殺蟲劑的常規活體生物測定有哪幾種?
殺蟲劑的常規活體生物測定技術是在長期的殺蟲劑篩選過程中發展起來的技術。有些經典的方法和配套的設備在現在的應用中仍然占有相當重要的地位。現將各類方法介紹如下:
(1)觸殺作用(contactaction)。由於許多殺蟲劑都具有觸殺活性,因此,這方面的毒力測定方法及儀器很多。常用的方法有噴霧法、噴粉法、浸液法、點滴法、藥膜法。
①噴霧法:噴霧法及噴粉法都是基於模擬田間實際防治時的施藥情況,盡量使昆蟲體表獲得的藥劑劑量相同且均勻。現在主要的試驗用噴霧儀器有Hoskings橫筒噴霧器、Campbeil轉盤式噴霧器、沈澱降霧裝置、Potter噴霧塔。
②噴粉法:噴粉法與噴霧法目的大致相同。此方法的優點在於噴灑不僅均勻,同時不只局限於上表面,而可使被噴的對象各個表面均可噴到。
③浸液法:浸漬法使用的對象壹般是水生昆蟲(如蚊子幼蟲、水蚤)、儲糧害蟲、介殼蟲及蚜蟲、供試昆蟲的卵。對蚊子幼蟲,可做長時間的浸液接觸處理,即直接浸於壹定濃度的藥液中,壹定時間後觀察結果。其他的陸生昆蟲時間較短,壹般幾秒鐘到幾分鐘不等。
④點滴法:其原理是將壹定劑量的藥劑滴在昆蟲體壁上,以觀察藥劑對穿透昆蟲體壁的觸殺毒力。此方法是殺蟲毒力測試中最精確的方法,也是目前普遍采用的壹種測試技術,大多數的目標昆蟲及蟎類都可以運用。
在滴加藥液前壹般要先將昆蟲麻醉,以免因為昆蟲的自身運動影響實驗操作準確性。麻醉的壹般方法有冷凍法、乙醚處理法、二氧化碳處理法。另外,還需要註意昆蟲的握拿方法,盡量不對供試昆蟲造成機械傷害,對體型較大的昆蟲可以用手拿,對較小的昆蟲可以將昆蟲吸在吸管管口上加藥,在管口上加上細紗布效果更好。
⑤註射法:該法的使用也相當廣泛,且使用儀器與點滴法有所類似,也有施藥量精確的特點。只不過註射法是將藥劑註入供試昆蟲的體內,而非點滴在體表。
⑥藥膜法:該方法是壹種接觸處理方法。原理是通過噴霧、噴粉、點滴、塗抹、浸液等方法,將壹定量的藥劑均施於濾紙、玻璃板或蠟紙上,形成壹個均勻的藥膜,再將供試昆蟲放在上面,爬行壹定的時間,然後再轉移到正常的環境下,壹定的時間後觀察記錄昆蟲死亡情況。
此法適用於壹切爬行的昆蟲,也可用於某些飛翔的昆蟲(如蚊、蠅等成蟲),可以制作壹個方形的玻璃盒,盒的6個面的內部都經過藥膜處理,使得無論昆蟲停息在哪裏,都壹樣接觸到藥劑。另外,藥膜放置不同時間後,或經過風化或日曬等處理後,再放入供試昆蟲,可以測定藥劑的持效性。
(2)胃毒作用(stomachaction)。其原理是利用昆蟲的貪食性,在昆蟲取食正常食物的同時將藥劑食入,檢測藥劑是否能通過昆蟲的消化道對昆蟲產生毒力。壹般方法有飼餵法、飼飲法、口腔註射法。
①飼餵法:飼餵的方法又分為無限制給食法及定量給食法。根據飼餵的方式又分為葉片夾毒法及單葉飼餵法。其中葉片夾毒法(sandwichmethod)最為常用。葉片夾毒法是在兩葉片中間均勻的加入壹定量的藥劑,飼餵昆蟲,藥劑隨葉片壹起被昆蟲食入,根據被吞食的葉片面積計算吞食的藥量。為使加在葉片上的藥劑量均勻,通常在壹張葉片的壹面通過噴粉、噴霧、塗布或滴加藥劑等方法予以施藥。待藥液幹後,將另壹張葉片的壹面塗抹漿糊或明膠後相互黏連,投餵昆蟲。其優點是避免了藥劑與蟲體的直接接觸,排除了藥劑對昆蟲的觸殺作用。
吞食藥量的計算是以試蟲吞食葉面積乘以單位面積葉片的劑量,從而求得每頭試蟲單位體積中所取食的劑量(μg/g)。葉面積的計算有幾種方法:1)方格紙法:將試蟲吞食剩余的葉片放在方格紙上,計算所食方格紙的數量,算出方格的面積,2)葉面積測定儀法:采用葉面積測定儀直接測定吞食的葉面積;3)電腦掃描法:用數碼相機攝下每個處理中試蟲吞食後剩余的葉片,通過電腦計算出葉面積。
致死中量的求法是按每頭蟲吞食劑量的大小順序排列,並標明該劑量下試蟲的死活情況,從而將蟲劃分成生存組、生死組和死亡組。
1~8號為生存組,9~40號為生死組,41~47號為死亡組。生死組中既有生存的又有死亡的,分別計算生死組中生存個體和死亡個體平均吞食的藥量,記為A和B。即A=(生死組活蟲劑量總和)/生死組活蟲總數,B=(生死組死蟲劑量總和)/生死組死蟲總數,LD50=(A+B)/2。
殺蟲劑對某種昆蟲的食藥量反應示範
A=(0.21+0.23+0.28+……+0.64)/16=6.00/16=0.375
B=(0.20+0.22+0.25+……)+0.65/17=5.89/17=0.368
LD50=(A+B)/2=(0.375+0.368)/2=0.372(μg/g)
該法的缺點是無限制飼餵法無法控制單壹供試昆蟲的取食量,定量給食法也不能排除昆蟲吞食後嘔吐行為等未知因素的影響,且計算昆蟲食用葉片面積的方法不是十分精確,從而影響所食藥劑的劑量。另外,也比較費事、費時,這種方法只適用於咀嚼式口器的昆蟲。
飼餵法中,除了飼餵葉片外,還有飼餵毒餌等方法。
②飼飲法:此法適用蠅類、蝽類等有吸食習性的昆蟲。也分為自由飼飲法和強制飼飲法。自由飼飲法是壹種無限制的飼飲方法,讓昆蟲自己取食配好的混有藥劑的糖液,通過測定吸食前後昆蟲的重量或藥液的體積計算昆蟲吸食藥劑的量。而強制性飼飲法就是將昆蟲固定後,將裝有藥液的移液管口放在昆蟲的口邊,昆蟲吸食到壹定的體積後就移開移液管,這樣可以保證每頭蟲體吸取藥劑的量相同。另外,還有壹種口腔註射法,該方法是將含糖的藥液直接用註射器註入昆蟲口腔內,強迫其吞食。壹般要求針尖光滑,以免刺破口腔內的組織,並且要求操作技術熟練。
(3)熏蒸作用(fumigationaction)。熏蒸劑可以是氣體,也可以是液體或固體,但最終都要以氣態的形式通過昆蟲的呼吸系統起到毒殺作用。氣體易擴散的性質決定了熏蒸劑必須在密閉的環境下使用的特點。因此,藥劑的熏蒸作用的檢測也必須在密閉的條件下進行,並且要求不能以固態或液態的狀態與昆蟲直接接觸。所有的熏蒸作用測定的方法都是基於該點來設計的。
目前熏蒸劑的儀器裝置主要有靜止氣體的測定方法裝置、有氣流出入控制的熏蒸器。壹般壹些簡單的熏蒸器都屬於前壹種,通過壹定的方法使密閉的容器內充入飽和的氣體,通過控制放入供試昆蟲的時間來控制對充入氣體的吸收量或調節容器內氣體的濃度,達到控制劑量的目的。
另外,對土壤熏蒸劑在設計實驗方法時還應考慮到土壤的物理及化學性質上的調節等問題。
(4)內吸作用(systemicaction)。內吸作用的基本原理是將藥劑通過處理植物的某壹特定部位(根、莖、葉或種子)後,藥劑能被植物吸收,並通過傳導,到達其他部位,讓昆蟲取食未直接用藥的部位後觀察昆蟲是否中毒死亡,以判定藥劑是否具此特性。
據此原理處理方法通常被稱作直接測定法。不同的施藥部位,處理的方法也有所不同。如果是從根部吸收的處理方法,可將植物主根頂端切除,留存部分插入盛藥液的小指形管內,保存側根浸入營養液中,或將營養液中加入藥液配成所需的濃度,主側根全浸在其中;如果從葉部施藥,可用滴灌或毛筆蘸藥塗抹甚至局部噴霧的方法將藥劑施於葉片的正面或正反兩面;如果是從莖部施藥,木本植物可在莖部包紮壹圈具有壹定濃度藥劑的脫脂棉,外部再以塑料布纏繞後包紮,如果植物較幼嫩可用塗抹的方法將藥液塗在莖上,老樹則需要將老樹皮刮去壹層後施藥;如果試驗種子的內吸作用,壹般可將種子用浸液的方法處理,藥液壹般相當於種子重量的兩倍,或以浸泡時完全淹沒種子為度。
另壹種被稱為間接測定法,用藥液處理植物的局部,壹定時間後取未處理的部位加以研磨,稀釋成不同濃度的汁液,再放入壹定數量的孑孓或水蚤觀察其死亡情況,利用此浸液法間接測定該藥劑是否有內吸作用。
(5)拒食作用。拒食作用的設計方法通常跟胃毒作用的方法相同。但是觀察的結果通常不是供試昆蟲的死亡率,而往往是昆蟲的取食量或是昆蟲對食物的所食部位和昆蟲體重的變化等做的分析,作為藥劑對供試昆蟲是否有拒食活性的依據。
壹般對食葉咀嚼式口器昆蟲的拒食活性的測定方法為葉碟法。即將藥劑均勻施加在葉片上,制成大小相同的葉碟,放在保濕的培養皿中,後放入供試昆蟲。其中在同壹培養皿中交錯放入處理葉碟與對照葉碟的方法叫做選擇性拒食活性測定法。僅放入對照或處理葉碟的方法叫非選擇拒食活性測定法。如,黑色圓圈表示加藥的葉片,白色圓圈表示未加藥的葉片。A表示選擇拒食活性的測定,B、C表示非選擇拒食活性的測定。讓供試昆蟲取食壹定時間後,將殘存的葉片取出,算出昆蟲取食葉片的面積。通過公式計算出拒食率:
葉碟法
(6)引誘作用。引誘劑基本上可分為性引誘劑、食物引誘劑和產卵引誘劑。
粗略的測定方法可以通過設置誘惑陷阱。如在紗籠中放入壹個有黏膠的架子,黏膠中央黏上滴有藥劑的棉花,引誘目的昆蟲。對體型較大的昆蟲,可以將黏膠換成毒氣瓶,通過計算誘集昆蟲的數量,判斷藥劑的有效率。
這些方法多數是在田間操作的,易受氣候因素及田間昆蟲數量多少的影響。在實驗室測定的方法中很多要用到嗅覺計。基本原理是讓昆蟲在兩個可選擇的道路的分叉處,這兩個道路壹個支路放有待測藥劑,另壹個則沒有。觀察昆蟲進入哪壹個支路。如果藥劑沒有作用,則昆蟲進入兩條支路的幾率是相等的,而壹旦引誘劑有作用,作用越強,昆蟲被引誘的數量越多。
(7)驅避作用。其原理與引誘劑的原理類似,在試驗設計時也可以用到嗅覺計,方法大致相似。
(8)生長發育與生育幹擾作用。有此性質的化合物通常不直接殺死昆蟲,而是通過幹擾昆蟲腦激素、保幼激素、蛻皮激素和幾丁質的合成導致昆蟲生長、變態、滯育等生理現象發生改變,間接導致為害降低的目的。試驗方法可以通過以上介紹的胃毒、接觸、熏蒸、內吸等處理方法,觀察昆蟲蛻皮、化蛹、羽化的變化及其形態的變化、產卵量及卵的孵化率等指標來觀察藥劑作用的效果。