和应用范围如表1所示。下边将对5种常见苯甲酰脲类杀虫剂在林业虫害防治中的应用进行说明

4.1 灭幼脲的使用

灭幼脲又称灭幼脲3号,对鳞翅目和双翅目幼虫有较好的防治效果。主要剂型有25%、50%胶悬剂,其中25%胶悬剂为常用剂型,灭幼脲的残效期为15～20 d。病虫害防治过程中通常在昆虫幼龄期进行用药,金纹细蛾可以在成虫产卵前通过喷洒25%胶悬剂的1000～2000倍液来进行防治,食叶毛虫可以通过喷洒25%胶悬剂的2000～3000倍液来进行防治,桃小食心虫可以通过喷洒25%胶悬剂的800倍液来进行防治。用药过程中需要注意灭幼脲胶悬剂在储藏和运输过程中会出现分层的情况,所以在使用时需要将药物摇匀再进行使用。同时药液不能与碱性物质接触,避免药物发生分解变质。

4.2 氟虫脲的使用

氟虫脲的主要剂型为5%氟虫脲可分散液剂和50%乳油,其中以5%氟虫脲可分散液剂为常用剂型。对植食性螨类、桃小食心虫、卷叶虫等具有较好的防治效果。螨类害虫通常用5%氟虫脲可分散液剂的1000～1500倍液喷雾来进行防治,桃小食心虫和卷叶虫则看需要采用5%氟虫脲可分散液剂的1000～2000倍液来进行防治。使用过程中需要与有机磷类或者拟除虫菊酯类农药的使用进行错开,最好提前2～3 d使用氟虫脲,同时在一个生长季内最懂使用两次氟虫脲。

4.3 氟铃脲的使用

氟铃脲对鳞翅目、爽茨木和鞘翅目害虫具有较好的防治效果。常见剂型为5%乳油和20%悬浮剂,可以有效防治金纹细蛾、桃小食心虫和卷叶蛾等害虫,用药方式为5%乳油的1000～2000倍液或者20%悬浮剂的8000～10000倍液,药物的有效时间为20 d。用药过程中需要针对害虫的种类来选择用药时间,一般需要在食叶害虫的低龄期进行用药,对与蛀性害虫则需要选择在害虫产卵末期到孵化期进行用药。

4.4 氟啶脲的使用

氟啶脲具有较高的广谱性,通过阻碍害虫正常蜕皮来实现对害虫的杀灭。能够杀灭鳞翅目、双翅目、直翅目和膜翅目等多种害虫,药效时间为20 d以上。常见剂型为5%乳油,用药方式为5%乳油的1000～2000倍液。由于氟啶脲对蜜蜂、鱼类和家蚕等有毒,所以在使用过程中需要注意药物对蜂群的影响,远离水产养殖区和家蚕养殖区。同时喷洒药物所使用的器具不能在水体中进行清洗,并且需要防止孕妇和哺乳期妇女接触药物。

4.5 虫酰肼

虫酰肼是一种仿生促蜕皮激素,通过促进鳞翅目害虫幼虫提前脱皮来进行杀灭,害虫幼虫食用虫酰肼6～8 h后会停止进食,并在3～4 d后开始死亡。常见剂型为10%悬浮剂、20%悬浮剂、30%悬浮剂和28%乳油,常用剂型为20%悬浮剂。可以有效防治卷叶蛾、刺蛾、毛虫、潜叶蛾和尺蠖等害虫,用药方式为20%悬浮剂的1200～2400倍液喷雾。虫酰肼对鱼类和水生脊椎动物有毒,对蚕有高毒性,所以在使用过程中需要防止药物对水源和蚕桑的污染。虫酰肼每年最多在同一区域使用4次,并且每次的间隔时间需要超过14 d。

4.6 苯甲酰脲类杀虫剂应用中常见问题

由于苯甲酰脲类杀虫剂主要是通过抑制几丁质合成来进行病虫害防治,能够对靶标害虫起到较好的杀灭作用。同时也存在一定的问题。首先是苯甲酰脲类杀虫剂的杀虫谱对该类农药的应用产生了限制,针对特定害虫有较好的杀灭效果,但是针对一些重要的害虫则无法有效防治,导致其无法应用到作物上进行害虫的防治。其次是杀虫速度较慢,苯甲酰脲类杀虫剂是一种胃毒性杀虫剂,无法对害虫进行触杀,需要害虫将药物摄入体内才能起效。致死时间为2～7 d。所以在用药过程中需要选择好用药的时期,才能更好地发挥其杀虫作用。

5 苯甲酰脲类杀虫剂展望

虽然苯甲酰脲类杀虫剂在应用中存在一定的问题,但是其独特的药物作用机理和对环境的友好性特点决定了苯甲酰脲类杀虫剂是未来杀虫剂发展的重要方向。所以在后续的研究过程中需要针对苯甲酰脲类杀虫剂存在的缺点进行研究,制作出效果更好的苯甲酰脲类杀虫剂。首先是苯甲酰脲类杀虫剂的触杀效果较差,这对害虫的防治会产生一定的影响,所以需要开发出具有更好触杀效果的苯甲酰脲类杀虫剂。其次是苯甲酰脲类杀虫剂的水溶性较差,只能通过害虫的食入进入害虫体内,影响了杀虫效果。所以需要提升苯甲酰脲类杀虫剂的水溶性效果来让苯甲酰脲类杀虫剂可以通过渗透或者内吸的方式进入害虫体内,提升害虫的防治效果。最后是苯甲酰脲类杀虫剂的杀虫谱较窄,无法对一些重要的害虫进行防治,所以在未来的研究中需要提升苯甲酰脲类杀虫剂的杀虫谱,从而能够对更多害虫进行杀灭。虫害的防治需要以生态学的基础来进行,所以在虫害防治过程中需要通过化学防治与生物防治相结合的方式来进行病虫害的防治。

6 结语

综上所述,对苯甲酰脲类杀虫剂的作用机理进行了分析,可以发现苯甲酰脲类杀虫剂主要是通过对害虫的几丁质的合成进行抑制,从而对害虫的蜕皮产生影响,来进行害虫的杀灭。同时对苯甲酰脲类杀虫剂的种类和相关病虫害防治中的防治措施进行了说明。希望对林业病虫害防治提供一定的参考。