氧化锌、氧化铜纳米材料与杀虫剂混配对斜纹夜蛾毒杀的增效作用

摘　要：采用浸渍法，将氧化锌、氧化铜纳米粉混入杀虫剂氯氰菊酯和辛硫磷中，测定对斜纹夜蛾(Spodoptera lituraFabricius)毒杀增效作用。同时也采用普通粒子氧化锌、氧化铜做对照试验，试验结果表明：两种纳米材料与氯氰菊酯杀虫剂混配具有一定的增效作用，而普通粒子氧化锌、氧化铜与其混配并没有增效作用。纳米氧化锌与氯氰菊酯按1：4混配，其24 h的共毒系数分别为146；纳米氧化铜与氯氰菊酯按1：4混配，其24 h的共毒系数为116；纳米氧化锌、氧化铜与辛硫磷按1：4混配，其24 h的共毒系数分别为128和116，试验结果表明：氧化锌、氧化铜纳米材料与杀虫剂混配对斜纹夜蛾毒杀有一定的增效作用。

关键词：纳米材料；杀虫剂；斜纹夜蛾；增效作用

中图分类号：S 482．398

纳米是一种度量单位，又称毫微米，用“nm”表示。随着纳米材料研究的逐步深入，纳米材料在农业上的应用范围也日益扩大，硫磺、铜化合物等，经加工成1 μm以下细度，当加入适当助剂，可开发为良好的杀菌剂，甚至可以把一固体农药加工成纳米级农药，这种农药有利于进入害虫的呼吸系统、消化系统及表皮内发挥作用。由于纳米尺度使低溶解度物质也能转变为药物，从而使得可以用于农用药品的数量大大增加，另外，纳米材料可以增强在细胞或组织上的附着性，促进药效的发挥。

本试验选择两种纳米材料即氧化锌和氧化铜，将其混入两种杀虫剂中，检测纳米材料对所试药剂对斜纹夜蛾毒杀是否具有增效作用，从而为进一步拓宽纳米材料在农药领域的应用提供科学的依据。

1　材料和方法

1．1 供试药剂

纳米氧化锌粉，平均粒径30 nm，粒径范围≤80 nm，纯度99.9％；纳米氧化铜粉，平均粒径25 nm，粒径范围≤60 nm，纯度99.9％，均由深圳尊业有限公司友好提供。普通粒子氧化锌，纯度≥99.0％为广州市东红化工厂产品。普通粒子氧化铜粉末，纯度≥99.0％为上海振欣试剂厂产品。92％氯氰菊酯原药(cypermethrin)，由江门农药厂提供。辛硫磷原药从江门农药厂购置。

1．2　供试昆虫

斜纹夜蛾(Spodoptera litura Fabricius)属鳞翅目夜蛾科，由中山大学生物防治国家重点实验室提供。

1．3 毒力测定

每浓度供试虫量为30头，待药液干后，把其置于一皿，加入少量饲料，盖好培养皿，写好标签，经24 h后检查试虫的生存及死亡数量，计算其死亡率，从中找出死亡率在10％～90％之间的5个不同的剂量。将此浓度范围的药液与一定量的纳米材料混配成新的药液，新配的药液与单独的纳米材料、原药液进行对照试验，分别处理虫量为30头，待药液干后，把30头盛于一皿，加入少量饲料，盖好培养皿，写好标签，经24 h后检查试虫的生存及死亡数量，计算其死亡率、校正死亡率。用SPSS12.0软件求出回归方程及LC₅₀求出共毒系数，以确定混配后的毒力有否增效。

1．4　增效作用分析

根据毒力测定所得各单剂和混剂的LC₅₀按照孙云沛公式法，求得混剂的共毒系数，如共毒系数接近100表示相加作用，明显大于100表示增效作用，小于100表示拮抗作用。

2　结果与分析

2．1 各单剂的毒力测定结果

两种纳米材料和氯氰菊酯以及辛硫磷对斜纹夜蛾幼虫的毒力测定结果表明，氯氰菊酯和辛硫磷对斜纹夜蛾幼虫具有较高的毒力，24 h的LC₅₀分别是45.50 mg／L、20.80 mg／L。毒力回归方程分别为y=2.000+1.143 x和y=9.839+1.927 x。而两种纳米材料对斜纹夜蛾幼虫毒力很低，在62.5～1 000 μg／ml浓度范围内对斜纹夜蛾幼虫基本无毒杀活性。

2．2　各混剂毒力测定结果

两种纳米材料与氯氰菊酯、辛硫磷的混配24 h的毒力测定结果列于表1中。

测定结果表明：纳米氧化锌、纳米氧化铜与氯氰菊酯分别按1：4混配试剂，测得其24 h的LC₅₀分别为28.8 mg／L和31.1 mg／L；与辛硫磷混配后，其24 h的LC₅₀分别16.2 mg／L和17.9 mg／L，这种混剂对斜纹夜蛾幼虫仍具有较高毒性，但是否具增效作用，可从表2的共毒系数分析得知。

2．3　两种纳米材料对氯氰菊酯和辛硫磷增效作用

从本次试验结果看出，辛硫磷、氯氰菊酯分别与纳米材料氧化铜和氧化锌粉混配(4：1)后，混配前LC₅₀分另0为20.8 μg／mL和45.5 μg／mL。混配后辛硫磷与纳米铜粉末混配乳液为17.9 μg／mL、辛硫磷与纳米氧化锌粉末混配为16.2 μg／mL氯氰菊酯与纳米铜粉混配为31.1 μg／mL、氯氰菊酯与纳米氧化锌粉混配为28.8 μg／mL；共毒系数分别为116、128、146、158，对斜纹夜蛾幼虫的毒力均有不同程度提高，可见此纳米材料与这两种杀虫剂混配可提高对斜纹夜蛾的杀虫活性，有一定的增效作用。

3　讨论

3．1 两种纳米材料对氯氰菊酯、辛硫磷增效机理的探讨

有关纳米氧化锌粉和氧化铜粉与氯氰菊酯、辛硫磷混配对斜纹夜蛾幼虫毒杀增效作用的机理，在本试验中没有展开研究。但从纳米尺度材料所表现的基本特性，如表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应以及宏观量子隧道效应等考虑，当某一物质颗粒尺度小到纳米级时，它的表面原子处于不饱和状态，因此呈现出极大的表面活性。当与某一杀虫剂混配时，可增强其吸附性，有利于纳米材料本身或杀虫剂附着害虫体壁，增强穿透细胞能力，加速与靶标相互作用，从而提高杀虫效果。受试的纳米材料是否也能在体内抑制解毒代谢酶系，有关其增效的真正机制有待进行研究。

3．2　后续研究探讨

由于纳米材料包括纳米颗粒或纳米管其具有极大的表面活性，在催化剂和功能应用方面都具有重要的应用价值，但是这些纳米材料同样具有改变生物分子的性质。因此，在一定的条件下，具有生物抗性的纳米颗粒可以穿透组织(血液或脑的阻挡层)。试验发现60 ng的有机纳米颗粒可以在数小时内致使大部分实验白鼠的肺部发生严重损伤，并导致死亡。本试验却发现纳米材料(非有机纳米颗粒)对斜纹夜蛾幼虫无毒杀作用。可能是混配液增效效果不显著的主要原因，有待于开发研制有机纳米材料，甚至是直接把植物源杀虫剂做成纳米级别。研究表明，属于纳米控释系统的药物多以纳米粒作为药物载体。纳米粒是以高分子物质为辅料，将药物溶解、吸附或包裹于辅料中，分散制成纳米级的固态或液态微粒，是一种新型纳米粒给药系统，一般将其粒径大小界定在1～100 nm，已研究的纳米粒包括聚合物纳米囊与纳米球、药质体、脂质纳米球、纳米乳和聚合物胶囊。因此，纳米技术在农药新剂型开发中具有广阔的应用前景，除了可开发出纳米级粉剂、悬浮剂、微胶囊剂外，还可开发出非农药作用的纳米材料，科学地混入到农药制剂中，从而提高农药的效果，减轻农药对环境的影响，将是一个新的研究课题。