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常见杀虫增效剂汇总及在园林中的应用展望

作者: 田立超,胡月 时间:2020-7-3 阅读次数:490

杀虫增效剂是指与目标杀虫剂混合后,能显著提高杀虫剂杀虫效力的一类物质。第二次世界大战初期,美军利用天然除虫菊素与芝麻油混合防治体虱,是杀虫增效剂的首次报道,后研究证实芝麻油除增加了除虫菊素的延展性外,其中所含的芝麻素也具有一定的杀虫效力[1,2]。之后国内外学者从不同类型药剂复配增效、昆虫解毒酶抑制剂、物理性状优化等方面开展了更深入的研究,相继研究和开发了增效醚、增效磷、马来酸二乙酯、有机硅、氮酮等一系列产品[2],灭幼脲类、植物源提取物等最初也被作为传统杀虫剂的增效成分研究,后因其优异的杀虫性能及良好的生态安全特性,被单独开发成为一系列绿色杀虫剂。

本文对常见杀虫增效剂进行了汇总,为一线了解农药增效剂提供基础资料,同时结合我市园林害虫防控现状,对农药增效剂在一线中的应用进行了展望,为切实推动城市园林农药减量增效工作提供支撑。

1/增效剂作用机理

当前杀虫增效剂主要有两种作用机理,可以简单分为内增效剂和外增效剂两大类。

1.1内增效剂

内增效剂主要是通过抑制或弱化防治对象对农药的解毒作用,降低药剂在防治对象体内的代谢速度,从而提高防效,其多为害虫体内乙酰胆碱酯酶(AchE)、羧酸酯酶(CarE)、GSH-S-转移酶(GST)等酶系的抑制剂,还可影响神经膜钠通道的信号传播,或是矿物离子激活和增强了敏感昆虫中肠蛋白质活性,使药剂更易起作用[3]。

1.2外增效剂

外增效剂通过改善药剂的润湿、分布、分散、滞留和渗透(内吸)等性能,增强药剂在防治对象表面的沉积、铺展、黏附、渗透等能力,减少药液的漂移,降低紫外线对药剂有效成分的分解,或是亲油亲酯类成分,对害虫表皮具有一定的封闭作用及渗透作用,以达到提高药效、延长药剂持效期、减少用量,保护生态环境的目的[4]。2019年,中国农科院报道了氧化石墨烯对农药的增效作用[5],其作用机理除了上述的增加沉积量外,氧化石墨烯尖锐的片层结构还可导致昆虫体壁的机械损伤,从而为农药穿透昆虫体壁提供了新的通道。

由于外增效剂作用机理简单、增效明显、稳定性好、作用速度快,其使用量高于内增效剂,而内增效剂由于受到防治对象体内多种生理生化因素的影响,虽然增效比较高,但不同类型害虫解毒机制有所不同,实际使用中对增效剂种类及使用量要求较高。

2/增效剂优缺点

2.1 增效剂优点

2.1.1 降低农药的使用量

降低农药使用量,减少对环境的污染,这是增效剂使用的基本优势。根据刘旭等[6,7]的报道,通过添加增效剂,最大可节省杀虫剂50%的用量,大田环境可节省农药25%-40%。作者研究团队曾开展过室内生测实验及大田实验,通过单一增效剂的使用,可减少35%的农药使用量。

2.1.2 改善杀虫效果

有报道称添加增效剂,提高了药剂的穿透、延展及耐雨水冲刷能力,可使杀虫剂在速效性、持效性上得到改善,有效减少了施药次数,同时实现了快速杀虫,减轻植物(作物)受害虫危害程度[4]。

2.1.3 延缓抗药性的产生

抗药性是害虫防控中遇到的难题之一,不仅导致防控成本增加,降低防治效果,严重时可造成花重金开发的农药有效成分面临淘汰的风险[8]。而增效剂的使用可有效缓解这一过程,例如解毒酶抑制剂成分的添加,可抑制害虫抗药性的产生以达到优良的杀虫效果,在一定程度上延长了农药的使用寿命。

2.2 增效剂缺点

2.2.1 实际操作技术要求较高

部分增效剂的增效原理较复杂,添加正确的种类、数量至关重要。例如张友军等[9]的研究结果表明,解毒酶抑制剂型增效剂对杀虫剂的增效效果与害虫的抗性水平密切相关,该类增效剂可能对敏感害虫种群增效作用较弱或不表现增效作用,因此使用时需了解当地害虫种群的抗性状况,做到有的放矢。

2.2.2 二次污染风险提高

增效剂种类较多,成分复杂,部分材料增效机理尚不完全明确,且对环境的安全性有待进一步评估。例如2008年起,因增效剂八氯二丙醚在环境中滞留时间长,属于类持久性有机污染物,可能具有致癌、致畸、致突变作用,我国已经限制其使用,该成分一直被用作菊酯类、氨基甲酸酯类药剂的增效成分,如蚊香中对杀虫剂的增效[10]。

3/常见的增效剂种类[11,12]

见表1。

4/增效剂在园林害虫防控中的应用

根据重庆市风景园林科学研究院2018-2019年的调研数据,我市各区县(针对10个调查对象进行平均计算)每年用于植保的费用(含人工)多在50-100万元之间,园林病虫害防控中杀虫剂占比约54.17%,其中34.13%为中高毒化学农药,如敌敌畏、氧乐果、水胺硫磷等,刺激性强且危害人体健康。而常用药剂如吡虫啉、毒死蜱、高效氯氟氰菊酯等已产生了抗药性,需提高使用浓度才能保证防效。本文结合我市园林害虫发生特点,结合文献资料及作者开展的药效试验结果,对园林中3类4种常用杀虫剂的增效建议如下:

表中所列药剂包含了烟碱类内吸性药剂吡虫啉、噻虫嗪,是园林中刺吸类害虫防控常用药剂,其他可参考药剂包括啶虫脒、呋虫胺、螺虫乙酯等烟碱类药剂;菊酯类药剂为触杀、胃毒型,包括常见的高效氯氟氰菊酯、联苯菊酯等种类,是园林中鳞翅目食叶类害虫、螨、蛀干类成虫防控常用药剂;毒死蜱为有机磷类药剂,具有触杀、熏蒸、胃毒等效果,与菊酯类药剂防控对象类似,但因具有刺激性气味,使用频率已有所降低,或多以复配剂型出现。

从表2中可以看出,使用增效剂可显著降低几类化学农药的使用量,部分药剂最高可减量50%左右,可节约园林病虫害防控成本25%以上,对建设节约型绿地,农药减量增效,促进绿色生态城市建设具有重要意义。

5/结论及展望

当前,园林植保以施用化学药剂为主,品种选择不当和施用不规范易造成环境污染,影响市民身体健康,导致园林绿地营造的良好生态效益在一定程度上被削弱。另一方面,化学药剂的不合理使用加剧了病虫抗药性的产生,导致病虫防控难度加大、植保费用增加、药剂淘汰速率加快等问题。

增效剂作为化学农药助剂,可通过抑制害虫解毒酶、增加表面张力及黏着力等功能实现对杀虫剂的增效,降低杀虫剂使用量,节省植保费用的同时,还可减缓害虫抗药性等问题的发生。增效剂由于种类繁多,作用机理各不相同,部分种类使用要求较高,如内增效剂需结合害虫种类、抗性水平等具体问题分析后方能达到增效,一线往往缺乏专业人才及设备,有效使用及推广较难。外增效剂主要以改善药剂物理性状为主,使用方法简单、易操作,与内增效剂相比较,更适宜目前我市园林植保一线的推广应用,例如有机硅、矿物油、竹醋等品种均可开展园林害虫防治增效示范,以达到化学药剂减量增效的目的。

重庆市城市管理局研究专项:基于昆虫信息素开发行道树超小卷叶蛾诱捕器的研究

参考文献:

[1]慕立义, 王开运. 几类增效剂在抗药性棉蚜中对杀虫剂增效作用研究. 农药. 1989; 28(6): 1-4.

[2]王肖娟, 谢慧琴. 杀虫剂增效作用及其作用机理研究进展. 安徽农业科学. 2007; 35(13): 3902-3904+3929.

[3]张俊霞. 马来酸二乙酯对藿香精油触杀枸杞蚜毒力增效作用研究. 内蒙古林业调查设计. 2019; 42(5): 49-52.

[4]孙才权, 张春华, 张宗俭, 卢忠利, 张鹏, 李晶, 娄远来. 甲酯化植物油助剂对80%烯啶·吡蚜酮水分散粒剂防治水稻褐飞虱增效作用评价. 现代农业科技. 2018; 9: 130-131.

[5]Xiuping Wang HX, Zhenying Wang, Kanglai Hea and Dapeng Jing. Graphene oxide as a multifunctional synergist of insecticides against Lepidopteran insect. Environmental Science: Nano. 2019; 6(1): 75-84.

[6]李进, 张军高, 王伟, 雷 斌. 不同增效剂对噻虫嗪防治棉蚜的减量增效作用. 农药. 2018; 57(12): 912-915.

[7]刘旭, 刘虹伶, 杨永利, 陈庆东, 陈松, 刘月悦. 四川柑橘园农药施用现状和农药减量增效技术对策. 四川农业科技. 2018; 6: 28-30.

[8]李辛庆, 臧继荣, 余加席, 黄立业, 杨新建, 王平安. 常用杀虫剂复配及与增效剂混用对蚊虫的灭效研究. 中华卫生杀虫药械. 2012; 18(1): 22-24.

[9]张友军, 姚桂兰. 增效剂Pbo,TPP对田间棉铃虫抗性种群增效作用研究[J]. 农药科学与管理, 1996, 17(2):12-14.

[10]张应阔, 钱万红, 张坡, 郑剑, 沈建中. 2种增效剂对7种杀虫剂杀灭家蝇的增效研究. 中国媒介生物学及控制. 1999;6(16).

[11]张国生, 汪灿明, 郑瑞琴. 浅谈农药增效剂现状及应用前景. 浙江化工. 2000; 4:19-20.

[12]段彦丽, 张永安, 王玉珠. 温度和增效剂对苏云金杆菌杀虫活性的影响. 中国森林病虫. 2007;26(1):1-4.