氯蟲苯甲酰胺對環(huán)境生物的急性毒性與安全性評價(jià)

陳吉祥，于偉麗，王廣友，蘇磊，魏成彩，李麗霞，劉小縵，吳培

山東省農(nóng)藥科學(xué)研究院/山東省化學(xué)農(nóng)藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250000

農(nóng)藥作為減少病蟲草害、調(diào)節(jié)植物生長的重要生產(chǎn)資料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著不可或缺的作用，但同時(shí)也帶來了突出的生態(tài)環(huán)境問題[1]。因此，在農(nóng)藥產(chǎn)品研發(fā)、注冊登記與風(fēng)險(xiǎn)評估中，應(yīng)以新的農(nóng)藥管理政策為導(dǎo)向，追求新化合物高活性的同時(shí)也要確保人體健康和環(huán)境安全，促進(jìn)環(huán)境友好型綠色農(nóng)藥產(chǎn)品的創(chuàng)制與推廣，加速推動農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)升級。

雙酰胺類殺蟲劑是繼新煙堿類殺蟲劑之后又一重大突破，該類藥劑通過激活昆蟲魚尼丁(ryanodine receptor, RyR)受體，導(dǎo)致昆蟲過度釋放平滑肌和橫紋肌細(xì)胞內(nèi)鈣庫中的鈣離子，引起肌肉調(diào)節(jié)功能衰弱，致使昆蟲癱瘓死亡[2-4]。由于靶標(biāo)昆蟲與其他生物間魚尼丁受體存在差異，這為雙酰胺類殺蟲劑在農(nóng)業(yè)害蟲防治上提供了優(yōu)異的選擇性。近年來，氟苯蟲酰胺、氯蟲苯甲酰胺、溴氰蟲酰胺、環(huán)溴蟲酰胺、氟氰蟲酰胺和溴蟲氟苯雙酰胺等產(chǎn)品陸續(xù)上市[5]。

氯蟲苯甲酰胺(chlorantraniliprole)是美國杜邦公司開發(fā)的一種鄰氨基苯甲酰胺類殺蟲劑，作為解決傳統(tǒng)農(nóng)藥抗性問題的良好替代品，具有高效、低毒和選擇性高等特點(diǎn)[6]。近幾年，氯蟲苯甲酰胺在我國防治入侵害蟲美國白蛾、草地貪夜蛾及傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)害蟲上得到廣泛推廣和應(yīng)用。隨著氯蟲苯甲酰胺的大量使用，其抗性問題[7-8]和對環(huán)境生物的潛在風(fēng)險(xiǎn)[9-11]也逐漸顯露。氯蟲苯甲酰胺對鱗翅目家蠶的毒性毋庸置疑，亞致死劑量的氯蟲苯甲酰胺會影響家蠶變態(tài)發(fā)育[10]。Naiara Gomes等[11]研究發(fā)現(xiàn)農(nóng)田中使用推薦濃度的氯蟲苯甲酰胺會對蜜蜂的飛行能力產(chǎn)生負(fù)面影響。在對水生環(huán)境生物上，研究表明氟苯蟲酰胺會在環(huán)境中分解成對一些水生無脊椎動物產(chǎn)生嚴(yán)重危害的持久性物質(zhì)，2018年我國禁止其在水稻作物上使用，與氟苯蟲酰胺相比，目前仍在水稻上有登記的氯蟲苯甲酰胺對水生無脊椎動物的毒性同為劇毒，其土壤吸附性更差，對魚類慢性毒性較高且降解較慢[6]。目前關(guān)于氯蟲苯甲酰胺對環(huán)境生物的潛在風(fēng)險(xiǎn)還沒有系統(tǒng)定論，為綜合評價(jià)氯蟲苯甲酰胺對環(huán)境非靶標(biāo)生物的安全性，根據(jù)我國現(xiàn)行農(nóng)藥登記環(huán)境毒理試驗(yàn)要求，本研究參考《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)則》(GB/T 31270—2014)[12-16]和《化學(xué)農(nóng)藥 天敵(瓢蟲)急性接觸毒性試驗(yàn)準(zhǔn)則》(NY/T 3088—2017)[17]，開展了氯蟲苯甲酰胺對鵪鶉、家蠶、蜜蜂、蚯蚓、瓢蟲和斑馬魚6種環(huán)境生物的急性毒理研究及安全性評價(jià)，旨在為全面評估該類殺蟲劑的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法(Materials and methods)

1.1 試驗(yàn)材料

日本鵪鶉(Coturnixjaponica)，嘉祥縣鴻新鵪鶉養(yǎng)殖有限公司；家蠶(BombyxmoriL.)，品種為“菁松×皓月”，山東廣通蠶種有限公司；赤子愛勝蚯蚓(Eiseniafetida)，濟(jì)南市宏源蚯蚓養(yǎng)殖基地；意大利蜜蜂(ApismelliferaL.)，濟(jì)南偉宏生態(tài)蜜蜂園有限公司；七星瓢蟲(Coccinellaseptempunctata)，山東省農(nóng)藥科學(xué)研究院測試中心；斑馬魚(Brachydaniorerio)，山東魚之道生物技術(shù)有限公司。

70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑(推薦使用劑量：21～31.5 g a.i.·hm-2)，山東鄒平農(nóng)藥有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 鳥毒性試驗(yàn)

鳥毒性試驗(yàn)采用灌藥法[12]。試驗(yàn)鵪鶉同批孵化，選擇(30±5)日齡，體質(zhì)量90～100 g，健康、無病、活潑的鵪鶉用于試驗(yàn)，試驗(yàn)前16 h停止喂食，試驗(yàn)溫度(25±2) ℃，相對濕度50%～70%，14 h (光照)∶10 h (黑暗)，室內(nèi)排氣扇通風(fēng)。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)設(shè)計(jì)2 000 mg a.i.·kg-1(以單位體質(zhì)量計(jì))限度試驗(yàn)劑量，采用經(jīng)口給藥，一次性灌胃染毒，給藥量為1 mL·(100 g)-1(以單位體質(zhì)量計(jì))，以純水處理作為對照，每處理10只鵪鶉(雌雄各半)，無需重復(fù)，給藥后常規(guī)飼養(yǎng)。觀察并記錄受試鵪鶉1～7 d中毒癥狀及死亡數(shù)，求LD50。依據(jù)農(nóng)藥對鳥類的急性毒性登記劃分標(biāo)準(zhǔn)(劇毒：LD50≤10 mg a.i.·kg-1(以單位體質(zhì)量計(jì))；高毒：10 mg a.i.·kg-1500 mg a.i.·kg-1(以單位體質(zhì)量計(jì))，判定毒性等級。

1.2.2 家蠶毒性試驗(yàn)

家蠶毒性試驗(yàn)采用浸葉法[13]。家蠶飼養(yǎng)在人工氣候箱中，試驗(yàn)溫度(25±2) ℃，相對濕度為70%～80%，14 h (光照)∶10 h (黑暗)，試驗(yàn)用蠶選擇個(gè)體大小一致健康的2齡起蠶。試驗(yàn)設(shè)計(jì)0.0296、0.0444、0.0667、0.100和0.150 mg a.i.·L-1共5個(gè)試驗(yàn)劑量，將藥劑用純水稀釋至相應(yīng)試驗(yàn)濃度，在不同質(zhì)量濃度藥液浸漬桑葉10 s，懸掛晾干后置于15 mL培養(yǎng)皿中，每個(gè)重復(fù)接入20頭2齡起蠶，置于培養(yǎng)箱中飼養(yǎng)，每處理3次重復(fù)，以純水處理作為對照。觀察并記錄處理后家蠶1～4 d中毒癥狀及死亡數(shù)，求LC50。依據(jù)農(nóng)藥對家蠶的急性毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)(劇毒：LC50≤0.5 mg a.i.·L-1；高毒：0.5 mg a.i.·L-1200 mg a.i.·L-1)，判定毒性等級。

1.2.3 蚯蚓毒性試驗(yàn)

蚯蚓毒性試驗(yàn)采用人工土壤混藥法[14]。蚯蚓室內(nèi)飼養(yǎng)2月齡以上，選擇已出現(xiàn)生殖帶，體長5～6 cm，體質(zhì)量300～600 mg的個(gè)體用于試驗(yàn)，試驗(yàn)蚯蚓飼養(yǎng)在人工氣候箱中，溫度為(20±2) ℃，相對濕度70%～90%，光強(qiáng)400～800 lx連續(xù)光照。人工土壤由10%泥炭蘚、20%高嶺土、68%石英砂和2%碳酸鈣配制而成。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)設(shè)計(jì)100 mg a.i.·kg-1(以單位土壤干質(zhì)量計(jì))限度試驗(yàn)劑量，將供試藥劑溶解在定量純水中，將藥液加入人工土壤，混勻，調(diào)節(jié)土壤水分，將試驗(yàn)土壤裝到1 L燒杯中，每個(gè)燒杯放入10條蚯蚓，每處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，同時(shí)設(shè)空白對照組。觀察并記錄蚯蚓處理后第7天、第14天的中毒癥狀和死亡數(shù)，求LC50。依據(jù)農(nóng)藥對蚯蚓的急性毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)(劇毒：LC50≤0.1 mg a.i.·kg-1(以單位土壤干質(zhì)量計(jì))；高毒：0.1 mg a.i.·kg-110 mg a.i.·kg-1(以單位土壤干質(zhì)量計(jì))，判定毒性等級。

1.2.4 蜜蜂毒性試驗(yàn)

蜜蜂于室外自然條件下人工控制飼養(yǎng)，蜜蜂于試驗(yàn)前1 d收集，飼喂50%蔗糖水溶液，試驗(yàn)溫度(25±2) ℃，相對濕度50%～70%，黑暗條件下使蜜蜂保持24 h適應(yīng)期，適應(yīng)期后觀察蜜蜂個(gè)體的活力，剔除死亡或表現(xiàn)異常的個(gè)體。蜜蜂急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)采用攝入法[15]。試驗(yàn)設(shè)計(jì)37.5、75.0、150、300和600 μg a.i.·蜂-1共5個(gè)試驗(yàn)劑量，將供試藥劑用純水配制成相應(yīng)濃度，然后將上述藥液分別與50%蔗糖水以1∶1混勻。試驗(yàn)前蜜蜂饑餓處理2 h，按10 μL·蜂-1藥液量加入飼喂器中供蜜蜂取食，以不含被試物的蔗糖水作為對照，每重復(fù)10只蜜蜂，每處理3次重復(fù)。觀察并記錄蜜蜂處理后1 d和2 d中毒癥狀及死亡數(shù)，求LD50。依據(jù)農(nóng)藥對蜜蜂急性經(jīng)口毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)(劇毒：LD50≤0.001 μg a.i.·蜂-1；高毒：0.001 μg a.i.·蜂-111 μg a.i.·蜂-1，判定毒性等級。

蜜蜂急性接觸毒性試驗(yàn)采用點(diǎn)滴法[15]。試驗(yàn)設(shè)計(jì)29.6、44.4、66.7、100和150 μg a.i.·蜂-1共5個(gè)試驗(yàn)劑量，將供試藥劑用丙酮配制成相應(yīng)濃度，將度過適應(yīng)期的蜜蜂進(jìn)行氮?dú)饴樽恚缓笥檬殖质轿⒘奎c(diǎn)滴器將藥液點(diǎn)滴在蜜蜂的中胸背板處，點(diǎn)滴量為1.0 μL·只-1，待蜜蜂完全恢復(fù)前裝入蜂盒內(nèi)，飼喂50%蔗糖水，同時(shí)設(shè)置丙酮溶劑對照和空白對照，每重復(fù)10只蜜蜂，每處理3次重復(fù)。觀察并記錄蜜蜂處理后1 d和2 d中毒癥狀及死亡數(shù)，求LD50。農(nóng)藥對蜜蜂急性接觸毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)同農(nóng)藥對蜜蜂急性經(jīng)口毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.5 瓢蟲毒性試驗(yàn)

瓢蟲毒性試驗(yàn)采用藥膜法[17]。供試瓢蟲飼養(yǎng)于溫度(25±2) ℃、16 h (光照)∶8 h (黑暗)，濕度60%～90%的恒溫光照氣候箱中。試驗(yàn)設(shè)計(jì)17.8、26.7、40.0、60.0和90.0 g a.i.·hm-2共5個(gè)試驗(yàn)劑量，將藥劑用純水稀釋至相應(yīng)試驗(yàn)濃度，取0.5 mL藥液加入指形管中(內(nèi)表面積為38.5 cm2)，于滾膜機(jī)上滾動至晾干，制成均勻藥膜管，然后選取大小一致的瓢蟲2齡幼蟲接入藥膜管中，每管1頭，每天飼喂足量的豆蚜，直至羽化。以純水處理作為對照，每個(gè)重復(fù)10頭，每個(gè)處理重復(fù)3次。每天觀察并記錄瓢蟲的中毒癥狀及死亡數(shù)，求LR50并計(jì)算安全系數(shù)。依據(jù)農(nóng)藥對瓢蟲的急性接觸毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)(極高風(fēng)險(xiǎn)性：安全系數(shù)≤0.05；高風(fēng)險(xiǎn)性：0.05<安全系數(shù)≤0.5；中等風(fēng)險(xiǎn)性：0.5<安全系數(shù)≤5；低毒：安全系數(shù)>5)，判定風(fēng)險(xiǎn)等級。

1.2.6 斑馬魚毒性試驗(yàn)

斑馬魚毒性試驗(yàn)采用半靜態(tài)法進(jìn)行試驗(yàn)[16]，試驗(yàn)期間每隔24 h更換一次試驗(yàn)藥液。斑馬魚在試驗(yàn)室條件下馴養(yǎng)7～14 d，每天光照12～16 h，水溫21～25 ℃，試驗(yàn)前24 h停止喂食，試驗(yàn)期間亦不喂食，選擇體長(2±1) cm健康活潑的斑馬魚用于試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)92.0、106、122、140和161 mg a.i.·L-1共5個(gè)試驗(yàn)劑量，用曝氣水溶解稀釋，將上述藥液分別過0.45 μm濾膜，取2 L上述藥液轉(zhuǎn)移至5 L燒杯中用于試驗(yàn)，以曝氣水為空白對照，每個(gè)處理10尾斑馬魚，無需重復(fù)。觀察并記錄受試斑馬魚24、48、72和96 h的中毒癥狀及死亡數(shù)，用玻璃棒輕觸斑馬魚尾部，無可見運(yùn)動即為死亡，及時(shí)清除死亡斑馬魚。于試驗(yàn)前0 h和試驗(yàn)后1～4 d從試驗(yàn)藥液中取樣，檢測試驗(yàn)藥液中有效成分的濃度，根據(jù)實(shí)測濃度求LC50。根據(jù)農(nóng)藥對魚類的急性毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)(LC50≤0.1 mg a.i.·L-1為劇毒，0.1 mg a.i.·L-110 mg a.i.·L-1為低毒)，判定毒性等級。

氯蟲苯甲酰胺檢測采用Agilent 1260高效液相色譜儀，DAD檢測器。檢測條件：紫外檢測器的檢測波長為245 nm；流動相為0.05%磷酸水∶甲醇(30∶70,V∶V)，流速為1 mL·min-1；進(jìn)樣體積為10 μL；柱溫為30 ℃，色譜柱為Eclipse XDB-C18(4.6 mm×150 mm)。

準(zhǔn)確稱量氯蟲苯甲酰胺標(biāo)準(zhǔn)品，配成系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，試驗(yàn)濃度在標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度范圍內(nèi)，進(jìn)行濃度測定，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。在標(biāo)準(zhǔn)系列濃度范圍內(nèi)，濃度與峰面積有良好的線性關(guān)系?；厥章试囼?yàn)表明，氯蟲苯甲酰胺的回收率均>90%。

1.3 數(shù)據(jù)來源與處理

死亡率=死亡蟲數(shù)/接蟲總數(shù)×100%；校正死亡率=(處理組死亡率-對照組死亡率)/(1-對照組死亡率)×100%；安全系數(shù)=藥物對被試生物的LR50/該藥物的田間推薦施用濃度。采用SPSS Statistics 22.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行Tukey’s HSD檢驗(yàn)。根據(jù)劑量對數(shù)值和校正死亡率進(jìn)行分析(Probit analysis)。有效成分為氯蟲苯甲酰胺的生態(tài)毒性數(shù)據(jù)來自歐洲食品安全局(European Food Safety Authority, EFSA)，如表1所示。

表1 氯蟲苯甲酰胺的生態(tài)毒性數(shù)據(jù)Table 1 Ecotoxicity data of chlorantraniliprole

2 結(jié)果(Results)

2.1 鳥急性毒性

試驗(yàn)期間，對照組和處理組鵪鶉均無死亡，藥劑處理組鵪鶉表現(xiàn)精神萎焉、羽毛蓬松等癥狀，24 h后恢復(fù)正常。70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對鵪鶉的毒性試驗(yàn)結(jié)果如表2所示，結(jié)果表明，該藥劑對鵪鶉急性經(jīng)口毒性7 d-LD50>2 000 mg a.i.·kg-1(以單位體質(zhì)量計(jì))。依據(jù)農(nóng)藥對鳥類的急性毒性登記劃分標(biāo)準(zhǔn)，該藥劑對鵪鶉急性毒性經(jīng)口毒性為“低毒”。

表2 70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對日本鵪鶉急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Acute oral toxicity of 70% chlorantraniliprole WG to Coturnix coturnix

2.2 家蠶急性毒性

試驗(yàn)期間，對照組家蠶無死亡，觀察藥劑處理后家蠶在不同時(shí)間的中毒癥狀，高濃度處理組家蠶出現(xiàn)取食減少，中毒癥狀表現(xiàn)為頭部搖擺、吐水等癥狀，死亡家蠶頭部腫大，身體扭曲變軟，呈“U”形。70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對家蠶的毒性試驗(yàn)結(jié)果如表3所示，結(jié)果表明，該藥劑對家蠶的急性毒性4 d-LC50為0.0588 mg a.i.·L-1。依據(jù)農(nóng)藥對家蠶的急性毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，該藥劑對家蠶急性毒性為“劇毒”。

表3 70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對家蠶急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Acute oral toxicity of 70% chlorantraniliprole WG to Bombyx mori L.

2.3 蚯蚓急性毒性

試驗(yàn)期間，對照組和處理組蚯蚓均無死亡，蚯蚓體表光滑，活動正常，處理組供試蚯蚓無明顯中毒癥狀。70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對蚯蚓的毒性試驗(yàn)結(jié)果如表4所示，結(jié)果表明，該藥劑對蚯蚓急性毒性14 d-LC50>100 mg a.i.·kg-1(以單位土壤干質(zhì)量計(jì))，依據(jù)農(nóng)藥對蚯蚓的急性毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，該藥劑對蚯蚓急性毒性為“低毒”。

表4 70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對蚯蚓急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Acute oral toxicity of 70% chlorantraniliprole WG to Eisenia fetida

2.4 蜜蜂急性毒性

蜜蜂急性經(jīng)口試驗(yàn)中處理組蜜蜂染毒6 h，高濃度處理組有少量藥液沉淀剩余。試驗(yàn)期間，對照組無蜜蜂死亡，藥后蜜蜂出現(xiàn)行走不穩(wěn)，側(cè)躺掙扎等癥狀，死亡蜜蜂出現(xiàn)雙翅展開，身體蜷縮等現(xiàn)象，70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對蜜蜂的急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)結(jié)果如表5所示，結(jié)果表明，該藥劑對蜜蜂的急性經(jīng)口毒性2 d-LD50為133 μg a.i.·蜂-1。蜜蜂急性接觸試驗(yàn)中對照組無蜜蜂死亡，處理組蜜蜂染毒后，出現(xiàn)活動遲緩，精神萎靡等癥狀，死亡蜜蜂出現(xiàn)雙翅展開，蜷縮發(fā)黑等現(xiàn)象，70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對蜜蜂的急性接觸毒性試驗(yàn)結(jié)果如表6所示，結(jié)果表明，該藥劑對蜜蜂的急性接觸毒性2 d-LD50為77.3 μg a.i.·蜂-1。依據(jù)農(nóng)藥對蜜蜂急性經(jīng)口/接觸毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，該藥劑對蜜蜂急性經(jīng)口和接觸毒性均為“低毒”。

表5 70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對蜜蜂急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Acute oral toxicity of 70% chlorantraniliprole WG to Apis mellifera L.

表6 70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對蜜蜂急性接觸毒性試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Acute contact toxicity of 70% chlorantraniliprole WG to Apis mellifera L.

2.5 七星瓢蟲急性毒性

試驗(yàn)期間，對照組瓢蟲死亡率為3.33%，處理組瓢蟲表現(xiàn)不活躍或靜止?fàn)顟B(tài)，死亡瓢蟲挺直不動或蜷縮，蟲體干癟，體型縮小，各處理組存活瓢蟲在藥后第8天完成化蛹，第15天完成羽化。70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對七星瓢蟲的急性接觸毒性試驗(yàn)結(jié)果如表7所示，結(jié)果表明，該藥劑對七星瓢蟲急性接觸毒性15 d-LR50為37.3 g a.i.·hm-2，該藥劑在田間最大推薦使用劑量為31.5 g a.i.·hm-2，計(jì)算安全系數(shù)為1.18。依據(jù)農(nóng)藥對瓢蟲的急性接觸毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，該藥劑對瓢蟲的風(fēng)險(xiǎn)性為“中等風(fēng)險(xiǎn)”。

表7 70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對七星瓢蟲急性接觸毒性試驗(yàn)結(jié)果Table 7 Acute contact toxicity of 70% chlorantraniliprole WG to Coccinella septempunctata

2.6 斑馬魚急性毒性

試驗(yàn)期間，對照組無斑馬魚死亡，處理組斑馬魚染毒后，出現(xiàn)游動緩慢、側(cè)翻等癥狀，70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對斑馬魚的急性毒性試驗(yàn)結(jié)果如表8所示，結(jié)果表明，以實(shí)測濃度計(jì)算該藥劑對斑馬魚毒性4 d-LC50為10.2 mg a.i.·L-1，根據(jù)農(nóng)藥對魚類的急性毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，該藥劑對斑馬魚的急性毒性為“低毒”。

表8 70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對斑馬魚急性毒性試驗(yàn)結(jié)果Table 8 Acute oral toxicity of 70% chlorantraniliprole WG to Brachydanio rerio

70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對6種環(huán)境生物的急性數(shù)據(jù)分析結(jié)果具體如表9所示。

表9 70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對6種環(huán)境生物的急性數(shù)據(jù)分析Table 9 Results of acute toxicity test of 70% chlorantraniliprole WG to six environmental organisms

3 討論(Discussion)

本研究通過測定70%氯蟲苯甲酰胺水分散粒劑對環(huán)境生物日本鵪鶉、家蠶、蚯蚓、蜜蜂、七星瓢蟲和斑馬魚的急性毒性，評價(jià)其對環(huán)境生物安全性。結(jié)果顯示，該制劑對環(huán)境生物鳥、蚯蚓、蜜蜂和斑馬魚的急性毒性等級均為低毒，對家蠶為劇毒，對天敵瓢蟲屬中風(fēng)險(xiǎn)。因此，在田間使用時(shí)，應(yīng)避免在蠶室和桑園附近使用，延長藥后桑葉采摘間隔期，同時(shí)為充分發(fā)揮天敵昆蟲生物防治的控害潛能，應(yīng)避免在天敵昆蟲放飛區(qū)及繁育期使用。

評價(jià)農(nóng)藥對環(huán)境生物的安全性不僅要根據(jù)急性毒性終點(diǎn)值的大小，還要考慮其對環(huán)境生物是否具有潛在的慢性毒性。氯蟲苯甲酰胺對鳥類急性和短期毒性風(fēng)險(xiǎn)較低，但對慢性毒性風(fēng)險(xiǎn)較高，急慢性比高達(dá)223[9]，推斷氯蟲苯甲酰胺可能對鳥類繁殖具有潛在風(fēng)險(xiǎn)。關(guān)于氯蟲苯甲酰胺對蚯蚓急性毒性和慢性毒性均很低，但Liu等[18]研究發(fā)現(xiàn)蚯蚓暴露在含有氯蟲苯甲酰胺的土壤中42 d(土壤中降解<20%)，蚯蚓體內(nèi)氯蟲苯甲酰胺含量隨著暴露時(shí)間的延長而累積，當(dāng)氯蟲苯甲酰胺含量高于5.0 mg·kg-1時(shí)，會誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生過量的氧化自由基，導(dǎo)致體內(nèi)生物大分子氧化損傷，抑制蚯蚓的生長和繁殖。同樣，Zhang等[19]和劉修園等[20]發(fā)現(xiàn)對蚯蚓低毒的溴氰蟲酰胺和氟苯蟲酰胺也能夠誘發(fā)蚯蚓體內(nèi)的氧化脅迫，導(dǎo)致細(xì)胞和DNA損傷，可見，酰胺類殺蟲劑雖然對無脊椎動物短期內(nèi)毒性較低，但會產(chǎn)生持久性危害。氯蟲苯甲酰胺原藥對蜜蜂經(jīng)口毒性較低，但對蜜蜂接觸毒性可能較高。Dinter等[21]通過半田間試驗(yàn)研究了蜜蜂取食花粉過程中噴灑氯蟲苯甲酰胺對其影響，結(jié)果表明氯蟲苯甲酰胺對蜜蜂影響較小，安全性高。氯蟲苯甲酰胺原藥對斑馬魚急性毒性為低毒，生物富集因子(BCF)為15，清除50%的時(shí)間(CT50)為1.5 d[9]，表明暴露于氯蟲苯甲酰胺后對魚類產(chǎn)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)很低。宋玥頤[22]、Venkata和Rathnamma[23]等在慢性毒性研究中發(fā)現(xiàn)氯蟲苯甲酰胺會導(dǎo)致斑馬魚肝臟中超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)活性以及丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)含量發(fā)生顯著改變，肝臟中出現(xiàn)明顯的氧化應(yīng)激反應(yīng)，出現(xiàn)了一定程度的腫脹和空泡[22]。關(guān)于氯蟲苯甲酰胺原藥對七星瓢蟲和家蠶的毒性終點(diǎn)國外目前還沒有相關(guān)報(bào)道。池艷艷等[24]研究發(fā)現(xiàn)亞致死劑量的氯蟲苯甲酰胺會抑制家蠶生長，影響變態(tài)發(fā)育，導(dǎo)致蠶繭和繭絲的質(zhì)量下降?？紤]到氯蟲苯甲酰胺防治對象以鱗翅目害蟲為主，家蠶對氯蟲苯甲酰胺十分敏感，在常規(guī)推薦用量下，不可避免地對蠶業(yè)生產(chǎn)造到極大威脅，因此，在蠶室及桑園附近避免使用該類農(nóng)藥。Nawaz等[25]研究發(fā)現(xiàn)氯蟲苯甲酰胺對異色瓢蟲2齡幼蟲的LC50值為36.67 mg a.i.·L-1，亞致死劑量下能顯著延長瓢蟲發(fā)育歷期，抑制蛹及成蟲體質(zhì)量、成蟲壽命和繁殖力下降，本研究中氯蟲苯甲酰胺對七星瓢蟲2齡幼蟲的LC50值為37.3 g a.i.·hm-2，接近于推薦劑量，表明氯蟲苯甲酰胺對鞘翅目瓢蟲具有一定的風(fēng)險(xiǎn)。

氯蟲苯甲酰胺對昆蟲與其他生物間具有優(yōu)異的選擇毒性，主要原因是昆蟲與哺乳動物、鳥類、蜜蜂和魚類等生物魚尼丁受體(RyR)存在差異。對比昆蟲RyR與哺乳動物的RyR發(fā)現(xiàn)同源性很低，而不同昆蟲物種間RyR具有高同源性[26]。研究發(fā)現(xiàn)，雙酰胺類殺蟲劑對鱗翅目昆蟲的敏感性與昆蟲RyR的局部結(jié)構(gòu)域(N-末端結(jié)構(gòu)域、Repeat34結(jié)構(gòu)域和SPRY2結(jié)構(gòu)域)密切相關(guān)[27-29]。Kato等[27]通過置換兔RyR2和蠶RyR的N-末端序列，揭示了N-末端是RyR對氟苯蟲酰胺敏感的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。Xu和Yuchi[28]通過研究小菜蛾RyR的Repeat34結(jié)構(gòu)域發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)域的磷酸化位置附近比哺乳動物多出一個(gè)α-螺旋結(jié)構(gòu)，表明Repeat34很可能是RyR上的選擇性靶標(biāo)。Zhou等[29]解析小菜蛾RyR的SPRY2區(qū)域，發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)域與BSol結(jié)構(gòu)域之間的界面對Ca2+通道的變構(gòu)有重要作用，說明藥劑可能通過SPRY2結(jié)構(gòu)域控制Ca2+的釋放。

綜上所述，氯蟲苯甲酰胺對環(huán)境生物具有較好的選擇性，考慮到長期暴露或反復(fù)暴露對環(huán)境生物的影響，該類藥劑對環(huán)境生物仍存在潛在風(fēng)險(xiǎn)，因此，關(guān)于氯蟲苯甲酰胺對人及環(huán)境生物風(fēng)險(xiǎn)可結(jié)合農(nóng)藥在環(huán)境中的暴露程度進(jìn)行全面風(fēng)險(xiǎn)評估及開展高級階段毒性效應(yīng)研究。