呋虫胺对东亚小花蝽的安全性评价

郭梅燕, 李洪亮, 侯国望, 刘馨桧, 李青燕, 李前进, 李成军

(1.河南省农业科学院 烟草研究所/烟草行业黄淮烟区烟草病虫害绿色防控重点实验室, 河南 许昌 461000; 2.项城市农业科学研究所, 河南 项城 466200; 3.许昌市烟草公司 襄城县分公司, 河南 许昌 461000)

0 引言

【研究意义】天敌昆虫在农作物害虫防治和农业可持续发展中发挥着重要的作用[1-3],随着人们对食品安全和绿色农业的关注度日益增强,减少农药使用量及保护天敌与提高其控害效率自然成为植物保护研究的重点。东亚小花蝽是一种已推广应用的重要捕食性天敌,能够捕食蓟马、蚜虫、粉虱和螨类等害虫,具有分布广、食性杂、取食量大和活动能力强等特点,可在多种作物上释放应用[4-8]。探究呋虫胺对捕食性天敌东亚小花蝽的安全性或选择性,充分发挥其控害作用,对提高农产品产质量,推动绿色农业生产与发展具有重要意义。【前人研究进展】农药可影响东亚小花蝽的寿命、繁殖力和控害能力。LIN等[9]研究表明,吡虫啉可降低东亚小花蝽的寿命和繁殖力。吕兵等[10]研究发现,3%啶虫脒可溶性粉剂和25%噻虫嗪可湿性粉剂等9种杀虫剂对东亚小花蝽的致死率均>64%。孙贝贝等[11]研究发现,25%噻虫嗪水分散粒剂、20%啶虫脒可溶粉剂和60 g/L乙基多杀菌素悬浮剂等对东亚小花蝽毒力大,不可与东亚小花蝽配套使用。关晓庆[12]报道,东亚小花蝽对藜芦碱、苦参碱和印楝素等12种生物农药均较敏感,死亡率均>50%。何丹等[13]报道,呋虫胺对田间东亚小花蝽造成的风险不可接受。【研究切入点】呋虫胺是第三代新型烟碱类杀虫剂,在国内登记作物24种,登记产品194个,其应用范围较广[14]。鲜见关于呋虫胺对东亚小花蝽成虫、若虫及产卵量安全风险评估的相关研究报道,采用芸豆浸渍法探究呋虫胺对东亚小花蝽各龄若虫与成虫的毒力,以及取食量、产卵量和卵孵化的影响。【拟解决的关键问题】探明呋虫胺对东亚小花蝽各龄若虫与成虫的毒力,以及取食量、产卵量和卵孵化影响的安全性,以期为其生产应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 呋虫胺 20%呋虫胺可溶粒剂,日本三井化学AGRO株式会社。

1.1.2 供试昆虫 东亚小花蝽,由项城市农业科学研究所在养虫室内〔(20±2)℃,相对湿度(45±5)% ,L∶D=16 h∶8 h〕用新鲜的粘虫卵和芸豆加代饲养,备用。

1.2 方法

1.2.1 呋虫胺对东亚小花蝽各龄若虫和雌雄成虫的毒力测定 采用芸豆浸渍法测定呋虫胺对东亚小花蝽各龄若虫和雌雄成虫的毒力。计算死亡率(死亡率拟合线性模型y=a+bx,式中,y为死亡率,x为药剂浓度,a为截距,b为斜率)和LC50等指标。如果空白对照死亡率大于5%,计算校正死亡率,如果空白对照死亡率大于20%为无效数据,则重新测定至空白对照死亡率在20%以内。

1) 呋虫胺制剂用蒸馏水溶解稀释成浓度为800 mg/L、400 mg/L、200 mg/L、100 mg/L、50 mg/L、25 mg/L、12.5 mg/L、6.25 mg/L和3.125 mg/L(均为有效成分质量浓度,下同)药液。由于不同虫龄耐药性不同,若虫和成虫耐药性差异较大,1龄若虫在浓度为200 mg/L、400 mg/L和800 mg/L时全部死亡,成虫在12.5 mg/L、6.25 mg/L和3.125 mg/L时全部存活。根据虫龄各选择7个浓度进行试验,其中,成虫选择800 mg/L、400 mg/L、200 mg/L、100 mg/L、50 mg/L、25 mg/L和12.5 mg/L,3～5 龄若虫选择400 mg/L、200 mg/L、100 mg/L、50 mg/L、25 mg/L、12.5 mg/L和6.25 mg/L,1～2龄若虫选择200 mg/L、100 mg/L、50 mg/L、25 mg/L、12.5 mg/L、6.25 mg/L和3.125 mg/L。

2) 新鲜芸豆切成2 cm的长方块,在试验药液中浸10 s,后放入pp级食品盒(直径2.9 cm×直径3.9 cm×高3.3 cm)中,室温风干0.5 h。每盒分别放入10头虫龄一致的若虫或成虫,每24 h观察记录1次东亚小花蝽的死亡数,并补充粘虫卵供东亚小花蝽取食。72 h时统计最终死亡数,计算死亡率。4次重复,用蒸馏水做空白对照。

1.2.2 呋虫胺对东亚小花蝽卵孵化的影响 呋虫胺田间推荐用药量为60.00～150.00 g/hm2,选择最低推荐用药量(60 g/hm2)将呋虫胺制成水溶液,质量浓度为80 mg/L,将带卵的芸豆在呋虫胺水溶液中浸渍10 s后,放入单独的饲养盒子中观察孵化情况,每天统计1次,共统计7 d。4次重复,用蒸馏水做空白对照。

1.2.3 呋虫胺对东亚小花蝽取食量影响 将芸豆块在呋虫胺1/2最低推荐用药量(30 g/hm2,质量浓度为40 mg/L)中浸渍10 s,放入食品盒晾干后,投入饥饿24 h的东亚小花蝽雌虫,并投入50粒粘虫卵,取食24 h后更换新鲜芸豆块,每天统计1次取食粘虫卵数(被取食后的粘虫卵只剩空壳),共统计7 d。4次重复,用蒸馏水做空白对照。

1.2.4 呋虫胺对东亚小花蝽产卵量的影响 芸豆块用呋虫胺1/2最低推荐用药量(即30 g/hm2,质量浓度为40 mg/L)浸渍10 s备用,将羽化3 d的1对东亚小花蝽投入到含呋虫胺处理过的芸豆块的食品盒中,给予充足的粘虫卵,每天统计1次产卵量,并更换新鲜芸豆块,共统计7 d。4次重复,用蒸馏水做空白对照。

1.2.5 安全性评价 呋虫胺对东亚小花蝽1～5龄若虫和雌雄成虫的安全性评价根据其田间推荐用药量(60.00～150.00 g/hm2)和LC50计算安全系数,以此对其进行安全性评价。

1) 东亚小花蝽。根据《化学农药环境安全评价试验准则》(GB/T 31270.17-2014)采用安全系数进行评价。标准:安全系数≤0.05,极高风险;0.05<安全系数≤0.50,高风险性;0.50<安全系数≤5.00,中等风险;安全系数>5.00,低风险。

2) 产卵量及卵孵化。根据孵化抑制率和产卵抑制率对卵孵化和产卵量的影响进行安全性评价。标准:相对抑制率≤50.00%,风险可接受;若相对抑制率>50.00%,风险不可接受。

安全系数=药剂对东亚小花蝽的LC50/药剂的田间推荐用量

取食量抑制率=(1-处理取食量/对照取食量)×100%

产卵量抑制率=(1-处理产卵量/对照产卵量)×100%

卵孵化抑制率=(1-处理孵化率/对照孵化率)×100%

1.3 数据统计与分析

采用Excel 2018和SPSS 18.0对数据进行统计与分析。

2 结果与分析

2.1 呋虫胺对东亚小花蝽的毒力

从表1可知,呋虫胺对东亚小花蝽1龄、2龄、3龄、4龄和5龄若虫的LC50分别为14.11 mg/L、40.80 mg/L、43.11 mg/L、41.28 mg/L和69.20 mg/L,其95%置信区间分别为4.93～28.82 mg/L、16.84～71.87 mg/L、23.15～69.91 mg/L、20.29～68.68 mg/L和32.07～132.04 mg/L,死亡率拟合线性模型的斜率分别为1.01、1.37、1.79、1.59和1.21。对雌成虫和雄成虫的LC50分别为87.37 mg/L和45.75 mg/L,其95%置信区间分别为36.58～194.20 mg/L和12.56～95.30 mg/L,死亡率拟合线性模型的斜率分别为1.08和1.00。可见,呋虫胺对东亚小花蝽1龄若虫的毒力最强,对5龄若虫和雌成虫的毒力较弱。

表1 呋虫胺对东亚小花蝽的毒力(72 h)

2.2 呋虫胺不同用量东亚小花蝽取食量、产卵量及卵孵化的安全性评价

从表2看出,呋虫胺用量为30.00 g/hm2时,对东亚小花蝽的食量和产卵量的相对抑制率分别为83.89%和84.29%(均>50.00%),即呋虫胺对东亚小花蝽取食量和产卵量的风险不可接受;呋虫胺用量为60.00 g/hm2时,对卵孵化的相对抑制率为33.38%(<50.00%),即呋虫胺对东亚小花蝽卵孵化的风险可接受。

表2 呋虫胺不同用量东亚小花蝽取食量、产卵量及卵孵化的安全性评价

2.3 呋虫胺对东亚小花蝽的安全性评价

从表3可知,呋虫胺对东亚小花蝽1龄、2龄、3龄、4龄和5龄若虫的安全系数分别为0.07～0.18、0.20～0.51、0.22～0.54、0.21～0.52和0.35～0.86,除1龄若虫的风险评价为高风险外,2～5龄若虫均为中高风险。雌成虫和雄成虫的安全系数分别为0.44～1.09和0.23～0.57,风险评价为中高风险。

表3 呋虫胺对东亚小花蝽的安全性评价

3 讨论

呋虫胺是第3代新型烟碱类杀虫剂,与传统新烟碱类杀虫剂分子结构不同,其不含芳环基团和氯原子,含有独特的四氢呋喃基。与传统新烟碱类杀虫剂相比,水溶性更高,渗透性和内吸性更好,可用于多种害虫的防治,可防治蚜虫、飞虱、蓟马和叶蝉等刺吸式害虫,且对家蝇和白蚁等卫生害虫也有一定的防治效果。呋虫胺的防治对象与东亚小花蝽的捕食对象(蚜虫和蓟马等害虫)有大量的交集,东亚小花蝽捕食接触过呋虫胺的害虫会受到伤害。另外,东亚小花蝽有吸食植物汁液和植物花粉补充食源的习性[15-16],吸食含呋虫胺的植物汁液后同样对其产生危害。何丹等[13]采用药膜法测定呋虫胺经东亚小花蝽表皮吸收后的接触毒力结果表明,其对东亚小花蝽的风险不可接受。通过浸渍法测定呋虫胺对东亚小花蝽的毒力,既可观察残留芸豆表面的呋虫胺药液对东亚小花蝽的接触毒力,又可观察呋虫胺经芸豆吸收后对呋虫胺的毒力,更接近实际生产。研究结果表明,呋虫胺对东亚小花蝽1龄、2龄、3龄、4龄和5龄若虫的LC50分别为14.11 mg/L、40.80 mg/L、43.11 mg/L、41.28 mg/L和69.20 mg/L,对雌成虫和雄成虫的LC50分别为87.37 mg/L和45.75 mg/L,表明呋虫胺对东亚小花蝽1龄若虫毒力最强,对5龄若虫和雌成虫的毒力较弱。呋虫胺用量30.00 g/hm2对东亚小花蝽的取食量和产卵量的相对抑制率分别为83.89%和84.29%(均>50.00%),其对东亚小花蝽取食量和产卵量的风险不可接受;呋虫胺60.00 g/hm2对卵孵化的相对抑制率为33.38%(<50.00%),其对东亚小花蝽卵孵化的风险可接受。呋虫胺对东亚小花蝽1龄、2龄、3龄、4龄和5龄若虫的安全系数分别为0.07～0.18、0.20～0.51、0.22～0.54、0.21～0.52和0.35～0.86,除1龄若虫的风险评价为高风险外,2～5龄若虫均为中高风险;雌成虫和雄成虫的安全系数分别为0.44～1.09和0.23～0.57,风险评价为中高风险。呋虫胺对东亚小花蝽的风险不可接受,与何丹等[13]的研究结果一致。

为保护捕食性天敌东亚小花蝽,生产应用上可选择对东亚小花蝽安全性较高的农药。目前,对东亚小花蝽安全性较高的杀虫剂有阿维菌素、鱼藤酮、螺虫乙酯和球孢白僵菌等[10-13,17-18],可通过降低药剂浓度与东亚小花蝽配套使用的新烟碱类杀虫剂有啶虫脒和氟吡啶酮[19]。ESQUIVEL等[20]研究表明,烟碱类杀虫剂噻虫嗪虽然能降低狡诈花蝽的生存率,但施药28 d后其对狡诈花蝽的风险降低,可以释放小花蝽控制害虫。因此,在东亚小花蝽释放区域内建议选择使用对小花蝽安全的农药,或在合理的安全间隔期使用农药,最大限度地降低农药对天敌的影响。

4 结论

呋虫胺推荐用量对东亚小花蝽若虫和成虫均存在中高风险,减半使用推荐剂量对东亚小花蝽的取食量和产卵量均产生抑制作用,采用东亚小花蝽防治害虫时不宜使用呋虫胺。