氯蟲苯甲酰胺在大豆中的內(nèi)吸傳導(dǎo)特性

氯蟲苯甲酰胺在大豆中的內(nèi)吸傳導(dǎo)特性

0對(duì)肌肉的危害氯霉苯甲酮是美國(guó)杜邦公司2000年開發(fā)的一種高效、低毒相鄰甲基苯基甲酮酯中毒。它具有高效、低毒、廣、環(huán)境相同的特點(diǎn)。對(duì)大多數(shù)水稻、棉花等作物的有害蛾和一些害蟲有良好的抗性。氯蟲苯甲酰胺對(duì)害蟲具有新穎的作用機(jī)制,通過激活蘭尼堿受體,釋放平滑肌和橫紋肌細(xì)胞內(nèi)貯存的鈣,引起肌肉調(diào)節(jié)衰弱、麻痹,直至害蟲死亡;作用方式為胃毒和觸殺作用。氯蟲苯甲酰胺可有效防治已對(duì)其它殺蟲劑產(chǎn)生了抗性的害蟲,對(duì)非靶標(biāo)節(jié)肢動(dòng)物具有良好的選擇性,從而能有效地保護(hù)天然寄生蜂、天敵和傳粉昆蟲?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】氯蟲苯甲酰胺5.0%懸浮劑(普尊)和200g·L-1懸浮劑(康寬)主要用于防治蔬菜害蟲甜菜夜蛾、小菜蛾等和水稻害蟲稻縱卷葉螟等,目前關(guān)于氯蟲苯甲酰胺的研究主要集中在氯蟲苯甲酰胺對(duì)害蟲的作用機(jī)制、殺蟲譜、田間防治效果及氯蟲苯甲酰胺制劑有效成分、其在部分水果蔬菜、水體及土壤等環(huán)境介質(zhì)中的殘留等方面?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】藥劑在植株體內(nèi)吸傳導(dǎo)特性是植物化學(xué)防治理論與實(shí)踐中最備受關(guān)注的問題,對(duì)探明藥劑對(duì)害蟲的作用方式、在受體植物中的富集部位、持效時(shí)間、代謝過程和殘留動(dòng)態(tài)等毒理學(xué)行為和指導(dǎo)田間科學(xué)用藥具有重要的意義。而目前氯蟲苯甲酰胺在植株體內(nèi)的內(nèi)吸傳導(dǎo)特性尚無(wú)相關(guān)研究報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究擬采用大豆植株作為試驗(yàn)材料,借助相關(guān)研究的成功經(jīng)驗(yàn),深入系統(tǒng)地研究氯蟲苯甲酰胺在大豆植株中的內(nèi)吸傳導(dǎo)路徑,為制定利用氯蟲苯甲酰胺防治蔬菜、水稻等害蟲施藥策略提供重要的科學(xué)依據(jù)。1材料和方法1.1s型電子天平/25和5.LCQDecaXPMAX型高效液相色譜儀(帶二極管陣列檢測(cè)器):美國(guó)Thermo公司;BS210S型電子天平(1/萬(wàn)),德國(guó)Sartorius公司;SB-1000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器,日本Eyela公司;THZ-82A型振蕩機(jī),江蘇富華儀器有限公司。氯蟲苯甲酰胺標(biāo)準(zhǔn)品(w=99.0%),美國(guó)Chemservice公司提供;乙腈(色譜純):美國(guó)Merck公司;試驗(yàn)用蒸餾水經(jīng)0.45μm的微孔濾膜過濾后使用。1.2利用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)大豆幼苗在揚(yáng)州大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院盆栽網(wǎng)室內(nèi)栽種大豆(Glycinemax(L.)Merrill),待長(zhǎng)至2—3葉期時(shí)將大豆幼苗移栽至人工氣候培養(yǎng)箱利用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng),試驗(yàn)時(shí)間為2009年5月至2009年7月。大豆植株?duì)I養(yǎng)液配方參考童學(xué)軍等的方法配制,人工氣候箱內(nèi)溫度變化為25—32℃,相對(duì)濕度65%—72%,光照強(qiáng)度1000lux,光照周期L﹕D=12h﹕12h,長(zhǎng)至6—8葉期時(shí)供內(nèi)吸傳導(dǎo)性試驗(yàn)。1.3測(cè)試方法1.3.1柱溫度和流速液相檢測(cè)條件為:色譜柱:HPODSHypersi150mm×4.0mm(i.d.),5μm;柱溫:室溫;流動(dòng)相:乙腈﹕水=65﹕35(V﹕V);流速:1.0mL·min-1;檢測(cè)波長(zhǎng):268nm;進(jìn)樣量:10μL,采用外標(biāo)峰面積定量。1.3.2樣品的制備分別稱取5.0g大豆葉片和莖桿植株于勻漿杯中,再加入30mL乙腈,使用勻漿機(jī)將大豆葉片和莖桿分別搗碎,在勻漿器上高速勻漿3min,在搗碎的各處理樣品中加入氯蟲苯甲酰胺溶液,使各樣品中氯蟲苯甲酰胺的添加濃度分別為5.00、1.00和0.10μg·g-1,同時(shí)設(shè)置空白對(duì)照,每處理重復(fù)3次。方法的準(zhǔn)確度以全過程標(biāo)準(zhǔn)添加回收率來(lái)衡量,方法的精確度以測(cè)定結(jié)果的變異系數(shù)來(lái)衡量。1.3.3硫酸鈉與無(wú)鉛硫酸鈉的萃取在1.3.2各處理中加入不同濃度的氯蟲苯甲酰胺后的各勻漿液中,再分別加入1.5g氯化鈉和6g無(wú)水硫酸鈉,渦旋振蕩,在4000r/min離心5min。取上清液并加入乙腈并定容到5.0mL,混勻后,過0.45μm有機(jī)相濾膜,待HPLC檢測(cè)分析。1.3.4大豆葉片的處理稱量0.1010g氯蟲苯甲酰胺,加入5mL的N,N-二甲基甲酰胺溶解,再加入N,N-二甲基甲酰胺定容至50mL,配制2000μg·mL-1的氯蟲苯甲酰胺母液,在4℃冰箱中保存,備試驗(yàn)用。分別取氯蟲苯甲酰胺母液10、2.5mL,加入已配制好的營(yíng)養(yǎng)液中,同時(shí)加入0.5mL吐溫-80,加入營(yíng)養(yǎng)液,混合均勻,使其最終體積為100mL,使?fàn)I養(yǎng)液中氯蟲苯甲酰胺的終濃度分別為200和50μg·mL-1。將6—8葉的大豆植株苗移到營(yíng)養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng),大豆的根須全浸沒在營(yíng)養(yǎng)液體中(施藥部位方式見示意圖1中部位a)。每盆種植3株大豆苗,待培養(yǎng)24和48h后,從營(yíng)養(yǎng)液中取出大豆苗,并將大豆苗在營(yíng)養(yǎng)液面以下的部位全部去掉,分別收集營(yíng)養(yǎng)液以上的大豆莖桿和大豆葉片,每處理3個(gè)重復(fù)。對(duì)照處理組的營(yíng)養(yǎng)液中含有與處理組同樣含量的N,N-二甲基甲酰胺和吐溫-80。分別稱量上述的大豆莖桿和大豆葉片各5g,搗碎后,加入乙腈溶劑,按照1.3.2和1.3.3的方法處理,測(cè)定莖桿和葉片中氯蟲苯甲酰胺的含量。1.3.5樹葉片、涂藥葉片的現(xiàn)場(chǎng)涂藥和涂膜取配制好氯蟲苯甲酰胺母液5mL,加入營(yíng)養(yǎng)液后,再加入0.5mL吐溫-80,加入營(yíng)養(yǎng)液,使其最終體積為100mL,混合均勻,溶液中氯蟲苯甲酰胺的終濃度為100μg·mL-1。取在塑料盆中種植的大豆植株進(jìn)行內(nèi)吸傳導(dǎo)性試驗(yàn),在大豆植株的不同部位的葉片進(jìn)行涂布藥液,具體的操作方法如下。(1)植株莖桿中部成熟葉片涂藥用毛筆將已配制好的100μg·mL-1的藥液涂布在大豆植株的中部生長(zhǎng)的成熟葉片上,在涂布過程中,用毛筆輕輕將藥劑緩慢地涂布在葉片上,待葉片上液滴變干后,再涂布一定的藥劑,重復(fù)3次。同時(shí)為防止葉片上涂布的藥滴滴落到其它葉片或者土壤中,在涂藥過程中使用保鮮膜將下面不涂布的葉片和土壤蓋住,待葉片的藥劑完全干后,取走保鮮膜(施藥部位方式見示意圖1中部位b)。涂布24和48h后分別取涂布藥劑后的成熟葉片、涂藥葉片以上部位的葉片、涂藥部位以下部位的葉片,待前處理后,HPLC檢測(cè)分析各采集部位中氯蟲苯甲酰胺的含量。(2)植株頂端生長(zhǎng)點(diǎn)葉片涂藥用毛筆將已配制好的藥劑均勻涂布在大豆頂端生長(zhǎng)點(diǎn)的葉片上,涂藥方法同莖桿中部成熟葉片涂藥方法(施藥部位方式見示意圖1中部位c)。24和48h后取已涂藥劑的生長(zhǎng)點(diǎn)處葉片、生長(zhǎng)點(diǎn)以下部位的葉片,待前處理后,HPLC檢測(cè)分析所采集部位中氯蟲苯甲酰胺的含量。2結(jié)果2.1酰胺的質(zhì)量濃度在1.3.1給定的高效液相色譜操作條件下進(jìn)樣10μL,以氯蟲苯甲酰胺的質(zhì)量濃度為x軸、響應(yīng)值峰面積為y軸繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線。氯蟲苯甲酰胺在113.75—0.1088μg·mL-1的范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,線性方程為y=78310x+18215,相關(guān)系數(shù)為0.9999。2.2添加回收率和變異系數(shù)在不同的添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)下,大豆莖桿中氯蟲苯甲酰胺的添加回收率和變異系數(shù)分別是83.79%—93.80%和1.45%—3.46%;葉片中添加回收率和變異系數(shù)分別是83.85%—92.18%和1.77%—3.89%;大豆各部位中氯蟲苯甲酰胺的添加回收率和變異系數(shù)在允許范圍內(nèi),符合農(nóng)藥殘留分析的要求。2.3甲酰胺殘留檢測(cè)氯蟲苯甲酰胺標(biāo)準(zhǔn)品、大豆空白樣品和大豆處理樣品各部位中氯蟲苯甲酰胺殘留檢測(cè)的高效液相色譜典型色譜圖見圖2—圖6,在給定的液相色譜條件下,分離效果良好。氯蟲苯甲酰胺在給定的液相色譜檢測(cè)條件下的保留時(shí)間為2.95min左右。此方法簡(jiǎn)便可靠。2.4大豆葉片中含量的確定采用水培法處理時(shí),當(dāng)培養(yǎng)液中氯蟲苯甲酰胺的濃度為50μg·mL-1時(shí),24和48h后大豆莖桿中的含量分別為15.22和8.71μg·g-1,大豆葉片中的含量分別為4.73和7.96μg·g-1;當(dāng)培養(yǎng)液中氯蟲苯甲酰胺的濃度為200μg·mL-1時(shí),24和48h后大豆莖桿中的含量分別為18.52和16.45μg·g-1,大豆葉片中的含量分別為11.95和17.88μg·g-1(表1)。2.5根據(jù)涂料法研究了氯丙烯酸苯甲酮胺對(duì)大豆植物的內(nèi)吸傳導(dǎo)性試驗(yàn)結(jié)果2.5.1成熟葉片的遺傳穩(wěn)定性采用濃度100μg·mL-1涂藥處理大豆成熟葉片時(shí),24和48h檢測(cè)發(fā)現(xiàn),成熟葉片以上部位葉片中氯蟲苯甲酰胺的含量分別為16.55和20.79μg·g-1(表2),成熟葉片以下部位未檢測(cè)出氯蟲苯甲酰胺。結(jié)果表明,氯蟲苯甲酰胺在大豆植株中具有較好的自下而上的內(nèi)吸傳導(dǎo)性。2.5.2涂藥處理大豆生長(zhǎng)點(diǎn)葉片后氯蟲苯甲酰胺在大豆植株各部位中內(nèi)吸傳導(dǎo)性試驗(yàn)結(jié)果在大豆頂端生長(zhǎng)點(diǎn)葉片涂抹濃度100μg·mL-1時(shí),在生長(zhǎng)點(diǎn)以下的部位葉片中均未檢測(cè)出氯蟲苯甲酰胺的存在(表3),說明氯蟲苯甲酰胺不能通過大豆的韌皮部自上而下在植株體內(nèi)內(nèi)吸傳導(dǎo)。3安全防范害蟲的重要作用氯蟲苯甲酰胺是一種微毒農(nóng)藥,對(duì)人等哺乳動(dòng)物的毒性極低,對(duì)魚蝦等水生生物以及蜜蜂、害蟲天敵如捕食螨基本沒有毒性,而對(duì)鱗翅目害蟲具有較高的活性;氯蟲苯甲酰胺可用于防治水稻稻縱卷葉螟、三化螟、二化螟、小菜蛾、斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、豆莢螟、玉米螟等幾乎所有鱗翅目害蟲。本研究表明,氯蟲苯甲酰胺具有優(yōu)異的內(nèi)吸傳導(dǎo)特性,施用到作物上后,可以很快被植株吸收,在植株體內(nèi)可以自下向上傳導(dǎo)至作物的各個(gè)部位,從而全面有效地保護(hù)作物。由于具有優(yōu)異的內(nèi)吸性,殺蟲活性又極高,使其藥效期很長(zhǎng),可以有效殺死高齡害蟲。同時(shí)農(nóng)民使用也非常簡(jiǎn)便,用于防治小菜蛾、斜紋夜蛾、甜菜夜蛾,只正面均勻噴霧蔬菜葉面即可達(dá)到較好的防治效果。目前,關(guān)于氯蟲苯甲酰胺的殘留與環(huán)境毒理學(xué)研究主要集中在氯蟲苯甲酰胺幾種環(huán)境介質(zhì)中(土壤、水體和部分蔬菜)的殘留提取分析方法上[18,19,20,21,22,23],沒有涉及到氯蟲苯甲酰胺在植株中的內(nèi)吸傳導(dǎo)規(guī)律。本研究表明氯蟲苯甲酰胺在大豆植株內(nèi)具有優(yōu)異的自下而上的內(nèi)吸傳導(dǎo)特性,而不能自上而下地在植株體內(nèi)傳導(dǎo),在防治地下害蟲或者鉆蛀性害蟲時(shí),采用植株葉面噴霧的方式處理時(shí),不能完全發(fā)揮氯蟲苯甲酰胺的藥效;因此在制定此類害蟲防治策略時(shí),可以考慮施用氯蟲苯甲酰胺可分散粒劑、顆粒劑,或者結(jié)合土壤處理的方式進(jìn)行。在中國(guó),氯蟲苯甲酰胺主要登記在甘藍(lán)和水稻上,用來(lái)防治甜菜夜蛾和稻縱卷葉螟等害蟲,而筆者以大豆作為試驗(yàn)材料研究氯蟲苯甲酰胺在植株的內(nèi)吸傳導(dǎo)特性,主要考慮到大豆植株的葉片分布特點(diǎn)和生長(zhǎng)特點(diǎn),及已有的以大豆植株作為試驗(yàn)材料,研究氟蟲腈、三唑酮及其類似物的內(nèi)吸傳導(dǎo)特性的研究報(bào)道。在更進(jìn)一步的研究中,將采用甘藍(lán)和水稻苗作為供試材料,深入系統(tǒng)研究氯蟲苯甲酰胺在受體植物中的內(nèi)吸傳導(dǎo)特性,為合理使用氯蟲苯甲酰胺防治蔬菜、水稻等害蟲策略的制定提供科學(xué)依據(jù)。4培養(yǎng)液中氯蟲苯甲酰胺含量的測(cè)定以乙腈為提取溶劑,采用超聲波提取大豆植株中的氯蟲苯甲酰胺,由帶二極管陣列檢測(cè)器高效液相色譜檢測(cè)分析氯蟲苯甲酰胺在大豆植株的系統(tǒng)分布,方法簡(jiǎn)便可靠。采用水培法處理時(shí),當(dāng)培養(yǎng)液中氯蟲苯甲酰胺的濃度為50μg·mL-1時(shí),24h后大豆莖桿和葉片中的含量分別為15.22和4.73μg·g-1,48h后大豆莖桿和葉片中的含量分別為8.71和7.96μg·g-1;當(dāng)培養(yǎng)液中氯蟲苯甲酰胺的濃度為200μg·mL-1時(shí),24h后大豆莖桿和葉片中的含量分別為