不同劑型虱螨脲對3種環(huán)境生物的急性毒性評價(jià)

崔光睿，何磊鳴，狄春香，崔凱娣，紀(jì)雪晗，劉 峰*

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院/山東省高校農(nóng)藥毒理與應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 泰安 271018；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，河南 鄭州 450000；3.山東省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)管理服務(wù)總站，山東 濟(jì)南 250013)

昆蟲生長調(diào)節(jié)劑可通過干擾保幼激素、蛻皮激素和幾丁質(zhì)合成來達(dá)到殺蟲效果[1]。虱螨脲為苯甲酰脲類幾丁質(zhì)合成抑制劑，主要通過胃毒或觸殺方式，干擾幾丁質(zhì)的合成，以影響昆蟲正常的發(fā)育。虱螨脲既可防治蔬菜、果樹、玉米上常見的草地貪夜蛾、小菜蛾、地老虎等鱗翅目害蟲[2-3]，也可作為衛(wèi)生農(nóng)藥防治果蠅等[4]，是一種作用場所廣泛的殺蟲劑。目前，農(nóng)藥對環(huán)境生物的影響引起了廣泛關(guān)注，但有關(guān)虱螨脲的研究主要集中于對昆蟲生長發(fā)育[3，5]和環(huán)境殘留安全性的影響[6-8]，鮮見對非靶標(biāo)生物急性毒性的報(bào)道。僅戴建忠等[9]測定了5%虱螨脲乳油稀釋不同倍數(shù)噴施桑葉后對家蠶的殘留毒性，發(fā)現(xiàn)虱螨脲持效期較長，對家蠶具有累積毒性。至于虱螨脲對其他環(huán)境生物蚯蚓和鳥類的急性毒性狀況尚未見報(bào)道，乳油之外劑型虱螨脲對家蠶的急性毒性也尚不明確。

加工劑型會(huì)顯著影響農(nóng)藥的殺蟲效果和環(huán)境毒性。有研究報(bào)道，不同劑型烯啶蟲胺對大型溞的毒性不同，水分散粒劑對大型溞的毒性大于可溶粉劑和可溶液劑[10]；不同劑型的高效氯氟氰菊酯對大型溞體長和攝食的毒性效應(yīng)不同[11]；不同劑型氟啶蟲酰胺對家蠶的LC50值差異較大[12]；不同劑型苯醚甲環(huán)唑和嘧菌酯對斑馬魚的急性毒性顯著不同，其中懸浮種衣劑>懸浮劑>水分散粒劑[13]。

目前我國登記的虱螨脲劑型主要有水分散粒劑、乳油和懸浮劑(中國農(nóng)藥信息網(wǎng)，http：//www. chinapesticide. org. cn/hysj/index. jhtml)。因此，明確不同劑型虱螨脲對代表性環(huán)境生物的急性毒性是否存在差異可為虱螨脲在不同場所的施用提供理論指導(dǎo)。本研究以地下環(huán)境模式生物蚯蚓、重要經(jīng)濟(jì)昆蟲家蠶和鳥類代表鵪鶉為供試對象，評估了10%虱螨脲水分散粒劑、50g/L虱螨脲乳油和10%虱螨脲懸浮劑對三種環(huán)境生物的急性毒性。

1 材料與方法

1.1 供試藥劑及試劑 10%虱螨脲水分散粒劑；50g/L虱螨脲乳油；10%虱螨脲懸浮劑。

蚯蚓急性毒性試驗(yàn)參比物為99.0%氯乙酰胺(分析純)，由阿拉丁試劑(上海)有限公司提供。家蠶急性毒性試驗(yàn)參比物為98.0%樂果原藥，由上海市農(nóng)藥研究所有限公司提供。

1.2 供試生物 赤子愛勝蚯蚓(Eiseniafoetida)，試驗(yàn)選用具有生殖環(huán)帶的健康成蚓，置于人工土壤中馴化>15d。人工土壤包含10%泥炭蘚(pH5.5～6.0)，20%高嶺土(高嶺石含量>30%)和70%石英砂(50 ～200μm顆粒含量>50%)。

家蠶(Bombyxmori)，品種為菁松×皓月，試驗(yàn)選用二齡起蠶。

日本鵪鶉(Coturnixjaponica)，27日齡，雌雄各半，健康、無病、活潑。試驗(yàn)前在本實(shí)驗(yàn)室馴養(yǎng)7d，馴養(yǎng)期間死亡0只，并于試驗(yàn)前一天停止喂食，只供清水。

1.3 試驗(yàn)方法 參照《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)則》[14]，測定10%虱螨脲水分散粒劑、50g/L虱螨脲乳油和10%虱螨脲懸浮劑對3種環(huán)境生物的毒性。

1.3.1 參比試驗(yàn) 以赤子愛勝蚯蚓為生物試材，參比物氯乙酰胺的LC50(14d)值應(yīng)在20.0～80.0mg a.i./kg干土之間；以家蠶為生物試材，參比物樂果的急性毒性LC50(96h)值應(yīng)在1.20×103～2.50×103mg a.i./L之間。

1.3.2 對蚯蚓的急性毒性測定 采用人工土壤法測定虱螨脲各制劑對蚯蚓的急性毒性。試驗(yàn)前，用蒸餾水洗去蚯蚓身上的泥土，放置于濕潤濾紙并過夜清腸后，選取體重在0.400～0.550g之間且大小相似的蚯蚓用于染毒實(shí)驗(yàn)。用蒸餾水配置適當(dāng)濃度的藥液，將150g各濃度藥液加入到裝有500g人工土壤的2L燒杯中，充分拌勻，配制成100mg a.i./kg干土的毒土進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)燒杯引入10條蚯蚓，用保鮮膜封口并用扎孔器扎孔，保持蚯蚓生存環(huán)境透氣。以清水拌土為空白對照。每個(gè)濃度3個(gè)生物學(xué)重復(fù)，一個(gè)燒杯視為一個(gè)獨(dú)立重復(fù)。將所有燒杯置于溫度20±2℃，濕度80%，連續(xù)光照(光強(qiáng)400lx～800lx)的氣候培養(yǎng)箱中培養(yǎng)14d。在染毒7d和14d時(shí)，記錄蚯蚓的死亡數(shù)量及中毒癥狀， 依據(jù)14d試驗(yàn)結(jié)果判斷毒性。用針觸輕觸蚯蚓尾部，無反應(yīng)視為死亡。

1.3.3 對家蠶的急性毒性測定 采用浸葉法進(jìn)行測定。經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)，(表1)配置虱螨脲系列濃度梯度的試驗(yàn)藥液，同時(shí)設(shè)置清水空白對照組。采用干凈、新鮮的適齡桑葉，在各濃度藥液中均勻并完全浸潤10s，取出陰干后，分別置于直徑15cm的培養(yǎng)皿內(nèi)，每培養(yǎng)皿接入20頭二齡起蠶，每處理3次重復(fù)。在溫度為25±2℃，濕度為70%～85%，光照黑暗比為16h：8h的環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng)，整個(gè)試驗(yàn)期間飼喂處理桑葉，染毒后96h觀察并記錄家蠶中毒癥狀及死亡情況。若家蠶觸碰后無反應(yīng)，則視為死亡。

表1 三種虱螨脲制劑的試驗(yàn)濃度設(shè)置

1.3.5 對鵪鶉的急性經(jīng)口毒性測定 采用經(jīng)口給藥方法染毒，對日本鵪鶉逐只稱量并統(tǒng)計(jì)體重，按1mL/100g體重給藥體積，達(dá)到(表1)的有效經(jīng)口濃度。給藥后將鵪鶉放回試驗(yàn)籠內(nèi)，置于室溫25～28℃，相對濕度50%～75%，每日光照16h的觀察室內(nèi)。每組鵪鶉雌雄共10只(雌雄各半)，同時(shí)設(shè)置清水對照組。藥劑處理后每隔24h且連續(xù)168h觀察并記錄受試鵪鶉的中毒癥狀和死亡數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理 統(tǒng)計(jì)各濃度下環(huán)境生物的死亡率，使用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件Probit 概率統(tǒng)計(jì)法，計(jì)算測試藥劑對各環(huán)境生物的半致死濃度(LC50)、半致死劑量(LD50)和95%置信限。

1.5 毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn) 依據(jù)我國《農(nóng)藥環(huán)境安全評價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)則》[14]，劃分農(nóng)藥對各環(huán)境生物的毒性等級(表2)。

表2 農(nóng)藥對環(huán)境生物的毒性等級劃分

2 結(jié)果與分析

2.1 參比試驗(yàn) 參比物氯乙酰胺對赤子愛勝蚯蚓的LC50(14d)值為27.6mg a.i./kg干土(95%置信限為25.7～29.6mg a.i./kg干土)，在20.0～80.0mg a.i./kg干土之間；參比物樂果對家蠶的急性毒性LC50(96h)值為2.33×103mg a.i./L(2.20×103～2.45×103mg a.i./L)，在1.20×103～2.50×103mg a.i./L之間。因此，試驗(yàn)體系符合試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)結(jié)果可靠。

2.2 三種劑型虱螨脲對蚯蚓的急性毒性 10%虱螨脲水分散粒劑、50g/L虱螨脲乳油和10%虱螨脲懸浮劑以100mg/kg濃度分別染毒處理7d和14d后，蚯蚓的死亡率為0，且未導(dǎo)致明顯中毒癥狀。因此，三種劑型虱螨脲對赤子愛勝蚯蚓的LC50均>100mg a.i./kg干土。(表2)三種劑型虱螨脲對蚯蚓的急性毒性均屬于低毒(表3)。

表3 三種虱螨脲制劑對蚯蚓的急性毒性

2.3 三種劑型虱螨脲對家蠶的急性毒性 10%虱螨脲水分散粒劑、50g/L虱螨脲乳油和10%虱螨脲懸浮劑浸潤桑葉后，均造成了家蠶取食量隨藥劑濃度增加而逐漸減少的現(xiàn)象，取食家蠶呈現(xiàn)體黑、側(cè)臥、蛻皮未完成的中毒癥狀。10%虱螨脲水分散粒劑、50g/L虱螨脲乳油和10%虱螨脲懸浮劑處理96h，對家蠶的急性毒性LC50分別為11.07、6.92和25.18mg a.i./L(表4)。根據(jù)(表2)的毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，10%虱螨脲水分散粒劑、50g/L虱螨脲乳油和10%虱螨脲懸浮劑對家蠶的急性毒性分別為高毒、高毒和中毒。

表4 三種虱螨脲制劑對家蠶的96h急性毒性

2.4 三種劑型虱螨脲對鵪鶉的急性毒性 10%虱螨脲水分散粒劑、50g/L虱螨脲乳油和10%虱螨脲懸浮劑所有測試濃度經(jīng)口給藥24h后，鵪鶉均表現(xiàn)出精神萎靡、活動(dòng)減少的中毒癥狀，暴露后24h，50g/L虱螨脲乳油處理導(dǎo)致鵪鶉出現(xiàn)閉眼、打盹的形態(tài)。但48～168h內(nèi)，三種劑型虱螨脲處理下，受試鵪鶉均恢復(fù)正常形態(tài)，未表現(xiàn)出明顯的中毒癥狀。水分散粒劑和懸浮劑劑型以600mg a.i./kg體重劑量給藥168h后，受試鵪鶉未出現(xiàn)死亡。因此，10%虱螨脲水分散粒劑和10%虱螨脲懸浮劑對日本鵪鶉急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)168h半致死劑量LD50均>600mg a.i./kg體重，而50g/L虱螨脲乳油對鵪鶉的LD50為244.36mg a.i./kg體重(表5)。根據(jù)(表2)的毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，10%虱螨脲水分散粒劑、50g/L虱螨脲乳油和10%虱螨脲懸浮劑對日本鵪鶉的急性經(jīng)口毒性分別為低毒、中毒和低毒。

表5 三種虱螨脲制劑對日本鵪鶉的168h急性毒性

3 討論與結(jié)論

蚯蚓對維持土壤生態(tài)功能具有重要作用，且對農(nóng)藥、重金屬等外源污染物特別敏感，是土壤污染生態(tài)毒理學(xué)研究的典型模式生物。虱螨脲可以通過灌根防治韭蛆，其在土壤中的殘留檢測體系已經(jīng)十分成熟。據(jù)報(bào)道，虱螨脲在江西紅壤和太湖水稻土中的降解半衰期分別為101和74.5d，持效期較長[15]，可能對土壤生態(tài)安全性存在一定的威脅。本研究采用人工土壤法模擬了虱螨脲各制劑在真實(shí)土壤環(huán)境中對蚯蚓的接觸毒性，結(jié)果10%虱螨脲水分散粒劑、50g/L虱螨脲乳油和10%虱螨脲懸浮劑對蚯蚓的急性毒性均為低毒，LC50均>100mg a.i./kg干土，是低毒篩選閾值的10倍，且劑型之間無顯著性差異。結(jié)果表明，三種劑型虱螨脲短期暴露對土壤環(huán)境生物可能較為安全，但它們的長期風(fēng)險(xiǎn)仍需進(jìn)一步研究。

戴建忠等[9]研究發(fā)現(xiàn)，5%虱螨脲乳油對三齡起蠶的急性毒性LC50為 7.80mg/L，屬于高毒，這與本研究中測得的50g/L虱螨脲乳油對家蠶的毒性等級一致。但本研究中虱螨脲乳油對家蠶的LC50值略低(6.92mg/L)，可能與本測試使用的蠶齡較低(二齡起蠶)，且染毒時(shí)間為96h，而戴建忠等[9]只對家蠶染毒24h，隨后喂食無毒桑葉有關(guān)。本研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，10%虱螨脲水分散粒劑和10%虱螨脲懸浮劑對家蠶分別為高毒和中毒，LC50分別為11.07和25.18mg/L。三種劑型虱螨脲中，懸浮劑對家蠶的毒性最低，乳油對家蠶的毒性最高。在鳥類急性毒性試驗(yàn)中，同樣可以看出虱螨脲乳油對鵪鶉的毒性(中毒，LD50= 244.36mg a.i./kg體重)高于水分散粒劑和懸浮劑(均低毒，LD50>600mg a.i./kg體重)。其他研究者也發(fā)現(xiàn)，高效氯氟氰菊酯乳油對大型溞的毒性大于微囊懸浮劑[11]。乳油農(nóng)藥對環(huán)境生物的毒性較高，可能與乳油包含比例較高的溶劑和乳化劑，而溶劑和乳化劑對環(huán)境生物的毒性很高有關(guān)[16]。根據(jù)上述結(jié)果，我們建議虱螨脲應(yīng)避免在桑園附近使用。同時(shí)，為降低虱螨脲對陸生脊椎動(dòng)物的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，噴霧該藥劑時(shí)建議選用對鳥類鵪鶉低毒的懸浮劑或水分散粒劑兩種劑型制劑。

本研究表明，不同劑型虱螨脲對蚯蚓的毒性均為低毒，對家蠶毒性為中毒或高毒，對鳥類鵪鶉的毒性為低毒或中毒，總體來看，乳油毒性>水分散粒劑>懸浮劑。不同劑型虱螨脲的毒性差異可能與藥劑在水中的溶解及分散、配方助劑種類和生物吸收機(jī)制等有關(guān)，在同樣藥效情況下，盡量選用對環(huán)境友好的劑型進(jìn)行害蟲防治。