丙硫克百威的生物活性及其對幾種植物害蟲的防治

丙醇酸苯基（bole）的商品名是安可卡隆。化學名稱為n-[2，3-二羥基-2，2-二甲基苯基-7-基氧基（甲基）-丙烯酸乙烯酸酯。結構形式為：。丙硫克百威屬于氨基甲酸酯類有機農藥,是通過在克百威(Carbofuran,化學名稱為3,3-二氫2,2-二甲基-7-苯并呋喃基-甲基氨基甲酸酯)分子中引入硫原子而形成的亞磺酰基衍生物,系克百威的低毒化產品之一.它既保持了克百威優良的殺蟲活性,又降低了對哺乳動物的毒性,是日本大化學株式會社(OtsukaChemicalsCo.Ltd.)開發的一種新型高效、廣譜性、內吸性殺蟲劑.作為有機氯農藥的取代品種,用于防治水稻、棉花、玉米、果樹、甜菜等作物的害蟲.由于丙硫克百威農藥對魚類的毒性較高,且在環境中容易降解成一些活性有毒物,因而對丙硫克百威的生物活性及其環境毒理研究受到廣泛關注.1丙硫酸酯的生物活性和療效1.1對黑尾葉青樹的效果丙硫克百威對防治鞘翅目、雙翅目和纓翅目昆蟲效果較好,并對一些已對常用藥劑產生抗性的昆蟲(如小菜蛾)也有很高的活性.據報道,將丙硫克百威與葉蟬散或速滅威以1∶1(重量比)混合使用,可明顯地提高對抗性黑尾葉蟬的防治效果.丙硫克百威對大多數害蟲均有極好的殺蟲活性.以不同的施藥方式(土壤施用或葉面施用丙硫克百威顆粒或液劑),對光蟬科的害蟲防治都有較好效果.溫室盆栽和田間試驗表明,在幾種氨基甲酸酯類殺蟲劑的殺蟲活性比較中,丙硫克百威對稻大白葉蟬、稻褐飛虱LD50值較克百威、滅多威、殘殺威等殺蟲活性均較高;根施丙硫克百威對稻褐飛虱有較高致死率.為了利用和開發新的高效低毒農藥,農藥科學工作者在丙硫克百威分子上進一步引進支鏈和硫原子,既可使丙硫克百威低毒化,又保持了丙硫克百威的殺蟲活性.還將丙硫克百威的環裂解,聯上氧原子,再形成環,研制出一種非萜烯類超高效型氨基甲酸酯殺蟲劑.1.2蔥體對蘋果蛛的防治效果丙硫克百威已在多種作物上施用,對于防治水稻稻水象甲LissorhoptrusoryzophilusKusch,薊馬BaliothripsbiformisBagn,鉆心蟲Tryporyzaincertulas,鐵線蟲MelanotustamsugensisBates,棉蚜AphisgossypiiGlover,玉米食根蟲MelanotuscommunisGyllenhal,蔥蠅Hylemiaantiqua,小菜蛾PlutellamaculipennisCurtis,蘋果蛾CydiapomonellaL,尺蠖EctropisobliquahypulinaWehrili等均有效果[6,7,8,9,10,11,12,13].有人將5%的丙硫克百威噴到水稻秧苗上,可防治稻水象甲食根幼蟲和食葉成蟲的危害,施藥后持效期大于52d.1982年,日本研究人員將5%丙硫克百威,5%克百威,5%乙酰甲胺磷顆粒劑施于甘藍植株周圍土壤來防治小菜蛾,試驗表明,丙硫克百威和克百威的防治效果相當,較乙酰甲胺磷的持效期長.意大利研究人員將5%丙硫克百威溝施發芽種子或玉米苗周圍土壤來防治金針蟲,結果對植株的損害較小,玉米的相對產量提高較大.在對蘋果蛾的防治效果試驗中,噴施40%丙硫克百威乳劑,該蟲對蘋果危害率降至0.22%.用40%丙硫克百威可濕粉劑對洋蔥種進行包衣處理后播種,可有效地防治蔥蠅,而且可提高洋蔥產量.中國學者分別在山西平遙和新降兩縣用20%丙硫克百威乳劑進行防治棉蚜的試驗結果表明,用500,700倍液施用后3d防效均達80%以上,500,750,1000倍液施用后7d的防效均達90%以上,其中500,750倍液的防效高達96%以上,顯著高于甲氰菊酯乳劑2000倍液70%的防效.田間施用以750～1000倍液為宜.2丙硫酸巴比的分解和殘余2.1克百威的獲得丙硫克百威在哺乳動物體內與蠅體內的代謝不同.在蠅體內可生成毒性更高的物質(如圖1),從而提高了農藥的選擇性.丙硫克百威是一種內吸性農藥,施于葉面或土壤后,能滲入植物組織或被植物吸收并在植物體內傳輸.丙硫克百威在農作物中的代謝已有不少研究,結果表明,丙硫克百威在棉花、大豆和谷物類3種作物中的代謝行為相似,首先是丙硫克百威分子中N—S鍵斷裂,生成克百威,在施藥后1～7d積累量較高;而后很快生成3-羥基克百威,施藥后8～30d積累量較高.Val.E.Clay等曾對14C標記的丙硫克百威的代謝機制進行了研究,認為丙硫克百威在消解過程中,一部分隨雨水淋溶、植物吸收、蒸發等逸失,另一部分轉化成克百威,而后是克百威的水解、氧化、環斷裂等.丙硫克百威及其代謝物在棉籽、稻米、稻稈中降解和殘留,也有相似的規律,從而有人歸納出丙硫克百威在植物體內的代謝途徑(圖2).在代謝過程中,丙硫克百威分子上N—S鍵的氧化、水解和結合是丙硫克百威在植物體內代謝的主要生化反應.丙硫克百威的代謝物除了克百威,3-羥基克百威外,還有很多如3-C=O-CF,N-CH2OH-CF,3-C=O-N-CH2OH-CF3-OH-N-CH2OH-CF,3-OH-NH2-CF和一些未知物[9,16,20,21,22,23,24].2.2生物酶在丙硫克百威微生物降解中,主要微生物為蘋果干腐病極毛桿菌、茄病鐮刀菌、土翅霉、粉紅膠霉、毛霉屬和青霉屬等.丙硫克百威的光化學降解主要是光分解.2.3不同土壤氣候對丙硫克百威代謝的影響丙硫克百威在土壤中降解為克百威和3-羥基克百威等,因此研究丙硫克百威在環境中的殘留時,應同時考慮丙硫克百威、克百威和3-羥基克百威.中國學者對丙硫克百威在棉田土壤中消解動態的研究結果表明,不同土壤氣候條件降解速率不同,半衰期也不一樣;施用后30d以內,丙硫克百威代謝為化學反應,與土壤中微生物關系不大,而且消解很快;3-羥基克百威為丙硫克百威的第二代謝物,而且水溶性較強,容易隨地下水流失.對于活性代謝物克百威,3-羥基克百威,3-酮基克百威,,在濕潤土壤中的降解速度比干土快,但機理尚不很清楚,有待進一步研究.到目前為止,對丙硫克百威在土壤中降解及其殘留研究較少.鑒于丙硫克百威在環境中可代謝為克百威和3-羥基克百威,而克百威在美國某些地方已成為地下水的污染物,因此對丙硫克百威在土壤中降解及其殘留研究有重要的意義.3丙硫克百威在不同土壤條件下的吸收、降解和持久研究丙硫克百威作為氨基甲酸酯類農藥的第三代產品,由于它的高效低毒,在農業上的應用越來越廣.對丙硫克百威在農業生態環境中的潛在污染、滯留、運轉和消解過程及其機理的研究,越來越受到環境科學工作者的重視.同時許多國家也加強了對丙硫克百威及其代謝物克百威、3-羥基克百威的環境監測[6,10,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34].如從1998年起,英國已將丙硫克百威列入常年監測的化學農藥之一.對于一種新農藥,它在不同土壤條件下的吸收、降解和持久性是評價對生態環境影響與危害的一個重要指標,對其在不同土壤條件下的吸收、降解和持久性的研究是推廣使用的基礎性工作,能為合理安全使用提供科學依據.中國目前正擬應用丙硫克百威這一高效低毒農藥,因此,必須對丙硫克百威在不同土壤條件下的吸收、降解及持久性進行研究,包括:丙硫克百威在土壤中的遷移規律、吸附特性、降解速率的研究;影響丙硫克百威在土壤中降解因素的研究;