双丙环虫酯对小贯小绿叶蝉的防治效果及残留评价

郭明明，李兆群，刘岩，饶福强，俞嘉伟，吴鲁超，周利*，陈宗懋*

双丙环虫酯对小贯小绿叶蝉的防治效果及残留评价

郭明明1,2，李兆群1，刘岩1，饶福强1，俞嘉伟1,2，吴鲁超1，周利1*，陈宗懋1*

1. 中国农业科学院茶叶研究所农产品质量安全研究中心，浙江 杭州 310008；2. 中国农业科学院研究生院，北京 100081

双丙环虫酯是一种由天然产物衍生而成的新型生物源杀虫剂，为明确其在茶园小贯小绿叶蝉防治中的应用效果，通过多地的药效试验和示范试验，综合分析了双丙环虫酯可分散液剂对小贯小绿叶蝉的防治效果和在茶叶中的残留情况。两个地区的药效试验结果表明，在有效成分用量为15.00 g·hm-2和22.50 g·hm-2剂量下，50 g·L-1双丙环虫酯可分散液剂药后1 d的防治效果为88.6%～93.4%，药后14 d为75.5%～85.5%，防治效果优于小贯小绿叶蝉的主要防治药剂虫螨腈，具有较好的速效性和持效性。在有效成分用量为18.75 g·hm-2剂量下，7个地区的示范试验结果显示，药后3 d的防治效果为88.9%～100.0%，药后14 d为60.2%～100.0%，防治效果优于当地常用防治药剂；药后7 d绿茶中双丙环虫酯的残留量在0.17～0.64 mg·kg-1，泡茶过程中双丙环虫酯从干茶到茶汤的浸出率为17.1%～19.1%；茶叶中双丙环虫酯残留的风险熵值远小于1，通过饮茶摄入双丙环虫酯引起的健康风险极低。因此，双丙环虫酯具有有效成分用量低、防治效果好、健康风险低等优点，适用于茶园小贯小绿叶蝉的抗性管理和综合治理。

双丙环虫酯；小贯小绿叶蝉；防治效果；残留；风险评价

小贯小绿叶蝉（Matsuda）是我国茶园的一种主要刺吸式害虫，在我国各茶区均有分布[1]。小贯小绿叶蝉以若虫和成虫刺吸茶树嫩茎、嫩叶为害，导致受害茶树芽叶焦枯，茶芽不发，严重影响茶叶品质和产量[2]。目前小贯小绿叶蝉的防治主要以化学防治为主，常用农药有虫螨腈、唑虫酰胺、联苯菊酯等[3]。由于长期单一地使用化学农药，导致小贯小绿叶蝉产生明显的抗药性，化学农药的防治效果下降明显，亟需研究开发新型安全高效的化学农药[4-5]。

新型生物源杀虫剂双丙环虫酯为天然产物的衍生物[6]，主要作用于昆虫弦音器中的瞬时感受电位通道，导致昆虫无法感知声音、重力、平衡等，从而不能取食，最终死于脱水和饥饿[7]，国际杀虫剂抗性行动委员会（Insecticide resistance action committee，IRAC）依据杀虫剂作用机制将其归类为9D亚族[8]。双丙环虫酯与现有杀虫剂无交互抗性，且对哺乳动物、蜜蜂、鸟类、鱼和捕食性昆虫低毒，对非靶标动物（如捕食螨、寄生蜂和蚯蚓等）和陆生植物安全[9]。目前双丙环虫酯在我国登记上市的产品为英威（50 g·L-1双丙环虫酯可分散液剂），其对黄瓜蚜虫[10]、苹果蚜虫[11]和西瓜蚜虫[12]等害虫防效优良，表现出有效成分用量低、速效性好、持效期长的特点。鉴于双丙环虫酯对刺吸式害虫具有较好的防治效果，有望填补小贯小绿叶蝉防治中化学药剂种类单一的短板，但目前缺乏其对小贯小绿叶蝉的防治效果及其在茶叶中的残留评价研究。

本研究首先在浙江省和贵州省开展了不同用量的50 g·L-1双丙环虫酯可分散液剂对小贯小绿叶蝉的防治效果试验，明确了不同用药量的防治效果。在此基础上，进一步在6省/直辖市的7个地区开展了示范试验，评价了其对小贯小绿叶蝉的防治效果、茶叶中的残留量和健康风险，综合分析了50 g·L-1双丙环虫酯可分散液剂在小贯小绿叶蝉防治中的应用前景，为解决小贯小绿叶蝉防治中的化学药剂种类单一和抗性问题提供思路。

1 材料方法

1.1 仪器与试剂

双丙环虫酯标准品（纯度98.7%，巴斯夫欧洲公司），50 g·L-1双丙环虫酯可分散液剂（巴斯夫欧洲公司），240 g·L-1虫螨腈悬浮剂（山东潍坊双星农药有限公司），30%噻虫嗪悬浮剂（江苏剑牌农化股份有限公司），2.5%联苯菊酯乳油（广西田园生化股份有限公司），30%唑虫酰胺悬浮剂（美国默赛技术公司），10%甲维虫螨腈可湿性粉剂（虫螨腈9.5%+甲氨基阿维菌素苯甲酸盐0.5%，南京保丰农药有限公司）。乙腈（色谱纯，Honeywell Burdick & Jackson公司），纯净水（杭州娃哈哈有限公司），甲酸（纯度≥98.0%，CNW Technologies GmbH公司），苯（纯度≥99.8%，永华化工有限公司），氯化钠（纯度≥99.5%，上海光华科技股份有限公司），Cleanert TPT茶叶专用固相萃取柱（1 g/6 mL，天津博纳艾杰尔科技有限公司）。

UPLC/Quattra Premier XE超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用仪，ESI源，Mass Lynx 4.1 质谱工作站软件（美国Waters公司）；Acquity UPLC TSS-3 C18色谱柱（100 mm×2.1 µm，1.8 µm；美国Waters公司）；高速离心机（德国Sigma公司）；R-210旋转蒸发仪（瑞士Buchi公司）。

1.2 药效试验

1.2.1 试验地点和时间

于2020年分别在贵州省遵义市湄潭县兴隆镇（坐标：107.6°E，27.8°N；施药时间：7月30日）和浙江省绍兴市御茶村茶业有限公司茶叶基地（坐标：120.8°E，29.9°N；施药时间：10月12日）开展了不同用量双丙环虫酯对小贯小绿叶蝉的防治效果比较试验。

1.2.2 试验设计

试验共设6个处理，包括4个50 g·L-1双丙环虫酯可分散液剂处理，有效成分用量分别为7.50、15.00、22.50、30.00 g·hm-2，对照药剂为240 g·L-1虫螨腈悬浮剂，有效成分用量为108.00 g·hm-2，以及清水对照处理。每个处理设置4个重复小区，每个小区27 m2。选择在阴天或者晴天下午4点后采用背负式喷雾器施药，用水量为675 L·hm-2

1.2.3 调查方法

晴天晨露未干时（阴天全天）进行调查。具体操作参考GB/T 17980.56—2004《农药田间药效试验准则（二）》第56部分“杀虫剂防治茶树叶蝉”执行。于施药前和施药后1、3、7、14 d开展调查，每个小区随机调查100个芽下第2片嫩叶上的若虫数，防治效果参照以下公式：

式中，1为对照区药前活虫数量，2为对照区药后活虫数量，1为处理区药前活虫数量，2为处理区药后活虫数量。

1.3 示范试验

1.3.1 试验地点和时间

于2021年在湖北省恩施土家族苗族自治州、湖北省浠水县、安徽省黄山市屯溪区、重庆市开州区、广西市邵平县、浙江省丽水市莲都区和福建省福安市分别开展示范试验，具体施药时间和地点如表1所示。

1.3.2 试验设计

设示范区、对照区、空白区。其中示范区大于0.670 hm2，对照区和空白区不小于0.067 hm2。示范区按照18.75 g·hm-2的有效成分用量喷施50 g·L-1双丙环虫酯可分散液剂，对照区选用当地习惯用药种类，空白区不进行任何处理。阴天或者晴天下午4点后采用背负式喷雾器施药，用水量为675 L·hm-2。具体对照区用药种类及剂量如表1所示。

1.3.3 调查方法

调查方法分别参照1.2.3章节。

1.3.4 茶叶样品采集

在小贯小绿叶蝉虫口调查区以外的施药区域，于施药后7 d均匀采集一芽二叶至一芽三叶茶鲜叶1.2 kg，并按当地绿茶工艺加工成干茶，样品装自封袋贴好标签，–20℃保存。

表1 双丙环虫酯防治小贯小绿叶蝉的示范试验信息

1.4 茶叶中双丙环虫酯残留量测定

1.4.1 样品前处理

绿茶样品：在2.0 g粉碎绿茶样品中加入8 mL水，混匀静置15 min后加入10 mL乙腈，涡旋5 min，超声提取15 min后加入2 g氯化钠，涡旋2 min，5 000 r·min-1离心5 min，取1 mL上清液待净化。5 mL乙腈-苯混合液（乙腈∶苯=3∶1）预淋洗Cleanert TPT柱后弃去，上柱待净化液，30 mL乙腈-苯混合液洗脱，收集全部洗脱液，40℃旋转蒸发至近干并吹干，1 mL乙腈定容，过0.22 μm滤膜，待UPLC-MS/MS测定。

茶汤样品：按照GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》，以茶水比1∶50冲泡绿茶。3.0 g绿茶中加入150 mL沸水，5 min后滤出茶汤，记为第一泡茶汤（T1），重复冲泡两次分别得到第二泡（T2）和第三泡（T3）茶汤。在冷却后的20 mL茶汤中加入20 mL乙腈，涡旋5 min后加入7.0 g氯化钠，涡旋2 min，5 000 r·min-1离心5 min，取全部上层液。重复提取1次，合并上层液，40℃旋转蒸发至近干并吹干，加入5 mL乙腈-苯混合液溶解后待净化。5 mL乙腈-苯混合液预淋洗Cleanert TPT柱后弃去，上柱待净化液，其他步骤同绿茶样品。

1.4.2 双丙环虫酯测定

UPLC条件：流动相A为乙腈（含1‰甲酸），流动相B为超纯水，进样量5 µL，流速0.25 mL·min-1，柱温40℃；流动相洗脱程序为0～3.0 min（60%～99% A），3.0～4.5 min（99% A），4.5～5.0 min（99%～60% A），5～6.5 min（60% A）。MS条件：离子源模式ESI+，多反应监测MRM模式；离子源温度150℃；脱溶剂气温度350℃；毛细管电压3.5 kV；脱溶剂气N2；碰撞气Ar；目标化合物质谱参数如表2所示。

1.5 膳食风险评估

采用风险熵（RQ）法来评估通过饮茶实际摄入双丙环虫酯造成的风险，RQ＞1表示对人体造成的膳食风险在不可接受范围内，RQ＜1表示膳食风险在可接受范围内。长期膳食摄入风险评估计算公式为：

短期膳食摄入风险评估计算公式为：

和分别为残留试验最高残留水平和残留中位数（mg·kg-1）；为人均日茶叶消费量（kg），按照最高茶叶消费量为13 g·d-1[13]；为茶汤冲泡浸出率，%；为全球人均体重，65 kg[14]；为每日允许摄入量（mg·kg-1）；为急性参考剂量（mg·kg-1）。

1.6 数据采集与分析

防治效果、最终残留水平、膳食风险、浸出率等数据用Excel 2019计算，采用SPSS 19.0进行统计分析。

表2 双丙环虫酯质谱参数

注：*为定量离子通道

Note: * is quantitative ion transition

2 结果与分析

2.1 双丙环虫酯用量对小贯小绿叶蝉防治效果的影响

综合各地点试验结果（表3），50 g·L-1双丙环虫酯可分散液剂的施用有效剂量为15.00 g·hm-2和22.50 g·hm-2时，防治小贯小绿叶蝉药后1 d的效果分别为88.6%～93.4%和89.2%～93.2%，药后3 d的效果分别为82.8%～94.0%和87.8%～97.9%，具有较好的速效性；药后14 d的防治效果分别为75.5%～76.8%和76.7%～85.5%，优于对照药剂虫螨腈，具有较好的持效性；50 g·L-1双丙环虫酯可分散液剂有效用量为15.00、22.50 g·hm-2和30.00 g·hm-2时，防治效果差异不显著，但均优于对照药剂。因此，50 g·L-1双丙环虫酯可分散液剂对小贯小绿叶蝉具有较好的防治效果，在有效剂量15.00 g·hm-2和22.50 g·hm-2的用量下可以满足防治要求。本研究的药效试验结果与前人报道的其他作物中蚜虫的防治效果一致，如陈敏等[10]研究发现，50 g·L-1双丙环虫酯可分散液剂在7.50～12.50 g·hm-2的有效剂量下对黄瓜蚜虫有较好的防效，药后3 d防效达94.33%～98.32%，药后7 d防效为92.07%～96.20%，持效期可达14 d，速效性和持效期均优于对照药剂5%啶虫脒乳油和10%高效氯氟氰菊酯悬浮剂；瞿燕[12]等对比了6种药剂对西瓜蚜虫的田间防治效果，5%双丙环虫酯可分散液剂防治西瓜蚜虫效果较好，药后3、7、14 d的防效均在95%以上，速效性好、持效期长，可替代噻虫嗪、啶虫脒等常规药剂在生产中推广应用。

2.2 双丙环虫酯防治小贯小绿叶蝉的示范试验

基于田间药效结果，选择18.75 g·hm-2的有效用量下，在6个省/直辖市的7个地区开展示范试验。结果显示（表4），50 g·L-1双丙环虫酯可分散液剂在18.75 g·hm-2的有效用量下，其药后1 d的小贯小绿叶蝉防治效果为88.9%～100%，药后14 d为60.2%～100%；在湖北浠水县、安徽黄山市、浙江丽水市和福建福安市双丙环虫酯的防治效果显著高于对照药剂；在湖北恩施土家族苗族自治州和重庆开州区，施药14 d内的防治效果与对照药剂相似，均达90%以上。多地示范结果表明，50 g·L-1双丙环虫酯可分散液剂对小贯小绿叶蝉的防治效果优于当地常用防治农药，且在部分地区其14 d内防治效果均在90%以上。小贯小绿叶蝉常用防治农药虫螨腈和唑虫酰胺的推荐有效用量分别为99.00 g·hm-2和101.25 g·hm-2，而双丙环虫酯有效用量为18.75 g·hm-2时的防治效果优于二者。因此，与虫螨腈和唑虫酰胺相比，使用双丙环虫酯可以减少防治小贯小绿叶蝉农药有效成分用量80%以上，符合茶园化学农药减施需求。

2.3 双丙环虫酯在茶叶中的最终残留量

双丙环虫酯的检测方法研究主要集中在蔬菜[15]、水果[16]、谷物[17]、棉花[18]等作物基质以及土壤基质，多应用QuEChERS前处理方法结合液相色谱串联质谱法进行分析测定。由于茶叶是一种复杂的基质，含有大量的生物碱、茶多酚、糖类、有机酸、类脂类、色素、蜡质等大分子物质，干扰农药残留提取与检测[19]。课题组前期研究发现采用QuEChERS前处理方法检测茶叶中双丙环虫酯不能得到满意的回收率，所以本试验采用SPE固相萃取Cleanert TPT柱净化，结合超高效液相质谱仪（UPLC-MS/MS）对茶叶中的双丙环虫酯进行检测。在7个示范试验地按照有效剂量18.75 g·hm-2施药，间隔7 d后绿茶中双丙环虫酯残留量范围为0.17～0.64 mg·kg-1（表5），残留中值为0.26 mg·kg-1。与常用防治农药虫螨腈和唑虫酰胺相比，双丙环虫酯残留量较低。在推荐剂量下，施药后14 d虫螨腈在绿茶中残留量为2.21 mg·kg-1[3]；在推荐剂量或1.5倍推荐剂量下，施药后7 d绿茶中唑虫酰胺残留量分别为2.82 mg·kg-1[20]和3.85～16.10 mg·kg-1[21]，均远高于双丙环虫酯在绿茶中的残留量。7个试验地点最终残留量存在差异，可能的原因有以下几点：（1）茶树品种不同引起茶芽密度、叶片大小等差异造成鲜叶初始沉积量不同[22]；（2）喷药时茶树芽叶大小存在差异，因此生长稀释引起的降解是造成差异的因素之一[23]；（3）不同地区天气（降雨量、光照、温度、湿度等因素）差异使鲜叶中双丙环虫酯在采摘间隔期的消解量不同[23-24]；（4）由于不同地区绿茶加工工艺存在差异造成双丙环虫酯在加工过程中发生不同程度的降解[14,25]。

表3 不同用量双丙环虫酯对小贯小绿叶蝉的防治效果比较

注：数据为平均值±标准误，同列数据后不同小写字母表示在0.05水平上差异显著，下同

Note: Mean±SE, different lowercase letters in the same column mean significance difference (<0.05), the same below

表4 双丙环虫酯防治小贯小绿叶蝉的示范试验防治效果

注：部分地区因天气原因无法采集药后1 d的虫口数量，用“-”标注

Note: "-" indicates the number of insect populations could not be collected at 1st day after treatment, due to the weather conditions in some areas

2.4 双丙环虫酯的浸出率

双丙环虫酯浸出率低，通过饮茶摄入量低。农药在泡茶过程中的浸出率主要取决于其水溶解度（Ws）和辛醇水分配系数（Log Kow）。Ws越高，Log Kow越低的农药在茶汤中的浸出率越高[26-28]。双丙环虫酯的低Ws（25.1 mg·L-1）和高Log Kow（3.45），其在绿茶冲泡过程中浸出率低，3次冲泡总浸出率为17.1%～19.1%（表6），远低于新烟碱类杀虫剂噻虫嗪、吡虫啉和啶虫脒（62.2%～81.6%，Ws 610～4 100 mg·L-1，Log Kow –0.57～0.8）[29]，以及吡蚜酮（70.0%～96.3%，Ws 290 mg·L-1，Log Kow −0.19）[30]、氟啶虫酰胺（56.5%～76.6%，Ws 520 mg·L-1，Log Kow 0.30）[14]；其浸出率随冲泡次数增加而降低，第一泡、第二泡、第三泡茶汤中双丙环虫酯的比例为6∶1.6∶1。

2.5 膳食风险评估

采用RQ法评价茶叶中双丙环虫酯的应用风险。药后7 d绿茶样品中双丙环虫酯的最高残留水平与残留中值分别为0.64 mg·kg-1和0.26 mg·kg-1；JMPR报告中双丙环虫酯和值分别为0.08 mg·kg-1和0.3 mg·kg-1[31]；依据风险最大化原则，双丙环虫酯的浸出率采用最高冲泡转移率19.1%。结果如表5所示，长期风险熵和短期风险熵值均远小于1，因此通过饮茶摄入双丙环虫酯引起的健康风险极低。

3 结论

双丙环虫酯是一种由天然产物衍生而成的新型生物源杀虫剂，具有独特的化学分子结构和全新的作用机制，与现有杀虫剂之间不存在交互抗性，其用量低，对有益昆虫和传粉昆虫安全，已登记在多种水果、蔬菜及棉花上的蚜虫和烟粉虱防治。本研究通过2个地区的田间药效试验和7个地区的示范试验，明确了50 g·L-1双丙环虫酯可分散液剂在小贯小绿叶蝉的防治中具有较好的速效性和持效性，且其水溶性和浸出率较低，对饮茶者较安全。因此，双丙环虫酯作为一种新型杀虫剂，其药效迅速、持效期长、风险低，可作为防治茶园小绿叶蝉的有效药剂在生产上推广应用。

表5 双丙环虫酯最终残留水平与膳食风险评估结果

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The Control Efficiency of Afidopyropen to Tea Green Leafhoppers and Evaluation of Residue in Tea

GUO Mingming1,2, LI Zhaoqun1, LIU Yan1, RAO Fuqiang1, YU Jiawei1,2, WU Luchao1, ZHOU Li1*, CHEN Zongmao1*

1. Research Center of Quality Safety for Agricultural Products, Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310008, China; 2. Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China

Afidopyropen is a novel biogenic insecticide derived from the natural fermentation product. This study aimed to evaluate the feasibility of afidopyropen for tea green leafhoppers (Matsuda) control and tea safety after the application of afidopyropen in tea garden. The dosage field trials and demonstration trials were conducted to evaluate the control efficiency of afidopyropen to tea green leafhoppers and the terminal residues in tea. The results of the dosage field trials in 2 locations show that 50 g·L-1afidopyropen dispersible concentrate was more effective against the green leafhoppers than chlorfenapyr which was commonly used pesticide for the green leafhoppers control. At the dosages of 15.00 g·hm-2and 22.50 g·hm-2, control efficiencies were 88.6%-93.4% on the 1st day after treatment and 75.5%-85.5% on the 14th day, demonstrating a quick control effect and good persistence. At the dosage of 18.75 g·hm-2in 7 locations, the control efficiencies were 88.9%-100.0% on the 3rd day after treatment, and 60.2%-100.0% on the 14th day, which were better than the local commonly used pesticides. The terminal residues of afidopyropen in green tea ranged from 0.17-0.64 mg·kg-1on the 7th day after the application, the leaching rate of afidopyropen from dry tea to tea brew ranged from 17.1%-19.1% during the brewing process, and the risk quotient values were far less than 1, indicating a very low health risk caused by the afidopyropen intake through drinking tea. In conclusion, afidopyropen is suitable for resistance management and comprehensive management of tea green leafhoppers with the advantages of low dosage, high-efficiency and low-healthy risk for tea consumer.

afidopyropen, tea green leafhopper (Matsuda), field efficacy, residue, risk assessment

S571.1；S482

A

1000-369X(2022)03-358-09

2022-01-12

2022-03-29

国家重点研发计划（2021YFD1601100）、浙江省重点研发项目（2019C02033）、中国农业科学院创新工程（CAAS-ASTIP-TRICAAS）、财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系（CARS-19）

郭明明，女，博士研究生，从事农药残留方面研究。通信作者：lizhou@tricaas.com；zmchen2006@163.com

（责任编辑：黄晨）