?AgrochemicAls

第50卷第4期2011年4月Vol. 50, No. 4Apr. 2011

300個農(nóng)藥制劑對蜜蜂的急性經(jīng)口毒性

趙 帥,袁善奎,才 冰,姜 輝,王曉軍,林榮華,瞿唯鋼,張招榮

(農(nóng)業(yè)部 農(nóng)藥檢定所, 北京 100125)

摘要:

[目的]蜜蜂是一種重要的傳粉昆蟲,近年來世界各地出現(xiàn)了嚴重的種群衰退現(xiàn)象,原因之一是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用了大量農(nóng)藥。 采用攝入法測定了300個農(nóng)藥制劑對蜜蜂的急性經(jīng)口毒性,

旨在了解我國常用農(nóng)藥對蜜蜂的毒風險情況。 [結(jié)果]結(jié)果表明:對蜜蜂的急性經(jīng)口毒性表現(xiàn)劇毒、高毒、中毒、低毒的農(nóng)藥制劑分別占14.7%、35.6%、10.7%、39%,高毒和劇毒農(nóng)藥產(chǎn)品達50%以上,但這些制劑主要為殺蟲劑,占整個殺蟲劑的74.1%,殺菌劑和除草劑對蜜蜂的毒性相對較低;對于相同有效成分的不同制劑之間,由于有效成分含量、助劑、劑型及加工工藝等的差異,從而對蜜蜂的毒性出現(xiàn)有差異的情況;此外,部分生物源農(nóng)藥也對蜜蜂具有較高毒性。 [結(jié)論]我國農(nóng)藥制劑產(chǎn)品中,

對蜜蜂表現(xiàn)高急性毒性的產(chǎn)品比例較大,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,尤其是使用殺蟲劑時盡量避免或減輕其對蜜蜂造成的影響。 關(guān)鍵詞:農(nóng)藥;蜜蜂;急性經(jīng)口毒性;LC 50中圖分類號:TQ450.2 文獻標志碼:A 文章編號:1006-0413(2011)04-0278-03

The Acute Oral Toxicity of 300 Formulated Pesticides to Apis mellifera

ZHAO Shuai, YUAN Shan-kui, CAI Bing, JIANG Hui, WANG Xiao-jun, LIN Rong-hua, QU Wei-gang, ZHANG Zhao-rong

(institute for the control of Agrochemicals, ministry of Agriculture, Beijing 100125, china)

Abstract: [Aims] honey bee is one of the most important insects for plant pollination, but the honey bees are underlying the phenomenon of colony collapse disorder (ccD), one of the factors causing this problem is the much use of pesticides in agricultural production. Totally 300 pesticides were tested for their acute oral toxicity to honey bee (Apis mellifera ) by dietary method in the paper, the objective of this study is to understand the status of toxicity of common used pesticides. [Results]pesticides accounted for 14.7, 35.6, 10.7, 39% respectively, the high toxic and very high toxic pesticide covered more than 50%, and these pesticides were mainly the insecticides, while the fungicides and herbicides with relative low toxicity. The toxicity of different pesticide formulations with the same active ingredients (AI) to zebra fish maybe varied for the difference in Ai content, formulation type and processing technique. regarding to the biological pesticides, some of them still have high toxicity to honeybee. [Conclusions]covered a large proportion of common used pesticides in china, therefore, some precautions should be involved as we used the pesticides, particularly for insecticides to reduce or avoid the side effects on honey bee. Key words: pesticides; honey bee; acute oral toxicity; lc 50

蜜蜂(Apis mellifera)是一種重要的經(jīng)濟昆蟲,可為人類提供大量蜂產(chǎn)品,如蜂蜜、花粉、王漿、蜂膠和蜂蠟等。 除此之外,蜜蜂對人類的最大貢獻在于其是一種重要的傳粉昆蟲,全世界有上萬種植物可靠蜜蜂進行傳粉[1]。 自2006年冬以來,歐美相繼出現(xiàn)蜂群大量減少的情況,科學家們稱之為蜂群崩潰失調(diào)病(Colony Collapse Disorder ,簡稱CCD),如在2006—2007年冬,估計在美國有65.1~87.5萬蜂群消失,而這之前有240萬蜂群[2-4]。 引起蜂群衰退的因素有很多,其中農(nóng)藥的大量使用被認為是一個重要誘因,如早在1993年,

法國西南部就發(fā)現(xiàn)用吡蟲啉處理向日葵種子后導致大量蜜蜂死亡的情況,并在后來取消其在向日葵上的使用。 Frazier 等從108份蜂花粉中檢測出46種不同的農(nóng)藥及

6種農(nóng)藥代謝產(chǎn)物,

其中在1份樣品中最多檢測出17種農(nóng)藥,平均每份樣品中檢出5種農(nóng)藥,只有3份樣品中未檢測出農(nóng)藥殘留,由此可見農(nóng)藥已對蜜源造成了廣泛而嚴重的污染,勢必會影響蜜蜂的健康[5]。 研究表明農(nóng)藥除直接殺死蜜蜂外,還可能會對蜜蜂的行為、生長發(fā)育、繁殖、記憶、學習、免疫等方面造成影響[6]。 鑒于蜜蜂具有重要的生態(tài)價值,歐美等發(fā)達國家已建立了農(nóng)藥對蜜蜂的風險評估程序[7]。 農(nóng)藥對蜜蜂的急性毒性是排除使用時的各種外界環(huán)境條件的影響下的直接毒性效應,是開展農(nóng)藥對蜜蜂進行風險評估的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù),本文測定了300多種農(nóng)藥制劑對蜜蜂的急性經(jīng)口毒性,旨在了解這些藥劑對蜜蜂的毒性情況和基本規(guī)律,為農(nóng)藥對蜜蜂的風險評估和安全用藥提供參考。

收稿日期:2010-07-22,修返日期:2010-09-27

作者簡介:趙帥(1986—),男,農(nóng)藝師,主要從事農(nóng)藥環(huán)境毒理學研究。

通訊作者:袁善奎(1976—),男,博士研究生,高級農(nóng)藝師,主要從事農(nóng)藥毒理學及抗藥性研究。 Tel :010-********,

E-mail :skyuan7611@yahoo.com.cn 。 毒性與殘留

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1 材料與方法

1.1 供試藥劑

300個農(nóng)藥制劑,為本研究室保存樣品,均在保質(zhì)期內(nèi),

涉及101種農(nóng)藥有效成分,34種化學類別,21種劑型。

1.2 供試蜜蜂

供試蜜蜂為意大利蜜蜂Apis mellifera L,由中國農(nóng)業(yè)

科學院蜜蜂研究所提供。試驗用蜂要求用同一種群的成

年工蜂,飼喂條件一致,營養(yǎng)狀況良好、健康無病,避免在

早春或晚秋采集蜜蜂用于試驗。

1.3 蜂籠

蜂籠為木制方盒,內(nèi)徑長10 cm、寬8.5 cm、高5.5 cm,上下

兩面分別用塑料紗網(wǎng)罩住。

1.4 實驗方法

參照陳銳等[8],采用攝入法測定每種藥劑的急性經(jīng)口毒

性。對于每個供試藥劑,在預備試驗的基礎(chǔ)上設(shè)置5個質(zhì)量

濃度梯度的試驗藥液,質(zhì)量濃度梯度之間等比不超過2.2。

首先用蒸餾水配制各試驗藥劑的母液,然后用50%(W/V)的

蔗糖水將母液稀釋成所需試驗質(zhì)量濃度藥液,并設(shè)不加藥

空白蔗糖水對照。在每只試驗蜂籠中放入10只成年工蜂,取

配制好的不同質(zhì)量濃度的藥劑6 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,每處理設(shè)3次重復;在25~30 ℃、

相對濕度為70%~80%的條件下培養(yǎng),48 h后記錄蜜蜂死亡

數(shù),然后求出各藥劑對蜜蜂的致死中濃度LC

50

值(mg/L)。

1.5 毒性分級標準

根據(jù)各藥劑對蜜蜂急性經(jīng)口48 h LC

50

值,參考陳銳等[8]

劃分其對蜜蜂急性經(jīng)口毒性劃等級:低毒(LC

50

>200 mg/L),

中毒(20 mg/L<LC

50≤200 mg/L),高毒(0.5 mg/L<LC

50

≤

20 mg/L),劇毒(LC50≤0.5 mg/L)。

2 結(jié)果與分析

2.1 對蜜蜂的急性經(jīng)口毒性情況

在供試的300個農(nóng)藥制劑中,對蜜蜂的經(jīng)口毒性表現(xiàn)劇毒、高毒、中毒、低毒的農(nóng)藥制劑分別占14.7%、35.6%、10.7%、39%,尤其是表現(xiàn)劇毒的農(nóng)藥品種達10%以上,高毒和劇毒的農(nóng)藥產(chǎn)品達50%以上(見圖1),這些結(jié)果說明對蜜蜂具有潛在風險的農(nóng)藥品種所占比例較大。2.2 不同類型農(nóng)藥對蜜蜂的急性毒性比較

供試的300個農(nóng)藥制劑中主要為殺蟲劑,占67%,殺菌劑和除草劑分別占19.7%和13.3%。對于不同類型的農(nóng)藥,對蜜蜂急性經(jīng)口表現(xiàn)高毒和劇毒的農(nóng)藥主要為殺蟲劑,占整個殺蟲劑的74.1%,僅13.4%的殺蟲劑表現(xiàn)低毒;供試的殺菌劑中,表現(xiàn)劇毒和高毒的僅2個產(chǎn)品,大多數(shù)產(chǎn)品表現(xiàn)低毒,占整個供試殺菌劑品種的86.4%;供試的除草劑對蜜蜂急性經(jīng)口均表現(xiàn)低毒(見表1)。由此可知:大多數(shù)殺蟲劑對蜜蜂急性經(jīng)口毒性較高,而殺菌劑、除草劑的毒性較低。

表1 不同類型農(nóng)藥對蜜蜂的毒性情況

農(nóng)藥類型

農(nóng)藥數(shù)量

不同毒性的農(nóng)藥數(shù)量

劇毒高毒中毒低毒

殺蟲劑201 43 106 25 27

殺菌劑59 1 1 6 51

除草劑40 - - -40對蜜蜂急性經(jīng)口表現(xiàn)劇毒的44個制劑產(chǎn)品中,涉及的有效成分主要包括甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、阿維菌素、氟蟲腈、氧樂果、高效氯氰菊酯、二嗪磷、戊唑醇等7個;表現(xiàn)高毒的107個制劑產(chǎn)品涉及的有效成分主要包括高效氯氟氰菊酯、S-氰戊菊酯、順式氯氰菊酯、除蟲菊素、煙堿、聯(lián)本菊酯、三唑磷、毒死蜱、乙酰甲胺磷、敵百蟲、硫線磷、丁硫克百威、啶蟲脒、吡蟲啉、殺螟丹、噠螨靈、蟲螨腈、噻嗪酮、戊唑醇等20個。

2.3相同有效成分不同劑型農(nóng)藥對蜜蜂的急性經(jīng)口毒性差異

在本研究中,所有農(nóng)藥樣品均按有效成分含量計算其

對蜜蜂的急性經(jīng)口LD

50

值,因此,通過比較相同有效成分不同劑型農(nóng)藥的毒性差異可以了解不同農(nóng)藥劑型的毒性差異。從表2可見:對于4種不同劑型的6個甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽產(chǎn)品,雖然相同劑型和不同劑型的產(chǎn)品出現(xiàn)

了高毒和劇毒的差異,但是總體上LC

50

值差異較小,最高為0.90 mg/L,最低為0.09 mg/L,僅相差10倍,而劇毒與高毒的臨界值為0.5 mg/L,說明劑型差異對甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽對蜜蜂的毒性影響較小;但對于6個不同的戊唑醇制劑產(chǎn)品,表現(xiàn)劇毒和高毒的分別是1個25%戊唑醇EC 產(chǎn)品和1個25%戊唑醇WP產(chǎn)品,而另外4個產(chǎn)品均表現(xiàn)低毒,說明不同戊唑醇制劑產(chǎn)品之間對蜜蜂的毒性差異較大,即使是相同含量相同劑型的2個25%戊唑醇EC產(chǎn)品之間也存在差異;噻嗪酮產(chǎn)品也存在類似情況,從理論上分析,該有效成分為昆蟲生長調(diào)節(jié)劑,對成蜂的急性毒性應較低,但其中一個產(chǎn)品65%噻嗪酮WP對蜜蜂表現(xiàn)高毒,而另一個產(chǎn)品25%噻嗪酮SC則表現(xiàn)為低毒。上述研究結(jié)果表明:對于對蜜蜂本身毒性較高的有效成分,劑型的差異對其毒性影響較小,而對于毒性本身較低的有效成分,

由于劑型差異圖1 對蜜蜂不同毒性農(nóng)藥的數(shù)量

趙帥,等:300個農(nóng)藥制劑對蜜蜂的急性經(jīng)口毒性

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農(nóng) 藥 AgrochemicAls

造成的助劑不同或者理化性狀的差異,從而使得不同劑型的毒性出現(xiàn)差異。另外,由于不同生產(chǎn)廠家加工工藝的差異,即使是相同劑型,其毒性也存在差異,供試農(nóng)藥品種對蜜蜂毒性的差異并未隨劑型種類的改變而出現(xiàn)有規(guī)律的變化。

表2 相同有效成分不同劑型農(nóng)藥對蜜蜂的毒性比較

有效成分含量劑型LC

50

值/(mg·L-1) 毒級

甲氨基阿維菌素1% ME 0.90 高毒

苯甲酸鹽0.5% ME 0.14 劇毒

1% WP 0.90 高毒

0.5% WP 0.14 劇毒

0.5% EC 0.51 高毒

1% EC 0.09 劇毒

1% WG 0.49 劇毒

戊唑醇25% EC1)0.039 劇毒

25% EC2)540 低毒

25% WP 1.98 高毒

25% EW >1000 低毒

5 % SC >1000 低毒

430 g/L SC >1000 低毒

噻嗪酮25% SC >1000 低毒

65% WP 7.00 高毒注:1)、2)25%戊唑醇EC是不同廠家的產(chǎn)品,工藝不同造成毒性的差異。

2.4 生物源農(nóng)藥產(chǎn)品對蜜蜂急性經(jīng)口毒性分析

本研究中涉及的生物源農(nóng)藥產(chǎn)品主要包括抗生素農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥、微生物農(nóng)藥及生物化學農(nóng)藥等?？股剞r(nóng)藥2%阿維菌素EC和3%阿維菌素EW對蜜蜂急性經(jīng)口毒性分別表現(xiàn)劇毒和高毒;在9個植物源農(nóng)藥產(chǎn)品中, 0.3%印楝素EC、3%苦參堿EW、0.3%苦·小檗堿·黃酮AS、3%甲酚·愈創(chuàng)木酚SL均表現(xiàn)低毒,但含有除蟲菊素的3個制劑3%除蟲菊素CF、5%除蟲菊素EC、1.5%除蟲菊素WP及1.2%煙·參堿SL均表現(xiàn)高毒;3個微生物農(nóng)藥產(chǎn)品,35億cfu/mL枯草芽孢桿菌AS、1億cfu/mL枯草芽孢桿菌AS、10億PIB/mL苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒SC 均表現(xiàn)低毒;3個生物化學農(nóng)藥系植物生長調(diào)節(jié)劑,也對蜜蜂表現(xiàn)低毒。以上結(jié)果說明并非所有的生物源農(nóng)藥均對蜜蜂安全,這與有效成分的種類有關(guān)。

3 討論

農(nóng)藥對蜜蜂的急性經(jīng)口毒性是在排除農(nóng)藥田間使用環(huán)境條件的影響下,蜜蜂直接攝取農(nóng)藥時對蜜蜂影響最嚴重的情況,是開展農(nóng)藥對蜜蜂風險評估的重要端點數(shù)據(jù),但評估農(nóng)藥在田間使用時對蜜蜂的實際風險和制定風險管理措施時應綜合考慮各方面的影響因素。一方面,盡管本研究表明大多數(shù)殺菌劑、除草劑和植物生長調(diào)節(jié)劑及部分殺蟲劑對蜜蜂的劑型經(jīng)口毒性較低,未造成蜜蜂大量死亡,但并不證明這些藥劑對蜜蜂是非常安全的,如已有研究證明有的殺菌劑品種如克菌丹(captan)雖然不會使蜜蜂立即死亡,但幼蟲接觸該藥劑后,對蜜蜂的形態(tài)發(fā)育有影響,導致成蜂個體瘦小、畸形[9],因此為保障蜜蜂的安全,在蜜源植物花期和蜂場附近盡量避免或減少農(nóng)藥的使用。另一方面,雖然室內(nèi)研究表明農(nóng)藥對蜜蜂的急性經(jīng)口毒性并未隨劑型變化而出現(xiàn)有規(guī)律的變化,但實際在田間使用時,由于不同劑型的物理特性差異和施用方式的不同,其對蜜蜂的潛在風險也存在差異,如噴粉通常比噴霧給蜜蜂造成的風險要高;使用可濕性粉劑通常比乳油或水溶性劑型的風險高;微囊劑由于其顆粒較小,容易被蜜蜂帶回巢內(nèi)而造成更大風險,因此,建議盡量選擇較安全的劑型。

對于一些有效成分毒性本身較低的農(nóng)藥品種如戊唑醇,不同制劑對蜜蜂的毒性出現(xiàn)低毒和劇毒的差異,這說明不同產(chǎn)品在制劑加工過程中使用的助劑存在毒性差異,因此,在關(guān)注農(nóng)藥有效成分毒性的同時,還應該關(guān)注農(nóng)藥助劑的毒性。

對于微生物農(nóng)藥,通常由于其寄主?；暂^強而對蜜蜂風險較低,但并非所有生物源農(nóng)藥都對蜜蜂安全,如本研究表明部分抗生素農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥品種對蜜蜂表現(xiàn)出劇毒或高毒,而生物源農(nóng)藥在有機和無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)中被大量推薦使用。在關(guān)注生物源農(nóng)藥對人畜健康風險的同時,還應重視其對環(huán)境中蜜蜂等有益生物的影響