熊浩 李凱龍 杜桂萍 羅杰 羅香文 宋增收 陳武瑛



摘要:為明確30%乙螨唑懸浮劑、23%阿維菌素·乙螨唑懸浮劑和15%乙螨唑·唑螨酯懸浮劑等3種殺螨劑對松毛蟲赤眼蜂和七星瓢蟲的急性毒性效應和初級風險,采用試管藥膜法分別測定了3種殺螨劑對松毛蟲赤眼蜂和七星瓢蟲的急性毒性,并預測殺螨劑在農田內外的暴露量,表征毒性風險。結果表明:3種殺螨劑對松毛蟲赤眼蜂急性接觸毒性LR50為0.255~63.400 g a.i./hm2;對七星瓢蟲的急性接觸毒性LR50-48 h和LR50-16 d分別為9.30~21.70 g a.i./hm2和3.72~8.36 g a.i./hm2。30%乙螨唑懸浮劑和15%乙螨唑·唑螨酯懸浮劑在農田內外對松毛蟲寄生蜂的危害商值HQ均小于5,風險可接受;23%阿維菌素·乙螨唑懸浮劑在農田內外對松毛蟲寄生蜂的危害商值HQ均大于5,風險不可接受;30%乙螨唑懸浮劑和23%阿維菌素·乙螨唑懸浮劑對七星瓢蟲的農田內危害商值HQ均大于5,風險不可接受;15%乙螨唑·唑螨酯懸浮劑對七星瓢蟲的農田內危害商值HQ均小于5,風險可接受;3種殺螨劑對七星瓢蟲的農田外危害商值HQ均小于5,風險可接受。綜之,2種復配殺螨劑相比單劑的毒性增大,30%乙螨唑懸浮劑和23%阿維菌素·乙螨唑懸浮劑對非靶標節肢動物的風險均不可接受,農藥施用時需采用一些風險降低措施來減輕對松毛蟲赤眼蜂和七星瓢蟲的風險。
關鍵詞:殺螨劑;松毛蟲赤眼蜂;七星瓢蟲;毒性;風險評估
中圖分類號:S482.5文獻標識碼:A文章編號:1006-060X(2024)05-0067-05
Toxicity Risk Assessment of Three Acaricides Against Trichogramma dendrolimi and
Coccinella septempunctata
XIONG Hao,LI Kai-long,DU Gui-ping,LUO Jie,LUO Xiang-wen,SONG Zeng-shou,CHEN Wu-ying
(Hunan Institute of Plant Protection, Hunan Academy of Agricultural Sciences, Changsha 410125, PRC)
Abstract: To evaluate the acute toxicity and primary risk of three acaricides including 30% etoxazole suspension, 23% abamectin·etoxazole suspension, and 15% etoxazole·fenpyroximate suspension against Trichogramma dendrolimi and Coccinella septempunctata, the acute toxicity of three acaricides against T. dendrolimi and C. septempunctata was tested by test-tube film, and the exposed quantity of the acaricides in and out of farmland was predicted to characterize the risk of toxicity. The results show that the acute contact toxicity (LR50) of the three acaricides against T. dendrolimi is 0.255–63.400 g a.i./hm2. The LR50–48 h and LR50–16 d of the three acaricides against C. septempunctata are 9.30–21.70 g a.i./hm2 and 3.72–8.36 g a.i./hm2, respectively. For T. dendrolimi, the hazard quotient (HQ) values of 30% etoxazole suspension and 15% etoxazole·fenpyroximate suspension in and out of farmland are less than 5, so the risk is acceptable. In addition, the HQ values of 23% abamectin·etoxazole suspension in and out of farmland are greater than 5, and the risk is unacceptable. For C. septempunctata, the HQ values of 30% etoxazole suspension and 23% abamectin·etoxazole suspension in farmland are greater than 5, and the risk is unacceptable. The HQ values of 15% etoxazole·fenpyroximate suspension in farmland are less than 5, and the risk is acceptable. The HQ values of the three acaricides out of farmland are less than 5, so the risk is acceptable. In summary, the toxicity of combination of two kinds of acaricides is greater than the single acaricide, and the risk of 30% etoxazole suspension and 23% abamectin·etoxazole suspension is unacceptable against non-target arthropods. Therefore, some risk reduction measures should be adopted during pesticide application to reduce the risk to T. dendrolimi and C. septempunctata.
Key words: acaricides; Trichogramma dendrolimi; Coccinella septempunctata; toxicity; risk assessment
柑橘全爪螨又稱柑橘紅蜘蛛,是我國柑橘生產上普遍發生和為害嚴重的害蟲之一,田間治理以化學農藥防治為主。乙螨唑(Etoxazole)是惡唑啉類殺螨劑,能抑制螨卵的胚胎形成及幼螨的蛻皮過程[1],對螨類害蟲從卵、幼蟲到蛹都具有較強的觸殺作用[2]。
乙螨唑及其復配劑阿維菌素·乙螨唑和乙螨唑·唑螨酯是柑橘紅蜘蛛防治的理想藥劑[3-4]。然而,化學農藥在有效控制害蟲的同時也對環境中非靶標節肢動物帶來一些負效應。例如施用農藥不僅顯著影響赤眼蜂(一類寄生鱗翅目害蟲卵期的天敵昆蟲)的羽化率和羽化蜂畸形率[5-6],還影響成蜂的搜尋和寄生能力[7]。關于農藥對瓢蟲(捕食性天敵昆蟲)死亡率[8]、發育與繁殖[9-10]、捕食能力[11]等方面的影響也有報道。近年來,農藥對非靶標節肢動物的毒性及風險評估已成為研究熱點。魏杰等[12]測定了8%甲維可溶液劑對螟黃赤眼蜂和七星瓢蟲的急性毒性與初級風險評估;郭志芯等[13]評價了4種殺蟲劑對七星瓢蟲和松毛蟲赤眼蜂的負效應;游泳等[14]完成了7種新煙堿類殺蟲劑制劑對七星瓢蟲的毒性及風險評估。目前乙螨唑對斑馬魚的急性毒性和生物富集效應方面的研究已有報道[2],有關乙螨唑對非靶標節肢動物的影響鮮有報道。
基于松毛蟲赤眼蜂和七星瓢蟲是測試農藥對非靶標節肢動物風險的指示性昆蟲[15],試驗采用試管藥膜法分別測定了30%乙螨唑懸浮劑、23%阿維菌素·乙螨唑懸浮劑和15%乙螨唑·唑螨酯懸浮劑等3種殺螨劑對松毛蟲赤眼蜂和七星瓢蟲的急性毒性,并通過其危害商(Hazard Quotient,HQ)評估乙螨唑及其復配劑對非靶標節肢動物的生態風險,以期為科學的使用乙螨唑及其復配劑和保護非靶標節肢動物提供參考。
1 材料與方法
1.1 儀器與試材
使用儀器包括BIC–400人工氣候箱(上海博迅實業有限公司醫療設備廠)、AY220電子天平[島津企業管理(中國)有限公司]、CENTER337照度計(群特科技股份有限公司)、Elix Rerence純水機[Millipore默克化工技術(上海)有限公司]。
試驗所用的殺螨劑包括30%乙螨唑懸浮劑、23%阿維菌素·乙螨唑懸浮劑和15%乙螨唑·唑螨酯懸浮劑,具體參數見表1。
1.2 試驗生物
松毛蟲赤眼蜂(Trichogramma.dendrolimi),由湖南省農科院水稻研究所提供卵卡,在人工氣候箱中避光培養,羽化24 h內的成蜂用于試驗。七星瓢蟲(Coccinella septempunctata),從四川生工創新科學研究有限公司引種,室內用蠶豆蚜人工繁殖、飼養,試驗采用孵化3~4 d的二齡幼蟲。
1.3 試驗方法
1.3.1 赤眼蜂急性毒性試驗 根據化學農藥環境安全評價試驗準則 第17部分:天敵赤眼蜂急性毒性試驗(GB/T 31270.17—2014)[16]要求,采用藥膜法進行毒性試驗。試驗設置6個處理組,同時設空白對照和溶劑(丙酮)對照組,每個處理1支管(直徑2.7 cm,管長12 cm,內表面積120 cm2),并設3個重復。試驗中每管引入(100±10)只赤眼蜂,待成蜂在藥膜管中自由爬行1 h后全部轉入無藥的指形管,封住管口并飼喂蜂蜜水。于染毒后24 h調查對照組及處理組的赤眼蜂死亡數量。
1.3.2 七星瓢蟲急性毒性試驗 根據化學農藥 天敵(瓢蟲)急性接觸毒性試驗準則(NY/T 3088—2017)[17]
要求,采用藥膜法進行試驗。試驗設置6個處理組,同時設空白對照和溶劑(丙酮)對照組,每個處理10支管(直徑4 cm,管長5 cm,內表面積75 cm2),并設3個重復。試驗中每管引入1只2齡瓢蟲幼蟲,每天觀察并記錄瓢蟲的中毒癥狀和死亡數直至化蛹。化蛹后,蛹繼續保持在藥膜管內觀察至成蟲羽化,未羽化成蟲均計入死亡蟲數,試驗周期16 d。
1.4 風險評估
對赤眼蜂和瓢蟲的初級風險評估參照農藥登記 環境風險評估指南 第7部分:非靶標節肢動物(NY/T
2882.7—2016)[15]進行。根據評估指南選擇農藥漂移因(PDF)及植被分布因子(VDF)和農田外物種分布不確定因子(UF),并計算多次施藥因子(MAF)。結合試驗毒性終點LR50按以下公式確定農田內、外的預測環境暴露濃度PECin、PECoff和危害商值HQin、HQoff,并通過HQ確定風險是否可接受。
采用HQ進行表征,當HQ≤5時,風險可接受;當HQ>5時,風險不可接受。
1.5 數據處理
根據觀察的毒性測試結果,使用Excel進行數據匯總,采用SPSS 13.0軟件計算半致死用量LR50、回歸方程及95%置信限。
2 結果與分析
2.1 急性毒性試驗結果
由表2可知,30%乙螨唑懸浮劑、23%阿維菌素·乙螨唑懸浮劑和15%乙螨唑·唑螨酯懸浮劑等3種殺螨劑對松毛蟲赤眼蜂均具有一定的急性毒性。各處理組的松毛蟲赤眼蜂在1 h后出現行動遲緩癥狀,該癥狀數量隨處理藥物濃度的升高而增加,部分行動遲緩的赤眼蜂無法爬行至無藥管,最終統計時將該癥狀的赤眼蜂計為死亡。3種殺螨劑通過藥膜法對松毛蟲赤眼蜂急性接觸毒性LR50為0.255~
63.400 g a.i./hm2。3種殺螨劑對松毛蟲赤眼蜂的毒性大小存在差異,其毒性的大小依次為:23%阿維菌素·乙螨唑懸浮>15%乙螨唑·唑螨酯懸浮劑劑>30%乙螨唑懸浮劑。
以七星瓢蟲死亡數為參考標準,計算3種殺螨劑對七星瓢蟲的毒性。由表3可知,3種殺螨劑對七星瓢蟲的毒性主要表現為對幼蟲的急性毒性效應,均于染毒1 d后幼蟲開始出現中毒癥狀及死亡幼蟲。幼蟲中毒癥狀為拒食、活動不靈活、呈麻痹假死狀等。30%乙螨唑懸浮劑染毒3 d后中毒癥狀及死亡幼蟲數量基本穩定,直至化蛹。2個復配制劑染毒4 d后中毒癥狀及死亡幼蟲數量基本穩定,直至化蛹。各處理組的瓢蟲在整個周期發生不同程度死亡,隨著給藥濃度的增加,高濃度時化蛹率和羽化率均有不同程度的延遲,存活下來的幼蟲基本上能夠全部正常化蛹和羽化,對瓢蟲的慢性毒性較低,完全羽化的時間較對照組延遲1~2 d。3種殺螨劑對七星瓢蟲的急性接觸毒性LR50–48 h和LR50–16 d分別為9.30~21.70和3.72~8.36 g a.i./hm2。3種殺螨劑對七星瓢蟲的48 h毒性的大小依次為:15%乙螨唑·唑螨酯懸浮劑>30%乙螨唑懸浮劑>23%阿維菌素·乙螨唑懸浮劑;成蟲前(16 d)毒性的大小依次為:15%乙螨唑·唑螨酯懸浮劑>23%阿維菌素·乙螨唑懸浮劑>30%乙螨唑懸浮劑。
2.2 初級風險評估
結合最大田間推薦用量與施藥信息計算30%乙螨唑懸浮劑、23%阿維菌素·乙螨唑懸浮劑和15%乙螨唑·唑螨酯懸浮劑3種殺螨劑對松毛蟲赤眼蜂和七星瓢蟲預測暴露量(表4和表5)。3種殺螨劑在農田內預測暴露量(PERin)分別為54.4 g a.i./hm2、46.1 g a.i./hm2和27.0 g a.i./hm2,農田外預測暴露量(PERoff)分別為3.18 g a.i./hm2、2.69 g a.i./hm2和1.58 g a.i./hm2。
由表4和表5可知,30%乙螨唑懸浮劑和15%乙螨唑·唑螨酯懸浮劑對松毛蟲寄生蜂的農田內危害商值HQin分別為0.858和2.320,農田外危害商值HQoff分別為0.251和0.681,均小于5,風險可接受。23%阿維菌素·乙螨唑懸浮劑對松毛蟲寄生蜂的農田內危害商值HQin和農田外危害商值HQoff分別為181.000和52.700,均大于5,風險均不可接受。30%乙螨唑懸浮劑和23%阿維菌素·乙螨唑懸浮劑對七星瓢蟲的農田內危害商值HQin為6.51和7.58,均大于5,風險均不可接受;15%乙螨唑·唑螨酯懸浮劑對七星瓢蟲的農田內危害商值HQin為2.32,風險可接受;3種殺螨劑對七星瓢蟲的農田外危害商值HQoff為1.90~2.21,均小于5,風險均可接受。
3 討論與結論
3種殺螨劑對松毛蟲赤眼蜂和七星瓢蟲的急性毒性不同,可能是昆蟲類群、蟲齡、農藥作用方式和機制等導致其差異[18],暴露時間、暴露方法等因素也可能會導致急性毒性產生差異[19]。研究中2個復配制劑對松毛蟲赤眼蜂和七星瓢蟲(96 h)的急性接觸毒性均大于單劑30%乙螨唑懸浮劑,即復配制劑對非靶標節肢動物的毒性呈現增毒作用。有研究表明5%阿維菌素EC對螟黃赤眼蜂和七星瓢蟲具有較高的接觸毒性,其致死中量分別為1.08和0.463 g a.i./hm2)[20]。復配制劑23%阿維菌素·乙螨唑懸浮劑的急性毒性高于30%乙螨唑懸浮劑,可能源自阿維菌素,但兩者復配的聯合作用及機制尚不清楚;也不能排除助劑的影響,需要進一步試驗證實。類似的結果也有報道,復配制劑60%氟啶·噻蟲嗪水分散粒劑胺對非靶標節肢動物的急性毒性高于其單劑的毒性[21]。與單劑相比,戊唑醇和嘧菌酯的復配劑對玉米螟赤眼蜂的風險增加且不可接受[22]。也有相反結果的報道,20%氟啶蟲酰胺·聯苯菊酯懸浮劑對七星瓢蟲和玉米螟赤眼蜂的 LR50 值高于其單劑,即兩種殺蟲劑經復配后相較單劑有效降低了毒性[19]。煙嘧磺隆在與其他除草劑復配后降低了對赤眼蜂的毒性[18]。
在不同場景(農田內和農田外)殺螨劑試驗評估具有一定的不確定性,因為農藥對環境生物的毒性是影響風險水平的其中一個重要因素[23-24]。一方面,評估采用室內急性毒性試驗結果,不能完全代表田間使用對非靶標生物的實際危害水平[22,25]。魏杰等[20]認為農藥施用于田間,其殘留受環境影響對瓢蟲和赤眼蜂的實際毒性可能低于實驗室結果。3種殺螨劑在田間實際施藥對松毛蟲赤眼蜂和七星瓢蟲的影響還需進一步試驗驗證。另一方面,評估采用急性毒性端點值,未考慮低濃度農藥對非靶節肢動物的亞致死效應和毒性累積效應,以及種群動態分布和生態系統潛在長期影響。有研究表明七星瓢蟲暴露于低濃度的氟啶蟲酰胺后,具有幼蟲期顯著延長,成蟲的總壽命降低,繁殖能力下降等影響[26]。因此,毒性試驗結果的偏差是給評估帶來不確定性的主要因素。
綜之,30%乙螨唑懸浮劑、23%阿維菌素·乙螨唑懸浮劑和15%乙螨唑·唑螨酯懸浮劑3種殺螨劑對松毛蟲赤眼蜂和七星瓢蟲均存在一定的急性毒性;初級風險評估結果顯示,30%乙螨唑懸浮劑和15%乙螨唑·唑螨酯懸浮劑在農田內風險不可接受,農田外風險可接受;23%阿維菌素·乙螨唑懸浮劑在農田內和農田外的風險均不可接受,即3種殺螨劑對非靶標節肢動物均屬于高風險藥劑,需要進一步進行高級評估或者采取合理的風險降解措施來
降低風險。研究結果豐富了殺螨劑的安全性數據,為該藥劑的科學使用提供了參考。針對風險不可接受的問題,可在農藥施用時采用一些風險降低措施來減輕對松毛蟲赤眼蜂和七星瓢蟲的風險[27],如控制劑量、避開非靶標節肢動物的幼蟲期和繁殖期施藥等。
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(責任編輯:肖彥資)
收稿日期:2024-01-05
基金項目:國家自然科學基金項目(32202340);長沙市自然科學基金項目(kq2202340)
作者簡介:熊浩(1988—),男,湖南婁底市人,助理研究員,從事農藥環境毒理和農藥環境行為研究。
通信作者:陳武瑛