氯虫苯甲酰胺

中国农业科学 2011,44(11):2276-2283

Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2011.11.009

氯虫苯甲酰胺在大豆植株中的内吸传导特性

陈小军，费 春，樊丽萍，杨益众

（扬州大学园艺与植物保护学院，江苏扬州 225009）

摘要：【目的】明确新型杀虫剂氯虫苯甲酰胺在植株内的内吸传导特性, 为合理使用氯虫苯甲酰胺防治蔬菜、水稻等害虫策略的制定提供科学依据。【方法】采用水培法和涂药法分别研究氯虫苯甲酰胺在大豆植株中是否具有内吸传导特性。以乙腈为溶剂，超声波处理提取大豆植株中的氯虫苯甲酰胺，经预净化，由高效液相色谱（带二极管阵列检测器）检测分析氯虫苯甲酰胺在大豆植株中各部位的分布状况。【结果】采用水培法处理，培养液中氯虫苯甲酰胺的浓度为50 μg ·mL 时，24 h后大豆茎杆和叶片中的含量分别为15.22和4.73 μg ·g ，48 h后大豆茎杆和叶片中的含量分别为8.71和7.96 μg ·g ；当培养液中氯虫苯甲酰胺的浓度为200 μg ·mL 时，24 h后大豆茎杆和叶片中的含量分别为18.52和11.95 μg ·g ，48 h后大豆茎杆和叶片中的含量分别为16.45和17.88 μg ·g 。采用浓度100 μg ·mL 药液涂药处理大豆中部成熟叶片时，24和48 h后检测发现处理叶片以上部位的叶片中氯虫苯甲酰胺的含量分别为16.55和20.79 μg ·g ，处理叶片以下部位未检测出氯虫苯甲酰胺；在大豆顶端生长点叶片涂抹浓度100 μg ·mL 药液时，在生长点以下部位的叶片中均未检测出氯虫苯甲酰胺。【结论】研究结果表明氯虫苯甲酰胺在大豆植株内具有优异的自下而上的内吸传导特性。

关键词：氯虫苯甲酰胺；大豆；内吸；传导

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Intake Transportation Function of New Insecticide

Chlorantraniliprole in Soybean

CHEN Xiao-jun, FEI Chun, FAN Li-ping, YANG Yi-zhong

(School of Horticulture and Plant Protection,Yangzhou University, Yangzhou 225009，Jiangsu ）

Abstract:【Objective 】The objective of this study is to investigate intake transportation function of new insecticide chlorantraniliprole and to provide evidences for formulating strategies for controlling vegetable pests and rice pests in the present study. 【Method 】 Intake transportation function of chlorantraniliprole was investigated through applicating chlorantraniliprole on the soybean leaves or water culture. The acetonitrile was used as extracted solven, and chlorantraniliprole in the soybean was extracted by using the ultrasonic extracting method and analyzed by high performance liquid chromatography (with diode-array detector).【Result 】When soybean roots were incubated with chlorantraniliprole solution at a concentration of 50 μg·mL-1, the concentrations of chlorantraniliprole in soybean stems and soybean leaves were 15.22 and 4.73 μg·g-1 after treatment for 24 h, respectively. The concentrations of chlorantraniliprole in soybean stems and soybean leaves were 8.71 and 7.96 μg·g-1 after treatment for 48 h, respectively. When soybean roots were incubated with chlorantraniliprole solution at a concentration of 200 μg·mL-1, the concentrations of chlorantraniliprole in soybean stems and soybean leaves were 18.52 and 11.95 μg·g-1 after treatment for 24 h, respectively. The concentrations of chlorantraniliprole in soybean stems and soybean leaves were 16.45 and 17.88 μg·g-1 after treatment for 48 h, respectively. When chlorantraniliprole was applied on the mature leaves at a concentration of 100 μg·mL-1, chlorantraniliprole was found in the apical leaves and its concentration was 16.55 and 20.79 μg·g-1 after treatment for 24 and 48 h, respectively, while no chlorantraniliprole was detected in the leaves below the mature leaves. When chlorantraniliprole was applied 收稿日期：2010-10-11；接受日期：2011-01-10

基金项目：江苏省高校自然科学基金（10KJB210006）、扬州大学高层次人才引进基金（2009）、扬州大学博士后科研基金（2009-2011） 联系方式：陈小军，Tel ：0514-87979259；E-mail ：[email protected]。通信作者杨益众，Tel ：0514-87979259；E-mail ：[email protected]

11期 陈小军等：氯虫苯甲酰胺在大豆植株中的内吸传导特性 2277

on the apical leaves at a concentration of 100 μg·mL-1, while no chlorantraniliprole was detected in the leaves below the apical leaves. 【Conclusion 】 The results indicated that chlorantraniliprole had good intake transportation function in soybean and which could transport from the bottom to up of the plant.

Key words: chlorantraniliprole; soybean; intake; transportation

0 引言

【研究意义】氯虫苯甲酰胺（Chlorantraniliprole ）是美国杜邦公司于2000年开发出来的一类高效、低毒的邻甲酰氨基苯甲酰胺类杀虫剂，具有高效、低毒、广谱、环境友好特性[1-4]，对危害水稻[5-7]、棉花[8]等多种作物的几乎所有重要的鳞翅目害虫和部分其它害虫具有较好的防治效果[9-12]。氯虫苯甲酰胺对害虫具有新颖的作用机制，通过激活兰尼碱受体，释放平滑肌和横纹肌细胞内贮存的钙，引起肌肉调节衰弱、麻痹，直至害虫死亡；作用方式为胃毒和触杀作用[1]。氯虫苯甲酰胺可有效防治已对其它杀虫剂产生了抗性的害虫，对非靶标节肢动物具有良好的选择性，从而能有效地保护天然寄生蜂、天敌和传粉昆虫[13-14]。【前人研究进展】氯虫苯甲酰胺5.0%悬浮剂（普尊）和200 g·L-1悬浮剂（康宽）主要用于防治蔬菜害虫甜菜夜蛾、小菜蛾等和水稻害虫稻纵卷叶螟等，目前关于氯虫苯甲酰胺的研究主要集中在氯虫苯甲酰胺对害虫的作用机制[1-2,15-17]、杀虫谱、田间防治效果[5-8]及氯虫苯甲酰胺制剂有效成分[18-19]、其在部分水果蔬菜[20-21]、水体[22]及土壤等环境介质[23]中的残留等方面。【本研究切入点】药剂在植株体内吸传导特性是植物化学防治理论与实践中最备受关注的问题，对探明药剂对害虫的作用方式、在受体植物中的富集部位、持效时间、代谢过程和残留动态等毒理学行为和指导田间科学用药具有重要的意义。而目前氯虫苯甲酰胺在植株体内的内吸传导特性尚无相关研究报道。【拟解决的关键问题】本研究拟采用大豆植株作为试验材料，借助相关研究的成功经验[24-25]，深入系统地研究氯虫苯甲酰胺在大豆植株中的内吸传导路径，为制定利用氯虫苯甲酰胺防治蔬菜、水稻等害虫施药策略提供重要的科学依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

LCQ Deca XP MAX型高效液相色谱仪（带二极管阵列检测器）：美国Thermo 公司；BS210S 型电子天平（1/万），德国Sartorius 公司；SB-1000型旋转

蒸发器，日本Eyela 公司；THZ-82A 型振荡机，江苏富华仪器有限公司。

氯虫苯甲酰胺标准品（w=99.0%），美国Chemservice 公司提供；乙腈（色谱纯）：美国Merck 公司；试验用蒸馏水经0.45 μm的微孔滤膜过滤后使用。

1.2 供试植物材料

在扬州大学园艺与植物保护学院盆栽网室内栽种大豆（Glycine max (L.) Merrill），待长至2—3叶期时将大豆幼苗移栽至人工气候培养箱利用营养液培养，试验时间为2009年5月至2009年7月。大豆植株营养液配方参考童学军等[26]的方法配制，人工气候箱内温度变化为25—32℃，相对湿度65%—72%，光照强度1 000 lux，光照周期L ﹕D=12 h﹕12 h，长至6—8叶期时供内吸传导性试验。 1.3 试验方法

1.3.1 氯虫苯甲酰胺高效液相色谱检测条件 液相检测条件为：色谱柱：HP ODS Hypersi 150 mm×4.0 mm （i.d. ），5 μm；柱温：室温；流动相：乙腈﹕水=65﹕35（V ﹕V ）；流速：1.0 mL·min-1；检测波长：268 nm；进样量：10 μL，采用外标峰面积定量。 1.3.2 氯虫苯甲酰胺在大豆叶片和茎杆中的添加回收率测定 分别称取5.0 g大豆叶片和茎杆植株于匀浆杯中，再加入30 mL乙腈，使用匀浆机将大豆叶片和茎杆分别捣碎，在匀浆器上高速匀浆3 min，在捣碎的各处理样品中加入氯虫苯甲酰胺溶液，使各样品中氯虫苯甲酰胺的添加浓度分别为5.00、1.00和0.10 μg·g-1，同时设置空白对照，每处理重复3次。方法的准确度以全过程标准添加回收率来衡量，方法的精确度以测定结果的变异系数来衡量。

1.3.3 大豆植株中氯虫苯甲酰胺的提取、净化 在1.3.2各处理中加入不同浓度的氯虫苯甲酰胺后的各匀浆液中，再分别加入1.5 g氯化钠和6 g无水硫酸钠，涡旋振荡，在4 000 r/min离心5 min。取上清液并加入乙腈并定容到5.0 mL，混匀后，过0.45 μm有机相滤膜，待HPLC 检测分析。

1.3.4 水培法研究氯虫苯甲酰胺在大豆植株中的内吸传导特性 称量0.1010 g氯虫苯甲酰胺，加入5 mL

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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50 mL，配制2 000 μg·mL-1的氯虫苯甲酰胺母液，在4℃冰箱中保存，备试验用。分别取氯虫苯甲酰胺母液10、2.5 mL，加入已配制好的营养液中，同时加入0.5 mL吐温-80，加入营养液，混合均匀，使其最终体积为100 mL，使营养液中氯虫苯甲酰胺的终浓度分别为200和50 μg·mL-1。

将6—8叶的大豆植株苗移到营养液中进行培养，大豆的根须全浸没在营养液体中（施药部位方式见示意图1中部位a ）。每盆种植3株大豆苗，待培养24和48 h后，从营养液中取出大豆苗，并将大豆苗在营养液面以下的部位全部去掉，分别收集营养液以上的大豆茎杆和大豆叶片，每处理3个重复。对照处理组的营养液中含有与处理组同样含量的N,N-二甲基甲酰胺和吐温-80。

分别称量上述的大豆茎杆和大豆叶片各5 g，捣碎后，加入乙腈溶剂，按照1.3.2和1.3.3的方法处理，测定茎杆和叶片中氯虫苯甲酰胺的含量。

图1 大豆各部位（生长点叶片、成熟叶片和根部）施药方

式示意图

Fig. 1 Diagrammatic representation of different sections of

soybean plant individually analyzed following application of chlorantraniliprole to apical leaves, mature leaves and roots

1.3.5 涂药法研究氯虫苯甲酰胺在大豆植株中的内吸传导特性 取配制好氯虫苯甲酰胺母液5 mL，加入营养液后，再加入0.5 mL吐温-80，加入营养液，使其最终体积为100 mL，混合均匀，溶液中氯虫苯甲酰胺的终浓度为100 μg·mL-1。取在塑料盆中种植的大豆植株进行内吸传导性试验，在大豆植株的不同部位的

叶片进行涂布药液，具体的操作方法如下。

（1）植株茎杆中部成熟叶片涂药 用毛笔将已配制好的100 μg·mL-1的药液涂布在大豆植株的中部生长的成熟叶片上，在涂布过程中，用毛笔轻轻将药剂缓慢地涂布在叶片上，待叶片上液滴变干后，再涂布一定的药剂，重复3次。同时为防止叶片上涂布的药滴滴落到其它叶片或者土壤中，在涂药过程中使用保鲜膜将下面不涂布的叶片和土壤盖住，待叶片的药剂完全干后，取走保鲜膜（施药部位方式见示意图1中部位b ）。涂布24和48 h后分别取涂布药剂后的成熟叶片、涂药叶片以上部位的叶片、涂药部位以下部位的叶片，待前处理后，HPLC 检测分析各采集部位中氯虫苯甲酰胺的含量。

（2）植株顶端生长点叶片涂药 用毛笔将已配制好的药剂均匀涂布在大豆顶端生长点的叶片上，涂药方法同茎杆中部成熟叶片涂药方法（施药部位方式见示意图1中部位c ）。24和48 h后取已涂药剂的生长点处叶片、生长点以下部位的叶片，待前处理后，HPLC 检测分析所采集部位中氯虫苯甲酰胺的含量。

2 结果

2.1 标准曲线绘制

在1.3.1给定的高效液相色谱操作条件下进样10 μL，以氯虫苯甲酰胺的质量浓度为x 轴、响应值峰面积为y 轴绘出标准曲线。氯虫苯甲酰胺在113.75—0.1088 μg·mL-1的范围内呈线性关系，线性方程为y=78310x+18215，相关系数为0.9999。 2.2 大豆植株中氯虫苯甲酰胺的添加回收率

在不同的添加质量分数下，大豆茎杆中氯虫苯甲酰胺的添加回收率和变异系数分别是83.79%—93.80%和1.45%—3.46%；叶片中添加回收率和变异系数分别是83.85%—92.18%和1.77%—3.89%；大豆各部位中氯虫苯甲酰胺的添加回收率和变异系数在允许范围内，符合农药残留分析的要求。

2.3 氯虫苯甲酰胺在大豆植株中高效液相色谱分离

效果

氯虫苯甲酰胺标准品、大豆空白样品和大豆处理样品各部位中氯虫苯甲酰胺残留检测的高效液相色谱典型色谱图见图2—图6，在给定的液相色谱条件下，分离效果良好。氯虫苯甲酰胺在给定的液相色谱检测条件下的保留时间为2.95 min左右。此方法简便可靠。

11期 陈小军等：氯虫苯甲酰胺在大豆植株中的内吸传导特性

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图2 氯虫苯甲酰胺标样高效液相色谱图

Fig. 2 HPLC figure of standard chlorantraniliprole sample (56.875 μg·mL )

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图3 大豆茎空白样高效液相色谱图 Fig. 3 HPLC figure of soybean stems

图4 大豆叶空白样品高效液相色谱图 Fig. 4 HPLC figure of soybean leaves

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图5 大豆茎样品中氯虫苯甲酰胺高效液相色谱图

Fig. 5 HPLC figure of chlorantraniliprole in soybean stems sample

图6 大豆叶中样品氯虫苯甲酰胺高效液相色谱图 Fig. 6 HPLC figure of chlorantraniliprole in soybean leaves sample

2.4 水培法研究氯虫苯甲酰胺在大豆植株中内吸、传

导性试验结果

采用水培法处理时，当培养液中氯虫苯甲酰胺的浓度为50 μg·mL -1时，24和48 h后大豆茎杆中的含量分别为15.22和8.71 μg·g -1，大豆叶片中的含量分别为4.73和7.96 μg·g -1；当培养液中氯虫苯甲酰胺的浓度为200 μg·mL -1时，24和48 h后大豆茎杆中的含量分别为18.52和16.45 μg·g -1，大豆叶片中的含量分别为11.95和17.88 μg·g -1（表1）。

2.5 涂药法研究氯虫苯甲酰胺在大豆植株中内吸传

导性试验结果

2.5.1 大豆成熟叶片上涂药法研究氯虫苯甲酰胺在大豆叶片中内吸传导性试验结果 采用浓度100 μg·mL -1涂药处理大豆成熟叶片时，24和48 h 检测发现，成熟叶片以上部位叶片中氯虫苯甲酰胺的含量分别为16.55和20.79 μg·g -1（表2），成熟叶片以下部位未检测出氯虫苯甲酰胺。结果表明，氯虫苯甲酰胺在大豆植株中具有较好的自下而上的内吸传导性。 2.5.2 涂药处理大豆生长点叶片后氯虫苯甲酰胺在大豆植株各部位中内吸传导性试验结果 在大豆顶端生长点叶片涂抹浓度100 μg·mL -1时，在生长点以下的部位叶片中均未检测出氯虫苯甲酰胺的存在

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表1 水培法处理大豆苗后植株不同部位中氯虫苯甲酰胺的含量

Table 1 The content of chlorantraniliprole in soybean different parts treated with water culture

溶液浓度

Concentration (μg·mL-1) 200

检测时间 Detected time (h)

24 48

50

24 48

各部位中含量Content of chlorantraniliprole in soybean (μg·g-1)

大豆根 Soybean root

57.43±0.22 66.74±0.29 35.74±0.19 38.61±0.23

大豆叶 Soybean leaves

11.95±0.31 17.88±0.36 4.73±0.24 7.96±0.17

大豆茎 Soybean stems

18.52±0.18 16.45±0.27 15.22±0.13 8.71±0.18

表内数据为3次重复的平均值，下同 Mean value of three replicates. The same as below

表2 涂药处理大豆成熟叶片后大豆植株不同部位中氯虫苯甲酰胺的含量

Table 2 The content of chlorantraniliprole in soybean different parts treated with chlorantraniliprole application on the mature

leaves

溶液浓度 Concentration (μg·mL-1) 100

24 48 检测时间 Detected time (h)

各部位中含量Content of chlorantraniliprole in soybean (μg·g-1)

成熟叶片 Mature leaves 38.73±0.41 33.72±0.28

成熟叶片上部叶片 Leaves above mature leaves

16.55±0.37 20.79±0.20

成熟叶片下部叶片 Leaves below mature leaves

ND ND

ND 表示未检出，下同 ND means no detected in the detection limit. The same as below

（表3），说明氯虫苯甲酰胺不能通过大豆的韧皮部自上而下在植株体内内吸传导。

表3 涂药处理大豆生长点后大豆植株不同部位中氯虫苯

甲酰胺的含量 Table 3 The content of chlorantraniliprole in soybean seedlings

treated with chlorantraniliprole application on the apical leaves

溶液浓度 Concentration (μg ·mL-1) 100

检测时间 Detected time (h) 24 48

各部位中含量Content of chlorantraniliprole in soybean (μg·g-1) 生长点叶片 56.74±0.22 53.72±0.18

生长点以下叶片

ND ND

Apical leaves Leaves below apical leaves

由于具有优异的内吸性，杀虫活性又极高，使其药效期很长，可以有效杀死高龄害虫。同时农民使用也非常简便，用于防治小菜蛾、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾，只正面均匀喷雾蔬菜叶面即可达到较好的防治效果。

目前，关于氯虫苯甲酰胺的残留与环境毒理学研究主要集中在氯虫苯甲酰胺几种环境介质中（土壤、水体和部分蔬菜）的残留提取分析方法上[18-23]，没有涉及到氯虫苯甲酰胺在植株中的内吸传导规律。本研究表明氯虫苯甲酰胺在大豆植株内具有优异的自下而上的内吸传导特性，而不能自上而下地在植株体内传导，在防治地下害虫或者钻蛀性害虫时，采用植株叶面喷雾的方式处理时，不能完全发挥氯虫苯甲酰胺的药效；因此在制定此类害虫防治策略时，可以考虑施用氯虫苯甲酰胺可分散粒剂、颗粒剂，或者结合土壤处理的方式进行。

在中国，氯虫苯甲酰胺主要登记在甘蓝和水稻上，用来防治甜菜夜蛾和稻纵卷叶螟等害虫，而笔者以大豆作为试验材料研究氯虫苯甲酰胺在植株的内吸传导特性，主要考虑到大豆植株的叶片分布特点和生长特点，及已有的以大豆植株作为试验材料，研究氟虫腈、三唑酮及其类似物的内吸传导特性的研究报道[24-25]。在更进一步的研究中，将采用甘蓝和水稻苗作为供试材料，深入系统研究氯虫苯甲酰胺在受体植物中的内吸传导特性，为合理使用氯虫苯甲酰胺防治蔬菜、水

3 讨论

氯虫苯甲酰胺是一种微毒农药，对人等哺乳动物的毒性极低，对鱼虾等水生生物以及蜜蜂、害虫天敌如捕食螨基本没有毒性，而对鳞翅目害虫具有较高的活性；氯虫苯甲酰胺可用于防治水稻稻纵卷叶螟、三化螟、二化螟、小菜蛾、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、豆荚螟、玉米螟等几乎所有鳞翅目害虫[1-2,5]。本研究表明，氯虫苯甲酰胺具有优异的内吸传导特性，施用到作物上后，可以很快被植株吸收，在植株体内可以自下向上传导至作物的各个部位，从而全面有效地保护作物。

2282 中 国 农 业 科 学

44卷

稻等害虫策略的制定提供科学依据。

4 结论

以乙腈为提取溶剂，采用超声波提取大豆植株中的氯虫苯甲酰胺，由带二极管阵列检测器高效液相色谱检测分析氯虫苯甲酰胺在大豆植株的系统分布，方法简便可靠。采用水培法处理时，当培养液中氯虫苯甲酰胺的浓度为50 μg·mL-1时，24 h后大豆茎杆和叶片中的含量分别为15.22和4.73 μg·g-1，48 h后大豆茎杆和叶片中的含量分别为8.71和7.96 μg·g-1；当培养液中氯虫苯甲酰胺的浓度为200 μg·mL-1时，24 h后大豆茎杆和叶片中的含量分别为18.52和11.95 μg·g-1，48 h后大豆茎杆和叶片中的含量分别为16.45和17.88 μg·g-1。采用浓度100 μg·mL-1涂药处理大豆成熟叶片时，24和48 h检测发现成熟叶片以上部位的叶片中氯虫苯甲酰胺的含量分别为16.55和20.79 μg·g-1，成熟叶片以下部位未检测出氯虫苯甲酰胺；在大豆顶端生长点叶片涂抹浓度100 μg·mL-1药剂时，在生长点以下的部位叶片中均未检测出氯虫苯甲酰胺的存在。研究结果表明，氯虫苯甲酰胺在大豆植株中具有优异的自下而上的内吸传导特性。

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（责任编辑 岳 梅）