两种喷雾助剂对噻虫嗪防治豇豆上蓟马的减施增效作用

王潇楠, 王思威, 常 虹, 顾燕萍, 刘艳萍

(广东省农业科学院 植物保护研究所/广东省植物保护新技术重点实验室，广州 510640)

豇豆Vigna unguiculata是我国种植与研究较多的豆类作物之一，是华南地区冬季重要的反季节蔬菜[1]，属于花果同期、连续采收的作物。蓟马Megalurothrips usitatus (Bagrall) 属缨翅目蓟马科，体形微小且繁殖速度快，是豇豆上爆发率高、防治难度大、用药量较多的虫害之一，可在豇豆全生育期发生、为害，造成的损失高达80%[2-3]。施用化学药剂是目前防控豇豆上蓟马的主要措施，由于生产中不合理使用等问题，使得豇豆上检出农药残留超标的情况时有发生[4-7]。

噻虫嗪 (thiamethoxam) 对害虫具有胃毒、触杀及内吸活性，对刺吸式害虫防效良好，其在植物体内可代谢为噻虫胺 (clothianidin) ，噻虫胺未在豇豆上登记。农药残留专家联席会议 (JMPR) 定义噻虫嗪的残留物为噻虫嗪和噻虫胺，需分别进行评估[8]；同时定义噻虫胺的残留物为噻虫胺[9]。

欧盟将噻虫嗪、噻虫胺和吡虫啉3 种新烟碱类农药的使用范围限定为永久性温室，即作物整个生命周期都在温室内时才可以使用上述3 种农药[10]。加拿大有害生物管理局 (PMRA)也于2018年提出了针对噻虫嗪和噻虫胺的一系列限制使用措施[11]。目前噻虫嗪已在我国多达51 种作物上登记使用，在豇豆上主要用于防治蓟马[12]。关于其在韭菜、节瓜等作物上的残留及消解动态已有相关研究报道[13-14]。廖琳慧等[15]的研究表明，噻虫嗪在豇豆盛产期使用存在明显的安全隐患，需要保证5 d 左右的安全间隔期，但由于豇豆属花果同期的连续采收作物，很难保证5 d 的安全间隔期，因此有必要对其进行减施增效技术研究。在农药中添加恰当的喷雾助剂可以提高药剂对靶标害虫的活性[16]。助剂可以渗透并破坏靶标害虫体表的蜡质层，或使药剂通过与害虫表皮连接的口、气门和肛门等孔道渗入到害虫体内而发挥药效[17]。

前期研究发现，喷雾助剂可影响25%噻虫嗪水分散粒剂(WG)在豇豆叶片表面的润湿性能[18]。本研究在此基础上，比较了25%噻虫嗪WG 在登记剂量 (有效成分 75 g/hm2) 以及分别减量10%、20%和30% (有效成分67.5、60 和52.5 g/hm2) 条件下，添加两种助剂后5 d 和7d 对豇豆上蓟马的防治效果，并采用高效液相色谱-串联质谱 (HPLCMS/MS) 方法检测了施药后2 h 及1、3、5、7、10 d噻虫嗪及其代谢物噻虫胺在豇豆上的消解动态与残留量，以期为噻虫嗪防治豇豆上蓟马的科学合理使用提供依据。

1 材料与方法

1.1 药剂及主要仪器

99.5%噻虫嗪 (thiamethoxam) 标准品，Chem Service 公司；99.9%噻虫胺 (clothianidin) 标准品，Dr. Ehrenstorfer GmbH 公司；25%噻虫嗪水分散粒剂 (WG)，瑞士先正达作物保护有限公司(分装企业：江门市植保有限公司)；有机硅助剂Silwet stik，美国Momentive 公司；植物油助剂迈丝 (Maisi)，北京广源益农化学有限责任公司；N-丙基乙二胺 (PSA)，北京艾杰尔科技有限公司。乙腈：色谱纯；氯化钠：分析纯；二次蒸馏水。

LCMS-8045 超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱仪 (UPLC-MS/MS，岛津企业管理 (中国) 有限公司；GTR22-1 离心机，北京时代北利离心机有限公司；XW-80A 涡旋仪，上海精科有限公司；ULTRA-TURRAXT 25 匀浆机，德国IKA 公司。3WBD-16 背负式电动喷雾器, 台州市路桥禾丰喷雾器厂。

1.2 田间试验

查阅中国农药信息网[8]可得，25%噻虫嗪WG登记用于防治豇豆上蓟马，有效成分用量为56.25～75 g/hm2，制剂用量为15～20 克/亩 (g/mu，225～300 g/hm2)，每季最多施用1 次，安全间隔期3 d。

试验于2020 年5—6 月在中国广东省广州市白云区江高镇进行，供试豇豆品种为穗美5 号白豆角，试验时豇豆处于结荚期。药效试验小区面积20 m2，重复3 次；残留试验小区面积 50 m2，重复1 次。25%噻虫嗪WG 共设9 个处理剂量 (表1)，其中供试助剂的添加量分别为体积分数0.4% 的Silwet stik 和0.5%的迈丝。采用背负式电动喷雾器均匀喷施于结荚期的豇豆植株上，施药1 次，喷液量为400 L/hm2。另设清水对照。

表1 药效与残留田间试验设计Table 1 Design of efficacy test and residue test

1.2.1 药效试验结果调查及数据处理 试验采用随机区组设计，分别于药前和药后5 d 和7 d 调查花荚内活虫数。每小区采用平行跳跃式随机五点取样，每点调查连续的5 株，每株调查10～15 朵花荚上的活虫数。防效调查与统计方法参照《农药田间药效试验准则 (二) 》，按式 (1) 和式 (2) 计算虫口减退率 (P，%) 和防治效果 (Ec，%)。

式中：NCK为药前活虫数；Nt为药后活虫数；Pt为处理组虫口减退率，%；PCK为对照组虫口减退率，%。

1.2.2 残留试验样品采集 按照《农药残留试验准则》[19]和《农药登记残留田间试验标准操作规程》[20]。分别于施药后当天 (2 h)和1、3、5、7、10 d，于试验小区内不少于12 株植株上随机采集生长正常、无病害的豇豆样品。每个处理小区至少采集2 份独立样品，每份样品不少于2 kg，将其表面附着的杂质与尾丝去掉后，切碎并充分混匀，四分法留样500 g。样品均贮存于 -20 ℃，待前处理及分析测定。

1.3 残留分析方法

1.3.1 样品前处理 称取10.0 g 匀浆后的豇豆样品至100 mL 塑料离心管中，加入20 mL 乙腈，匀浆2 min；加入5 g 氯化钠，涡旋1 min，在4 000 r/min 下离心5 min；取2 mL 上清液至预先装有50 mg PSA 的5 mL 离心管中，涡旋30 s，于8 000 r/min 下高速离心3 min；取上清液经0.22 μm 滤膜过滤，待测。

1.3.2 液相色谱-质谱检测条件

色谱条件：Shim-pack GIST-HP C18色谱柱(2.1 mm × 100 mm，3 μm)；柱箱温度35 ℃；流动相：V(乙腈) :V(水) = 60 : 40；流速0.3 mL/ min；进样量1 μL。

质谱条件：电喷雾离子源ESI+模式扫描；雾化气流量3 L/min；加热气流量10 L/min；接口温度300 ℃；脱溶剂管温度250 ℃；加热块温度400 ℃；干燥气流量10 L/min；其余质谱参数见表2。在此条件下，噻虫嗪和噻虫胺的保留时间分别为0.94和1.03 min。

表2 噻虫嗪和噻虫胺质谱测定参数Table 2 MS parameters for the detection of thiamethoxam and clothianidin

1.3.3 标准曲线绘制 准确称取10 mg (精确至0.1 mg) 噻虫嗪和噻虫胺标准品，用甲醇溶解并定容于10 mL 容量瓶中，配成质量浓度为1 000 mg/L的噻虫嗪和噻虫胺标准储备液。采用空白豇豆基质提取液逐级稀释标准储备液，配制成噻虫嗪和噻虫胺质量浓度分别为0.5、0.1、0.05、0.01 和0.005 mg/L 的混合基质匹配标准工作溶液，按1.3.1 节和1.3.2 节方法及条件进行样品前处理和测定，外标法定量，以进样质量浓度(x)为横坐标，相应的峰面积(y) 为纵坐标，绘制基质匹配标准曲线。

1.3.4 添加回收试验 准确称取空白豇豆样品，分别进行0.01、0.1 和1.0 mg/kg 3 个水平噻虫嗪和噻虫胺的添加回收试验，重复5 次。按1.3.1 节和1.3.2 节方法及条件进行提取、净化和测定，计算平均回收率和相对标准偏差(RSD)。

2 结果与分析

2.1 方法的线性范围及定量限

结果表明：在0.005～0.5 mg/L 范围内，噻虫嗪的峰面积(y)与进样质量浓度(x)间具有良好的线性相关性，回归方程为：y= 9.03 × 106x–305.29，r= 1.000；在0.005～0.5 mg/L 范围内，噻虫胺的线性回归方程为：y= 6.56 × 106x+1.11 × 104，r= 0.999 9；以最低添加水平确定得该分析方法对于噻虫嗪和噻虫胺的定量限 (LOQ) 均为0.01 mg/kg。

2.2 方法的准确性和精密度

从表3 中可看出：当添加水平在0.01～1.0 mg/kg范围内时，噻虫嗪在豇豆上的平均回收率为89%～101%，RSD 为2.8%～4.3%；噻虫胺的平均回收率为86%～95%，RSD 为3.6%～5.1%。方法的准确性和精密度均符合农药残留分析要求[19]。典型色谱图见图1。

图1 豇豆空白样品及添加0.01 mg/kg 噻虫嗪和噻虫胺的典型图谱Fig. 1 Typical chromatograms of thiamethoxam and clothianidin in blank and spiked (0.01mg/kg) cowpea

表3 噻虫嗪和噻虫胺在豇豆样品中的添加回收率及相对标准偏差(n=5)Table 3 Average recovery, relative standard deviation of thiamethoxam and clothianidin in cowpea (n=5)

2.3 对蓟马的田间防治效果

结果 (表4) 表明：25%噻虫嗪WG 在登记剂量下，分别添加体积分数0.4%Silwet stik 或0.5%迈丝的处理组药后7 d 的防效比未添加助剂组分别提高了8.84%和6.58%；登记剂量减少10%～30%情况下，添加助剂Silwet stik 或迈丝后，药后5 d 和7 d 的防效比未添加助剂的处理分别提高了4.04%～8.55%和10.37%～12.25%，其中添加迈丝处理组防效均优于添加Silwet stik 的处理，但差异未达到显著水平。药后5 d，登记剂量-添加助剂0.5%迈丝处理组防效最高，为84.33%；药后7 d，登记剂量-添加助剂0.4%Silwet stik 处理组防效最高，为86.45%。综上结果表明，25%噻虫嗪WG 在登记剂量施药条件下，添加两种助剂均能显著提高对豇豆上蓟马的防效；登记剂量减少10%～20%情况下，添加助剂迈丝处理组药后5 d和7 d 的防效均高于登记剂量处理，说明添加助剂迈丝可以在保证药效的同时减少农药使用量。

表4 25%噻虫嗪水分散粒剂对豇豆上蓟马的田间防治效果Table 4 Result of field trial test of 25% thiamethoxam WG against Megalurothrips usitatus in cowpea

2.4 噻虫嗪和噻虫胺在豇豆中的最终残留

结果 (表5) 表明：25%噻虫嗪WG 在登记剂量以及分别减量10%、20%和30%条件下添加两种助剂，施药后2 h 及1、3、5、7、10 d 的消解动态均符合一级反应动力学方程，噻虫嗪在豇豆上的消解半衰期为1.6～2.3 d，属于易降解性农药(t1/2＜30 d)。本研究测得噻虫嗪代谢物噻虫胺的残留量表现为先增加后减少的趋势，但其最高残留量不到母体噻虫嗪的10%，因此未计算噻虫胺在豇豆中的半衰期。

表5 噻虫嗪在豇豆中的消解动力学参数Table 5 Dissipation kinetic parameters of thiamethoxam in cowpea

结果 (表6) 表明：比较噻虫嗪按登记剂量施药与登记剂量-添加助剂Silwet stik 和迈丝的结果可知，制剂中添加两种助剂可增加噻虫嗪在豇豆上的原始沉积量；随着间隔期延长，噻虫嗪在豇豆中的残留量明显下降。

表6 噻虫嗪和噻虫胺在豇豆中的最终残留Table 6 The terminal residue of thiamethoxam & clothianidin in cowpea

3 结论与讨论

本研究通过田间试验，考查了25%噻虫嗪WG及添加两种助剂后对豇豆上蓟马的防效，并采用HPLC-MS/MS 方法测定了噻虫嗪及其代谢物噻虫胺在豇豆中的残留与消解动态。结果表明：25%噻虫嗪WG 在登记剂量下分别添加助剂Silwet stik和迈丝，均能显著提高农药在豇豆上的原始沉积量以及对蓟马的防效。噻虫嗪的残留量与施药后间隔时间呈指数关系，消解动态符合一级反应动力学方程，其在豇豆上的消解半衰期为1.6～2.3 d。

本研究中，添加助剂Silwet stik 和迈丝可将噻虫嗪在豇豆上的原始沉积量提高42%～55%。前期研究[18]表明：25%噻虫嗪WG 制剂本身对豇豆并不具有良好的润湿效果，其1 250 倍稀释液中加入助剂Silwet stik 或迈丝后，降低药液表面张力的效果明显，两种助剂均能提高药液在豇豆叶片上的润湿及铺展性能。Silwet stik 属于耐雨水冲刷型有机硅助剂，有机硅助剂具有促进药液铺展的作用，近年来应用较为广泛。迈丝属于植物油类喷雾助剂，与靶标的亲和力强，可通过增强药液的渗透性和附着率，提高药液在靶标表面的沉积量和生物活性，加快药效的发挥。目前有关植物油类助剂对农药增效的作用机理尚不明确。已有文献表明，油类助剂可以溶解植物上表皮的蜡质层，从而促进药液渗透进入角质层并到达叶内组织，增强吸收和传导性能[21-22]。本研究结果显示，25%噻虫嗪WG 中添加助剂迈丝可显著增加药液在豇豆上的原始沉积量，这在一定程度上说明植物油类助剂可能具有增强药液在植物表面附着的能力，至于是否具有溶解植物表皮蜡质层的作用，还需进一步研究。

目前我国已制定噻虫嗪在荚可食豆类蔬菜上的最大允许残留限量 (MRL) 值为0.3 mg/kg，噻虫胺在豆类蔬菜上的MRL 值为0.01 mg/kg[23]；CAC规定噻虫嗪和噻虫胺在豆类蔬菜上的MRL 值均为0.01 mg/kg[24]。何江涛等[25]研究了噻虫嗪根区施药后在豇豆中的残留，结果表明，叶片是噻虫嗪的主要贮存部位，但该研究未测定噻虫胺在叶片和茎秆中的分布量。吕旭健等[26]测定了噻虫嗪以有效成分120 g/hm2剂量施用后在豇豆上的消解动态，药后3、5、7 d 其残留量分别为0.62、0.37和0.29 mg/kg，但该研究未测定噻虫胺的残留量。刘同金等[27]测定了噻虫嗪以有效成分112.5 g/hm2剂量施用后在菜豆中的残留消解动态，结果显示，药后3、5、7 d 其残留量分别为0.029～0.064、＜0.01～0.037 和＜0.01～0.015 mg/kg，代谢物噻虫胺的残留量分别为0.014～0.063、0.013～0.037 和＜0.01～0.027 mg/kg，并推荐噻虫嗪的安全间隔期为10 d。刘佳悦等[28]研究了噻虫嗪及代谢物噻虫胺在小麦中的残留消解动态，发现噻虫嗪施药后2 h已有代谢物噻虫胺产生，14 d 时噻虫胺在小麦叶片和麦穗中的浓度均高于7 d 时的浓度。目前噻虫胺在豇豆上并没有登记，而我国制定噻虫胺在豆类蔬菜上的MRL 值为0.01 mg/kg，有可能不是依据豇豆上的残留数据制定的。因此，根据现有文献及本研究结果，建议重新评估噻虫胺在豇豆上的MRL 值为0.01 mg/kg 是否合适。

综上所述，25%噻虫嗪WG 药液中分别添加体积分数为0.4% 的Silwet stik 和0.5% 的迈丝助剂后，对豇豆上蓟马的防治效果均有显著提高，在用药量比登记剂量减少10%～30%的情况下，添加助剂后均可达到与登记剂量相同甚至更高的防效。因此针对不同的靶标植物表面特性，选择适宜的农药助剂以及合理的添加量，可通过提高药液沉积量和农药利用率，在一定程度上实现农药减施增效的目的。