PDMS系列助剂对10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂防治草地贪夜蛾的增效作用

胡飞 徐丽娜 胡本进 徐婷婷 毕思佳 吴振晨 吴艳 李桂萍 陈永田 王年安 苏贤岩 王振营

摘要

本研究采用室内毒力测定，助剂润湿铺展性能和田间防治效果评价研究了自研“PDMS”系列助剂（PDMS01、PDMS02、PDMS03、PDMS04）對10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂防治草地贪夜蛾的增效作用。结果表明，PDMS系列助剂均可提高10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂的毒力;7.5～17.5 g/L处理药液中添加助剂PDMS01，药液润湿时间降低172.84～176.59 s，药液表面张力降低15.26～16.28 mN/m，玉米叶片正、背面静态接触角分别降低13.39°～24.12°和12.02°～27.56°;10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂减量30%（21 g/667m2）并添加PDMS01后，无人机施药对草地贪夜蛾的3 d和14 d田间防效分别可达76.62%和82.36%，与未减量处理（30 g/667m2）的防效差异不显著，与添加KQ103、凯耀高航处理差异也不显著。助剂PDMS01可显著改善10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂药液的润湿铺展性能，减少药剂用量30%对草地贪夜蛾仍有较高防效，且速效性和持效性较好。

关键词

助剂PDMS; 10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂; 毒力测定; 润湿性能; 草地贪夜蛾

中图分类号：

S 433.4

文献标识码： B

DOI： 10.16688/j.zwbh.2022808

Synergistic effect of PDMS series adjuvants on emamectin benzoate·chlorantraniliprole 10% SC against Spodoptera frugiperda

HU Fei1， XU Lina1， HU Benjin1， XU Tingting1， BI Sijia1， WU Zhenchen1， WU Yan1， LI Guiping1，CHEN Yongtian2， WANG Nian’an2， SU Xianyan1*， WANG Zhenying3*

（1. Institute of Plant Protection and AgroProducts Safety， Anhui Academy of Agricultural Sciences， 

Hefei 230031， China; 2. Wuwei Station ;of Plant Protection， Anhui Province， Wuwei 238300， China;

3. State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests， Institute of Plant Protection， 

Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100193， China）

Abstract

The synergism of selfdeveloped “PDMS” adjuvants （PDMS01， PDMS02， PDMS03， PDMS04） on emamectin benzoate·chlorantraniliprole （EBC） 10% SC against Spodoptera frugiperda were investigated in this study. The results showed that all the four PDMS adjuvants could increase the toxicity of EBC 10% SC. When PDMS01 was added into the 7.5-17.5 g/L EBC 10% SC， the wetting time of the liquid was reduced by 172.84-176.59 s， the surface tension of the liquid was reduced by 15.26-16.28 mN/m， and the static contact angle of the front and back surface on corn leaves was reduced by 13.39°-24.12° and 12.02°-27.56°， respectively. The field control effect of the EBC 10% SC at the dosage of 21 g/667m2 （30% reduction） against S.frugiperda could reached 76.62% and 82.36% 3 d and 14 d， respectively， after mixed with PDMS01， which show no significant difference from that of the routine dosage （30 g/667m2） and the treatments mixed with commercial adjuvant （KQ103 and Kaiyaogaohang）. The addition of PDMS01 can significantly improve the wetting and spreading performance of EBC 10% SC and enhance its quickacting and persistent effect on S.frugiperda under the condition of 30% reduction.

Key words

adjuvants PDMS; emamectin benzoate·chlorantraniliprole 10% SC; toxicity testing;wettability;Spodoptera frugiperda

草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda （J. E. Smith），又名秋黏虫（fall armyworm），属鳞翅目Lepidpoptera，夜蛾科Noctuidae，灰翅夜蛾属Spodoptera，具有为害作物多、食量大、迁飞能力强、防控难度大等特点［12］。自2019年1月入侵我国后已扩散至全国大部分地区，并在云南、广东等南方7省（区）周年繁殖，给玉米生产造成严重威胁［34］。

针对草地贪夜蛾的防治，国内外已经在农业防治、生物防治、物理防治、化学防治等方面积累了丰富的经验。但由于化学药剂见效快、防治效果好，应用最为广泛［57］。农业农村部推荐的草地贪夜蛾防治药剂目录中，甲氨基阿维菌素苯甲酸盐（甲维盐）和氯虫苯甲酰胺的使用频率最高［8］。但长期不规范使用，除了导致用药量增加，也不可避免地诱导草地贪夜蛾产生抗药性，如广东茂名种群已对甲维盐、氯虫苯甲酰胺产生中等水平抗性［89］。因此，为更好地应对草地贪夜蛾的为害，选择合理施药器械，优选高效施药技术对提升防治效果、减少化学用药、延缓抗性产生至关重要。

随着我国科学技术的进步，以及现代农业对高新施药设备的需求，精准、高效、小型化植保无人机发展迅速。在药剂、喷雾助剂及飞行参数选择适当的情况下，植保无人机喷施可有效地防治农作物病虫害［10］。喷雾助剂又称为桶混助剂，在农药使用时按一定比例加入到药液中，能起到提高药液在植物表面或害虫体表的润湿、渗透、均匀分布的作用［1113］。喷雾助剂对溶液的表面张力、黏度、接触角和铺展系数等具有较好的改善作用，尤其在植保无人机施药过程中，添加喷雾助剂可减少雾滴的蒸发与飘移，显著提高农药有效利用率及施药效果。王潇楠等发现添加Silwet stik和迈丝2种助剂有利于噻虫嗪在豇豆上的沉积，可提高对豇豆上普通大蓟马Megalurothrips usitatus的防治效果［14］。郭晓君等报道，助剂 GYT1602、NF100能改善药液的润湿铺展性能，加入助剂后呋虫胺用量减少20%，药后15 d对苹果黄蚜Aphis citricola防效达96.63%以上，持效期延长［15］。

近年来，在化肥农药减施背景下，喷雾助剂应用已成为新的农药减量手段。将植保无人机与喷雾助剂结合，以应对病虫害防控面临的新问题，是当前无人机施药技术研究中的重要关注点。本研究选择项目组前期开发的10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂［16］，以KQ103、凯耀高航等商品助剂为对照，通过室内毒力测定、助剂润湿铺展性能评价和田间防效试验，评价了自研PDMS系列助剂对化学药剂防治草地贪夜蛾的减量增效作用，以期为筛选草地贪夜蛾化防增效助剂、提高农药利用率提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验药剂：10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂（emamectin benzoate·chlorantraniliprole 10% SC，后文简称EBC 10% SC），助剂PDMS01、PDMS02、PDMS03和PDMS04（专利申请号：2022108986649），安徽省农业科学院植物保护与农产品质量安全研究所研制。

对照助剂：KQ103，扬州市威纳新材料有限公司;凯耀高航，山东树林生物科技有限公司;云展，河北中保绿农作物科技有限公司;U伴，先正达（中国）投资有限公司。

供试昆虫：用于室内生物测定的草地贪夜蛾为2019年采集自安徽省黄山区的3～4龄幼虫，经实验室人工饲料饲养繁殖的室内种群。

1.2 试验方法

1.2.1 室内毒力测定

采用浸虫法测定。将10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂用无菌水溶解并配制成10、20、40、80、160、320 mg/L 6个浓度梯度，再向以上药液中按1%体积分数分别加入上述8种助剂，配制成10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂和不同助剂的混合药液。挑选大小一致的4龄幼虫，药液中浸渍10 s，以不加助剂的药液处理为对照。将药液处理后的试虫转移至12孔细胞培养板，用新鲜玉米叶片进行饲养，48 h后调查死亡虫数。每处理试虫24头，重复3次。

1.2.2 药液润湿时间的测定

按照推荐用药量30 g/667m2，植保无人机喷施用水量2 L/667m2，将10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂配制成7.5、10.5、12.75、15、17.5 g/L等5个浓度，再向各浓度药液中按1%体积分数分别加入上述8种助剂，配制成10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂和不同助剂的混合药液;以未加助剂的药液为对照。将待测液倒入500 mL烧杯，待液面稳定、液面上泡沫完全消失后，将标准帆布圆片（上海市纺织工业技术监督所生产）置于自制浸没架上，水平轻放于液面，用秒表记录标准帆布圆片从接触液面至完全浸没的时长（s），浸没时间达到180 s后记录为＞180 s，每处理3块圆片，重复3次。

1.2.3 药液表面张力的测定

待测药液配制参照1.2.2，以纯水进行空白校准。采用BCZ800型全自动界面张力仪（淄博本创仪器有限公司），以纯水进行标定，直至表面张力仪测定纯水的读数值稳定在72～74 mN/m，将制备的药液倒入测试皿至距离皿口1/3处，液面稳定后测定其表面张力并记录读数，每处理重复测定3次。

1.2.4 药液接触角的测定

待测药液配制参照1.2.2。采用躺滴法测定药液与叶片的静态接触角［15］。按每滴2 μL滴于玉米叶片表面，液滴滴于叶片上5 s时进行液滴形态拍照并测量静态接触角。每处理测定30滴，去掉离散值后，计算平均值。

1.2.5 田间应用效果评价

试验在安徽省无为市姚沟镇玉米种植基地进行，试验田块为沙壤土，耕作层深厚，肥力中等，有机质丰富，玉米于2022年6月12日播种，种植密度为3 500株/667m2，株距0.45 m，行距0.65 m，耕作管理等措施一致，符合当地农业生产实践，面积约10 hm2。以10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂30 g/667m2为参考剂量，并以此为基准设置减量15%、30%和50%剂量处理。在不同浓度药液中，按照1%体积分数分别加入上述8种助剂，同时设置清水空白对照，共14个处理（表1），每处理4次重复，小区采用随机区组排列，每小区面积约600 m2，小区间设1 m宽保护行。于2022年7月28日采用无人机施藥。飞防参数：极飞XP2020喷雾，飞行高度3.5 m，速度3.5 m/s，流量2 000 mL，喷幅3 m。田间有草地贪夜蛾等鳞翅目害虫发生，试验前未施用任何农药。分别于药后 3、7、14 d 各调查1次，每处理随机取5点，每点20株玉米，施药前调查玉米植株上草地贪夜蛾数量，多为2～4龄幼虫。计算虫口减退率和防治效果。

虫口减退率=（药前活虫数-药后活虫数）/药前活虫数×100%;

防治效果=（处理区虫口减退率-空白对照区虫口减退率）/（1-空白对照区虫口减退率）×100%。

1.3 数据分析

利用Excel计算助剂润湿时间、表面张力、接触角及田间防效。采用SPSS 21.0软件计算LC50、毒力回归方程、卡方值、相对毒力指数［相对毒力指数=10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂的LC50/（10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂+助剂的LC50）］，以各处理LC50置信区间是否重叠，确定毒力差异显著性，并对数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 添加不同助剂后10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂对草地贪夜蛾幼虫的毒力

由表2结果可知，助剂PDMS01、PDMS02、PDMS03、PDMS04、KQ103、凯耀高航、云展、U伴可降低10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂的LC50，相对毒力指数为5.14、3.89、3.80、3.02、4.25、3.09、2.41、2.17。通过比较LC50的95%置信限，发现添加助剂PDMS01、PDMS02、PDMS03、PDMS04、KQ103、凯耀高航处理95%置信限范围均不与未添加助剂处理重叠，说明差异显著。表明在室内条件下，以上6种助剂可以增加10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂的毒力。

2.2 不同助剂对10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂药液润湿时间的影响

由表3可知，8种助剂均可显著降低10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂药液润湿时间，润湿时间由＞180 s降低至2.11～55.10 s，其中添加助剂PDMS01、PDMS02、PDMS03后，药液润湿时间

显著高于其他5种添加助剂，

分别比未添加助剂组缩短了172.84～176.59 s、176.23～177.89 s、172.68～177.23 s。

2.3 不同助剂对10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂药液表面张力的影响

向不同浓度的10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂药液中分别加入不同助剂，表面张力由38.26～39.26 mN/m降低至22.30～32.06 mN/m。其中添加助剂PDMS01、PDMS02、PDMS03、PDMS04和KQ103，药液的表面张力分别降低了15.26～16.28、15.36～16.28、15.46～16.84、15.34～15.94 mN/m和7.20～14.06 mN/m，显著低于未加助剂的对照及添加其他3种助剂的药液。但同一助剂对不同浓度药液表面张力的降低程度差异不大。8种助剂中，助剂PDMS01、PDMS02、PDMS03、PDMS04和KQ103降低表面张力的效果较好（表4）。

2.4 不同助剂对10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂药液静态接触角的影响

添加不同助剂后10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂药液与玉米叶片正面和背面的静态接触角均显著减小，其中，添加PDMS01的处理分别比未添加助剂的处理减小13.39°～24.12°和12.02°～27.56°。其中浓度为12.75～17.5 g/L时，添加KQ103后药液与玉米叶片正面接触角最小，其次为添加助剂PDMS01处理;药液与叶片的背面接触角以添加凯耀高航时最小，其次为添加助剂PDMS01处理。总体来看，PDMS01、PDMS03、凯耀高航、KQ103对接触角的降低效果要优于云展、U伴、助剂PDMS02、PDMS04（表5）。

2.5 添加不同助剂后10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂对草地贪夜蛾的田间防治效果

由表6结果可知，药后3、7 d和14 d，10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂以30 g/667m2和35 g/667m2单独施用后对草地贪夜蛾的防效分别为74.28%～83.72%和76.28%～86.18%。施药剂量减少至21 g/667m2后，添加助剂PDMS01、KQ103和凯耀高航的处理，药后3、7 d和14 d对草地贪夜蛾的防效分别为76.62%～84.12%、74.12%～82.80%和71.43%～81.75%，与30 g/667m2和35 g/667m2药液单独处理的防效无显著差异，但添加PDMS01的处理，药后3、7 d和14 d的防效显著高于添加助剂云展、U伴处理的防效。

另外10%甲維盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂30 g/667m2添加助剂PDMS01药后3、7、14 d防效分别为81.18%、88.71%、87.78%，均略高于30 g/667m2和35 g/667m2剂量未加助剂处理的防效，但差异未达显著水平;而10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂25.5 g/667m2添加助剂PDMS01药后3、7、14 d防效分别为72.74%、87.30%、84.97%，与未加助剂的30 g/667m2、35 g/667m2处理的防效接近。由此可知，助剂PDMS01、KQ103、凯耀高航对提高10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂防效、延长持效期具有良好效果。

3 结论与讨论

玉米植株高，生物量大，在其生长中后期，草地贪夜蛾、亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis等为害较重。人工喷雾防治时行走困难，且高温作业容易中毒［17］。无人机具有省时省工、效率高等优势，在一定程度上弥补了传统施药器械的不足，为高效、安全地进行植保作业提供了有效途径［18］。但相比于常规喷洒，植保无人机施药用水量大幅降低，喷液量一般只有7.5～30 L/hm2［1922］，这易降低雾滴密度和覆盖度，而添加喷雾助剂可显著改善药液润湿、铺展等性能，对于提高病虫害防治效果具有重要作用［2325］。已有研究表明，飞防时加入喷雾助剂后沉积效果优于不加助剂。喷雾助剂主要通过增加药液附着，提高雾滴覆盖度、沉积量，促进雾滴在作物叶片上的铺展和渗透等提高防效［26］。

飞防助剂种类及合适的添加量是影响药液润湿性、沉积效果的重要因素，选用合适的助剂可提升雾滴的抗飘移性，提高作物表面的药液沉积量［27］。添加飞防助剂后，助剂中表面活性剂分子在气液界面定向排列，形成界面膜，使药液液滴的表面张力降低，液滴与作物表面的接触角减小，润湿性和铺展性提高［2830］。因此探讨助剂对靶标的增效作用，通常从研究助剂对药液润湿铺展性能的改善方面着手。

草地贪夜蛾入侵我国后，针对应急化学防控需求，本项目组结合甲维盐、氯虫苯甲酰胺两者作用特点，通过优势互补，增效复配获得10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂，并已在安徽省多地玉米种植区示范应用［16］。为进一步提升玉米田草地贪夜蛾植保无人机飞防效果，本项目开展飞防助剂开发，以降低药液表面张力，促进药液在玉米叶片上的润湿性能，研制的助剂PDMS系列与药液按1%体积分数混合后，能有效控制药液的表面张力在23 mN/m左右，药液对润湿性能测定专用标准帆布圆片的润湿时间缩短到10 s以内，使药液液滴接触玉米叶片时的接触角明显减小，对于田间药剂飞防效果具有显著增益作用，优于市场上有机硅类助剂KQ103及植物精油类助剂云展等。

本研究表明，PDMS01、PDMS02、PDMS03、PDMS04、KQ103、凯耀高航等6种助剂能提升10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂对草地贪夜蛾的室内毒力，在7.5～17.5 g/L药液中添加供试的8种助剂后，药液润湿时间、表面张力、静态接触角均降低，其中助剂PDMS01降低药液润湿时间的效果最好;PDMS01、PDMS02、PDMS03、PDMS04、KQ103降低药液表面张力显著优于其他助剂;KQ103、凯耀高航、PDMS01对玉米叶片正、背面静态接触角降幅较大。田间应用效果进一步确证了助剂对化学农药的减量增效作用，在减少10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂用量30%的情况下添加助剂PDMS01，无人机施药后3、14 d对草地贪夜蛾的田间防效分别达到76.62%、82.36%以上，与未减量处理差异不显著，与添加助剂KQ103、凯耀高航处理差异也不显著。表明助剂PDMS01、KQ103、凯耀高航可显著改善10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂药液的润湿铺展性能，使其更容易在玉米叶片上附着和沉积，从而提高对草地贪夜蛾的防效，并保持了较好的速效性和持效性。

在10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂7.5～17.5 g/L的药液中，添加PDMS01等6种助剂后的LC50的95%置信区间与单独药剂处理均无重叠，差异显著，与郭晓君等报道的3种助剂均未能提高呋虫胺对苹果黄蚜的毒力不同［15］，因药剂种类及防治靶标均不同，无法等同评价助剂的增效作用。添加不同助剂后发现各浓度药液的表面张力均可迅速降低，不同助剂间差异较大，但同一助剂对不同浓度药液表面张力的降低程度差异不大，推测可能是助剂中的润湿活性成分在降低药液表面张力中起主导作用所致，因此表面张力趋于稳定。表面张力的降低可以使得雾滴接触作物叶片时接触角减小，促进雾滴在叶片上的铺展，减少雾滴在叶片上的弹跳，增强雾滴的黏附性。添加不同助剂后，药液液滴在玉米叶片表面接触角的降低程度不尽相同，这可能与助剂性能和叶片结构等相关［31］。本试验仅研究了“助剂PDMS”系列优化农药液滴润湿性，为系统评价其性能提供了参考，但对雾滴的黏附张力、抗蒸发性和在叶片上的沉积等科学机理未涉及，还有待进一步探讨。参考文献

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