吡虫啉拌种毒理学及农药应用工艺学综述
吡虫啉基本特性介绍
氯化烟酰杀虫剂这个名词指硝基甲撑、硝基胍及其开链类似物，植物性杀虫剂烟碱属于此类化合物。1978年，在苏黎世的国际纯粹化学与应用协会（IUPAC）会议上，Soloway等人提出了一类称为杂环硝基甲撑（heterocyclic nitromethylenes）类杀虫剂的新化合物，并提出此类化合物中杀虫活性最高的为SD35651。1979年，Solowar等又提出过一种此类化合物，但未报道其生物活性。日本拜耳农业化学（Nihon Bayer Agrochem）的化学家们对此类化合物的杀虫潜能表现了极大的乐观。1984年，日本特殊农药制造公司合成和硝基胍NTN33893作为杀虫剂，1985年进行了登记并推荐通用名为咪蚜胺（imidacloprid），现中文通用名为吡虫啉。吡虫啉是第一个作用于烟碱型乙酰胆碱受体的氯化烟酰类化合物，现已在60多个国家进行了登记，
吡虫啉具有以下几方面的农业特性：
杀虫作用机制独特
吡虫啉属于神经毒剂，其作用靶标是害虫虫体神经系统突触后膜的烟酸乙酰胆碱酯酶受体，干扰害虫运动神经系统正常的刺激传导，因而表现为麻痹致死。这与一般传统杀虫剂不同，因而对有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的害虫，改用吡虫啉仍有较佳的防治效果。与这三类杀虫剂混用或混配增效明显。
易引起害虫产生抗药性
由于吡虫啉的作用位点单一，害虫易对其产生耐药性，使用中应严格控制施药次数。为避免害虫产生耐药性，在同一作物上严禁连续使用两次。
2007年、2008年全国范围内水稻褐飞虱大爆发，与水稻上多年连续使用吡虫啉，导致褐飞虱对吡虫啉产生极高耐药性，进而失去防治效果有直接关系。
2005年9月28日，全国农业技术推广服务中心农技植保函（2005）270号文件《关于中晚稻褐飞虱对吡虫啉抗药性情况的通报》，建议各地在水稻褐飞虱防治中暂时停止使用吡虫啉。吡虫啉是至今为止第一个因抗性问题被停止使用的农药成分。
植株体表内吸功能弱
尽管多年来普遍认为吡虫啉具有内吸活性，但2009年山东农业大学为研究吡虫啉在植物叶部是否具有内吸效果，对经模拟雨水冲洗后番茄和甘蓝叶片中吡虫啉的持留量进行了测定。
采用喷雾法处理供试植物番茄和甘蓝，然后模拟雨水冲刷，并通过测定供试植物叶片上吡虫啉残留量来判断。结果表明，吡虫啉在番茄叶片上被冲刷率为70%左右，在甘蓝叶片上被冲刷率在85%左右，且每种供试植物叶片上不同时间的冲刷率基本持平，说明吡虫啉在番茄、甘蓝叶面上无内吸现象存在。
环境中消解迅速
国家环境保护局南京环境科学研究所1997年报导，吡虫啉光解半衰期为6.81小时，在东北黑土、太湖水稻土和江西红壤中的降解半衰期分别为10.7、11.1h和4.1天。山西农业大学采取室内模拟方法研究了吡虫啉在温度、光解作用下在油菜叶面的消解趋势，结果表明，在14、25、35摄氏度下，吡虫啉的消解半衰期分别为8.7、3.8、2.9天；在光照强度为500、3000、6000lx条件下，吡虫啉的消解半衰期分别是6.9、6.2和3.7天；
山东农业大学研究表明，在自然环境中，吡虫啉喷雾后，随着时间的延长，吡虫啉在植物（番茄）叶或茎上的残留量迅速减少，施药后第2天，滞留叶片上的化合物消失率已达56.12%，滞留茎上的化合物消失52.57%，至药后第10天叶上的消失率接近90%。
杀虫活性受温度影响显著
吡虫啉属典型的正温效效应化合物，山东农业大学1999年研究证实，如设定11摄氏度下吡虫啉杀蚜活性为一，则18、25、32摄氏度下，吡虫啉针对蚜虫的活性依次提升2.1倍、5.5倍、60.7倍。
杀虫谱广，但登记有限
吡虫啉对同翅目害虫，如蚜虫、叶蝉、飞虱、白粉虱和缨翅目害虫蓟马表现极高的活性，对鞘翅目、双翅目和鳞翅目的一些种类也有不同程度的杀伤作用，但还未发现其对线虫和螨类的效果。
叶部使用吡虫啉对不同害虫的实验室毒力测定结果（Lewis等1984）
注：处理方法为浸渍和喷雾
吡虫啉对稻秆潜蝇、稻瘿蚊也有较好的防治效果，15天后的防虫效果达86．4％，保苗率为89．5％，接近克百威的治虫效果，好于乐果和三唑磷；
吡虫啉对二化螟引起的枯鞘和枯心的防效达79.6％和96.8％，在此剂量下如果防治效果能够稳定，不仅能对稻飞虱、叶蝉、蓟马起到很好的兼治作用，而且可以大大降低防治成本。
在具体应用中，吡虫啉在白蚁、跳蚤也有理想的防治效果。尽管已经证实吡虫啉杀虫谱很广，但国内吡虫啉登记的防治对象面太窄，多为水稻稻飞虱和小麦蚜虫，远没有发挥吡虫啉的应有优势。
吡虫啉拌种技术的理论依据
近十年来国内许多学者在积极地探索吡虫啉在各种不同作物上的不同施药方法，希望能找到一种充分发挥其内吸活性，既能达到对靶标害虫毒杀的目的，又能对非靶标生物及环境友好，持效期较长的合理使用方法。
这些施药新方法主要集中在对吡虫啉根施及包衣技术的研究上。国外早在上世纪90年代通过大量生测实验证实，吡虫啉对蛴螬、金针虫、马铃薯甲虫等地下害虫的防治效果突出：土壤中如果含有2.5~5ppm的吡虫啉，可以有效的防治危害许多种作物的如金针虫（Agriotes sp.）、黄瓜条叶甲（Diabrotica balteata）和葱蝇（Hylemyia antigua）等典型的土壤害虫；
目前国内对吡虫啉的包衣及根施技术己经应用于棉花、玉米、小麦、甜菜等大田作物，在马铃薯、油菜、烟草等经济类作物上也有报导：
南京农业大学测定吡虫啉对新疆抗性马铃薯甲虫的触杀毒力，致死中量为0.0037~0.0241μg/头，针对高抗性马铃薯跳甲的活性高于三氟氯氰菊酯、丁硫克百威、硫丹等常规药剂；
新疆农科院植保所将棉花种使用吡虫啉拌种后播种，待棉花出苗后摘取子叶饲喂黄地老虎2龄幼虫，测得致死中量为0.0906克/100克棉种，毒力是对照药剂乙酰甲胺磷的3.5倍；
河南农科院植保所刘爱芝研究员多年来致力于吡虫啉拌种技术的研究，系统验证了吡虫啉在小麦、玉米、油菜、花生等多种作物上拌种剂量、施药方式及防治效果：
吡虫啉拌种小麦，可全生育期防治小麦蚜虫，持效期长达七个月，并可显著促进小麦分蘖，增产效果显著；
吡虫啉拌种玉米，可高效防治灰飞虱，进而有效防治玉米粗缩病，并可全生育期防治玉米蚜虫、金针虫；
根施吡虫啉，可全生育期防治花生蛴螬及油菜蚜虫，且增产效果显著；
江苏植保系统曾系统验证棉花吡虫啉拌种，不但对蚜虫防效显著，持效期可长达60天以上，并且有效促进棉花生长，明显提升产量。
尽管吡虫啉拌种技术在基础研究领域尚不完善，但现有研究结论已初步构建出吡虫啉拌种理论框架：
无淋析、生物抽提
吡虫啉有较高的水溶性，但使用同位素标记的该化合物作渗漏测定，结果表明吡虫啉在土壤中很少随水分向土壤深层转移。即吡虫啉土壤处理之后，是可以高效保留在施药部位发挥功效。
播种有植物的土壤使用吡虫啉后，停留在土壤表层的量会急剧减少，这种现象是由于该化合物的内吸作用所致，这一现象被称为“生物抽提”现象。这表明吡虫啉尽管很少或不被植物叶片、茎秆吸收，但可被植物根系高效吸收。
内吸代谢物活性更突出
国外科研机构验证，吡虫啉采取叶面喷雾，滞留在茎叶发挥触杀和胃毒功能的药剂一直是吡虫啉的原结构。用吡虫啉处理土壤或种子，由于其良好的内吸性，被植物根系吸收进入植株后的代谢产物杀虫活性更高，即由吡虫啉原体及其代谢产物共同起杀虫作用，因而防治效果更高。
吡虫啉的生物抽提活性及植物根系内吸代谢后产物杀虫活性更高，对于土壤或种子处理是至关重要的。
特殊分布机制，持效期长
在拌种应用中发现，吡虫啉拌种小麦、玉米、高粱等单子叶植物，可全生育期防治蚜虫；但拌种棉花等双子叶植物，对蚜虫等刺吸式口器害虫的防效大多60天左右。前期分析可能是因为棉花等植物生长量大，植物体内吡虫啉浓度随植株生长逐渐稀释，并最终因浓度过低失去防治效果。
上世纪90年代，国外科研机构系统研究了吡虫啉被根系吸收后在不同作物中的输导性：
吡虫啉拌种冬小麦，其在小麦第一片叶子上的蓄积量有逐渐增加的趋势，根据不同土壤湿度，其蓄积浓度为最初的1%到成熟期的19%。该化合物属于典型的木质部输导品种，具有明显的顶端优势且在老叶片和幼嫩叶片间形成浓度梯度。即吡虫啉最终多分布在小麦顶端部位。
棉花幼苗对吡虫啉的吸收及该化合物在棉花植株内的输导完全不同于小麦，试验中发现，在播种27天后，只有5~6%的吡虫啉可以被棉花幼株吸收且大部分集中在子叶中，而其余则以其未变化的母体化合物蓄积在种衣或种子周围的土壤中。在播种52天后，在棉株内则再也检测不到吡虫啉。进入到棉株中的那部分吡虫啉只有少量能输导到真叶中，这个量仍可以保护棉花幼株在6周内不受棉蚜的危害，其保护期远远低于小麦。
吡虫啉在棉花真叶中被分布到不同的小区而不像在小麦中具有的顶端优势，这是由于棉花中腺体的作用所致。这些腺体的存在限制了吡虫啉的广泛输导和大面积分布。
亚致死剂量效应
因为吡虫啉具有极好的内吸性，故人们非常关心其内吸后的命运如代谢趋势及其非致死剂量（浓度）对害虫的作用。在致死剂量下，由于吡虫啉对烟碱型乙酰胆碱受体的干扰，中毒昆虫表现为典型的神经中毒症状，即行动失控、发抖、麻痹直至死亡。在亚致死浓度下，取食含有吡虫啉汁液的蚜虫，则表现为从叶片上逃逸或落掉，并由分析蜜露的排放量，得知亚致死浓度的吡虫啉对蚜虫有拒食作用，即小于10ppb浓度的吡虫啉可以引起取食蚜虫惊厥、排放蜜露减少，最终饥饿而死。
用黑异爪犀金龟（Heterony-cuus arator）、伪切根虫（Somaticus sp.即小地老虎/蛴螬）、野棉象甲（Anthonomus grandis）和烟芽夜蛾（Heliothis virescens）进行试验，也证明了吡虫啉的亚致死剂量对这些昆虫表现拒食作用。
综述：
由于吡虫啉在土壤中可高效被植株吸收、可在植株中代谢为杀虫活性更高的物质，且吡虫啉逐渐分解后在非致死剂量下也可对害虫发挥拒食和驱避效果。加之吡虫啉在部分植株体内特殊的输导机制，吡虫啉拌种最大优势体现在持效期长，尤其针对刺吸式口器害虫及蛴螬等部分鞘翅目害虫。
土壤或种子处理后吡虫啉和其它杀虫剂对两种蚜虫的残留活性
（Elbert等1991）
