5种杀虫剂对苹果绵蚜的田间防效和安全性综合评价

2017-10-09 00:52李金章张彦山豆丽萍付镇芳
植物保护 2017年5期
关键词:毒死吡虫啉阿维菌素

李金章, 张彦山, 马 杰*, 豆丽萍, 何 博, 付镇芳

(1. 甘肃省庆阳市农业技术推广中心, 庆阳 745000; 2. 甘肃省庆阳市农业科学研究院, 庆阳 745000)

5种杀虫剂对苹果绵蚜的田间防效和安全性综合评价

李金章1, 张彦山2, 马 杰2*, 豆丽萍2, 何 博2, 付镇芳2

(1. 甘肃省庆阳市农业技术推广中心, 庆阳 745000; 2. 甘肃省庆阳市农业科学研究院, 庆阳 745000)

本文应用主成分分析法,通过防治效果、速效性、持久性、预测死亡率、检出率、急性膳食摄入风险和慢性膳食摄入风险7个指标,从田间防效和安全性两方面对5种杀虫剂的田间应用效果进行了分析和综合评价。结果表明:7个田间防效和安全性综合评价指标可转化为安全性因子、防效因子和速效性因子3个主成分。综合评价值从高到低依次为:2%阿维菌素乳油>20%吡虫啉乳油>10%氯氰菊酯乳油>40%毒死蜱乳油>5%啶虫脒可湿性粉剂;2%阿维菌素乳油安全性高、防效好,是防控苹果绵蚜的理想药剂。

苹果绵蚜; 杀虫剂; 残留; 综合评价; 田间防效

苹果绵蚜Eriosomalanigerum(Hausmann)属半翅目瘿绵蚜科Pemphigidae,是近年传入甘肃省庆阳市的检疫性害虫之一。在苹果绵蚜吸取树液的部位(干、枝及根部)大多形成瘤状体[1-2],阻碍果树养分正常输导,影响树体和果实的生长发育,极易造成树势衰退和果实品质降低。

根据笔者近几年的调查,苹果绵蚜在庆阳市一年有两次明显的发生高峰,分别为6月上旬至7月上旬、9月下旬至10月下旬。此结果与文献[1-2]报道基本一致,但因各地气候类型、寄主物候期等不同,苹果绵蚜在周年发生为害高峰期出现时段上略有差异。

目前,该虫防治以化学防治为主,化学药剂一方面会引起害虫产生抗药性;另一方面会产生农药残留,不利于果品质量的提高和产业竞争力的提升。苹果的农药残留[3-5]问题已成为影响苹果贸易的主要因素,以往对苹果绵蚜防控药品的筛选仅从防治效果[6-7]考虑,忽略了对药剂安全性的评价。本研究选取了生产中普遍应用的5种高效、低毒杀虫剂进行了防效和安全性综合评价,以期筛选出适合陇东旱塬区应用的安全、高效药剂。

1 材料与方法

1.1 供试药剂

5%啶虫脒可湿性粉剂,河北威远生物化工股份有限公司;40%毒死蜱乳油,江苏宝灵化工股份有限公司;10%氯氰菊酯乳油,江苏宝灵化工股份有限公司;20%吡虫啉乳油,江苏克胜集团股份有限公司;2%阿维菌素乳油,深圳诺普信化工股份有限公司。

1.2 试验地概况

试验在甘肃省庆阳市合水县西华池镇孙家寨沟村宋堡子小村刘某果园内进行,果园面积3 300 m2,苹果树275株,平均树高3.3 m、冠幅6.3 m,树龄15年,株行距4 m×5 m,药前平均虫口密度为153.4块/株。果园土壤肥力中等,栽植品种为‘长富2号’,栽培管理水平中等,果树长势良好。

1.3 试验设计

根据药品推荐的剂量,试验设5%啶虫脒可湿性粉剂3 000倍液,40%毒死蜱乳油1 500倍液,10%氯氰菊酯乳油2 000倍液,20%吡虫啉乳油3 500倍液,2%阿维菌素乳油2 000倍液和清水对照共6个处理,各处理设3个重复,每3株树为1个小区,共18个小区,随机区组排列。于2016年6月7日使用“圣鲁牌”WFB-18AC型汽油高压自动喷雾器施药。喷雾器工作压力为2.0~3.5 MPa。施药时,使树冠内主干、主枝、枝条、叶片和根部萌蘖全部均匀着药至淋洗状态。各处理每次平均用药量约5 L/株。

1.4 防效调查时间和方法

施药前调查绵蚜群落基数,施药后第3、7和15天各调查1次残留绵蚜群落数。每个小区仅调查中间的1株树,按东、南、西、北4个方位,分别选择1个侧枝进行调查统计。群落统计按直径1.5 cm的蚜块计为1个群落,直径>1.5 cm的蚜块按直径1.5 cm分割计算。分别按照下面的公式计算群落减退率[8-11]、成虫死亡率[12]、防治效果[8-11]。

群落减退率(%)=(施药前群落数-施药后群落数)/施药前群落数×100;

成虫死亡率(%)=成虫死亡数/处理群落数×100;

防治效果(%)=(处理区群落减退率-对照区群落减退率)/(1-对照区群落减退率)×100。

1.5 果实农药残留试验

15个试验小区(除对照外)施药后,对果实及时套袋并做标记处理。试验期间各小区均未使用其他药剂。按照下面的公式计算慢性膳食摄入风险(%ADI)和急性膳食摄入风险(%ARfD)[3-4]:

式中,STMR为规范试验残留中值,取平均残留值[3],单位 mg/kg;0.072为居民日均苹果消费量,单位kg;ADI为每日允许摄入量[3],单位mg/kg;bw为体重,单位kg,按60 kg计[3]。ESTI为估计短期摄入量,单位kg;U为单果重量,单位kg;HR为最高残留量,单位mg/kg;ν为变异因子;LP为大份餐,单位 kg;ARfD为急性参考剂量,单位mg/kg。

1.6 数据处理

采用SPSS 16.00软件进行统计分析,多重比较采用Duncan氏新复极差法。对药后7 d、15 d的防效数据分别应用平方和反正弦平方根进行转换。

2 结果与分析

2.1 不同处理田间防效的分析与评价

田间防治效果如表1所示,药后第3天(F=21.593,P<0.01)、第7天(F=23.209,P<0.01)与第15天(F=29.004,P<0.01)不同药剂处理差异均达到极显著水平(P<0.01)。40%毒死蜱EC防效最优,药后3、7、15 d的防效依次为100%、98.76%和96.54%;10%氯氰菊酯EC药后15 d的防效在80%以上。5%啶虫脒WP防效最差,药后3 d防效为81.59%,药后15 d下降为64.87%。

2.2 不同药剂速效性的分析与评价

苹果绵蚜对不同药剂的敏感性不同,导致不同药剂速效性存在差异。40%毒死蜱EC、10%氯氰菊酯EC、20%吡虫啉EC分别于第3天达到最大防效(表1),表明这3种农药的速效性较好;2%阿维菌素EC在药后第7天达到最大防效,速效性相对较差。

2.3 各处理药效的持久性分析与评价

变异系数的大小反映了指标集合中各指标值的变异程度,田间防效的变异系数反映了田间防效在一定时间段内的变化程度,变化程度小的药剂其持久性就好,反之,则较差。田间防效的方差分析(表1)表明,施用5%啶虫脒WP第3天与第7天、15天的防效值差异达到极显著水平(F=18.490,P=0.003<0.01),这表明啶虫脒药效的持续时间相对较短,持久性差;各药剂的持久性(表2)排序为:40%毒死蜱EC>2%阿维菌素EC>10%氯氰菊酯EC>20%吡虫啉EC>5%啶虫脒WP;方差与防效变异系数的分析结果一致,啶虫脒持久性最差。

表1各药剂处理的田间防效1)

Table1Fieldcontroleffectofdifferentpesticides

药剂Insecticide稀释倍数Dilutionrate防效/% Controleffect药后第3天 3DAP药后第7天 7DAP药后第15天 15DAP5%啶虫脒WPacetamiprid5%WP3000(81.59±1.36)bcA(69.77±5.09)dB(64.87±2.87)cB40%毒死蜱ECchlorpyrifos40%EC1500(100.00±0.00)aA(98.76±2.16)aA(96.54±3.27)aA10%氯氰菊酯ECcypermethrin10%EC2000(86.93±3.82)bA(83.37±3.06)bA(80.75±2.09)bA20%吡虫啉ECimidacloprid20%EC3500(81.39±5.19)bcA(73.32±5.47)cdA(70.11±5.88)cA2%阿维菌素ECabamectin2%EC2000(79.67±3.61)cA(79.80±3.49)cbA(77.29±4.24)bA空白对照(清水)Water(CK)----

1) 表中数据为3次重复的平均值±标准差,采用Duncan’s新复极差法进行差异性分析。同列数据后含有相同小写字母表示不同药剂防效无显著差异(P>0.05)。同行数值后含有相同大写字母表示同一药剂不同时间防效无显著差异(P>0.05)。 DAP表示施药后第几天。下同。 The data in the table are the mean value of the 3 repetitions±SD, and the difference is analyzed by Duncan’s new multiple range method. The values followed the same lowercase letters in the same column indicate insignificant difference (P>0.05) among efficacies of different pesticides. The values followed same capital letters in the same line indicate insignificant difference (P>0.05) among efficacies of the same pesticide at different time. DAP=days after application. The same below.

表2同一药剂不同时期田间防效的变异系数

Table2Variationcoefficientoffieldcontrolefficacyofthesamepesticideatdifferenttime

药剂Insecticide稀释倍数Dilutionrate田间防效的变异系数Variationcoefficientoffieldcontrolefficacy5%啶虫脒WPacetamiprid5%WP300011.13a40%毒死蜱ECchlorpyrifos40%EC15002.52b10%氯氰菊酯ECcypermethrin10%EC20004.52b20%吡虫啉ECimidacloprid20%EC35009.27b2%阿维菌素ECabamectin2%EC20004.45b空白对照(清水)Water(CK)—-

2.4 不同处理对苹果绵蚜的田间防效模型的建立

防效计算是以对照区的虫口数量为基础的,对照区数据的准确性影响着处理区防效的准确性。本文从对照区的虫口数量出发,建立苹果绵蚜种群数量预测模型,利用处理区虫口数量预测某时期种群规模,参考成虫死亡率公式计算预测死亡率。用预测死亡率来反映不同药剂的防治效果,显得准确、客观,更有说服力。以时间(天)为X1变量,苹果绵蚜施药前群落数为X2变量,苹果绵蚜数量为Y变量,应用SPSS的回归分析方法构建苹果绵蚜种群数量预测模型为Y=-1.04+1.30X1+1.167X2。相关系数为0.943,F=36.306,P=0.00,表明模型的拟合效果较好。

2.5 不同处理防虫效果的分析与评价

依据表3的预测模型,得到不同药剂的预测死亡率,方差分析表明(表4),药后第3天(F=16.16,P<0.01)、第7天(F=27.287,P<0.01)、第15天的预测死亡率存在极显著差异,40%毒死蜱EC的预测防虫效果最高,5%啶虫脒WP最低。上述结果与防治效果的排序一致,但在防效程度的表达上存在差异,结合表1与表4对应差值最大达到11.94。

表3不同处理苹果绵蚜的预测死亡率

Table3Predictionofmortalityofappleaphidstreatedbydifferentpesticidesinthefield

药剂Insecticide预测死亡率/% Predictionmortality药后第3天3DAP药后第7天7DAP药后第15天15DAP平均预测死亡率/%Average5%啶虫脒WPacetamiprid5%WP81.39bc67.95d68.78d72.7140%毒死蜱ECchlorpyrifos40%EC100a98.69a97.18a98.6210%氯氰菊酯ECcypermethrin10%EC87.11b83.51b84.60b85.0720%吡虫啉ECimidacloprid20%EC81.76bc74.11cd77.08c77.652%阿维菌素ECabamectin2%EC80.17c80.26bc82.30bc80.91

2.6 不同药剂安全性的分析与评价

根据相关研究数据[3,5],LP=0.693 1 kg,U=0.255 kg,v=3,用1.5节公式计算各农药的慢性膳食摄入风险(%ADI)和急性膳食摄入风险(%ARfD)。%ADI(%ARfD)越小风险越小,当%ADI(%ARfD)≤100%时,表示风险可以接受;反之,%ADI(%ARfD)>100%时,表示有不可接受的风险。

表4农药残留的慢性风险评估和急性风险评估1)

Table4Acuteandchronicriskassessmentofpesticideresiduesinapples

药剂Insecticide检出率/%Detectablerate平均残留量/mg·kg-1Averageresidue最高残留/mg·kg-1Highestresidue残留水平/mg·kg-1Residuelevel急性参考摄入量/mg·kg-1ARfD急性风险%ARfD每日允许摄入量/mg·kg-1ADI慢性风险%ADI5%啶虫脒WPAcetamiprid5%WP1000.00750.01020.0035~0.01020.100.20450.070.012940%毒死蜱ECChlorpyrifos40%EC1000.00440.01100.0010~0.01100.100.22050.010.052810%氯氰菊酯ECCypermethrin10%EC33.330.00080.00240~0.00240.040.12030.020.004820%吡虫啉ECImidacloprid20%EC33.330.00220.00650~0.00650.400.03250.060.00432%阿维菌素ECAbamectin2%EC00000.0500.0020

1) 表中急性参考摄入量数据源于数据库[13];每日允许摄入量数据源于数据库[14]。 The acute reference intake data in table 4 were derived from the database [13]; the daily intake data were obtained from the database [14].

依据本试验的检测结果,5种药剂中检出率最高的为毒死蜱和啶虫脒,检出率达100%,氯氰菊酯和吡虫啉为33.33%,最低为阿维菌素,检出率为0(未检测出),各处理农药残留值均未超标。由%ADI和%ARfD的计算公式得到慢性风险及急性风险值(表4)。各药剂慢、急性膳食摄入风险均≤100%,都在安全范围内。急性风险排序为:40%毒死蜱EC(0.220 5)>5%啶虫脒WP(0.204 5)>10%氯氰菊酯EC(0.120 3)>20%吡虫啉EC(0.032 5)>2%阿维菌素EC(0);慢性风险排序为:40%毒死蜱EC(0.052 8)>5%啶虫脒WP(0.012 9)>10%氯氰菊酯EC(0.004 8)>20%吡虫啉EC(0.004 3)>2%阿维菌素EC(未检出)。检出率为3次检测中有农药残留的结果所占的比重。结合检出率分析,安全性最高的为2%阿维菌素EC,其次为20%吡虫啉EC和10%氯氰菊酯EC,最低的为5%啶虫脒WP和40%毒死蜱EC。

2.7 苹果绵蚜田间防效和安全性的综合评价

为了实现各评价指标值在度量尺度上的统一,采用隶属函数法[15-16]将7个评价指标值进行转化。若评价指标值越大,综合评价就越优,则采用隶属函数公式[15-16]进行转化;反之,则采用反隶属函数公式[19-20]进行转化。综合评价值[15-16]:主成分分析法确定了权重之后,第j个指标新的隶属函数值等于原来的隶属函数值乘以权重,再把每个指标的隶属函数值相加,得到综合评价值,通过综合评价值的大小评价田间防效和安全性的优劣。

各指标经过标准化处理后,以每个主成分所占的比例作为权重,计算各药剂的综合得分。主成分的特征值大小和贡献率是选择主成分的依据,将5种药剂的7个田间防效和安全性评价指标转化为3个主成分,各主成分的特征值和贡献率如表5所示,前3个主成分贡献率分别为56.69%、37.05%、6.24%,它们的累计贡献率大于98.35%。因此,选取的前3个主成分代表了大量的信息,可作为田间防效和安全性评价的主要评价因子。第一个主成分中,慢性风险、急性风险和检出率所占的比重较大,反映了膳食安全性,为安全性评价因子;第二个主成分中,持久性、预测死亡率和防治效果所占的比重较大,为防效因子;第三个主成分中,速效性所占的比重较大,为速效性评价因子。

根据主成分得分及综合评价值(表6),5种药剂得分综合排序为:2%阿维菌素EC>20%吡虫啉EC>10%氯氰菊酯EC>40%毒死蜱EC>5%啶虫脒WP;安全性因子(F1)得分最高的为2%阿维菌素EC,其次为20%吡虫啉EC,最低的为40%毒死蜱EC;防控因子(F2)得分最高的为2%阿维菌素EC,最低的为5%啶虫脒WP。40%毒死蜱EC居第二位。其防治效果和持久性表现突出,但检出率高(100%)、急性膳食摄入风险高(0.220 5%),从安全性方面考虑不利于苹果产业竞争力的提升,2%阿维菌素EC的安全性高、防效较好(78.91%),是防治苹果绵蚜的理想药剂。

表5田间防效和安全性评价相关指标的主成分分析1)

Table5Principalcomponentanalysisofcontrolefficacyrelatedindicators

主成分Principalcomponent系数Coefficient防治效果Controlefficacy速效性Availability持久性Persistence预测死亡率Anti⁃insectrate检出率Detectionrate急性风险%ARfD慢性风险%ADI特征值Eigenvalues累计贡献率/%CumulativecontributionZ1-0.852-0.52-0.266-0.8140.7560.8190.9653.90355.76Z20.518-0.650.9580.5690.6130.493-0.0472.55192.21Z30.07010.5540.04880.1160.2260.1630.1570.43098.35

1) 因子提取方法:主成分分析法。 Extraction method: Principal component analysis.

表6田间防效和安全性综合评价值

Table6Comprehensiveevaluationvalueoffieldcontrolefficacyandsafety

药剂InsecticideF1F2F3评价值Evaluationvalue排序Order5%啶虫脒WPacetamiprid5%WP0.184261-2.42414-0.57581-0.82981540%毒死蜱ECchlorpyrifos40%EC-3.274720.727308-0.14677-1.59631410%氯氰菊酯ECcypermethrin10%EC0.0380760.3313560.7198920.189346320%吡虫啉ECimidacloprid20%EC1.214516-0.491250.6527480.54732222%阿维菌素ECabamectin2%EC1.8378671.856727-0.650061.6894511

3 结论与讨论

本文针对陇东地区绵蚜发生规律,选择5种药剂,设置6个处理,18个试验小区,进行苹果绵蚜田间防治试验和农药残留风险评估研究;通过防治效果、速效性、持久性、预测死亡率、检出率、急性膳食摄入风险和慢性膳食摄入风险7个指标,从田间防效和安全性两方面对5种杀虫剂的田间防治效果和安全性进行了分析和综合评价。结果表明:综合评价值从高到低依次为:2%阿维菌素乳油>10%氯氰菊酯乳油>20%吡虫啉乳油>40%毒死蜱乳油>5%啶虫脒可湿性粉剂;2%阿维菌素乳油安全性高、防控效果好,是防治苹果绵蚜的理想药剂。

若仅从防治效果考虑,40%毒死蜱EC的田间防治效果和持久性表现突出,第3、7、15天的防治效果均优于其他药剂,是控制绵蚜的理想药剂;但从安全性方面考虑,40%毒死蜱乳油的检出率、急性膳食摄入风险和慢性膳食摄入风险均表现较差,不仅有食品安全风险,还会杀伤天敌,对环境造成污染,不利于苹果产业竞争力的提升,特别是国家农业部[17]自2016年12月31日起已禁止毒死蜱在蔬菜上使用。阿维菌素、苦参碱、印楝素等生物源农药,果实农药残留量小或者无残留,对环境污染小,它们将会成为我国防治苹果病、虫的首选药剂。

本研究中,毒死蜱、啶虫脒等的检出率明显高于其他地区[3-5,18-19],是由于本试验是在不套袋条件下进行的。套袋是苹果安全生产的有效措施之一[3,20],套袋果实不直接接触农药,能显著降低果实中的农药残留[21-22]。无袋化栽培是中国苹果产业的发展方向,随着易着色品种与行间生草技术的推广应用,构建苹果园绿色防控技术体系将显得很有必要。

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(责任编辑: 杨明丽)

Comprehensiveevaluationofthecontroleffectonappleaphidandsafetyof5insecticides

Li Jinzhang1, Zhang Yanshan2, Ma Jie2, Dou Liping2, He Bo2, Fu Zhenfang2

(1.AgriculturalTechnologyExtensionCenterofQingyang,Gansu745000,China;2.QingyangAcademyofAgriculturalSciences,Gansu745000,China)

In this paper, the field effect and safety of five kinds of insecticides were analyzed and evaluated comprehensively through the control effect, rapid availability, persistence, mortality (prediction), detection rate, acute risk and chronic risk by using membership function and factor analysis. The results showed that the seven comprehensive evaluation indexes of field control efficacy and safety could be transformed into three main components of safety factor, control factor and rapid availability factor. The comprehensive evaluation values were as follows: 2% abamectin EC> 20% imidacloprid EC > 10% cypermethrin EC > 40% chlorpyrifos EC > 5% acetamiprid WP.2% abamectin EC is the best pesticide for controlling apple aphid because of its high safety and good control effect.

apple aphid; pesticide; residue level; comprehensive evaluation; field effect

S 482.2

: BDOI: 10.3969/j.issn.0529-1542.2017.05.034

2017-01-16

: 2017-04-27

庆阳市科技重大专项(ZX2014-01-3)

* 通信作者 E-mail:260274768@qq.com

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