根部吸收氟啶虫酰胺在玉米植株中的分布特点及对玉米蚜虫活性效果评价

周 超 张田田 杨丽娜张 勇 马 冲 代伟程吴翠霞 宋 敏

（1泰安市农业科学院，271000，山东泰安；2泰安市植物保护站，271000，山东泰安）

玉米是我国播种面积最大的粮食作物，2021年播种面积达4332.00万hm2，产量2.73亿t，分别占全国粮食作物面积和产量的36.83%和39.91%[1-2]，在我国粮食安全和粮食增产中起着重要作用。近年来，随着免耕、贴茬播种和秸秆还田等栽培方式的实行[3]，为害虫的发生提供了充足的栖息庇护场所，提高了害虫的存活率，使玉米虫害加重，成为玉米栽培中的新问题[4]，蚜虫和灰飞虱等害虫的发生常造成玉米生产的重大损失，因此加强玉米害虫的田间管理，做好害虫防治工作，对保障玉米生产和提高玉米产量具有重要的意义。

氟啶虫酰胺是日本石原产业株式会社开发的新型吡啶酰胺类内吸性杀虫剂，具有新颖的作用机理，对蚜虫等刺吸式口器害虫具有类似于吡蚜酮的口针阻塞效应和很好的神经毒性，抗药性行动委员会（IRAC）将氟啶虫酰胺划分为9C类，选择性同翅目拒食剂[5-6]。作为一种高效低毒杀虫剂，氟啶虫酰胺已经在40多个国家获得登记和使用[7]，主要用于棉花、果树、蔬菜和观赏植物等多种作物防治蚜虫、粉虱、蓟马和盲蝽等害虫[8-10]。目前，田间施用氟啶虫酰胺主要以喷雾施药为主，但喷雾施药持效期相对较短，有伤害有益生物和天敌的风险，充分利用氟啶虫酰胺的内吸性特点，通过渗透作用进入植物体内，提高药剂与靶标接触几率并减少在环境中的浪费[11]。本文通过根部吸收氟啶虫酰胺在玉米植株内的分布特点及对玉米蚜虫活性的研究，评价氟啶虫酰胺在玉米害虫防治上的应用前景，为该药剂在玉米田害虫防治方面的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试蚜虫

玉米蚜虫采自泰安市农业科学研究院试验基地玉米田，将田间采集带蚜植株置于室内玉米苗上，让蚜虫自行转移，每株玉米苗接虫20～50头，于人工气候室内扩繁使用。

1.2 试验方法

1.2.1 根部吸收氟啶虫酰胺在玉米植株内的分布规律 试验采用Hoagland水培营养液配方[12]加体积比为0.1%吐温-80配制营养液；将氟啶虫酰胺原药用丙酮溶解，用0.1%吐温-80+Hoagland营养液配制 0.00（对照，CK）、7.81、31.25 和 125.00mg/L 4个梯度浓度，水培盒内标记营养液刻度，过程中根据营养液消耗情况及时补充蒸馏水至刻度。采用基质营养土在室内育苗盘中单粒播种玉米，选择播种后7d完整带根健康玉米苗，洗净根部，将植株浸泡于不同浓度药液中，置于人工气候室，光暗时间和对应的温度分别设置为16h/8h和26℃/18℃，光照强度为14 000lx，期间采用电动气泵通气，于药后0、1、2、4、8、16和32d（玉米齐苗至拔节期）分别取植株地上部（去除枯萎叶片）和根，同时取水样5mL，每个处理重复4次，每个重复5株植株，取样时玉米地上部和根分别用蒸馏水和丙酮交替冲洗3遍。

样品提取净化：样品分别用组织捣碎机打碎后混匀缩分，然后存储于-20℃冰柜内待测。称取5.0g待测样品于50mL离心管中，加入20mL乙腈，然后匀浆提取3min，加入NaCl 3g和MgSO43g，涡旋1min后以6000转/min离心5min，用移液器取上清液约1mL，过0.22µm有机系滤膜后待测[4]。

1.2.2 基质标准曲线制作 将100mg/L氟啶虫酰胺标准溶液用色谱乙腈稀释配制成0.05、0.20、2.00、10.00和100.00mg/L的系列标准溶液，取1mL于氮吹仪吹至近干，分别准确加入按照1.2.1提取方法得到的植株地上部、根和营养液空白样品1mL，涡旋混匀即得相应基质标准溶液，以乙腈溶剂制得的标准溶液为对照。

1.2.3 回收率测定 分别称取根和地上部空白样品5g，营养液样品5mL，共设3个添加质量浓度，分别为0.05、0.20和2.00mg/L，每个水平重复5次，按照1.2.1方法处理，计算添加回收率。

1.2.4 仪器方法 液相色谱条件：色谱柱为Poroshell 120 EC-C18（100mm×4.6mm，2.7μm），进样体积为1μL；柱温：15℃；流动相为0.1%甲酸水溶液:乙腈（40:60），流速为0.8mL/min。

质谱条件：电喷雾离子源ESI；加热块温度400℃；干燥气温度250℃；干燥气流量15.0L/min；雾化气流量3.0L/min；反应气（Ar）压力230kPa。

1.2.5 氟啶虫酰胺对玉米蚜虫的活性效果评价方法 接种蚜虫完全适应后，分别移入不同浓度药液中，于药后0、1、2、4、8、16和32d调查全株活蚜虫数，计算防治效果；同时采用蜜露色斑法[13]调查蚜虫蜜露分泌数，于调查前24h在玉米植株下方放入滤纸，调查当天将各处理滤纸用镊子放入1g/L水合茚三酮的丙酮溶液中充分浸湿，晾干后放入100℃烘箱中烘烤5min，蜜露即显示出浅紫红色斑点，根据蚜虫数量计算单蚜蜜露数，计算抑制率，以评价氟啶虫酰胺对玉米蚜虫的影响。

蜜露抑制率（%）=（对照蚜虫蜜露分泌数-处理蚜虫蜜露分泌数）/对照蚜虫蜜露分泌数×100

1.3 数据处理

利用DPS 17.10软件进行数据分析，采用Duncan新复极差（DMRT）法进行差异显著性分析（P＜0.05，P＜0.01）。

2 结果与分析

2.1 方法的线性范围与基质效应

氟啶虫酰胺保留时间为1.349min（图1），在0.05～100.00mg/L范围内，玉米地上部、根和营养液中的质量浓度与对应的响应值间呈良好的线性关系，相关系数（r）≥0.9999（表1）。采用外标法基质匹配标准曲线定量消除基质效应，效果良好、操作简便[14]，从表1可知，氟啶虫酰胺在玉米地上部、根和营养液中均为基质减弱效应，分别为-26.09%、-39.89%和-7.93%。

图1 氟啶虫酰胺总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatogram of flonicamid

表1 氟啶虫酰胺在3种基质中的线性范围及基质效应Table 1 Linear range and matrix effect of flonicamid in three matrices

2.2 方法的准确度和精密度

从表2可知，0.05、0.20和2.00mg/kg添加水平下，氟啶虫酰胺在玉米地上部的平均回收率为84.37%～95.17%，相对标准偏差为4.36%～14.60%；氟啶虫酰胺在玉米根部的平均回收率为88.96%～95.04%，相对标准偏差为4.45%～16.31%；氟啶虫酰胺在营养液中添加的平均回收率为96.89%～100.18%，相对标准偏差为3.63%～9.53%。数据表明该分析方法准确性和稳定性满足农药残留分析的要求[15]。

表2 氟啶虫酰胺在玉米植株和营养液中的添加回收试验Table 2 Recoveries of flonicamid in corn and nutrient solution

2.3 氟啶虫酰胺在玉米植株内的持留量动态

从表3可知，采用氟啶虫酰胺水培营养液处理玉米植株，从药后1d开始，氟啶虫酰胺在玉米地上部的积累量随着水培时间的延长，积累量也在逐渐增加，药后4d氟啶虫酰胺7.81和125.00mg/L浓度处理在玉米地上部持留量达到最高，分别为13.45和247.62mg/kg，31.25mg/L浓度处理药后8d持留量达到最高，为70.50mg/kg，之后随着时间增长，持留量逐渐下降；氟啶虫酰胺7.81、31.25和125.00mg/L浓度处理在玉米根部的持留量在药后1～2d逐渐上升，药后2～32d分别维持在3.68～4.00、16.20～17.38 和 52.53～54.82mg/kg。从玉米根部和地上部氟啶虫酰胺的持留量来看，同一处理浓度下，根部施用氟啶虫酰胺，玉米地上部的持留量随着时间的延长而增加，达到最高值后，随着时间的延长持留量缓慢减少，玉米根部药后2～32d持留量相对稳定，表明氟啶虫酰胺于根部施药后，药剂能被根系吸收并向上运输，且向上传导过程中根部没有积累大量药剂。

表3 根部施药后氟啶虫酰胺在玉米根部及地上部的持留量和在营养液中的含量动态Table 3 Residues of flonicamid in roots and aboveground of corn after application by root absorption and content dynamics in nutrient solution

2.4 氟啶虫酰胺对蚜虫防治效果及蜜露代谢的影响

根部吸收氟啶虫酰胺对玉米蚜虫具有较好的防治效果（表4），随处理时间的延长防治效果逐渐增加，其中31.25和125.00mg/L处理在药后8d防治效果分别达85.70%和95.53%，表现出良好的防治效果；从蚜虫蜜露分泌情况来看，药后1d开始，单头蚜虫蜜露分泌数随着处理浓度的增加逐渐降低，同一浓度处理蜜露分泌数随着处理时间的延长逐渐减少，其中药后16d时125.00mg/L处理的蜜露分泌数仅为0.51滴/头，极显著低于空白对照的11.50滴/头。同样浓度处理下，蜜露抑制率要高于蚜虫的虫口防治效果，表明氟啶虫酰胺对玉米蚜虫并非简单的毒杀效果，亦对玉米蚜虫取食行为造成影响，进而影响蚜虫的蜜露代谢。

表4 氟啶虫酰胺对蚜虫防治效果及对蚜虫蜜露代谢的影响Table 4 The control effects of flonicamid and inhibitory effect on honeydew excretion to Rhopalosiphum maidis

3 讨论

地下部施药防治地上害虫是一种针对内吸性农药的特殊施药方式，可以通过根部吸收药剂后将有效成分运输到地上部分而对害虫起作用。这种施药方式对害虫具有针对性，可以有效保护天敌，最大程度上减少药剂施用对有益生物的影响；同时可以省工省力，减少药剂流失，提高农药利用率[11,16]，对农药减量应用具有积极的推动作用。有研究[17-20]表明，吡虫啉施用于草莓、番茄、油菜、小麦和棉花根部后，在根茎等水分运输通道部位持留量相对稳定，但在叶部和地上部等部位持留量呈逐渐增加和富集的规律，并且距离叶部越远，吡虫啉浓度越低。氟啶虫酰胺具有良好的内吸和渗透作用，可从植物根部向茎部和叶部传导，本研究通过水培玉米苗根部内吸的方法研究发现，氟啶虫酰胺在玉米根部持留量相对稳定，但在玉米地上部持留量随时间延长呈逐渐累积的规律，这与吡虫啉在其他作物上的吸收规律基本一致，可能是植物的蒸腾作用导致的。

不同浓度氟啶虫酰胺处理玉米地上部持留量在4～8d达到最高，说明玉米对氟啶虫酰胺的吸收和传导是一个缓慢的富集和代谢过程，这符合氟啶虫酰胺持效期长的特性，临界点的发生说明植株对药剂的吸收量是有限的，防治上可以作为参考。宗建平等[18]通过吡虫啉在番茄上的分布及对烟粉虱的防效研究表明，通过根部吸收药剂较喷雾处理可延长药剂持效期，对作物害虫起到持续控制作用。

氟啶虫酰胺可通过阻断昆虫Kir通道的钾离子内流而干扰其唾液腺和马氏管的正常生理功能[21]，通过干扰唾液腺可明显抑制昆虫取食，并且这种抑制作用是不可逆的，可明显导致蚜虫体重减轻，甚至饥饿而死[22]，另外破坏昆虫马氏管的正常生理功能，也可影响昆虫蜜露分泌或排泄，最后导致昆虫死亡。Ren等[23]研究表明，氟啶虫酰胺处理后可显著降低褐飞虱蜜露的排泄量，Powell等[24]研究发现，桃蚜经氟啶虫酰胺处理后0.5h即停止蜜露分泌，并从取食叶面坠落。本研究表明，氟啶虫酰胺处理后，随着时间的延长，玉米蚜虫蜜露分泌量逐渐降低，表明氟啶虫酰胺可通过玉米植株吸收和传导，影响玉米蚜虫取食，进而影响玉米蚜虫的蜜露分泌。

通过氟啶虫酰胺在玉米植株内的时空变化结合玉米蚜虫数量和蜜露分泌情况来看，氟啶虫酰胺对玉米蚜虫具有较好的持续控制作用，蚜虫种群数量增长较慢，蜜露分泌量与对照相比，明显降低，在一定程度上也会减少玉米煤污病的发生，对玉米具有较好的保护效果。李冠楠等[25]研究发现，吡虫啉种衣剂处理玉米后，对玉米田节肢动物群落造成一定影响，在玉米蚜虫发生严重时，能够有效抑制玉米蚜虫种群数量；田体伟等[26]研究表明，吡虫啉和噻虫嗪等新烟碱类杀虫剂处理种子可明显降低玉米地下害虫和蚜虫的为害，提高玉米产量，但种衣剂处理区非靶标害虫有进一步加剧的趋势；宗建平等[18]研究表明，吡虫啉喷雾施药对烟粉虱7d内防效好于灌根施药，但灌根施药持效期要好于喷雾施药，防效一直保持在65%以上。

4 结论

玉米可通过根系将氟啶虫酰胺快速吸收传导至玉米的地上部分而对害虫起作用，这种作用方式可有效防治蚜虫等害虫，对天敌等不为害玉米的昆虫起到很好的保护作用，因此氟啶虫酰胺通过根系吸收用于玉米田害虫治理具有广阔的发展前景，但应密切关注非靶标害虫种群的变化趋势，及时制定非靶标害虫防治措施，以建立更高效便捷的玉米虫害防治体系。