多殺霉素及其混配制劑對(duì)蜜蜂和赤眼蜂的安全性評(píng)價(jià)

嚴(yán)海娟，丁 悅，吳若函，辛 星，郭曉瑜，劉賢金

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品質(zhì)量安全與檢測(cè)研究所/農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全控制技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210014)

多殺霉素(spinosad)是一種大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)高效生物殺蟲(chóng)劑，號(hào)稱(chēng)無(wú)公害農(nóng)藥，可以持續(xù)激活靶標(biāo)昆蟲(chóng)乙酰膽堿煙堿型受體，對(duì)害蟲(chóng)具有快速的觸殺和胃毒作用。其殺蟲(chóng)速度可與化學(xué)殺蟲(chóng)劑相媲美，對(duì)葉片有較強(qiáng)的滲透作用，可殺死表皮下的害蟲(chóng)，殘效期較長(zhǎng)，對(duì)一些害蟲(chóng)具有一定的殺卵作用，且與目前常用的殺蟲(chóng)劑無(wú)交互抗性(肖漢祥等，2009)。因此，該藥對(duì)危害棉花、果樹(shù)、蔬菜等的鱗翅目、雙翅目、纓翅目以及鞘翅目和直翅目等多種害蟲(chóng)具有很好的防治效果。

近年來(lái)，人們對(duì)農(nóng)藥的環(huán)境安全性的關(guān)注度越來(lái)越高。實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，使用農(nóng)藥可以保護(hù)農(nóng)作物免受有害生物的侵害，人們往往因選擇所謂無(wú)害的生物農(nóng)藥而忽視其環(huán)境的安全性。蜜蜂作為一種重要的傳粉昆蟲(chóng)，對(duì)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收具有重要作用，同時(shí)還可為人類(lèi)提供大量蜂蜜、蜂膠、蜂蠟等產(chǎn)品。但是，蜜蜂的廣泛分布、周身被毛、可移動(dòng)性強(qiáng)、單一的采集特性等決定了它對(duì)環(huán)境十分敏感，常被稱(chēng)為環(huán)境污染生物指示器(Celli et al.，1996;Celli and Maccagnani，2003;Porrini et al.，2003;吳黎明等，2008)。噴灑過(guò)農(nóng)藥的花蜜、花粉很容易導(dǎo)致蜜蜂中毒死亡，不僅嚴(yán)重影響?zhàn)B蜂業(yè)的健康發(fā)展，而且對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也產(chǎn)生不利影響。

同樣作為環(huán)境有益生物的赤眼蜂Trichogramma spp.因能寄生于害蟲(chóng)卵內(nèi)使其不能發(fā)育孵化，成為農(nóng)林害蟲(chóng)的重要天敵，在生態(tài)系統(tǒng)具有重要作用 (Herz et al.，2007;Bayram et al.，2010;Gardner et al.，2011)。我國(guó)對(duì)赤眼蜂的研究已有近70年的歷史，是目前世界上應(yīng)用赤眼蜂防治害蟲(chóng)面積最大的國(guó)家之一。農(nóng)藥的應(yīng)用，特別是高毒農(nóng)藥對(duì)赤眼蜂有很強(qiáng)的殺傷作用(吳長(zhǎng)興等，2008)。因此了解和探究更多關(guān)于農(nóng)藥對(duì)其產(chǎn)生的不良影響就顯得尤為重要。農(nóng)藥對(duì)害蟲(chóng)天敵的影響是評(píng)價(jià)化學(xué)防治和生物防治是否協(xié)調(diào)進(jìn)行的重要標(biāo)準(zhǔn)，使用對(duì)害蟲(chóng)高效且對(duì)其天敵安全的化學(xué)藥劑是實(shí)現(xiàn)害蟲(chóng)安全、有效防治的途徑之一。

蜜蜂和赤眼蜂作為重要的環(huán)境有益生物，農(nóng)藥對(duì)其毒性大小，在一定程度上反映了農(nóng)藥的環(huán)境安全性，開(kāi)展農(nóng)藥對(duì)蜜蜂和赤眼蜂的毒性與安全性評(píng)價(jià)，可指導(dǎo)害蟲(chóng)綜合防治中科學(xué)合理的使用化學(xué)農(nóng)藥，避免或減輕農(nóng)藥對(duì)有益生物的不良影響，同時(shí)也是對(duì)害蟲(chóng)實(shí)施綜合治理(IPM)的關(guān)鍵(Bacci et al，，2007;Gardner et al.，2011;Prabhaker et al.，2011)。因此，我們通過(guò)測(cè)定多殺霉素及其3種混劑對(duì)蜜蜂和赤眼蜂的急性毒性，并進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，以期為多殺霉素系列農(nóng)藥的科學(xué)使用和登記管理以及害蟲(chóng)綜合治理中協(xié)調(diào)化學(xué)防治和天敵的控害作用提供科學(xué)依據(jù)(王彥華等，2012)。

1 材料與方法

1.1 供試藥劑

25 g/L 多殺霉素懸浮劑、4%阿維菌素·多殺霉素水乳劑、3%甲阿維·多殺霉素懸浮劑、6%甲阿維·多殺霉素水分散粒劑(市購(gòu))。

1.2 供試生物

意大利蜜蜂Apis mellifera L.，成年工蜂，由南京市金峰種王養(yǎng)殖場(chǎng)提供。試驗(yàn)前，在實(shí)驗(yàn)室條件下馴養(yǎng)7 d。

玉米螟赤眼蜂Trichogramma ostriniae 成峰，由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院提供，在生化培養(yǎng)箱中(溫度25±1℃，相對(duì)濕度70%-80%，避光)以米蛾Corcyra cephalonica Stainton 卵為寄主進(jìn)行繁殖。將羽化24-48 h 的赤眼蜂成蜂供測(cè)定。

1.3 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)蜂籠(木制長(zhǎng)方體，內(nèi)徑長(zhǎng)10 cm、寬8.5 cm、高8.5 cm，上下兩面蒙塑料紗網(wǎng))、生化培養(yǎng)箱、光照培養(yǎng)箱、電子天平(0.0001 g)、加濕器、微量點(diǎn)滴儀、10 mL 燒杯、溫度計(jì)、濕度計(jì)、移液管等。

1.4 試驗(yàn)方法

參照國(guó)家環(huán)境保護(hù)局頒布的《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評(píng)價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)則》，蜜蜂的急性毒性采用攝入法和接觸法測(cè)定;赤眼蜂急性毒性采用藥膜法測(cè)定。

1.4.1 攝入法

愛(ài)克發(fā)的環(huán)保實(shí)踐，落地于生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，而不單單是產(chǎn)品本身，并且大量的工作屬于未雨綢繆，這一點(diǎn)尤為令人敬佩。隨著我們采訪(fǎng)的逐漸深入，感受也越來(lái)越深刻。以無(wú)錫工廠(chǎng)為例，其是印藝板塊在中國(guó)唯一的數(shù)碼印版生產(chǎn)基地，也是愛(ài)克發(fā)全球6家工廠(chǎng)中最年輕的一家。

用50%的白糖水將藥劑配制成5 個(gè)濃度系列，設(shè)空白對(duì)照。每個(gè)試驗(yàn)蜂籠移入20-30 頭成年工蜂，取配制好的不同濃度的藥劑3 mL 置于10 mL的小燒杯內(nèi)，并以適量脫脂棉浸漬形成飽和吸水狀態(tài)棉球，杯口朝下倒放在蜂籠上隔網(wǎng)飼喂蜜蜂，每個(gè)濃度重復(fù)3 次;在25℃±2℃和65%-75%的相對(duì)濕度條件下培養(yǎng)，24 h 后記錄中毒死亡情況，利用幾率值法計(jì)算LC50值和相關(guān)系數(shù)。根據(jù)我國(guó)農(nóng)藥登記環(huán)境毒理學(xué)試驗(yàn)單位所采用的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將農(nóng)藥對(duì)蜜蜂胃毒毒性(48 h)分為劇毒(LC50≤0.5 a.i.mg/L)、高毒(0.5＜LC50≤20 a.i.mg/L)、中等毒性 (20＜LC50≤200 a.i.mg/L)、低毒(LC50＞200 a.i.mg/L)。

1.4.2 接觸法

用去離子水將藥劑配制成5 個(gè)濃度系列，并設(shè)溶劑與空白對(duì)照。先用乙醚將蜜蜂麻醉(對(duì)照死亡率不得大于10%)，再用微量點(diǎn)滴器(體積為1.0042 μL)將藥劑點(diǎn)滴于蜜蜂的前胸背板處，然后用棉球蘸50%糖水隔網(wǎng)飼喂。試驗(yàn)在25℃±2℃和65%-75% 的相對(duì)濕度及微光條件下進(jìn)行，24 h和48 h 后記錄中毒死亡情況，利用幾率值法計(jì)算LD50值和相關(guān)系數(shù)。根據(jù)LD50(48 h)將農(nóng)藥對(duì)蜜蜂毒性分為劇毒 (LD50≤0.001 a.i.μg/蜂)、高毒(0.001＜LD50≤2.0 a.i.μg/蜂)、中毒(2.0＜LD50≤11.0 a.i.μg/蜂)、低 毒 (LD50＞11.0 a.i.μg/蜂)。

1.4.3 藥膜法

每種農(nóng)藥設(shè)5-6 個(gè)質(zhì)量濃度，以丙酮稀釋?zhuān)? mL 稀釋好的藥液于指形管(直徑×高=2.5 cm×7.5 cm，內(nèi)表面積為34.5 cm2)中作為一個(gè)處理，每個(gè)處理3 次重復(fù)，另設(shè)丙酮對(duì)照。將加好藥液的指形管放在水平桌面上滾動(dòng)，使藥劑均勻地涂于管內(nèi)壁，待溶劑完全揮發(fā)后即形成均勻的藥膜。每管移入羽化24-48 h 的赤眼蜂成蜂約100 頭，讓其在指形管內(nèi)自由爬行1 h 后轉(zhuǎn)入無(wú)藥指形管中，放入浸有10%蜂蜜水的脫脂棉條，用保鮮膜和黑布封口并放入生化培養(yǎng)箱中(溫度25±1℃，相對(duì)濕度70%-80%，避光)。赤眼蜂被轉(zhuǎn)入無(wú)藥指形管中24 h 后檢查并記錄每管中死亡數(shù)及存活數(shù)(用細(xì)毛筆輕觸蜂體不動(dòng)者為死亡)。

數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS13.0 處理，分別計(jì)算4種藥劑對(duì)玉米螟赤眼蜂24 h 的致死率、半致死濃度值LC50和95%置信限。殺蟲(chóng)劑對(duì)赤眼蜂安全性評(píng)價(jià)根據(jù)安全性系數(shù)(safety factor，SF)來(lái)劃分4 個(gè)等級(jí):極高風(fēng)險(xiǎn)性(安全性系數(shù)≤0.05)、高風(fēng)險(xiǎn)性(0.05＜安全性系數(shù)≤0.5)、中等風(fēng)險(xiǎn)性(0.5＜安全性系數(shù)≤5)和低風(fēng)險(xiǎn)性(安全性系數(shù)＞5)。安全性系數(shù)=殺蟲(chóng)劑對(duì)赤眼蜂的半數(shù)致死用量LR50值(mg/cm2)/該殺蟲(chóng)劑的田間最高推薦劑量(mg/cm2)，是指在室內(nèi)條件下，引起赤眼蜂50%死亡率的殺蟲(chóng)劑的使用量，以單位面積上所附著的殺蟲(chóng)劑有效成份的量表示。在本研究中，LR50=1.0 mL×LC50÷ 34.5 cm2。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藥對(duì)蜜蜂的急性毒性和安全性評(píng)價(jià)

由表2 可知，采用點(diǎn)滴法測(cè)定25 g/L 多殺霉素懸浮劑、4%阿維菌素·多殺霉素水乳劑、3%甲阿維·多殺霉素懸浮劑、6%甲阿維·多殺霉素水分散粒劑對(duì)蜜蜂觸殺LD50(48 h)分別是0.0887、0.289、0.0046、0.0053 a.i.μg/蜂。按照農(nóng)藥對(duì)蜜蜂接觸毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，多殺霉素及其3種混劑對(duì)蜜蜂接觸毒性都為高毒。

2.2 農(nóng)藥對(duì)赤眼蜂的急性毒性和安全性評(píng)價(jià)

采用藥膜法測(cè)定了多殺霉素及其3種混劑對(duì)玉米螟赤眼蜂的毒性，見(jiàn)表3。25 g/L 多殺霉素懸浮劑、4%阿維菌素·多殺霉素水乳劑、3%甲阿維·多殺霉素懸浮劑、6%甲阿維·多殺霉素水分散粒劑對(duì)玉米螟赤眼蜂的LC50(24 h)分別為0.12、0.097、0.22、0.33 a.i.mg/L。由此可知，多殺霉素與阿維菌素復(fù)配劑的LC50略低于多殺霉素單劑，即該復(fù)配劑的毒性略高于單劑;而多殺霉素與兩種甲基阿維菌素苯甲酸鹽復(fù)配劑的LC50均高于單劑，即兩種復(fù)配劑的毒性均低于單劑。

農(nóng)藥對(duì)赤眼蜂的毒性可用赤眼蜂LC50和田間常用質(zhì)量濃度的比值(安全性系數(shù))來(lái)表示，見(jiàn)表4。4種制劑對(duì)玉米螟赤眼蜂安全性評(píng)價(jià)結(jié)果表明，25 g/L 多殺霉素懸浮劑、4%阿維菌素·多殺霉素水乳劑、3%甲阿維·多殺霉素懸浮劑、6%甲阿維·多殺霉素水分散粒劑對(duì)玉米螟赤眼蜂成蜂均為極高風(fēng)險(xiǎn)性，安全性系數(shù)分別為1.41×10-2、7.81×10-3、2.84×10-2、4.25×10-2。

表1 多殺霉素及其混劑對(duì)蜜蜂的攝入毒性(48 h)Table 1 Stomach toxicity of spinosad and it's mixtures to bees

表2 多殺霉素及其混劑對(duì)蜜蜂的接觸毒性(48 h)Table 2 Contact toxicity of spinosad and it's mixtures to bees

表3 多殺霉素及其混劑對(duì)赤眼蜂的急性毒性(24 h)Table 3 Toxicity of spinosad and it's mixtures to adult Trichogrammatid spp.(24 h)

表4 多殺霉素及其混劑對(duì)赤眼蜂成峰的安全性評(píng)價(jià)Table 4 Safety evaluation of spinosad and it's mixtures to adult Trichogrammatid spp.

3 結(jié)論與討論

多殺霉素及其混劑對(duì)蜜蜂的急性毒性結(jié)果表明，多殺霉素單劑對(duì)蜜蜂觸殺和攝入毒性都為高毒。而與其混用的藥劑對(duì)混劑的毒性有一定的影響。如阿維菌素、甲維鹽對(duì)蜜蜂攝入毒性都是劇毒，多殺霉素與這些藥劑的混劑對(duì)蜜蜂的攝入毒性為劇毒，均高于多殺霉素單劑的毒性。一般來(lái)說(shuō)，微生物農(nóng)藥由于其寄主專(zhuān)一性較強(qiáng)，通常對(duì)蜜蜂風(fēng)險(xiǎn)較低。而多殺霉素作為一種微生物農(nóng)藥，其4種單劑或混劑對(duì)蜜蜂的急性毒性為劇毒或高毒說(shuō)明并非所有生物源農(nóng)藥都對(duì)蜜蜂安全。趙帥等人研究表明:生物源農(nóng)藥在有機(jī)和無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)中被大量推薦使用，而部分抗生素農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥對(duì)蜜蜂表現(xiàn)劇毒或高毒。所以，在關(guān)注生物源農(nóng)藥對(duì)人畜健康風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，還應(yīng)重視其對(duì)環(huán)境中蜜蜂等有益生物的影響(2011)。在使用這些含多殺霉素的單劑或混劑時(shí)，應(yīng)盡可能避開(kāi)蜜源植物花期或遠(yuǎn)離養(yǎng)蜂區(qū)，可能的話(huà)要在藥劑中加入蜜蜂趨避劑，以免蜜蜂采集帶藥的花蜜或花粉中毒死亡。

接觸法與攝入法是根據(jù)農(nóng)藥在田間實(shí)際使用時(shí)對(duì)蜜蜂的影響而設(shè)計(jì)的室內(nèi)模擬試驗(yàn)(趙學(xué)平等，2011)。本文通過(guò)對(duì)非靶標(biāo)生物之一的蜜蜂進(jìn)行急性毒性試驗(yàn)，闡明多殺霉素及其混配制劑對(duì)其毒性及潛在危害，并對(duì)農(nóng)藥使用的安全性做出相應(yīng)的評(píng)價(jià)，為預(yù)防和控制農(nóng)藥對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害提供數(shù)據(jù)支撐。但該研究?jī)H提供了多殺霉素及其混劑對(duì)蜜蜂的急性攝入和接觸毒性，而對(duì)于慢性毒性、殘留毒性以及田間毒性如何，尚有待驗(yàn)證。

赤眼蜂作為一類(lèi)重要的天敵，在害蟲(chóng)的自然控制方面中起到重要作用。25 g/L 多殺霉素懸浮劑、4%阿維菌素·多殺霉素水乳劑、3%甲阿維·多殺霉素懸浮劑、6%甲阿維·多殺霉素水分散粒劑對(duì)玉米螟赤眼蜂成蜂均具有極高風(fēng)險(xiǎn)性，表明玉米螟赤眼蜂成峰對(duì)4種制劑均較敏感，如果大量應(yīng)用對(duì)赤眼蜂殺傷力極大，所以從保護(hù)天敵的角度出發(fā)，應(yīng)科學(xué)合理用藥，減少使用對(duì)赤眼蜂具有較高毒性的農(nóng)藥，并且盡量遠(yuǎn)離赤眼蜂種群豐富的場(chǎng)所。此外，甲阿維·多殺霉素復(fù)配劑的毒性略低于多殺霉素單劑和阿維菌素·多殺霉素復(fù)配劑。由此可知，不同的單劑或復(fù)配劑對(duì)赤眼蜂的毒性存在差異，這可能由于各種農(nóng)藥的作用機(jī)制、化學(xué)結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的不同導(dǎo)致的(Wang et al.，2008)。

本研究主要進(jìn)行了室內(nèi)條件下殺蟲(chóng)劑對(duì)赤眼蜂的急性毒性評(píng)價(jià)，而赤眼蜂在田間接觸農(nóng)藥的量及方式與室內(nèi)不完全相同，導(dǎo)致農(nóng)藥對(duì)赤眼蜂的室內(nèi)與室外測(cè)定結(jié)果可能不同。如有些農(nóng)藥在田間光照、溫度、濕度等因素影響下較易降解，赤眼蜂能夠接觸的藥量較少，死亡率就偏小。已有研究表明噻蟲(chóng)啉殘留在室內(nèi)和田間對(duì)卷蛾赤眼蜂羽化過(guò)程中存活的影響存在差異，其原因在于噻蟲(chóng)啉在田間較易分解 (Schuld and Schmuck，2000);其次農(nóng)藥可能通過(guò)赤眼蜂成蜂在田間接觸施藥的植物表面、取食花粉等過(guò)程進(jìn)入蟲(chóng)體;再次，赤眼蜂在田間的寄主和環(huán)境條件也與室內(nèi)有差異。另外，殺蟲(chóng)劑除對(duì)赤眼蜂具有直接致死作用外，還在其他多個(gè)方面即亞致死效應(yīng)表現(xiàn)出來(lái)，包括對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育、壽命和繁殖率等方面的影響(Suh et al.，2000;Consoli et al.，2001;Takada et al.，2001)，這些表現(xiàn)均從不同方面對(duì)天敵種群產(chǎn)生抑制作用。但目前為止，農(nóng)藥對(duì)赤眼蜂的田間試驗(yàn)和亞致死效應(yīng)的研究還不夠深入。因此，為了全面評(píng)價(jià)農(nóng)藥對(duì)赤眼蜂的安全性，應(yīng)開(kāi)展以上兩方面的研究，以便更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)農(nóng)藥對(duì)赤眼蜂的影響。

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