9種農(nóng)藥對家蠶和蚯蚓的急性毒性

林 濤， 游 泳， 傅建煒， 李建宇， 史夢竹， 魏 輝

福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，福建 福州 350013

9種農(nóng)藥對家蠶和蚯蚓的急性毒性

林 濤+， 游 泳+， 傅建煒*， 李建宇， 史夢竹， 魏 輝

福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，福建 福州 350013

【背景】當(dāng)前農(nóng)藥品種及其使用量日益增多，測試農(nóng)藥對環(huán)境生物的急性毒性成為農(nóng)藥環(huán)境安全監(jiān)測的重要途徑?！痉椒ā坎捎檬诚露救~法和藥土法分別測定了甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、阿維菌素、氰氟蟲腙、螺螨酯、螺蟲乙脂、嘧菌酯、苯醚甲環(huán)唑、戊唑醇、2,4-D二甲胺鹽等9種農(nóng)藥對家蠶和蚯蚓的急性毒性，并根據(jù)其毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級，評價其對環(huán)境的安全性?！窘Y(jié)果】甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、阿維菌素、氰氟蟲腙、螺螨酯、螺蟲乙脂、嘧菌酯、苯醚甲環(huán)唑、戊唑醇和2，4-D二甲胺鹽對家蠶的LC50(96 h)分別為2.05×10-3、8.59×10-4、2.79、250.48、11.52、272.18、2.50、1.93×10-2和534.47 a.i.mg·L-1，對蚯蚓的LC50(14 d)分別為11.05、6.29、>100、>100、>100、>100、99.13、115.31和>100 a.i.mg·kg-1干土。其中，甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、阿維菌素和戊唑醇對家蠶“劇毒”，氰氟蟲腙、螺蟲乙脂和苯醚甲環(huán)唑?qū)倚Q“高毒”，其余農(nóng)藥對家蠶均為“低毒”；阿維菌素對蚯蚓為“中毒”，其余農(nóng)藥對蚯蚓均為“低毒”。【結(jié)論與意義】9種農(nóng)藥對家蠶和蚯蚓的急性毒性存在差異，為農(nóng)藥的合理使用和環(huán)境保護(hù)提供了依據(jù)。

農(nóng)藥； 家蠶； 蚯蚓； 急性毒性

家蠶BombyxmoriL.是我國重要的經(jīng)濟昆蟲，由其帶動的桑蠶業(yè)發(fā)展前景十分廣闊。然而，由于長期品種選育使家蠶經(jīng)濟性狀得到充分表現(xiàn)的同時，其對不良環(huán)境和食料的耐受性明顯減弱(馬惠等,2005)。桑葉是家蠶的主要飼料，桑樹園及其周邊農(nóng)田施用化學(xué)農(nóng)藥，易污染桑葉導(dǎo)致家蠶中毒，甚至引起死亡造成巨大經(jīng)濟損失(魯興萌,2008)。同時，農(nóng)藥可能通過直接或間接途徑進(jìn)入土壤環(huán)境，不但惡化土壤的結(jié)構(gòu)和功能，而且破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡，嚴(yán)重影響土棲動物的生存和繁衍(Garciaetal.,2011)。蚯蚓作為土壤環(huán)境中不可或缺的一類生物，其在改善土壤的物理、化學(xué)、生物屬性等方面具有重要作用(孔志明等,1999)。此外，蚯蚓處于陸生食物鏈的底層，極易富集土壤中的污染物，土壤農(nóng)藥在危害蚯蚓的同時也會危害以其為食物來源的兩棲類、爬行類和鳥類等動物。因此，針對家蠶和蚯蚓的急性毒性研究不僅可以反映化學(xué)農(nóng)藥的毒性效應(yīng)，而且可以反映化學(xué)農(nóng)藥對農(nóng)作物和土壤環(huán)境的污染狀況。本研究通過測試9種農(nóng)田常用農(nóng)藥對家蠶和蚯蚓的急性毒性，為評價9種農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境的安全性和農(nóng)藥的合理使用以及環(huán)境保護(hù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

家蠶，品種為“兩廣二號”，購自廣西蠶業(yè)技術(shù)推廣總站。飼養(yǎng)條件為溫度(25±1) ℃、相對濕度(75±5)%、光周期L∶D=16 h∶8 h。在人工氣候箱內(nèi)孵化后，飼喂桑樹嫩葉至2齡起蠶供試。

試驗用桑葉品種為“紅果二號”，桑樹種植于福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所南通中試基地，定植后未施用農(nóng)藥。試驗選用老熟葉片，洗凈晾干備用。

蚯蚓，選用赤子愛勝蚓Eiseniafetida(Savigny)，蚓種購自廈門市興賢昆蟲養(yǎng)殖基地。實驗室內(nèi)飼養(yǎng)條件為土溫(23±3) ℃、土壤相對濕度(80±10)%、光照條件L∶D=24 h∶0 h，馴養(yǎng)時間達(dá)1個月以上。選擇出現(xiàn)生殖帶且體重為0.3～0.6 g的成蚓供試。

試驗所用人工土壤組成成分及配比參照蔡道基等(1989)和OECD(1984)的方法調(diào)制。

1.2 供試藥劑

供試藥劑為5種殺蟲殺螨劑、3種殺菌劑和1種除草劑，具體為2.3%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽乳油(Emamectin benzoate，河北威遠(yuǎn)化工股份有限公司)、1.8%阿維菌素乳油(Abamectin，江蘇龍燈化學(xué)有限公司)、240 g·L-1氰氟蟲腙懸浮劑(Metaflumizone，巴斯夫歐洲公司)、200 g·L-1螺螨酯懸浮劑(Spirodiclofen，拜耳作物科學(xué)公司)、22.4%螺蟲乙脂懸浮劑(Spirotetramat，拜耳作物科學(xué)公司)，250 g·L-1嘧菌酯懸浮劑(Azoxystrobin，英國先正達(dá)有限公司)、10%苯醚甲環(huán)唑水分散粒劑(Difenoconazole，山東濰坊雙星農(nóng)藥有限公司)、430 g·L-1戊唑醇懸浮劑(Tebuconazole，安徽華星化工股份有限公司)，860 g·L-12，4-D二甲胺鹽水劑(2,4-D dimethyl amine salt，常州永泰豐化工有限公司)。

1.3 試驗設(shè)計

1.3.1 農(nóng)藥對家蠶急性毒性測定 采用食下毒葉法(蔡道基等，1989)進(jìn)行測定。每種藥劑按等比稀釋法設(shè)置5個濃度和1個蒸餾水空白對照，每個濃度或?qū)φ仗幚?0頭家蠶，重復(fù)3次。將洗凈晾干備用的桑葉完全浸入藥液或蒸餾水10 s，取出后置于室內(nèi)晾干，放入帶蓋的培養(yǎng)皿(直徑為9 cm)，挑入預(yù)培養(yǎng)的2齡起蠶30頭。置于人工氣候箱內(nèi)飼養(yǎng)，在試驗開始后的24、48、72和96 h觀察并記錄家蠶的中毒癥狀和死亡情況，飼養(yǎng)過程中不更換葉片。

1.3.2 農(nóng)藥對蚯蚓急性毒性測定 采用藥土法(蔡道基等，1989; OECD，1984)進(jìn)行測定。每種藥劑按等比稀釋法設(shè)置5個濃度和1個蒸餾水空白對照，每個濃度或?qū)φ仗幚?0頭蚯蚓，重復(fù)3次。在1 L的燒杯中放入500 g(干重)人工土壤(厚度不低于8 cm)，加入藥液或蒸餾水100 mL后充分拌勻，再加入適量蒸餾水調(diào)節(jié)土壤水分含量達(dá)30%，放入蚯蚓，用濕潤的紗布扎好瓶口，置于溫度為(20±1) ℃、濕度為80%～85%的人工氣候箱中，連續(xù)光照(800 lx)。于試驗處理后第7天和第14天倒出燒杯內(nèi)土壤，檢查并記錄蚯蚓的中毒癥狀和死亡數(shù)，及時清除死亡蚯蚓。試驗過程中不更換土壤，每天噴水以保持封口紗布濕潤。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件中的Probit回歸計算不同農(nóng)藥對家蠶和蚯蚓的半致死濃度(LC50)及其95%置信區(qū)間。

農(nóng)藥毒性評價標(biāo)準(zhǔn)參照蔡道基等(1989)和OECD(1984)，具體的毒性分級標(biāo)準(zhǔn)見表1。當(dāng)農(nóng)藥對家蠶和蚯蚓的LC50分別大于2000 a.i.mg·L-1和100 a.i.mg·kg-1干土?xí)r，則測試停止，認(rèn)定該農(nóng)藥對家蠶和蚯蚓為“低毒”。

表1 農(nóng)藥對家蠶和蚯蚓的毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criterion of pesticide toxicity rate to B. mori and E. fetida

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藥對家蠶的急性毒性

由表2可知，不同農(nóng)藥對家蠶的毒性等級不同。甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、阿維菌素和戊唑醇對家蠶的96 hLC50分別為2.05×10-3、8.59×10-4和1.93×10-2a.i.mg·L-1，均表現(xiàn)為“劇毒”；氰氟蟲腙、螺蟲乙脂和苯醚甲環(huán)唑?qū)倚Q的96 hLC50分別為2.79、11.52和2.50 a.i.mg·L-1，均表現(xiàn)為“高毒”；螺螨酯、嘧菌酯和2，4-D二甲胺鹽對家蠶的96 hLC50分別為250.48、272.18和534.47 a.i.mg·L-1，均表現(xiàn)為“低毒”。劇毒和高毒的殺蟲殺螨劑對家蠶造成的中毒癥狀相似，均表現(xiàn)為取食量減少、反應(yīng)遲鈍，隨后出現(xiàn)蟲體扭曲、口吐黃液等癥狀；而殺菌劑引起家蠶的中毒癥狀與殺蟲殺螨劑相比較為輕微，但家蠶取食經(jīng)戊唑醇和苯醚甲環(huán)唑處理的桑葉后仍出現(xiàn)取食量減少、反應(yīng)遲鈍等中毒癥狀。

2.2 農(nóng)藥對蚯蚓的急性毒性

由表3可知，不同農(nóng)藥對蚯蚓的毒性差異較小。9種農(nóng)藥中，阿維菌素對蚯蚓的14 dLC50為6.29 a.i.mg·kg-1干土，表現(xiàn)為“中毒”，其余8種農(nóng)藥對蚯蚓均表現(xiàn)為“低毒”。其中，經(jīng)阿維菌素、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、苯醚甲環(huán)唑和戊唑醇等藥劑處理7 d后，蚯蚓出現(xiàn)身體變軟、向杯壁爬行等中毒癥狀；處理14 d后，蚯蚓出現(xiàn)萎縮、斷裂和糜爛等癥狀。

表2 農(nóng)藥對家蠶的急性毒性(96 h)Table 2 Acute toxicities of the nine tested pesticides to B. mori (96 h)

表3 農(nóng)藥對赤子愛勝蚓的急性毒性(14 d)Table 3 Acute toxicities of the nine tested pesticides to E. fetida (14 d)

3 結(jié)論與討論

前人的試驗結(jié)果表明，甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、阿維菌素、氰氟蟲腙、螺蟲乙脂、苯醚甲環(huán)唑5種農(nóng)藥對家蠶的急性毒性很高，危險性較大(陳偉國等,2012; 王靜等,2010; 俞瑞鮮等,2011)，與本研究結(jié)果基本一致。因此，在桑園或臨近桑園的農(nóng)田防治病蟲害時，應(yīng)避免使用甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、阿維菌素、氰氟蟲腙、螺蟲乙脂、苯醚甲環(huán)唑等農(nóng)藥，或在使用這些農(nóng)藥時應(yīng)避開桑葉采集期。在防治經(jīng)濟作物早疫病、炭疽病和霜霉病等病害時，可以選用嘧菌酯，其不僅防病效果好(康立娟等，2004； 張曉等，2008)，而且對家蠶危害性小，具有較高的環(huán)境安全性。

王彥華等(2010) 和游泳等(2014)認(rèn)為，甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽對蚯蚓低毒，這與本研究結(jié)果一致；但有關(guān)阿維菌素對蚯蚓的毒性結(jié)果(王彥華等,2010)卻存在差異，這可能是由于2個毒性研究所用阿維菌素制劑不同。同時，本研究中氰氟蟲腙、螺螨酯、嘧菌酯、苯醚甲環(huán)唑、戊唑醇、2,4-D二甲胺鹽等農(nóng)藥對蚯蚓的急性毒性均很低，但并不意味著這些農(nóng)藥在農(nóng)田環(huán)境中就安全，其在土壤中的吸附、滲透行為以及可能帶來的慢性毒性仍然不容忽視(Desneuxetal.,2007; Stark & Banks,2003)。

本試驗僅測試了9種農(nóng)田常用農(nóng)藥對家蠶和蚯蚓的急性毒性，對于其慢性毒性尚不明確。因此，在今后的工作中，要進(jìn)一步加強化學(xué)農(nóng)藥對不同環(huán)境生物的長期毒性的研究。

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(責(zé)任編輯:楊郁霞)

Acute toxicity of nine pesticides to the silkworm,Bombyxmoriand the earthwormEiseniafoetida

Tao LIN+, Yong YOU+, Jian-wei FU*, Jian-yu LI, Meng-zhu SHI, Hui WEI

Institute of Plant Protection, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, Fujian 350013, China

【Background】As pesticide formulations and dosages increase, acute toxicity tests are importment to find out their effects on non-target organisms for developing environmentally safe application methods. 【Method】The acute toxicity of emamectin benzoate, abamectin, metaflumizone, spirodiclofen, spirotetramat, azoxystrobin, difenoconazole azole, tebuconazole and 2,4-D dimethylamine salt toBombyxmoriandEiseniafetidawere tested, and the toxicity grades were evaluated according to the accepted standard protocol. 【Result】The median lethal concentration after exposure for 96 h of emamectin benzoate, abamectin, metaflumizone, spirodiclofen, spirotetramat, azoxystrobin, difenoconazole azole, tebuconazole and 2,4-D dimethylamine salt toB.moriwere 2.05×10-3a.i.mg·L-1, 8.59×10-4a.i.mg·L-1, 2.79 a.i.mg·L-1, 250.48 a.i.mg·L-1, 11.52 a.i.mg·L-1, 272.18 a.i.mg·L-1, 2.50 a.i.mg·L-1, 1.93×10-2a.i.mg·L-1and 534.47 a.i.mg·L-1respectively. The 14 days median lethal concentration toE.fetidawere 11.05 a.i.mg·kg-1dw, 6.29 a.i.mg·kg-1dw, >100 a.i.mg·kg-1dw, >100 a.i.mg·kg-1dw, >100 a.i.mg·kg-1dw, >100 a.i.mg·kg-1dw, 99.13 a.i.mg·kg-1dw, 115.31 a.i.mg·kg-1dw, >100 a.i.mg·kg-1dw. Emamectin benzoate, abamectin and tebuconazole were severely toxic toB.mori, and metaflumizone, spirotetramat and difenoconazole had high toxicity, only azoxystrobin toxicity was low. Abamectin was moderately toxic toE.fetida, all other tested pesticides had low toxicity. 【Conclusion and significance】Significant differences between toxicity of pesticides toB.moriandE.fetidawere found, which can serve as reference for the regulation and environmental protection.

pesticide;Bombyxmori;Eiseniafetida; acute toxicity

2015-03-06 接受日期(Accepted)： 2015-06-01

福建省省屬公益類科研院所專項( 2014R1024-6 )； 福建省農(nóng)科院風(fēng)險評估基金(2013)

林濤， 男， 研究實習(xí)員。 研究方向： 農(nóng)藥環(huán)境毒理。 E-mail: maludongzuo@163.com。 游泳， 男， 副研究員。 研究方向： 農(nóng)藥環(huán)境毒理。 E-mail: youyong81@gmail.com

10. 3969/j.issn.2095-1787.2015.03.013

+同等貢獻(xiàn)作者(The two authors contributed equally to this work)

*通訊作者(Author for correspondence), E-mail: fjw9238@163.com