苯甲酰脲類殺蟲劑作用機理及應(yīng)用

王敏鳳

(遼寧省大連金普新區(qū)林業(yè)事務(wù)中心,遼寧 大連 116100)

苯甲酰脲類殺蟲劑是以苯甲?；孱惢衔?BU)為主的一類幾丁質(zhì)合成抑制劑,能夠?qū)Π袠?biāo)害蟲的幾丁質(zhì)合成進(jìn)行有效抑制,從而使害蟲死亡或者不能生育,實現(xiàn)對害蟲的防治。同時苯甲酰脲類殺蟲劑具有目標(biāo)害蟲抗藥性頻率低、對非目標(biāo)生物影響小、生產(chǎn)成本低等特點,被廣泛地應(yīng)用于農(nóng)林業(yè)病蟲害防治中。但是,苯甲酰脲類殺蟲劑存在藥效不穩(wěn)定和對靶標(biāo)害蟲作用緩慢等缺點,無法快速實現(xiàn)對害蟲的殺滅。對苯甲酰脲類殺蟲劑的作用機理進(jìn)行研究,從而根據(jù)其機理來制定出更好的林業(yè)病蟲害防治方案,提升病蟲害防治效果。

1 苯甲酰脲類殺蟲劑概述

苯甲酰脲類殺蟲劑(BPUs)是以苯甲酰脲類化合物為基礎(chǔ)的殺蟲劑,通過對靶標(biāo)害蟲體內(nèi)幾丁質(zhì)進(jìn)行抑制,實現(xiàn)對靶標(biāo)害蟲進(jìn)行殺滅[1]。苯甲酰脲類殺蟲劑對昆蟲的接觸殺作用很小,主要是通過胃毒作用來實現(xiàn)對害蟲的殺滅。同時苯甲酰脲類殺蟲劑與有機磷類、氨基甲酸酯類和菊酯類殺蟲劑沒有交互抗性,對鱗翅目、鞘翅目以及同翅目昆蟲有較好的殺滅效果。同時對沒有幾丁質(zhì)的生物影響較小。在動植物體內(nèi)以及自然環(huán)境中易分解,環(huán)境污染影響較低,是病蟲害防治中廣泛使用的一類殺蟲劑農(nóng)藥[2]。

2 苯甲酰脲類殺蟲劑的作用機制

苯甲酰脲類殺蟲劑的殺蟲機制是通過對昆蟲的幾丁質(zhì)合成進(jìn)行抑制。苯甲酰脲類殺蟲劑會導(dǎo)致幼蟲期昆蟲蟲體發(fā)軟,阻礙新表皮形成,導(dǎo)致昆蟲無法正常蛻皮,從而死亡[3]。苯甲酰脲類化合物可以提升昆蟲體內(nèi)幾丁質(zhì)酶的催化效果,加速幾丁質(zhì)的酶解,并且能夠?qū)锥≠|(zhì)合成酶進(jìn)行抑制,實現(xiàn)對幾丁質(zhì)的合成進(jìn)行抑制。在幾丁質(zhì)合成過程中,幾丁質(zhì)需要通過幾丁質(zhì)合成酶的糖基化修飾才能被活化,通過形成一個糖苷鍵來維持幾丁質(zhì)的穩(wěn)定性。如果幾丁質(zhì)合成酶被抑制,就會導(dǎo)致幾丁質(zhì)的合成過程中的幾個關(guān)鍵過程無法進(jìn)行,從而導(dǎo)致幾丁質(zhì)無法形成[4]。從而對昆蟲的脫皮產(chǎn)生影響,使昆蟲的圍食膜無法形成,影響昆蟲的正常生長發(fā)育,導(dǎo)致昆蟲無法正常蛻皮,使昆蟲的表皮組織軟化。最終導(dǎo)致昆蟲死亡。同時幾丁質(zhì)的合成受阻還會影響到蟲卵的孵化,使昆蟲的繁殖受阻。相關(guān)研究表明,苯甲酰脲類殺蟲劑阻礙幾丁質(zhì)合成過程主要表現(xiàn)為對昆蟲磺酰脲受體的影響、對幾丁質(zhì)合成酶活性的影響以及對昆蟲細(xì)胞離子通道的影響等方面[5]。對昆蟲磺酰脲受體的影響。苯甲酰脲和磺酰脲具有較為相似的結(jié)構(gòu),致苯甲酰脲與磺酰脲受體進(jìn)行結(jié)合,對磺酰脲與磺酰脲受體的結(jié)合產(chǎn)生了影響,從而導(dǎo)致幾丁質(zhì)合成受到影響。對幾丁質(zhì)合成酶活性的影響。幾丁質(zhì)合成最關(guān)鍵的過程是UDP-N-乙酰胺葡萄糖通過幾丁質(zhì)合成酶的催化結(jié)合到幾丁質(zhì)聚合物中,而苯甲酰脲類殺蟲劑與幾丁質(zhì)合成酶發(fā)生相互作用,從而抑制了幾丁質(zhì)合成酶的活性,導(dǎo)致幾丁質(zhì)合成的關(guān)鍵步驟無法有效進(jìn)行,影響了幾丁質(zhì)的合成;對昆蟲細(xì)胞離子通道的影響。苯甲酰脲化合物會對離子轉(zhuǎn)運活動產(chǎn)生影響,抑制細(xì)胞內(nèi)鈣的攝取量,從而影響昆蟲表皮離子的轉(zhuǎn)運,干擾了幾丁質(zhì)的合成。

3 苯甲酰脲類殺蟲劑重要品種

苯甲酰脲類殺蟲劑是以苯甲?；鶠榛A(chǔ)來進(jìn)行各類殺蟲劑的制作,所以可以根據(jù)苯甲酰基的修飾方式不同而將苯甲酰脲類殺蟲劑分為苯甲?；揎?、芳胺環(huán)修飾和芳胺還對位引入取代芳氧基三種類型。

3.1 苯甲?；闲揎?/h3>

苯甲?；闲揎検且猿x脲、滅幼脲等苯甲酰脲類殺蟲劑為主,通過在苯甲?；弦臌u素的方式來進(jìn)行合成[6]。其中除蟲脲是通過對絲氨酸蛋白酶活性的抑制來使幾丁質(zhì)合成酶無法被激活,從而來干擾昆蟲體內(nèi)幾丁質(zhì)合成。能夠有效地有效地放置鱗翅目和雙翅目的害蟲,并且能夠防治對有機磷類、有機氯類農(nóng)藥產(chǎn)生抗藥性的害蟲。滅幼脲是通過影響昆蟲角質(zhì)層中的幾丁質(zhì)含量的方式來讓昆蟲的角質(zhì)層發(fā)育不良,從而使昆蟲在蛻皮過程中肌肉附著點和維持肌肉附著力維持平衡的技能受到損害,導(dǎo)致昆蟲蛻皮過程中無法承受內(nèi)部壓力出現(xiàn)蛻皮失敗的情況而死亡。

3.2 芳胺環(huán)上修飾

在芳胺環(huán)上修飾是以除蟲隆、氟鈴脲和伏蟲隆類苯甲酰脲類殺蟲劑。在芳胺環(huán)上引入CF3、OCF3、OCF2CF2等就能夠得到除蟲隆、氟鈴脲等苯甲酰脲類殺蟲劑[7]。在芳胺環(huán)上引入鹵原子就可以得到伏蟲隆。除蟲隆是通過干擾幾丁質(zhì)在昆蟲表皮中的沉積作用來對昆蟲的蛻皮產(chǎn)生影響,從而使昆蟲死亡。氟鈴脲則是通過阻礙昆蟲的正常蛻皮和變態(tài)來防治病蟲,對昆蟲的幼蟲和卵有較強的殺滅性。伏蟲隆是通過阻礙昆蟲的蛻皮來抑制昆蟲的發(fā)育,從而使昆蟲死亡。

3.3 芳胺環(huán)對位修飾

芳胺環(huán)對位修飾是在芳胺環(huán)的對位上引入取代芳氧基,從而形成啶蟲隆、氟蟲脲等苯甲酰脲類殺蟲劑。這類苯甲酰脲類殺蟲劑具有較低的毒性,但是具有觸殺的效果,具有較高的殺蟲效果,同時作用速度較慢,需要5～7 d才能發(fā)揮殺蟲作用。

4 苯甲酰脲類殺蟲劑在林業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用

隨著苯甲酰脲類殺蟲劑的不斷研發(fā),其種類在不斷的增加,常見種類和應(yīng)用范圍如表1所示。下邊將對5種常見苯甲酰脲類殺蟲劑在林業(yè)蟲害防治中的應(yīng)用進(jìn)行說明

4.1 滅幼脲的使用

滅幼脲又稱滅幼脲3號,對鱗翅目和雙翅目幼蟲有較好的防治效果。主要劑型有25%、50%膠懸劑,其中25%膠懸劑為常用劑型,滅幼脲的殘效期為15～20 d。病蟲害防治過程中通常在昆蟲幼齡期進(jìn)行用藥,金紋細(xì)蛾可以在成蟲產(chǎn)卵前通過噴灑25%膠懸劑的1000～2000倍液來進(jìn)行防治,食葉毛蟲可以通過噴灑25%膠懸劑的2000～3000倍液來進(jìn)行防治,桃小食心蟲可以通過噴灑25%膠懸劑的800倍液來進(jìn)行防治。用藥過程中需要注意滅幼脲膠懸劑在儲藏和運輸過程中會出現(xiàn)分層的情況,所以在使用時需要將藥物搖勻再進(jìn)行使用。同時藥液不能與堿性物質(zhì)接觸,避免藥物發(fā)生分解變質(zhì)。

4.2 氟蟲脲的使用

氟蟲脲的主要劑型為5%氟蟲脲可分散液劑和50%乳油,其中以5%氟蟲脲可分散液劑為常用劑型。對植食性螨類、桃小食心蟲、卷葉蟲等具有較好的防治效果。螨類害蟲通常用5%氟蟲脲可分散液劑的1000～1500倍液噴霧來進(jìn)行防治,桃小食心蟲和卷葉蟲則看需要采用5%氟蟲脲可分散液劑的1000～2000倍液來進(jìn)行防治。使用過程中需要與有機磷類或者擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的使用進(jìn)行錯開,最好提前2～3 d使用氟蟲脲,同時在一個生長季內(nèi)最懂使用兩次氟蟲脲。

4.3 氟鈴脲的使用

氟鈴脲對鱗翅目、爽茨木和鞘翅目害蟲具有較好的防治效果。常見劑型為5%乳油和20%懸浮劑,可以有效防治金紋細(xì)蛾、桃小食心蟲和卷葉蛾等害蟲,用藥方式為5%乳油的1000～2000倍液或者20%懸浮劑的8000～10000倍液,藥物的有效時間為20 d。用藥過程中需要針對害蟲的種類來選擇用藥時間,一般需要在食葉害蟲的低齡期進(jìn)行用藥,對與蛀性害蟲則需要選擇在害蟲產(chǎn)卵末期到孵化期進(jìn)行用藥。

4.4 氟啶脲的使用

氟啶脲具有較高的廣譜性,通過阻礙害蟲正常蛻皮來實現(xiàn)對害蟲的殺滅。能夠殺滅鱗翅目、雙翅目、直翅目和膜翅目等多種害蟲,藥效時間為20 d以上。常見劑型為5%乳油,用藥方式為5%乳油的1000～2000倍液。由于氟啶脲對蜜蜂、魚類和家蠶等有毒,所以在使用過程中需要注意藥物對蜂群的影響,遠(yuǎn)離水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)和家蠶養(yǎng)殖區(qū)。同時噴灑藥物所使用的器具不能在水體中進(jìn)行清洗,并且需要防止孕婦和哺乳期婦女接觸藥物。

4.5 蟲酰肼

蟲酰肼是一種仿生促蛻皮激素,通過促進(jìn)鱗翅目害蟲幼蟲提前脫皮來進(jìn)行殺滅,害蟲幼蟲食用蟲酰肼6～8 h后會停止進(jìn)食,并在3～4 d后開始死亡。常見劑型為10%懸浮劑、20%懸浮劑、30%懸浮劑和28%乳油,常用劑型為20%懸浮劑?？梢杂行Х乐尉砣~蛾、刺蛾、毛蟲、潛葉蛾和尺蠖等害蟲,用藥方式為20%懸浮劑的1200～2400倍液噴霧。蟲酰肼對魚類和水生脊椎動物有毒,對蠶有高毒性,所以在使用過程中需要防止藥物對水源和蠶桑的污染。蟲酰肼每年最多在同一區(qū)域使用4次,并且每次的間隔時間需要超過14 d。

4.6 苯甲酰脲類殺蟲劑應(yīng)用中常見問題

由于苯甲酰脲類殺蟲劑主要是通過抑制幾丁質(zhì)合成來進(jìn)行病蟲害防治,能夠?qū)Π袠?biāo)害蟲起到較好的殺滅作用。同時也存在一定的問題。首先是苯甲酰脲類殺蟲劑的殺蟲譜對該類農(nóng)藥的應(yīng)用產(chǎn)生了限制,針對特定害蟲有較好的殺滅效果,但是針對一些重要的害蟲則無法有效防治,導(dǎo)致其無法應(yīng)用到作物上進(jìn)行害蟲的防治。其次是殺蟲速度較慢,苯甲酰脲類殺蟲劑是一種胃毒性殺蟲劑,無法對害蟲進(jìn)行觸殺,需要害蟲將藥物攝入體內(nèi)才能起效。致死時間為2～7 d。所以在用藥過程中需要選擇好用藥的時期,才能更好地發(fā)揮其殺蟲作用。

5 苯甲酰脲類殺蟲劑展望

雖然苯甲酰脲類殺蟲劑在應(yīng)用中存在一定的問題,但是其獨特的藥物作用機理和對環(huán)境的友好性特點決定了苯甲酰脲類殺蟲劑是未來殺蟲劑發(fā)展的重要方向。所以在后續(xù)的研究過程中需要針對苯甲酰脲類殺蟲劑存在的缺點進(jìn)行研究,制作出效果更好的苯甲酰脲類殺蟲劑。首先是苯甲酰脲類殺蟲劑的觸殺效果較差,這對害蟲的防治會產(chǎn)生一定的影響,所以需要開發(fā)出具有更好觸殺效果的苯甲酰脲類殺蟲劑。其次是苯甲酰脲類殺蟲劑的水溶性較差,只能通過害蟲的食入進(jìn)入害蟲體內(nèi),影響了殺蟲效果。所以需要提升苯甲酰脲類殺蟲劑的水溶性效果來讓苯甲酰脲類殺蟲劑可以通過滲透或者內(nèi)吸的方式進(jìn)入害蟲體內(nèi),提升害蟲的防治效果。最后是苯甲酰脲類殺蟲劑的殺蟲譜較窄,無法對一些重要的害蟲進(jìn)行防治,所以在未來的研究中需要提升苯甲酰脲類殺蟲劑的殺蟲譜,從而能夠?qū)Ω嗪οx進(jìn)行殺滅。蟲害的防治需要以生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)來進(jìn)行,所以在蟲害防治過程中需要通過化學(xué)防治與生物防治相結(jié)合的方式來進(jìn)行病蟲害的防治。

6 結(jié)語

綜上所述,對苯甲酰脲類殺蟲劑的作用機理進(jìn)行了分析,可以發(fā)現(xiàn)苯甲酰脲類殺蟲劑主要是通過對害蟲的幾丁質(zhì)的合成進(jìn)行抑制,從而對害蟲的蛻皮產(chǎn)生影響,來進(jìn)行害蟲的殺滅。同時對苯甲酰脲類殺蟲劑的種類和相關(guān)病蟲害防治中的防治措施進(jìn)行了說明。希望對林業(yè)病蟲害防治提供一定的參考。