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虫螨腈用于白蚁防治的研究进展

来源:admin时间:2022-03-04

虫螨腈用于白蚁防治的研究进展

  何利文,林雁,张睿

  [摘要] 虫螨腈在低于300 mg/kg浓度时对白蚁来说没有驱避性,其对白蚁的毒性由本身的施用浓度决定。外界环境(如pH值、有机碳含量、土壤粘性等)也会影响虫螨腈对白蚁的毒性。此外,白蚁的品种、品级也会影响其对虫螨腈的耐受性。高浓度的虫螨腈在土壤中的降解半衰期会比较长,但在模拟施工条件下关于虫螨腈持效期的研究目前还不多见。虫螨腈可以通过复配或其他方式来达到很高的增效目的。虫螨腈会在一些白蚁群体中进行横向传递。建议利用虫螨腈驱避性小、复配有增效及在白蚁群体中可横向传递的特性来制作白蚁饵剂系统控制白蚁危害。

  [关键词]虫螨腈;驱避性;白蚁;增效;横向传递

  Research development of chlorfenapyr in termite control

  Liwen He, Lin-yan, Zhang-rui

  (Nanjing Institute of termite control, Nanjing 210004)

  [Abstract] Chlorfenapyr was not repellent to termite when the concentration below 300 mg/kg,and its toxicity to termite was determined by the use of concentration of itself. The external environment (such as pH value, organic carbon content, soil stickiness, etc.) would also affect the toxicity of chlorfenapyr on termites. In addition, species and grades might affect termites tolerance to chlorfenapyr . The degradation half-life of chlorfenapyr  in soil would be longer when the concentration was higher, but the effective duration time of chlorfenapyr was seldom studied in the simulation construction conditions. It could be achieved the purpose of high efficiency through compound  or other means.Horizontal transfer of Chlorfenapyr would be happened in some termite population. It was suggested controling termite damage through bait system with the characteristic of small repellency, compound synergism and horizontal transfer.

  [Key words]  chlorfenapyr;  repellency; termites; synergism; horizontal transfer

  虫螨腈,又名溴虫腈,它是一种吡咯类化合物,作用于昆虫体内细胞的线粒体上,通过昆虫体内的多功能氧化酶起作用,主要抑制二磷酸腺苷(ADP) 向三磷酸腺苷(ATP)的转化。它不溶于水。其化学结构式如下:

  

  虫螨腈是由美国氰胺公司1985从链霉菌、放线菌等毒素中分离、合成的一种吡咯类广谱杀虫、杀螨、杀菌剂[1]。1999年氰胺公司在美国EPA注册登记了这种药物的使用方法[2]。虫螨腈对已知抗性的昆虫和螨类菌株非常有效。但随着使用量的增加和使用面积的扩大,其杀虫效果、昆虫抗性或交互抗性研究相继得到报道[3-6]。从文献报道来看,虫螨腈用于白蚁防治的登记始于2003年[7]。国外研究了虫螨腈对白蚁的毒性和防治效果,但国内对虫螨腈用于白蚁防治的报道还不多见。现就目前能得到的资料作一概述,以便供白蚁防治研究者参考。

  1 虫螨腈对白蚁的毒性

  1.1 虫螨腈对白蚁的室内毒性

  Manzoor等[8]把虫螨腈按照1.56、3.12、6.25……100 mg/L等7个浓度进行设置,通过对其致死浓度的测试,发现其8 h后的LC50值为75.86 mg/L,LT50值为6.48 h;而一个月后的LC50值为190.5 mg/L,LT50值为6.72 h。 Michael等 [9]对白蚁的研究表明,虫螨腈7 d的LD50是29.98 mg/kg。白蚁在虫螨腈浓度分别为200 mg/L、100 mg/L和75 mg/L的土壤中染毒1 h后再放入空白培养皿内,发现7 d后其死亡率都在88%以上;如果染毒4 h,则其在第5 d时其死亡率就为100%。林雁等[10]通过室内药膜法对白蚁的研究测定,96 h后,虫螨腈的LC50值为1.854 mg/L。Mulrooney等[11]研究发现,白蚁在1 mg/L虫螨腈药物处理的沙土穿透试验中,7 d后白蚁的死亡率为25%,而在相同浓度的接触试验中,7 d后平均死亡率为99%。表明接触试验对白蚁的杀伤力更大。如果用10 mg/L虫螨腈处理沙土做接触试验,则4 d后白蚁的死亡率就为92%。说明浓度在1 mg/L~10 mg/L变化范围内,浓度的增加会明显增加药物对白蚁的杀伤力。Thomas等[3]研究发现虫螨腈浓度在50 mg/L以上时,白蚁接触虫螨腈处理的土壤第5 d时其的死亡率都为100%。

  1.2 虫螨腈与其他白蚁防治药物的室内毒性比较

  Manzoor等[8]通过吡虫啉、虫螨腈、联苯菊酯、氟虫腈这四种农药对白蚁的药效试验比较,发现它们对白蚁的LC50值依次变小,表明其对白蚁的毒性依次增强。Rust等[9]研究表明虫螨腈、毒死蜱、拟除虫菊酯和氟虫腈这四种农药对白蚁的LD50依次变小,表明其毒性依次增强。Mulrooney等[11]研究发现,用相同浓度氟虫腈、虫螨腈、吡虫啉药物处理的沙土接触试验中,7 d后白蚁的死亡率逐渐降低,表明这些药物的对白蚁的毒性变化顺序是氟虫腈>虫螨腈>吡虫啉。林雁等[10]研究发现虫螨腈对白蚁的毒力比噻虫嗪高。按照LC50值计算,在96 h后对白蚁的毒力前者是后者的208倍。Iqbal等[12]通过对不同地区(树林、未处理的建筑、建筑及农业区)收集到的白蚁试验表明:对农药平均毒性(LC50)高低顺序为虫螨腈>多杀菌素>噻虫嗪>氟虫腈>茚虫威>吡虫啉。而Mao等[13]对散白蚁的研究发现,其毒性(LC50)从高到低顺序为:氟虫腈>联苯菊酯>虫螨腈>茚虫威>溴氰虫酰胺>氯虫酰胺>吡虫啉;对乳白蚁的毒性(LC50)从高到低顺序是:氟虫腈>虫螨腈>联苯菊酯>吡虫啉>溴氰虫酰胺>氯虫酰胺>茚虫威。

  1.3 虫螨腈与其他白蚁防治药物的野外防治效果比较

      在野外的试验中,因为白蚁的种群、施药的剂型、地理位置等环境的不同可能防治效果会有很大差别。Martin等[14]通过对粉剂(三氧化二砷、杀铃脲和绿僵菌)、熏蒸剂(棉隆)、悬浮剂(联苯菊酯、虫螨腈、毒死蜱、氟虫腈和吡虫啉)等三种不同剂型的9种农药在澳大利亚的新南威尔士州对电线杆的处理发现,在各药物处理后的1年内,棉隆、 三氧化二砷、 氟虫腈和毒死蜱对白蚁防治效果较好,且防治效果与使用的量成正比。Miguelena[15] 等在亚利桑那州的野外试验中用虫螨腈处理管道圆形网格后,发现白蚁的觅食群体显著增加,而用氟虫腈处理则比对照的要少,表明虫螨腈预防处理白蚁的效果很不理想。

  1.4 影响虫螨腈对白蚁防治效果的因素

  影响虫螨腈对白蚁防治的效果除它本身理化性质(如毒性,降解性等)外,其使用浓度和剂型等也会对其防治效果产生影响[14]。另外,其他条件和环境也会对其使用效果产生重大的影响。

  1.4.1土壤的性质的影响

  Wiltz等[16]在对联苯菊酯、氟虫腈、虫螨腈的研究中发现,在低粘土壤中, 24 h后,药剂处理的与对照的土壤中所有的白蚁都有较高的死亡率,也就是说低粘土中所有处理的死亡率都非常高。0.06%联苯菊酯在低pH下死亡率最高,相同浓度下的虫螨腈与氟虫腈则与土壤粘度和pH的相互作用有关,但整体来说氟虫腈处理的土壤比虫螨腈处理的土壤的死亡率要高。但在低粘、高pH、低有机碳含量情况下,白蚁在浓度为0.125%的虫螨腈与氟虫腈二种药剂处理的土壤上的死亡率相关不大,甚至前者的死亡率比后者还要略高一点。一般情况下,虫螨腈作用于白蚁的时间越长,其死亡率也越高,并且随着使用浓度的增加其死亡率也增加,但在低粘、中pH值、低有机炭含量和高粘、低pH值、高有机炭含量土壤条件下,在24 h时与48 h时,白蚁在0.25%的虫螨腈处理的土壤上的死亡率要比在0.125%的虫螨腈处理的土壤的死亡率都要低。

  1.4.2 复配的增效作用

  通过农药的复配及其他方式来达到农药的增效研究历来是个投入少收益大的方式。彭梅等[17]研究发现增效剂PBO对顺式氯氰菊酯、虫螨腈有显著增效作用。朱植银等[18]通过对虫螨腈与虫酰肼以五种比例复配,经室内对甜菜夜蛾的毒力测定, 其优选配方(v∶v=1:1~2∶1)的共毒系数达219.9~254.1,增效作用明显。林雁等[10]研究了虫螨腈和噻虫嗪2种药物不同比例的复配对白蚁毒力的增效情况,发现虫螨腈和噻虫嗪在复配比例1:40和1:80(有效成分比)时对白蚁的增效作用最显著,其共毒系数分别为1411.65和1767.79。

  1.4.3 抗药性研究

  农药的抗性一直以来是人们特别关注的问题,因为这会限制这种农药的使用频率和使用范围。由于虫螨腈的广泛使用,相关的跟进研究也陆续展开。2004年Scott等[19]通过对家蝇的研究发现虫螨腈就显示出有限的交互抗药性。随后Nicastro等[3]第一次报道了巴西棉花和木瓜上的螨对虫螨腈产生抗性。在没有选择压力的情况下,虫螨腈抗性是稳定的。虫螨腈可能与阿维菌素、克螨特、乙螨唑等杀螨剂具有正交互抗性;与密灭汀、唑螨酯和丁醚脲等杀螨剂无交互抗性;虫螨腈和螺甲螨酯之间可能具负交互抗性。Raghavendra等[6]发现室内饲养的致倦库蚊对虫螨腈显示交互抗性,而野外收集的蚊子对虫螨腈没有显示交互抗性。Zhou[4] 和Che[5]在中国对甜菜夜蛾作的研究发现,虫螨腈与目前使用的其它杀虫剂无交互抗性。从以上的研究可知,不同的生物群体对同一种农药的耐药性在不同的环境条件下会有明显的不同。但白蚁对虫螨腈的耐药性问题目前还没看到相关的文献报道。

  1.4.4 其他条件的影响

  Martin等[14]发现不同的剂型对白蚁的防治效果也不同。在粉剂、熏蒸剂和悬浮剂的处理中,悬浮剂的处理效果最差,但与地理位置分布无多大关系。Iqbal等[12]在野外的研究中发现,不同地区的白蚁对农药的耐受性也不同。就同一品种的白蚁而言,农业区收集的比其他三个区收集的更具耐受性。另外,不同的白蚁品种、品级对溴虫腈的敏感性也不同。

  2 虫螨腈对白蚁行为的影响

  2.1虫螨腈的驱避性

  如果一种农药对白蚁产生驱避性,那么白蚁就会主动减少与这种农药的接触机会。Manzoor等[8]研究发现虫螨腈没有驱避性,氟虫腈在25 mg/L以上会有驱避性,而联苯菊酯具有强的驱避性。Rust等[9]研究发现虫螨腈在300 mg/L时还没有驱避性。

  2.2虫螨腈对白蚁行为的影响

  在穿透试验中,Mulrooney等[11]研究发现,浓度分别都为1 mg/L的氟虫腈与吡虫啉都会明显减少白蚁的隧道行为,而相同浓度下的虫螨腈则对白蚁的行为没明显影响。在接触试验中,用1 mg/L氟虫腈和吡虫啉分别处理的沙土,能明显减少白蚁的活动,其分别在接触3 h和9 h时其活动状态接近于0;而1 mg/L虫螨腈处理的沙土对白蚁的行为影响比较特别,它是一种间歇性地影响其活力:在接触7 h后其活力接近0,接下来活力增加,在12 h时又降低,然后又增强、减弱,直至最终死亡。 分别用10 mg/L吡虫啉、虫螨腈和氟虫腈处理沙土后,白蚁会分别在2 h、8 h和9 h时其活力降至0。Rust等[9]发现虫螨腈在100 mg/L以下时,白蚁接触1 h对其移动性影响不明显,如白蚁在浓度为50 mg/L虫螨腈处理的土壤中接触1 h,那么大约消弱17%的白蚁对追踪信息素的跟踪功能;如果接触4 h时,那么将有60%的白蚁都不能跟踪追踪信息素。在100 mg/L以上浓度接触1 h,则对白蚁的移动性有影响。这表明,白蚁如果在低浓度虫螨腈处理的土壤中接触时间比较短(如1 h),则其对白蚁的行为影响不大,只有在接触时间较长或者浓度较大时才会对白蚁的行为产生明显的影响。

  2.3虫螨腈在白蚁间的横向传递

  农药在白蚁之间是否具有传递性,主要起决于二个因素:一是这种农药对白蚁是否具有驱避性 ;二是白蚁受药后的移动性。Rust等[9]研究发现,白蚁在50 mg/L浓度虫螨腈下染毒1 h,7 d后供体(10个)的死亡率为100%,受体(10个)的死亡率为96%;如果在100 mg/L和150 mg/L浓度下染毒1 h,则7 d后供体与受体都全部死亡。染毒1 h的白蚁比染毒4 h的白蚁传递效率高。30%虫螨腈能够在24 h内得到传递,但二级传递一般不超过40%。因为浓度过大时,供体白蚁会在很短的时间内就会死亡而缺乏传递性。这也是白蚁传递效果随时间的增加而减少原因。通过测试表明,染毒1 h,白蚁从基质的吸药量大概是二级白蚁从一级白蚁吸药量的2倍;染毒4 h,则一级白蚁的吸药量与培养基的浓度直接相关,而且一级白蚁吸取及持有药物的量会比二级白蚁传递得到的量要多得多。二级白蚁与三级白蚁之间的传递效果不理想。在排除通过体表粘药传递的可能的情况下, Shelton等[20]通过对白蚁(供体:受体=5:95)的研究发现,2个群体的白蚁有传递效果,且处理土壤的农药浓度与受体死亡率有一定的关系,而另一个群体没有表现出明显的传递效果。

  3 虫螨腈的降解半衰期

  一般来说,如果这种农药对白蚁有防治效果,那么其降解半衰期越长,其对于白蚁的防治效果会越好。 刘斐[21]在湖南长沙、浙江杭州、广西南宁的两年三地的试验中发现,虫螨腈在稻田水和稻田土壤中的平均降解半衰期分别为5.71 d和9.20 d。陈文团等[22]研究发现其在土壤中的降解半衰期仅为2.4 d。Cao[23] 和陈九星等[24]通过研究发现,虫螨腈10%纳米功能化制剂和10%悬浮剂在土壤中的降解半衰期分别是4.3 d 和 3.9 d。Ditya等[25]发现虫螨腈在土壤中的降解半衰期大致在4.06~4.36 d。李瑞菊等[26]研究发现其在土壤中的半衰期为13.3 d。从以上可以看出,虫螨腈在土壤中是属于易降解农药,但以上试验都是在初设浓度较低的情况下测定的,这与虫螨腈在白蚁防治上土壤前处理的推荐浓度(105 mg/L)大相径庭。Peterson等[27]用白蚁防治上推荐使用的浓度作为初设浓度研究发现虫螨腈的降解半衰期非常长(作为垂直屏障至少在30个月内都有效)。与氟虫腈、吡虫啉比较,他们的降解半衰期长短顺序是虫螨腈>氟虫腈>吡虫啉。Horwood等[28]在野外的降解试验中发现,与毒死蜱、氟虫腈和吡虫啉相比较,联苯菊酯与虫螨腈是最持效的。

  4 虫螨腈对环境的影响

  低浓度的虫螨腈虽然易降解,但Cho 等[29]通过2003-2005年两年的时间从韩国农业产品中的蔬菜、水果、谷物、蘑菇和其他等食品发现虫螨腈常被检出。虫螨腈在北九州市食品中也有很高的检出率[30]。虽然其检出未达到危害人体健康的浓度,但其很高的检出率足以达到重视。另外,Moore等[31]通过模型对深空湖的地表水水生植物的生长作出评价:深空湖的地表水中氰草津、甲基对硫磷、氯氟氰菊酯和虫螨腈的浓度在对植物的生长障碍上呈显著关系(长度)。

  5 结语

  虫螨腈用于白蚁的防治来说是一种慢毒性的农药。不同的浓度、不同的剂型、不同的环境条件及对于不同的品种、品级的白蚁等都会有不同的效果。在初设浓度比较低的情况下研究虫螨腈的降解半衰期比较短,但在野外模仿施工条件下按推荐使用浓度来研究虫螨腈的持效期问题还未得到补充、验证,所以我们可以加强这方面的研究。虫螨腈的最大两个特色还没有充分被利用到白蚁防治上来:传递性及复合增效性。基于虫螨腈对白蚁的传递毒性及复配的增效作用,我们也增加了对这方面的研究[10],认为有可能会从中选择出一种很好的复配比例达到良好传毒效果的饵剂系统来防治白蚁。一种农药是否对白蚁产生很好的防治效果需要得到不同方向、多个角度的试验与验证。只有全方位的掌握了相关的信息,才能充分利用好这种农药的使用效能。

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