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摘要黄帚橐吾和铁棒锤是优质的生物农药资源植物，为了开拓其开发应用前景，本研究通过质量稳定性、室内杀虫活性和小区防效试验，研究了黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱复合长效杀虫剂的特性和防效。室内杀虫活性和稳定性试验结果表明，此新型植物源复合长效杀虫剂贮存稳定性强，极端环境对其外观和防效的影响小;杀虫效果好，浓度大于0.1%时，1龄棉铃虫幼虫的校正虫口减退率均在85%以上;起效快，用药3 d后校正虫口减退率可达到80%以上;持效期长，用药30 d后，校正虫口减退率仍可达60%左右。小区防效试验结果表明，其对蚜虫、棉铃虫低龄幼虫和马铃薯地下害虫的防治效果分别大于78.05%、75.50%、84.27%，均比其单成分制剂的防治效果高15%以上，且差异显著（P<0.05），与相应常用化学农药的防治效果相当。但其持效期长，用药25 d后，对靶标害虫的防治效果仍在80%左右，与对照化学农药和其单成分制剂之间存在显著性差异（P<0.05）。本研究结果为资源植物黄帚橐吾和铁棒锤开发提供了依据，为黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱复合长效杀虫剂的产业化开发应用奠定了理论和技术基础。
关键词黄帚橐吾;铁棒锤;长效杀虫剂;防治效果
中图分类号：S 482.1
文献标识码：B
DOI：10.16688/j.zwbh.2018049
自然界具有杀虫活性的植物资源十分丰富，据不完全统计，全世界已报道过2 400多种具有杀虫活性的植物，不同植物所含的活性化合物种类和总量不同，所以对不同作物害虫的作用强度和作用方式也不同，表现出特异性和多样性[12]。植物源杀虫剂与传统杀虫剂相比具有广谱、高效、低毒、易降解、无残留且不易产生抗药性等优势，是当前新型农药创制的热点之一[3]。为开发植物源新药剂，近年来本课题组对黄帚橐吾和铁棒锤的杀虫作用进行了研究。
黄帚橐吾Ligularia virgaurea为多年生草本，广泛分布于青藏高原东部海拔2 600～4 700 m 的高寒草场中，由于其富含挥发性有毒化合物，牲畜拒食，加之其对牧草的化感效应和过度放牧， 其种群不断扩大形成优势群落，成为甘肃高寒草场的主要毒杂草之一[4]。目前对黄帚橐吾的研究主要集中在其生长繁殖规律及如何抑制其蔓延生长，保护草场方面[56]，以及其在医药、农药领域的一些应用研究。胡冠芳等[7]研究发现黄帚橐吾甲醇提取物对菜粉蝶4龄幼虫有很强的拒食和触杀作用，其中挥发性化合物起到了相当大的作用。刘锦霞等[8]研究发现黄帚橐吾有机溶剂提取物对鳞翅目和半翅目害虫具有很强的拒食、忌避和熏蒸活性。用药后最初3 d害虫主要表现为忌避、拒食，死亡率相对较低。黄帚橐吾植株中所含的强毒性杀虫成分主要由萜类化合物、芳香族化合物、有机酸和烷烃类化合物组成，挥发性成分占40%以上[910]。普通粒剂、粉剂和水剂等简单制剂其有效活性成分挥发损失较快，导致杀虫活性下降，防效降低，货架期变短。另外，黄帚橐吾植株中所含的强毒性杀虫成分对人畜的安全性也存在一定风险，林永明[11]和张生民等[12]研究发现大剂量黄帚橐吾对牛羊、家兔有神经、血液和肝肾毒性，甚至可能导致其死亡。这些缺陷限制了其进一步开发应用。
铁棒锤Aconitum pendulum Busch属于毛茛科Ranunculaceae乌头属Aconitum，其根、茎含有丰富的12表欧乌头碱、3脱氧乌头碱、乌头碱、3脱氧乌头碱8亚油酸酯和乌头碱8亚油酸酯等活性生物碱[13]。郭生虎等[14]研究发现伏毛铁棒锤生物总碱对3龄黏虫具有较好的胃毒作用，LC50为1.939 mg/mL （72 h），对枸杞蚜虫具有较强的触杀活性，LC50为1406 mg/mL （48 h）。刘锦霞等[15]通过毒力测定和防效试验证明铁棒锤生物碱对菜青虫有较好的胃毒和触杀作用，有效剂量为2 mg/mL时，施药后72 h，校正防治效果可达80%～90%。尤江等[16]研究发现野生与人工种植伏毛铁棒锤乙醇提取物对小菜蛾和枸杞蚜虫都具有较好的杀虫活性，且其活性成分主要集中在其生物碱部位。本课题组多年研究证明铁棒锤生物碱对菜青虫、小菜蛾、蚜虫等鳞翅目、半翅目害虫有较强的触杀、胃毒和杀卵活性，但其持效期相对较短，施药15 d后防效下降50%以上。張宏利等[17]研究证明铁棒锤生物总碱对小白鼠有累积致毒现象，本课题组通过小鼠急性毒性试验证实其属于中等毒性农药，高浓度时对人畜有致死危险。这些结论限制了其在现代生物农药领域的进一步发展，目前尚未见利用其单独开发的杀虫剂。
本课题组依据黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱的理化特性、杀虫作用机制和毒性，取长补短，将二者进行优化复配研发出新型黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱复合长效杀虫剂（专利ZL201510149132.5）。为了其进一步开发应用，通过室内杀虫活性、质量稳定性试验和小区防效试验，研究了这一新型植物源复合长效杀虫剂的特性和防效。为新型黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱复合长效杀虫剂的产业化发展奠定理论基础，提供技术支撑。
1材料与方法
1.1材料
供试药剂：黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱复合长效杀虫剂（新型植物源复合长效杀虫剂），该杀虫剂是以黄帚橐吾挥发物和铁棒锤生物总碱（5.5∶1）为主要有效成分，缓释和控释剂型结合的一种复合长效颗粒剂，粒径0.5～2 mm，有效成分含量6428%，由甘肃省科学院生物研究所农业生物技术研究室提供;54.39%黄帚橐吾提取物长效颗粒剂、9.89%铁棒锤生物总碱颗粒剂，由甘肃省科学院生物研究所农业生物技术研究室提供;5%毒死蜱颗粒剂，河北好田化工有限公司生产;2.5%联苯菊酯乳油，山东惠民中农作物保护有限责任公司生产;50%抗蚜威可湿性粉剂，山东邹平农药有限公司生产。
试虫：棉铃虫Helicoverpa armigera Hübner幼虫在本实验室人工饲养多代。饲养条件： 温度（25±1）℃，相对湿度（80±5）%，L∥D=12 h∥12 h，光强： 2 000～3 000 lx。取孵化24 h后的1龄棉铃虫幼虫供试。 供试植株：挑选籽粒饱满的黄瓜种子，用0.1%升汞溶液浸泡10 s后再用无菌水冲洗5次，放在垫有无菌保湿滤纸的培养皿中25～28℃催芽，待绝大部分种子萌芽后播种于育苗盘中，在温度19～26℃、湿度70%～75%，光周期L∥D=10 h∥14 h的条件下进行培养，待黄瓜苗长出两片真叶用作试虫饲料，长出4～6片真叶后进行相关毒力测定试验。
1.2试验方法
1.2.1新型植物源复合长效杀虫剂室内杀虫活性测定
将新型植物源复合长效杀虫剂稀释为0.1%、0.2%、1%、10%、20%水溶液作为待测样品。在具有5片真叶的黄瓜苗上进行试验，每株植株上接种1头预先饥饿24 h的1龄棉铃虫幼虫，每处理20头试虫，3次重复。接虫2 h后，用小型手持式喷雾器均匀喷雾待测样品，每处理150 mL，使植株、栽培基质表面和虫体均匀受药，以喷施无菌水为对照。随后将植株置于温度（25±1）℃，相对湿度（80±5）%，L∥D=9 h∥15 h，光强3 000 lx的相对封闭环境条件下培养，保证植株正常生长。在施药后第1、3、5、7、9、16、19、26和30天，记录活虫数、中毒症状、活动状态、取食等情况。计算虫口减退率、校正虫口减退率。
虫口减退率=（处理前虫口数量-处理后虫口数量）/处理前虫口数量×100%;
校正虫口减退率=（处理区虫口减退率-对照区虫口减退率）/对照区虫口减退率×100%。
1.2.2新型植物源复合长效杀虫剂存储稳定性测定1.2.2.1热储稳定性
取适量新型植物源复合长效杀虫剂放入干净的广口瓶内，封口，置于（54±2）℃恒温箱中存储14 d。取出后称重并观察其稳定性（颜色、外观等）。取一定量经热储处理的新型植物源复合长效杀虫剂稀释10倍，于24 h内按1.2.1方法测定其对饥饿24 h的棉铃虫1龄幼虫药后第10天的杀虫活性。记录活虫数、中毒症状、活动状态、取食等情况。以未经热储处理的药剂为对照，重复5次，计算虫口减退率、校正虫口减退率。
1.2.2.2冷储稳定性
将适量新型植物源复合长效杀虫剂放入干净的耐低温瓶内，密封瓶口，称重，然后置于（-15±1）℃的低温冰箱中存放24 h，取出后放在室温下融化8 h，如此反复3次，取出后称重并观察其稳定性（颜色、外观等）。取一定量经冷储处理的新型植物源复合长效杀虫剂稀释10倍于24 h内按1.2.1方法测定其对饥饿24 h的棉铃虫1龄幼虫药后第10天的杀虫活性。记录活虫数、中毒症状、活动状态、取食等情况。以未经处理的样品为对照，重复5次，计算虫口减退率、校正虫口减退率。
1.2.3新型植物源复合长效杀虫剂对目标害虫的小区防效试验
1.2.3.1对蚜虫的防效试验
供试作物为开花期的西葫芦Cucurbita pepo L.植株，处于蚜虫（主要是桃蚜Myzus persicae，混合有少量棉蚜Aphis gossypii，以幼虫为主，混有5%左右成虫）为害初期，每株约有蚜虫100～120头。
试验设3个试验药剂（64.28%新型植物源复合长效杀虫颗粒剂、54.39%黄帚橐吾提取物长效颗粒剂、9.89%铁棒锤生物碱颗粒剂），1个阳性对照（50%抗蚜威可湿性粉剂），均稀释成500倍液备用;1个空白对照（清水），共5个处理。每处理小区供试植株为20株，3次重复，各小区之间设一保护行。各处理按随机区组排列。每小区以5点取样法选定5点，每点2株西葫芦，每株新、老叶各标记5片（其上虫数不少于20头），挂牌，记录基础虫数。
采用叶面喷雾法施药，叶片两面用药均匀，以滴水为度（每小区用药液3 000 mL）。于施药后1、3、5、7、15、25 d调查各标记植株上的活虫数量，同时观察受试植株是否生长正常。根据调查数据计算防治效果。
防治效果=[1-（CK0×PT1/CK1×PT0）]×100%;
式中CK0为空白对照组药前活虫数，CK1为空白对照组药后活虫数，PT1为处理组药后活虫数，PT0为处理组药前活虫数。
1.2.3.2对棉铃虫的防效试验
在番茄挂果初期，每株接入孵化24 h后的1齡棉铃虫幼虫5头，分别接种在植株的果实、顶层嫩叶、中层叶片、下层老叶和花蕾上，每天观察，待80%以上植株出现棉铃虫钻驻为害时开始试验。
试验设3个试验药剂（64.28%新型植物源复合长效杀虫颗粒剂、54.39%黄帚橐吾提取物长效颗粒剂、9.89%铁棒锤生物碱颗粒剂），1个阳性对照（25%联苯菊酯乳油），均稀释成500倍液备用，1个空白对照（清水），共5个处理，每个处理3 次重复，共15个试验小区。每小区供试番茄30株，小区之间设两行保护行，处理小区按随机区组排列。每小区以5点取样法选定5点，每点定3株番茄（每株上幼虫总数为5头），挂牌标记，记录基础虫数。
采用叶面喷雾法施药，全株均匀用药，每小区药液量4 000 mL。分别于施药后1、3、5、7、15、25 d调查标记植株上的活虫数，同时观察植株是否生长正常。根据调查数据计算防治效果。
防治效果=[1-（CK0×PT1/CK1×PT0）]×100%;
公式中CK0为空白对照组药前活虫数，CK1为空白对照组药后活虫数，PT1为处理组药后活虫数，PT0为处理组药前活虫数。
1.2.3.3对马铃薯地下害虫的防效试验
试验地地力均匀，播种前以农家肥（牛粪45～60 t/hm2）做底肥，然后一次性施足氮磷钾肥为基肥，采用当地常用的双垄栽培，以密度2 800株/667 m2点种。
试验设3个试验药剂（64.28%新型植物源复合长效杀虫颗粒剂、54.39%黄帚橐吾提取物长效颗粒剂、9.89%铁棒锤生物碱颗粒剂），1个阳性对照（5%毒死蜱颗粒剂），1个空白对照，共5个处理，每处理3次重复，处理小区按随机区组排列，每小区面积30 m2，小区之间设两行保护行。 将各处理药剂及对照按90 g/30 m2的处理剂量称好，与2 kg小区土拌匀，于播种前均匀撒施于相应小区内开好的沟中，记录各处理小区实际点种数。其余管理正常。
生长期观察各处理对马铃薯的安全性，待各处理的出苗率大于80%时，记录其实际出苗数，收获时调查记录各处理小区产量和害虫数（每小区取3个1.0 m×5.0 m的调查样点，记录所有活虫数），计算出苗率、防治效果和增产率。
防治效果=[（对照区虫口密度一施药区虫口密度）/对照区虫口密度]×100%;
增产率=（施药区产量一对照区产量）/对照区产量×100%;
出苗率=（点种苗数一实际出苗数）/点种苗数×100%。
1.3数据分析处理
采用SPSS 19.0软件对试验数据进行整理分析，用Duncan’s新复极差法进行数据的差异显著性分析。
2结果与分析
2.1新型植物源复合长效杀虫剂对棉铃虫的杀虫活性
从表1可知，新型植物源复合长效杀虫剂对1龄棉铃虫幼虫的杀虫活性较好，药后第9天各处理的防效均达到最高值，其校正虫口减退率均在85%以上，且浓度越大活性越强，浓度≥0.2%时校正虫口减退率均在90%以上。该药剂起效快，用药后第3天，除0.1%的浓度处理外，其他处理的校正虫口减退率均达到80%以上;药剂持效时间长，药后30 d，浓度大于1%时，各处理的校正虫口减退率为60%以上，可有效控制害虫的快速扩散。
2.2新型植物源复合长效杀虫剂的存储稳定性
通过热储或冷储处理的新型植物源复合长效杀虫剂样品外观无明显形变和色变，颗粒均匀、松散、无黏结，与未处理样品无差别。热储处理或冷储处理的样品室内杀虫活性与对照相比没有显著差异，由此可见，冷储最稳定，高温贮存其外观无变化，杀虫活性有些微下降，但仍保持90%以上的校正虫口减退率，与对照无显著差异。证明新型植物源复合长效杀虫剂存储稳定性较强，极端存贮环境对其颗粒和杀虫毒力无明显影响。
2.3新型植物源复合长效杀虫剂的田间应用
2.3.1对蚜虫的防治效果
从表3可知，新型植物源复合长效杀虫剂对蚜虫（桃蚜、棉蚜）表现出较强的防控能力，与两个单成分制剂相比，药效发挥快，施药后第3天其防治效果达到85.37%，且整个调查期间的防效均显著高于单组分制剂。药后1～5 d其防治效果与阳性对照（50%抗蚜威可湿性粉剂）无显著性差异（P>005），药后7～25 d其防效显著高于阳性对照（P<0.05），其中药后25 d防治效果仍可达82.04%，表现出比对照药剂更长的持效期。
2.3.2对棉铃虫的防治效果
表4结果显示，新型植物源复合长效杀虫剂对棉铃虫低龄幼虫表现出比单成分制剂更强的防控效果，其最大防治效果可达90.52%，与两个单成分制剂处理存在显著差异（P<0.05）。起效也较单成分制剂快，施药后第3天对目标害虫的防治效果达到83.91%，与阳性对照（2.5%联苯菊酯EC）防效相当（P>0.05），但其持效期更长，药25 d后防治效果仍在80%左右，与阳性对照（2.5%联苯菊酯EC）和两个单成分制剂之间存在显著差异（P<0.05）。
2.3.3对马铃薯地下害虫的防治效果
试验区马铃薯地下害虫主要有金针虫、蛴螬和蝼蛄，这些害虫的共同特点是咬食或钻蛀刚播种的种子、幼苗嫩茎和块茎，另外，因它们造成的伤口还可诱发加重多种植株和块茎病害，导致出苗率下降、植株和块茎发病、产量和品质下降。表5显示，新型植物源复合长效杀虫剂对试验区马铃薯地下害虫有较强的防控能力，其防治效果可达84.27%，与阳性对照（5%毒死蜱颗粒）防治效果相当（P>0.05），与两个单组分制剂的防治效果差异显著 （P<0.05）。新型植物源复合长效杀虫剂处理区的出苗率为95.05%，增产率为20.85%，与阳性对照（5%毒死蜱颗粒）无显著差异（P>0.05），而与两个单组分制剂差异显著 （P<0.05）。结果表明新型植物源复合长效杀虫剂能有效防控金针虫、蛴螬和蝼蛄等地下害虫对马铃薯种子、植株和块茎的为害。
3结论与讨论
室内杀虫活性和稳定性试验结果显示：新型植物源复合长效杀虫剂杀虫效果好，药后棉铃虫1龄幼虫的最大校正虫口减退率可达85%以上，且与浓度呈正相关。该药剂起效快，藥后3 d，除0.1%浓度处理外，校正虫口减退率均可达到80%以上;持效期长，用药30 d后，除0.1%和0.2%浓度处理外，校正虫口减退率均可达60%左右。药剂存储稳定性强，经热储和冷储处理后外观无变化，经热储和冷储处理的药剂对棉铃虫1龄幼虫第10天的校正虫口减退率均为91%以上，接近于正常贮存的对照（校正虫口减退率95.37%左右）。证明黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱复合长效杀虫剂是一种具备高活性、速效且稳定性良好的新型植物源杀虫剂。
小区防效试验结果显示，新型植物源复合长效杀虫剂对蚜虫、棉铃虫和马铃薯地下害虫均表现出强的防控能力，对蚜虫和棉铃虫低龄幼虫的最大校正防效可达90%以上，对马铃薯地下害虫的校正防效也在85%左右，分别与50%抗蚜威可湿性粉剂、2.5%联苯菊酯乳油和5%毒死蜱颗粒剂效果相当，比其单成分制剂防治效果好且其起效快，施药后第3天对蚜虫和棉铃虫幼虫的防治效果分别为85.37%、83.91%，与50%抗蚜威可湿性粉剂和2.5%联苯菊酯乳油效果相当。持效期比其单成分制剂显著延长，药后25 d对蚜虫和棉铃虫低龄幼虫的校正防效均在80%以上，均显著高于其单成分制剂和对照化学农药（P<0.05）。研究结果与有关资料报道相似，且更接近植物源农药资源复配制剂开发的预期目标。本研究提供的黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱复合长效杀虫剂除了依据两种主要有效成分的农药活性特征取长补短复配外，还应用速释与缓释相结合的特殊剂型，使得黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱的优势得到了充分发挥，达到了速效、增效、长效、广谱和安全的良好效果。本研究的小区防效试验是以特定靶标害虫的低龄幼虫和虫害初发期为目标进行的，而农药最终的应用环境、靶标害虫种类、形态和发生时期状态是复杂而多变的，还需要进一步扩大防治目标和应用范围的大量田间试验，明确新制剂的有效防治目标和应用技术，为其产业化开发提供更充实的基础和依据。 本研究提供的新型植物源复合长效杀虫剂对马铃薯的田间防效试验结果显示，其除了能够有效控制金针虫、蛴螬和蝼蛄等地下害虫外，还具有保苗增产的作用。马铃薯出苗率可达95.05%，增產率为20.85%，比5%毒死蜱颗粒剂效果稍强，但相比两个单组分制剂有十分显著的保苗增产效果。黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱复合长效杀虫剂通过对目标害虫的速效、长效作用，在用药初期有效控制了金针虫、蛴螬和蝼蛄等对马铃薯种子的为害，使其正常发芽生长，保证了出苗率，并通过缓释有效成分持续控制目标害虫，保证了马铃薯块茎的质量、数量和品质，达到增产的效果。另外，相关文献报道黄帚橐吾提取物对一些植物真菌病害有较好的防治效果[18]，这也可能是黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱复合长效杀虫剂促进马铃薯出苗增产的原因之一，相关机制机理还有待于进一步深入研究。
参考文献
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（责任编辑：杨明丽）
关键词黄帚橐吾;铁棒锤;长效杀虫剂;防治效果
中图分类号：S 482.1
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DOI：10.16688/j.zwbh.2018049
自然界具有杀虫活性的植物资源十分丰富，据不完全统计，全世界已报道过2 400多种具有杀虫活性的植物，不同植物所含的活性化合物种类和总量不同，所以对不同作物害虫的作用强度和作用方式也不同，表现出特异性和多样性[12]。植物源杀虫剂与传统杀虫剂相比具有广谱、高效、低毒、易降解、无残留且不易产生抗药性等优势，是当前新型农药创制的热点之一[3]。为开发植物源新药剂，近年来本课题组对黄帚橐吾和铁棒锤的杀虫作用进行了研究。
黄帚橐吾Ligularia virgaurea为多年生草本，广泛分布于青藏高原东部海拔2 600～4 700 m 的高寒草场中，由于其富含挥发性有毒化合物，牲畜拒食，加之其对牧草的化感效应和过度放牧， 其种群不断扩大形成优势群落，成为甘肃高寒草场的主要毒杂草之一[4]。目前对黄帚橐吾的研究主要集中在其生长繁殖规律及如何抑制其蔓延生长，保护草场方面[56]，以及其在医药、农药领域的一些应用研究。胡冠芳等[7]研究发现黄帚橐吾甲醇提取物对菜粉蝶4龄幼虫有很强的拒食和触杀作用，其中挥发性化合物起到了相当大的作用。刘锦霞等[8]研究发现黄帚橐吾有机溶剂提取物对鳞翅目和半翅目害虫具有很强的拒食、忌避和熏蒸活性。用药后最初3 d害虫主要表现为忌避、拒食，死亡率相对较低。黄帚橐吾植株中所含的强毒性杀虫成分主要由萜类化合物、芳香族化合物、有机酸和烷烃类化合物组成，挥发性成分占40%以上[910]。普通粒剂、粉剂和水剂等简单制剂其有效活性成分挥发损失较快，导致杀虫活性下降，防效降低，货架期变短。另外，黄帚橐吾植株中所含的强毒性杀虫成分对人畜的安全性也存在一定风险，林永明[11]和张生民等[12]研究发现大剂量黄帚橐吾对牛羊、家兔有神经、血液和肝肾毒性，甚至可能导致其死亡。这些缺陷限制了其进一步开发应用。
铁棒锤Aconitum pendulum Busch属于毛茛科Ranunculaceae乌头属Aconitum，其根、茎含有丰富的12表欧乌头碱、3脱氧乌头碱、乌头碱、3脱氧乌头碱8亚油酸酯和乌头碱8亚油酸酯等活性生物碱[13]。郭生虎等[14]研究发现伏毛铁棒锤生物总碱对3龄黏虫具有较好的胃毒作用，LC50为1.939 mg/mL （72 h），对枸杞蚜虫具有较强的触杀活性，LC50为1406 mg/mL （48 h）。刘锦霞等[15]通过毒力测定和防效试验证明铁棒锤生物碱对菜青虫有较好的胃毒和触杀作用，有效剂量为2 mg/mL时，施药后72 h，校正防治效果可达80%～90%。尤江等[16]研究发现野生与人工种植伏毛铁棒锤乙醇提取物对小菜蛾和枸杞蚜虫都具有较好的杀虫活性，且其活性成分主要集中在其生物碱部位。本课题组多年研究证明铁棒锤生物碱对菜青虫、小菜蛾、蚜虫等鳞翅目、半翅目害虫有较强的触杀、胃毒和杀卵活性，但其持效期相对较短，施药15 d后防效下降50%以上。張宏利等[17]研究证明铁棒锤生物总碱对小白鼠有累积致毒现象，本课题组通过小鼠急性毒性试验证实其属于中等毒性农药，高浓度时对人畜有致死危险。这些结论限制了其在现代生物农药领域的进一步发展，目前尚未见利用其单独开发的杀虫剂。
本课题组依据黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱的理化特性、杀虫作用机制和毒性，取长补短，将二者进行优化复配研发出新型黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱复合长效杀虫剂（专利ZL201510149132.5）。为了其进一步开发应用，通过室内杀虫活性、质量稳定性试验和小区防效试验，研究了这一新型植物源复合长效杀虫剂的特性和防效。为新型黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱复合长效杀虫剂的产业化发展奠定理论基础，提供技术支撑。
1材料与方法
1.1材料
供试药剂：黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱复合长效杀虫剂（新型植物源复合长效杀虫剂），该杀虫剂是以黄帚橐吾挥发物和铁棒锤生物总碱（5.5∶1）为主要有效成分，缓释和控释剂型结合的一种复合长效颗粒剂，粒径0.5～2 mm，有效成分含量6428%，由甘肃省科学院生物研究所农业生物技术研究室提供;54.39%黄帚橐吾提取物长效颗粒剂、9.89%铁棒锤生物总碱颗粒剂，由甘肃省科学院生物研究所农业生物技术研究室提供;5%毒死蜱颗粒剂，河北好田化工有限公司生产;2.5%联苯菊酯乳油，山东惠民中农作物保护有限责任公司生产;50%抗蚜威可湿性粉剂，山东邹平农药有限公司生产。
试虫：棉铃虫Helicoverpa armigera Hübner幼虫在本实验室人工饲养多代。饲养条件： 温度（25±1）℃，相对湿度（80±5）%，L∥D=12 h∥12 h，光强： 2 000～3 000 lx。取孵化24 h后的1龄棉铃虫幼虫供试。 供试植株：挑选籽粒饱满的黄瓜种子，用0.1%升汞溶液浸泡10 s后再用无菌水冲洗5次，放在垫有无菌保湿滤纸的培养皿中25～28℃催芽，待绝大部分种子萌芽后播种于育苗盘中，在温度19～26℃、湿度70%～75%，光周期L∥D=10 h∥14 h的条件下进行培养，待黄瓜苗长出两片真叶用作试虫饲料，长出4～6片真叶后进行相关毒力测定试验。
1.2试验方法
1.2.1新型植物源复合长效杀虫剂室内杀虫活性测定
将新型植物源复合长效杀虫剂稀释为0.1%、0.2%、1%、10%、20%水溶液作为待测样品。在具有5片真叶的黄瓜苗上进行试验，每株植株上接种1头预先饥饿24 h的1龄棉铃虫幼虫，每处理20头试虫，3次重复。接虫2 h后，用小型手持式喷雾器均匀喷雾待测样品，每处理150 mL，使植株、栽培基质表面和虫体均匀受药，以喷施无菌水为对照。随后将植株置于温度（25±1）℃，相对湿度（80±5）%，L∥D=9 h∥15 h，光强3 000 lx的相对封闭环境条件下培养，保证植株正常生长。在施药后第1、3、5、7、9、16、19、26和30天，记录活虫数、中毒症状、活动状态、取食等情况。计算虫口减退率、校正虫口减退率。
虫口减退率=（处理前虫口数量-处理后虫口数量）/处理前虫口数量×100%;
校正虫口减退率=（处理区虫口减退率-对照区虫口减退率）/对照区虫口减退率×100%。
1.2.2新型植物源复合长效杀虫剂存储稳定性测定1.2.2.1热储稳定性
取适量新型植物源复合长效杀虫剂放入干净的广口瓶内，封口，置于（54±2）℃恒温箱中存储14 d。取出后称重并观察其稳定性（颜色、外观等）。取一定量经热储处理的新型植物源复合长效杀虫剂稀释10倍，于24 h内按1.2.1方法测定其对饥饿24 h的棉铃虫1龄幼虫药后第10天的杀虫活性。记录活虫数、中毒症状、活动状态、取食等情况。以未经热储处理的药剂为对照，重复5次，计算虫口减退率、校正虫口减退率。
1.2.2.2冷储稳定性
将适量新型植物源复合长效杀虫剂放入干净的耐低温瓶内，密封瓶口，称重，然后置于（-15±1）℃的低温冰箱中存放24 h，取出后放在室温下融化8 h，如此反复3次，取出后称重并观察其稳定性（颜色、外观等）。取一定量经冷储处理的新型植物源复合长效杀虫剂稀释10倍于24 h内按1.2.1方法测定其对饥饿24 h的棉铃虫1龄幼虫药后第10天的杀虫活性。记录活虫数、中毒症状、活动状态、取食等情况。以未经处理的样品为对照，重复5次，计算虫口减退率、校正虫口减退率。
1.2.3新型植物源复合长效杀虫剂对目标害虫的小区防效试验
1.2.3.1对蚜虫的防效试验
供试作物为开花期的西葫芦Cucurbita pepo L.植株，处于蚜虫（主要是桃蚜Myzus persicae，混合有少量棉蚜Aphis gossypii，以幼虫为主，混有5%左右成虫）为害初期，每株约有蚜虫100～120头。
试验设3个试验药剂（64.28%新型植物源复合长效杀虫颗粒剂、54.39%黄帚橐吾提取物长效颗粒剂、9.89%铁棒锤生物碱颗粒剂），1个阳性对照（50%抗蚜威可湿性粉剂），均稀释成500倍液备用;1个空白对照（清水），共5个处理。每处理小区供试植株为20株，3次重复，各小区之间设一保护行。各处理按随机区组排列。每小区以5点取样法选定5点，每点2株西葫芦，每株新、老叶各标记5片（其上虫数不少于20头），挂牌，记录基础虫数。
采用叶面喷雾法施药，叶片两面用药均匀，以滴水为度（每小区用药液3 000 mL）。于施药后1、3、5、7、15、25 d调查各标记植株上的活虫数量，同时观察受试植株是否生长正常。根据调查数据计算防治效果。
防治效果=[1-（CK0×PT1/CK1×PT0）]×100%;
式中CK0为空白对照组药前活虫数，CK1为空白对照组药后活虫数，PT1为处理组药后活虫数，PT0为处理组药前活虫数。
1.2.3.2对棉铃虫的防效试验
在番茄挂果初期，每株接入孵化24 h后的1齡棉铃虫幼虫5头，分别接种在植株的果实、顶层嫩叶、中层叶片、下层老叶和花蕾上，每天观察，待80%以上植株出现棉铃虫钻驻为害时开始试验。
试验设3个试验药剂（64.28%新型植物源复合长效杀虫颗粒剂、54.39%黄帚橐吾提取物长效颗粒剂、9.89%铁棒锤生物碱颗粒剂），1个阳性对照（25%联苯菊酯乳油），均稀释成500倍液备用，1个空白对照（清水），共5个处理，每个处理3 次重复，共15个试验小区。每小区供试番茄30株，小区之间设两行保护行，处理小区按随机区组排列。每小区以5点取样法选定5点，每点定3株番茄（每株上幼虫总数为5头），挂牌标记，记录基础虫数。
采用叶面喷雾法施药，全株均匀用药，每小区药液量4 000 mL。分别于施药后1、3、5、7、15、25 d调查标记植株上的活虫数，同时观察植株是否生长正常。根据调查数据计算防治效果。
防治效果=[1-（CK0×PT1/CK1×PT0）]×100%;
公式中CK0为空白对照组药前活虫数，CK1为空白对照组药后活虫数，PT1为处理组药后活虫数，PT0为处理组药前活虫数。
1.2.3.3对马铃薯地下害虫的防效试验
试验地地力均匀，播种前以农家肥（牛粪45～60 t/hm2）做底肥，然后一次性施足氮磷钾肥为基肥，采用当地常用的双垄栽培，以密度2 800株/667 m2点种。
试验设3个试验药剂（64.28%新型植物源复合长效杀虫颗粒剂、54.39%黄帚橐吾提取物长效颗粒剂、9.89%铁棒锤生物碱颗粒剂），1个阳性对照（5%毒死蜱颗粒剂），1个空白对照，共5个处理，每处理3次重复，处理小区按随机区组排列，每小区面积30 m2，小区之间设两行保护行。 将各处理药剂及对照按90 g/30 m2的处理剂量称好，与2 kg小区土拌匀，于播种前均匀撒施于相应小区内开好的沟中，记录各处理小区实际点种数。其余管理正常。
生长期观察各处理对马铃薯的安全性，待各处理的出苗率大于80%时，记录其实际出苗数，收获时调查记录各处理小区产量和害虫数（每小区取3个1.0 m×5.0 m的调查样点，记录所有活虫数），计算出苗率、防治效果和增产率。
防治效果=[（对照区虫口密度一施药区虫口密度）/对照区虫口密度]×100%;
增产率=（施药区产量一对照区产量）/对照区产量×100%;
出苗率=（点种苗数一实际出苗数）/点种苗数×100%。
1.3数据分析处理
采用SPSS 19.0软件对试验数据进行整理分析，用Duncan’s新复极差法进行数据的差异显著性分析。
2结果与分析
2.1新型植物源复合长效杀虫剂对棉铃虫的杀虫活性
从表1可知，新型植物源复合长效杀虫剂对1龄棉铃虫幼虫的杀虫活性较好，药后第9天各处理的防效均达到最高值，其校正虫口减退率均在85%以上，且浓度越大活性越强，浓度≥0.2%时校正虫口减退率均在90%以上。该药剂起效快，用药后第3天，除0.1%的浓度处理外，其他处理的校正虫口减退率均达到80%以上;药剂持效时间长，药后30 d，浓度大于1%时，各处理的校正虫口减退率为60%以上，可有效控制害虫的快速扩散。
2.2新型植物源复合长效杀虫剂的存储稳定性
通过热储或冷储处理的新型植物源复合长效杀虫剂样品外观无明显形变和色变，颗粒均匀、松散、无黏结，与未处理样品无差别。热储处理或冷储处理的样品室内杀虫活性与对照相比没有显著差异，由此可见，冷储最稳定，高温贮存其外观无变化，杀虫活性有些微下降，但仍保持90%以上的校正虫口减退率，与对照无显著差异。证明新型植物源复合长效杀虫剂存储稳定性较强，极端存贮环境对其颗粒和杀虫毒力无明显影响。
2.3新型植物源复合长效杀虫剂的田间应用
2.3.1对蚜虫的防治效果
从表3可知，新型植物源复合长效杀虫剂对蚜虫（桃蚜、棉蚜）表现出较强的防控能力，与两个单成分制剂相比，药效发挥快，施药后第3天其防治效果达到85.37%，且整个调查期间的防效均显著高于单组分制剂。药后1～5 d其防治效果与阳性对照（50%抗蚜威可湿性粉剂）无显著性差异（P>005），药后7～25 d其防效显著高于阳性对照（P<0.05），其中药后25 d防治效果仍可达82.04%，表现出比对照药剂更长的持效期。
2.3.2对棉铃虫的防治效果
表4结果显示，新型植物源复合长效杀虫剂对棉铃虫低龄幼虫表现出比单成分制剂更强的防控效果，其最大防治效果可达90.52%，与两个单成分制剂处理存在显著差异（P<0.05）。起效也较单成分制剂快，施药后第3天对目标害虫的防治效果达到83.91%，与阳性对照（2.5%联苯菊酯EC）防效相当（P>0.05），但其持效期更长，药25 d后防治效果仍在80%左右，与阳性对照（2.5%联苯菊酯EC）和两个单成分制剂之间存在显著差异（P<0.05）。
2.3.3对马铃薯地下害虫的防治效果
试验区马铃薯地下害虫主要有金针虫、蛴螬和蝼蛄，这些害虫的共同特点是咬食或钻蛀刚播种的种子、幼苗嫩茎和块茎，另外，因它们造成的伤口还可诱发加重多种植株和块茎病害，导致出苗率下降、植株和块茎发病、产量和品质下降。表5显示，新型植物源复合长效杀虫剂对试验区马铃薯地下害虫有较强的防控能力，其防治效果可达84.27%，与阳性对照（5%毒死蜱颗粒）防治效果相当（P>0.05），与两个单组分制剂的防治效果差异显著 （P<0.05）。新型植物源复合长效杀虫剂处理区的出苗率为95.05%，增产率为20.85%，与阳性对照（5%毒死蜱颗粒）无显著差异（P>0.05），而与两个单组分制剂差异显著 （P<0.05）。结果表明新型植物源复合长效杀虫剂能有效防控金针虫、蛴螬和蝼蛄等地下害虫对马铃薯种子、植株和块茎的为害。
3结论与讨论
室内杀虫活性和稳定性试验结果显示：新型植物源复合长效杀虫剂杀虫效果好，药后棉铃虫1龄幼虫的最大校正虫口减退率可达85%以上，且与浓度呈正相关。该药剂起效快，藥后3 d，除0.1%浓度处理外，校正虫口减退率均可达到80%以上;持效期长，用药30 d后，除0.1%和0.2%浓度处理外，校正虫口减退率均可达60%左右。药剂存储稳定性强，经热储和冷储处理后外观无变化，经热储和冷储处理的药剂对棉铃虫1龄幼虫第10天的校正虫口减退率均为91%以上，接近于正常贮存的对照（校正虫口减退率95.37%左右）。证明黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱复合长效杀虫剂是一种具备高活性、速效且稳定性良好的新型植物源杀虫剂。
小区防效试验结果显示，新型植物源复合长效杀虫剂对蚜虫、棉铃虫和马铃薯地下害虫均表现出强的防控能力，对蚜虫和棉铃虫低龄幼虫的最大校正防效可达90%以上，对马铃薯地下害虫的校正防效也在85%左右，分别与50%抗蚜威可湿性粉剂、2.5%联苯菊酯乳油和5%毒死蜱颗粒剂效果相当，比其单成分制剂防治效果好且其起效快，施药后第3天对蚜虫和棉铃虫幼虫的防治效果分别为85.37%、83.91%，与50%抗蚜威可湿性粉剂和2.5%联苯菊酯乳油效果相当。持效期比其单成分制剂显著延长，药后25 d对蚜虫和棉铃虫低龄幼虫的校正防效均在80%以上，均显著高于其单成分制剂和对照化学农药（P<0.05）。研究结果与有关资料报道相似，且更接近植物源农药资源复配制剂开发的预期目标。本研究提供的黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱复合长效杀虫剂除了依据两种主要有效成分的农药活性特征取长补短复配外，还应用速释与缓释相结合的特殊剂型，使得黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱的优势得到了充分发挥，达到了速效、增效、长效、广谱和安全的良好效果。本研究的小区防效试验是以特定靶标害虫的低龄幼虫和虫害初发期为目标进行的，而农药最终的应用环境、靶标害虫种类、形态和发生时期状态是复杂而多变的，还需要进一步扩大防治目标和应用范围的大量田间试验，明确新制剂的有效防治目标和应用技术，为其产业化开发提供更充实的基础和依据。 本研究提供的新型植物源复合长效杀虫剂对马铃薯的田间防效试验结果显示，其除了能够有效控制金针虫、蛴螬和蝼蛄等地下害虫外，还具有保苗增产的作用。马铃薯出苗率可达95.05%，增產率为20.85%，比5%毒死蜱颗粒剂效果稍强，但相比两个单组分制剂有十分显著的保苗增产效果。黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱复合长效杀虫剂通过对目标害虫的速效、长效作用，在用药初期有效控制了金针虫、蛴螬和蝼蛄等对马铃薯种子的为害，使其正常发芽生长，保证了出苗率，并通过缓释有效成分持续控制目标害虫，保证了马铃薯块茎的质量、数量和品质，达到增产的效果。另外，相关文献报道黄帚橐吾提取物对一些植物真菌病害有较好的防治效果[18]，这也可能是黄帚橐吾提取物和铁棒锤生物碱复合长效杀虫剂促进马铃薯出苗增产的原因之一，相关机制机理还有待于进一步深入研究。
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（责任编辑：杨明丽）