金钗石斛（Dendrobium nobile Lindl）,又名吊兰花、扁金钗,因其特殊的生存环境和卓越的滋补功效具有较高的药用价值[1],金钗石斛以茎入药,其药用功效在《神农本草经》和《本草纲目》中均有记载,同时金钗石斛也属于一种兰科重要的观赏花卉植物。金钗石斛自然条件下对生长环境要求十分苛刻,生长缓慢,加之过度的采掘和利用,野生金钗石斛已近乎濒危。近年来,组培快繁技术和人工仿野生栽培技术的快速发展有效解决了这一药用植物的市场需求问题[1,2]。海南温湿度和环境气候适宜,有天然的发展药用石斛的生长环境。海口羊山地区依托独特的生态环境和丰富的火山石资源,仿野生金钗石斛种植面积逐年增加,在实现精准扶贫的同时,也打造了海南健康产业新名片。
石斛菲盾蚧（Phenacaspis dendrobii Kuwana）属同翅目盾蚧科,是金钗石斛上一种重要的害虫,以若虫、雌成虫刺吸危害金钗石斛叶片造成叶片褪绿黄化、皱缩畸形,同时产生的蜜露诱发煤污病[3]。石斛菲盾蚧体壁有一层蜡质,药剂难以进入昆虫体内到达靶标部位,且金钗石斛叶片疏水性强,单独使用药剂防治药效难以发挥。添加喷雾助剂可通过改变药液的理化性质如降低药液的表面张力、接触角,从而优化农药雾滴在作物中的穿透和沉积,增加药液有效成分在作物和病虫害表面的铺展性和沉积量,进而达到提高药剂防效和降低农药使用量的目的,目前已广泛应用于农业有害生物的防治[4,5,6,7,8,9]。徐广春等[10]报道添加有机硅助剂对氯虫苯甲酰胺防治稻纵卷叶螟具有明显的增效作用;李春生等[11]报道快速渗透剂T（主要有效成分为磺化琥珀酸二辛酯钠盐）与毒死蜱混用可以提高对甜菜夜蛾的防治效果;郭红霞等[12,13]报道添加甲酯化植物油后通过改变除草剂药液性质来提高在稻稗叶面上的沉积量来提高对稻稗的防效。本研究选用当前生产实践中常用的2种喷雾助剂有机硅助剂DA101、快速渗透剂T和本实验室研发制备的植物油类喷雾助剂HZS,研究添加3种助剂对螺虫乙酯和联苯菊酯药液理化性质的影响和对其室内、田间防治金钗石斛菲盾蚧的增效作用,为金钗石斛菲盾蚧的防治提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试剂 22.4%螺虫乙酯悬浮剂[亩旺特,拜耳作物科学（中国）有限公司],100 g/L联苯菊酯乳油（百搭,江苏辉丰生物农业股份有限公司）;96%螺虫乙酯原药（扬州大学提供）,97%联苯菊酯原药（扬州大学提供）;快速渗透剂T（无水快T,广州方中化工有限公司）,有机硅助剂DA101[极润,道硅材料技术（上海）有限公司],植物油类喷雾助剂HZS（本实验室自制,主要成分：甲酯化植物油70%、润湿展着剂10%和非离子表面活性剂20%）;表面活性剂1602#,农乳500#（江苏凯元科技有限公司）。
1.1.2 主要仪器 BSA224S电子天平[精确到0.0001 g,赛多利斯（上海）贸易有限公司];JK99C全自动表面界面张力仪（上海中晨数字技术设备有限公司）;JC2000D接触角测量仪（上海中晨数字技术设备有限公司）;SX-MD16E-2背负式自动喷雾器（市下控股有限公司）;RG-300光照培养箱（广州恒立实验室设备科技有限公司）。
1.2 方法
1.2.1 表面张力的测定 参照杨石有等[4]的方法,分别将22.4%螺虫乙酯悬浮剂和100 g/L联苯菊酯乳油配制成质量浓度（有效成分含量,下同）为100 mg/L的药液,添加3种助剂的质量浓度为250、500和1000 mg/L,设置不添加助剂药液对照和清水为对照,每处理测试3次。
1.2.2 接触角的测定 新鲜金钗石斛叶片采自海口琼山区龙塘镇新民委员会玉里村石斛基地,剪取金钗石斛小块叶片,用双面胶粘到载玻片上,用微量注射器吸取上述配制的各种药液1 μL于叶面上,60 s后记录接触角,重复3次。
药液最大持留量(RM)=(m1-m0)/(2×S)
在预试验的基础上,将1%螺虫乙酯悬浮剂母液配制成质量浓度为6.25、12.5、25、50、100 mg/L 5个浓度梯度药液,将1%联苯菊酯水乳剂母液配制成质量浓度为10、20、40、80、160 mg/L的5个浓度梯度药液进行室内毒力测定,同时设置助剂添加组,助剂添加浓度为1000 mg/L,以相同助剂含量的清水为对照,每处理3次重复。采用浸虫法测定添加助剂前后药剂对石斛菲盾蚧的室内毒力。石斛菲盾蚧采自海口琼山区龙塘镇新民委员会玉里村金钗石斛基地,将田间采回新鲜带有石斛菲盾蚧的叶片,剔除多余若虫,保留石斛菲盾蚧30头/片。将其在药液中浸渍10 s,取出晾干后。用锡箔纸将蘸有清水的棉花包裹在叶柄处,放入垫有吸水海绵的托盘中,于(25±2)℃、相对湿度为75%±10%、光照周期14（L）:10（D）的人工气候箱中饲养,螺虫乙酯试验120 h检查死虫数,联苯菊酯试验48 h检查死虫数,计算校正死亡率及LC50值,LC50采用概率单位回归（probit regression）法进行估计,进一步计算增效比（%）。
增效比=100%×（不加助剂药液LC50值-添加助剂药液LC50值）/不加助剂药液LC50值
1.2.5 田间药效试验 助剂添加前后防治石斛菲盾蚧的田间药效试验在海口琼山区龙塘镇新民委员会玉里村金钗石斛基地进行。将22.4%螺虫乙酯悬浮剂配制成质量浓度为6.25、12.5、25、50、100 mg/L的5个浓度药液,将100 g/L联苯菊酯乳油配制成质量浓度为10、20、40、80、160 mg/L的5个浓度药液。将室内筛选中每种药剂增效作用最佳的助剂添加到各浓度药液中,助剂质量浓度为1000 mg/L,用电动背负式喷雾器均匀喷施在含有石斛菲盾蚧的叶片上,助剂添加组设含相同浓度助剂的清水对照,每处理3次重复,每重复10蔸金钗石斛。喷施前进行虫口基数调查,施药后7 d调查防效。按照下述公式计算虫口减退率（%）和防治效果（%）,进一步计算防效增效比。
虫口减退率=100%×（施药前虫口数-施药后虫口数）/施药前虫口数
防治效果=100%×（处理区虫口减退率-对照区虫口减退率）/（1-对照区虫口减退率）
1.3 数据处理
添加喷雾助剂前后药液理化性质（表面张力、叶面接触角）、最大持留量和田间防效的变化结果以平均值±标准误（mean±SE）表示。采用SPSS 19.0软件对室内毒力测定数据进行统计分析,得出毒力回归方程、致死中浓度LC50、95%置信区间、卡方值及P值。采用Duncan’s新复极差法对添加助剂前后药液表面张力、叶面接触角和最大持留量进行单因素方差分析（DPSv 9.01）。采用非参数Mann-Whitney U检验对添加喷雾助剂前后的田间防效进行分析（SPSS 19.0软件）。
2 结果与分析
2.1 添加喷雾助剂后药液理化性质（表面张力、叶面接触角）的变化
结果显示（表1,表2）,添加不同浓度的3种喷雾助剂后均显著降低22.4%螺虫乙酯悬浮剂和100 g/L联苯菊酯乳油药液的表面张力及叶面接触角,随着助剂质量浓度的增加,2种药剂的药液表面张力和叶面接触角逐渐减小,具有明显的浓度效应。以不加助剂的药液为对照,3种助剂对螺虫乙酯药液表面张力和叶面接触角的变化率分别在-28.0%~-5.9%和-37.9%~-18.0%之间,3种助剂对联苯菊酯药液表面张力和叶面接触角的变化率分别在-12.1%~-3.0%和-50.4%~-7.7%之间。其中,有机硅助剂DA101对药液表面张力和叶面接触角的影响最大,在相同助剂浓度下的影响均显著高于其他2种助剂,植物油类助剂HZS和快速渗透剂T的效果依次降低。
表1 添加3种助剂后22.4%螺虫乙酯悬浮剂药液表面张力、叶面接触角和最大持留量的变化Tab. 1 Changes of surface tension, contact angle and maximum retention of spirotetramat 22.4% SC liquid after adding three adjuvants |
| 助剂 Adjuvant | 质量浓度 Concentration/(mg·L-1) | 表面张力 Surface tension | 接触角 Contact angle | 最大持留量 Maximum retention | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 平均值 Mean value /(mN·m-1) | 变化率 Rate of change/% | 平均值 Mean value/° | 变化率 Rate of change/% | 平均值 Mean value /(mg·cm-2) | 变化率 Rate of change/% | ||
| 快速渗透剂T | 1000 | 30.1±0.5g | -17.4 | 36.1±0.5e | -25.4 | 3.11±0.11a | 23.8 |
| 500 | 32.9±0.4de | -9.6 | 38.4±0.2d | -20.6 | 3.08±0.25a | 22.8 | |
| 250 | 34.3±0.7c | -5.9 | 39.7±0.3c | -18.0 | 2.79±0.11ab | 11.0 | |
| 有机硅DA101 | 1000 | 26.2±0.3i | -28.0 | 30.0±0.2i | -37.9 | 3.07±0.20a | 22.3 |
| 500 | 27.2±0.2h | -25.4 | 32.5±0.1h | -32.8 | 3.01±0.13ab | 19.9 | |
| 250 | 31.3±0.2f | -13.9 | 33.5±0.3g | -30.7 | 2.85±0.23ab | 13.7 | |
| 植物油类助剂HZS | 1000 | 29.1±0.3g | -20.0 | 34.6±0.2f | -28.4 | 3.26±0.28a | 30.0 |
| 500 | 32.3±0.1e | -11.3 | 36.5±0.3e | -24.6 | 3.13±0.12a | 24.6 | |
| 250 | 33.4±0.2cd | -8.3 | 38.1±0.4d | -21.2 | 2.95±0.15ab | 17.7 | |
| 药液对照 | 36.4±0.3b | 48.4±0.2b | 2.51±0.16b | ||||
| 清水对照 | 72.3±0.2a | 65.4±0.2a | 1.65±0.11c | ||||
注：同列数据后不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。 | |
Note: Different lowercase letters in the same column show significant difference (P<0.05). |
表2 添加3种助剂后100 g/L联苯菊酯乳油药液表面张力、叶面接触角和最大持留量的变化Tab. 2 Changes of surface tension, contact angle and maximum retention of bifenthrin 100 g/L EC liquid after adding three adjuvants |
| 助剂 Adjuvant | 质量浓度 Concentration/(mg·L-1) | 表面张力 Surface tension | 接触角 Contact angle | 最大持留量 Maximum retention | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 平均值 Mean value /(mN·m-1) | 变化率 Rate of change/% | 平均值 Mean value/° | 变化率 Rate of change/% | 平均值 Mean value /(mg·cm-2) | 变化率 Rate of change/% | ||
| 快速渗透剂T | 1000 | 31.9±0.4de | -5.7 | 27.7±0.5f | -32.3 | 3.04±0.05a | 17.4 |
| 500 | 32.6±0.1cd | -3.7 | 30.9±0.2e | -24.4 | 2.91±0.16ab | 12.4 | |
| 250 | 32.8±0.3c | -3.0 | 37.8±0.2c | -7.7 | 2.84±0.09ab | 9.7 | |
| 有机硅DA101 | 1000 | 29.7±0.3f | -12.1 | 20.3±0.3h | -50.4 | 2.96±0.19a | 14.2 |
| 500 | 30.1±0.2f | -10.8 | 25.6±0.5g | -37.5 | 2.85±0.04ab | 9.9 | |
| 250 | 30.3±0.3f | -10.3 | 30.4±0.2e | -25.6 | 2.81±0.17ab | 8.5 | |
| 植物油类助剂HZS | 1000 | 31.3±0.2e | -7.5 | 26.7±0.5f | -34.6 | 3.14±0.12a | 21.4 |
| 500 | 32.0±0.2cde | -5.2 | 30.4±0.3e | -25.7 | 3.02±0.02a | 16.7 | |
| 250 | 32.3±0.2cd | -4.5 | 36.5±0.4d | -10.8 | 2.88±0.10ab | 11.3 | |
| 药液对照 | 33.8±0.4b | 40.9±0.5b | 2.59±0.11b | ||||
| 清水对照 | 72.3±0.2a | 65.4±0.2a | 1.65±0.11c | ||||
注：同列不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。 | |
Note: Different lowercase letters in the same column show significant difference (P<0.05). |
2.2 添加喷雾助剂后药液在金钗石斛叶片最大持留量的变化
2.3 喷雾助剂对2种药剂防治石斛菲盾蚧室内毒力的增效作用
表3 3种助剂添加后螺虫乙酯防治石斛菲盾蚧室内毒力变化Tab. 3 Indoor virulence changes against P. dendrobii after adding three additives to spirotetramat |
| 处理 Treatment | 回归方程 Regression equation | 致死中浓度 LC50/(mg·L-1) | 卡方 c2 | P | 增效比 Synergism ratio/% |
|---|---|---|---|---|---|
| 药剂对照 | y=1.905x-2.617 | 23.622（16.020~34.680） | 5.827 | 0.120 | |
| 药剂+快速渗透剂T | y=1.637x-1.948 | 15.496（7.960~24.429） | 7.129 | 0.068 | 34.4 |
| 药剂+有机硅DA101 | y=1.926x-2.482 | 19.439（9.868~34.276） | 11.906 | 0.008 | 17.7 |
| 药剂+植物油类助剂HZS | y=2.000x-2.433 | 16.474（7.694~28.504） | 12.610 | 0.006 | 30.3 |
表4 3种助剂添加后联苯菊酯防治石斛菲盾蚧室内毒力变化Tab. 4 Indoor virulence changes against P. dendrobii after adding three additives to bifenthrin |
| 处理 Treatment | 回归方程 Regression equation | 致死中浓度 LC50/(mg·L-1) | 卡方 c2 | P | 增效比 Synergism ratio/% |
|---|---|---|---|---|---|
| 药剂对照 | y=1.818x-2.890 | 38.833（32.908~45.796） | 2.348 | 0.503 | |
| 药剂+快速渗透剂T | y=1.755x-2.616 | 30.928（15.346~54.390） | 10.546 | 0.014 | 20.4 |
| 药剂+有机硅DA101 | y=1.794x-2.701 | 32.043（18.510~51.356） | 8.075 | 0.044 | 17.5 |
| 药剂+植物油类助剂HZS | y=1.834x-2.693 | 29.397（9.955~62.702） | 16.954 | 0.001 | 24.3 |
2.4 喷雾助剂对2种药剂防治石斛菲盾蚧田间防效的增效作用
表5 添加快速渗透剂T后22.4%螺虫乙酯悬浮剂对石斛菲盾蚧田间防效的变化Tab. 5 Field effect changes against P. dendrobii after adding fast penetrating agent T to spirotetramat 22.4% SC |
| 药剂质量浓度 Concentration/(mg·L-1) | 防治效果 Control efficacy/% | 防效变化率 Rate of change of control efficacy /% | |
|---|---|---|---|
| 螺虫乙酯 Spirotetramat | 螺虫乙酯+快速渗透剂T Spirotetramat + Fast penetrating agent T | ||
| 6.25 | 14.6±1.4a | 15.8±2.7a | 8.2 |
| 12.5 | 29.7±2.2a | 34.5±0.9a | 16.2 |
| 25 | 47.8±5.1a | 58.7±2.9a | 22.8 |
| 50 | 66.6±3.1a | 81.6±1.6a | 22.5 |
| 100 | 80.2±1.8a | 90.3±1.7a | 12.6 |
注：同一行相同小写字母表示差异不显著（P>0.05）。 | |
Note: The same lowercase letters in the same row indicate no significant difference (P>0.05). |
表6 添加植物油类助剂HZS后100 g/L联苯菊酯乳油对石斛菲盾蚧田间防效的变化Tab. 6 Field effect changes against P. dendrobii after adding HZS to bifenthrin 100 g/L EC |
| 药剂质量浓度Concentration/(mg·L-1) | 防治效果 Control efficacy/% | 防效变化率 Rate of change of control efficacy/% | |
|---|---|---|---|
| 联苯菊酯Bifenthrin | 联苯菊酯+植物油类助剂HZS Bifenthrin+HZS | ||
| 10 | 13.5±1.0a | 15.2±0.8a | 12.6 |
| 20 | 28.4±4.2a | 36.2±1.4a | 27.5 |
| 40 | 37.1±3.5a | 44.5±2.1a | 19.9 |
| 80 | 61.2±1.7a | 75.4±3.1a | 23.2 |
| 160 | 78.2±1.2a | 86.5±1.2a | 10.6 |
注：同一行相同小写字母表示差异不显著（P>0.05）。 | |
Note: The same lowercase letters in the same row indicate no significant difference (P>0.05). |
3 讨论
快速渗透剂T是一种阴离子型表面活性剂,有效成分是磺化琥珀酸二辛酯钠盐,渗透迅速、均匀,具有良好的润湿、渗透、乳化等性能。刘学涛等[16]发现快速渗透剂T与阿维菌素混用后可增加阿维菌素在甘蓝叶片中的渗透力和渗透速度,从而提高阿维菌素对小菜蛾幼虫的毒力,增强对小菜蛾的触杀和胃毒作用。有机硅助剂为三硅氧烷系列化合物,可以显著提高农药药液的润湿性、延展性和渗透性,张忠亮等[14]发现添加不同种类的有机硅助剂均可以降低氟磺胺草醚药液的表面张力,增加药液在苘麻叶片上的润湿性及最大持留量进而提高了250 g/L氟磺胺草醚水剂防除苘麻的效果,防治效果增加达15.88%~ 23.04%;改性植物油类喷雾助剂可通过多种作用方式改善药液的物理化学性能,提高药效,从而实现减量增效和提高农药利用率的目的[17]。本研究结果表明,快速渗透剂T、有机硅助剂DA101和植物油类助剂HZS 3种助剂均可降低螺虫乙酯和联苯菊酯药液的表面张力和叶面接触角,并提高2种药液在金钗石斛叶面上的最大持留量;添加助剂后均不同程度地提高了螺虫乙酯和联苯菊酯对石斛菲盾蚧若虫的室内毒力,结果显示快速渗透剂T对螺虫乙酯、植物油类助剂HZS对联苯菊酯的增效作用更强;田间防效试验进一步验证添加快速渗透剂T对22.4%螺虫乙酯悬浮剂、添加植物油类助剂HZS对100 g/L联苯菊酯乳油防治石斛菲盾蚧均有较好的增效作用,本研究结果与文献报道的添加喷雾助剂后通过改变药液性质来达到防效增加的结果具有一致性。
螺虫乙酯防治蚧壳虫是一种主要以胃毒作用的内吸性杀虫剂,药剂需先被植物吸收后蚧壳虫通过刺吸取食而起到杀虫活性。添加快速渗透剂T提高螺虫乙酯对石斛菲盾蚧的室内毒力最佳,可能与其增加螺虫乙酯在金钗石斛叶片的渗透力和渗透量有关。添加植物油类助剂HZS后螺虫乙酯室内毒力高于有机硅DA101,可能与添加植物油类助剂HZS后药液在金钗石斛叶片持留量有关,植物油有助于溶解石斛叶表面蜡质层增加药剂的渗透吸收从而具有较好的室内活性。有机硅DA101降低螺虫乙酯药液表面张力和接触角的性能显著优于相同添加浓度下植物油类助剂HZS,但是最大持留量却低于植物油类助剂HZS,这可能与石斛叶片蜡质层的疏水性强而植物油类助剂HZS与石斛的叶片有较好的亲和性有关[18]。联苯菊酯防治蚧壳虫是一种主要以触杀作用的杀虫剂,添加植物油类助剂HZS对联苯菊酯增效作用最强,可能与其中甲酯化植物油成分对蚧壳虫蜡质层的溶解作用有关,蜡质层溶解后更有利于触杀性药剂的发挥。添加快速渗透剂T后联苯菊酯室内毒力高于有机硅DA101,可能与快速渗透剂T促进有效成分渗透到靶体内部有关。本研究表明不同的喷雾助剂增效作用与农药作用方式和害虫靶标的自身特性有关,具体增效机理有待进一步研究。