3種農藥對大型溞的急性毒性比較

楊淞霖，尹晶，王會利，郭寶元,*

1. 中國科學院生態環境研究中心 中國科學院環境生物技術重點實驗室，北京1000852. 中國科學院大學，北京 100049

3種農藥對大型溞的急性毒性比較

楊淞霖1,2，尹晶1,2，王會利1,2，郭寶元1,2,*

1. 中國科學院生態環境研究中心 中國科學院環境生物技術重點實驗室，北京1000852. 中國科學院大學，北京 100049

采用“半靜態法”測定了3種農藥及其混劑對大型溞的24 h、48 h急性毒性，根據我國《化學農藥環境安全評價實驗準則》中的毒性等級標準，它們對大型溞的毒性等級如下：精甲霜靈懸浮種衣劑對大型溞的24 h、48 h-EC50均大于10 a.i.mg·L-1，屬“低毒”級，咯菌腈懸浮種衣劑對大型溞的24 h、48 h-EC50分別是0.339 mg·L-1、0.246 mg·L-1,根據0.1 a.i.mg·L-1

農藥；大型溞；急性毒性；半靜態法

自20世紀40年代以來，農藥工業蓬勃發展，一方面提高了農產品產量和質量，另一方面化學農藥的不規范使用在全球范圍內也帶來了一系列殘留和污染問題[1]。殘留的農藥一部分通過雨水徑流進入水體中，對水環境造成了不同程度的影響。農藥對水環境的污染也逐漸引起全球民眾的關注。

目前國際上公認的水體監測對象有魚類、蚤類和藻類。其中大型蚤以藻類為食，又被魚類所食，是水生生態食物鏈中物質循環和能量交換的關鍵環節，不僅如此，它對有毒物比魚更敏感，它還有生活周期短、繁殖快、經濟、方便易得、占用空間小和易于實驗室培養等優點，因此選用大型溞來監控水體環境質量有重要的意義[1]。目前很多研究農藥對水生生物影響的報道都以大型溞為實驗生物，比如在研究農藥對映體選擇性時，對溴磷的(+)體比(-)體對大型溞的急性毒性更強，與其消旋體的毒性相當。而毒壤磷、地蟲磷和丙溴磷正好相反，這3種農藥對大型溞的急性毒性則是(-)體要強于(+)體，并且與其外消旋體的毒性相當[2]。而對于水胺硫磷和甲胺磷，各對映體和消旋體對大型溞的急性毒性強弱順序為(-)體<消旋體<(+)體[3]。噻唑磷和氯胺磷均有4個對映體，按照各對映體的出峰順序，發現噻唑磷對大型溞的急性毒性大小關系為峰1>峰2>峰4>峰3(峰3與消旋體的毒性相當)[4]，而氯胺磷對大型溞的急性毒性大小關系為峰3>峰2>峰1>峰4>消旋體[5]。

精甲霜靈((R)-N-(2,6-二甲苯基)-N-(甲氧基乙酰基)-D-丙胺酸甲酯，metalaxyl-M)，屬于苯基酰胺類殺菌劑，對卵菌菌絲生長、休止孢萌發的抑制作用均很強，且具有良好的內吸傳導性能，對晚疫病的預防、治療和鏟除效果明顯[6]，可用于種子、土壤處理及莖葉處理，常用于防治瓜果、蔬菜的霜霉病、疫病及馬鈴薯晚疫病等[7]。

咯菌腈(4-(2,2-二氟-1,3-苯并二氧-4-基)吡咯-3-腈，fludioxonil)屬于吡咯類殺菌劑，殺菌作用機理獨特，對灰霉病菌具有很高的抑制作用[8]，主要用來防治番茄、黃瓜、韭菜、草莓和萵苣等多種蔬菜的灰霉病[9]。

嘧菌酯((E)-[2-[6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧]苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯，azoxystrobin)是甲氧基丙烯酸酯類殺菌農藥，高效、廣譜，對幾乎所有的真菌界(子囊菌亞門、擔子菌亞門、鞭毛菌亞門和半知菌亞門)病害如白粉病[10]、銹病、穎枯病、網斑病、霜霉病、稻瘟病等均有良好的活性。可用于莖葉噴霧、種子處理、土壤處理，常用于谷物、水稻、花生、葡萄、馬鈴薯、果樹、蔬菜、咖啡、草坪等。

而嘧菌酯、咯菌腈和精甲霜靈復配使用常用于種子處理，可防治大部分種子帶菌及土壤傳染的真菌病害[11-12]。以上3種農藥均在農業生產中廣泛使用，農藥使用后極易隨地表徑流進入水體中，因而評估它們對水生生物的影響有重要意義。但這3種農藥對大型溞的潛在危害目前還鮮有報道，為了給水生生物安全評價提供新的毒理學數據，在實驗室條件下考察了這3種農藥對大型溞的急性毒性，這對于衡量它們對水體環境的風險有重要的參考意義。

1 材料與方法(Materials and methods)

1.1 大型溞

大型溞(Daphnia magna Straus)由中國科學院水生生物研究所提供，實驗室自行保種繁育，每天喂食1次綠藻。試驗用溞為同一母體孤雌繁殖3代以上，出生時間為6～24 h健康的幼溞。

1.2 藥劑

35%精甲霜靈懸浮種衣劑(由農業部提供)；25 g·L-1咯菌腈懸浮種衣劑(由農業部提供)；80%嘧菌酯水分散粒劑(由農業部提供)；11%精甲霜靈·咯菌腈·嘧菌酯懸浮種衣劑(由農業部提供)。

1.3 實驗方法

1.3.1 獲取試驗用溞

試驗前24 h，從母溞中挑選待產的懷卵母溞，置于繁殖缸中，注入新鮮的飼養用水，不投喂飼料。試驗前6 h，將母溞全部移出，所產幼溞留在繁殖缸中。挑選健康、活潑、個體差異不大的幼溞用于試驗。

試驗用水采用曝氣水，曝氣72 h以上。水質硬度在140～250 mg·L-1之間(以CaCO3計)，pH在6.0～9.0之間，溶解氧保持在4.0 mg·L-1以上。溫度為(20±2)oC，光暗時間比為16 h∶8 h。

1.3.2 毒性測定

試驗依據我國《化學農藥環境安全評價試驗準則》[13]第13部分“溞類急性毒性試驗”，水質-物質對蚤類(大型蚤)急性毒性測定方法[14]，國家標準中的溞類急性活動抑制試驗[15]以及OECD[16]、ISO[17]相關規定來進行，并且遵循農藥環境評價良好實驗室規范[18]來操作。

根據預實驗確定的濃度范圍按一定間距設置5～7個劑量組，以曝氣水為空白對照。對照組和各處理組均設4個重復。分別量取50.0 mL曝氣水或藥液到100 mL燒杯內，每個燒杯中加入5只幼溞。試驗期間不喂食。同樣24 h時換一次藥液，并分別于試驗開始后的24 h、48 h觀察大型溞中毒癥狀和活動受抑制情況。輕晃燒杯，幼溞在15 s內不能游動視為活動受抑制。

1.3.3 數據處理

以藥劑濃度的對數值為自變量(x)，以相應濃度下大型溞受抑制率的幾率值為因變量(Y)，采用SPSS數據處理軟件及Probit程序進行回歸分析，建立“劑量-效應”線性方程，計算出EC50值及其95%置信限。

1.3.4 毒性等級劃分標準

依據我國環境保護總局《化學農藥環境安全評價試驗準則》中農藥對溞類的急性毒性等級劃分標準(見表1)，來劃分4種農藥對大型溞的毒性等級。

2 結果(Results)

4種農藥對大型溞的24 h、48 h毒性測定結果如表2所示，35%精甲霜靈懸浮種衣劑的5個試驗濃度處理組在24 h、48 h內大型溞活動并未受到抑制，說明35%精甲霜靈懸浮種衣劑在24 h、48 h內對大型溞的EC50均大于10 a.i.mg·L-1，根據農藥對溞類的毒性等級劃分標準判斷35%精甲霜靈懸浮種衣劑是“低毒”級。25 g·L-1咯菌腈懸浮種衣劑在24 h、48 h內對大型溞的EC50分別是0.339 a.i.mg·L-1和0.246 a.i.mg·L-1，由此可以看出對大型溞25 g·L-1咯菌腈懸浮種衣劑比35%精甲霜靈懸浮種衣劑毒性大，屬于“高毒”級。80%嘧菌酯水分散粒劑在24 h、48 h內對大型溞的EC50分別是0.389 a.i.mg·L-1和0.286 a.i.mg·L-1；與25 g·L-1咯菌腈懸浮種衣劑毒性接近，屬于“高毒”級。11%精甲霜靈·咯菌腈·嘧菌酯懸浮種衣劑在24 h、48 h內對大型溞的EC50分別是0.292 a.i.mg·L-1和0.228 a.i.mg·L-1。可以看出，11%精甲霜靈·咯菌腈·嘧菌酯懸浮種衣劑對大型溞的EC50比以上三者均小，毒性略大，但仍屬于“高毒”級。

表1 農藥對溞類的毒性等級劃分標準Table 1 Toxicity grading standards of pesticide to Daphnia magna Straus

表2 “半靜態法”測得的4種農藥對大型溞的24 h、48 h-EC50Table 2 The 24 h and 48 h-EC50 values of the studied pesticide to Daphnia magna Straus by semi-static method

3 討論(Discussion)

35%精甲霜靈懸浮種衣劑對大型溞的24 h、48 h-EC50均大于10 a.i.mg·L-1，屬“低毒”級，25 g·L-1咯菌腈懸浮種衣劑對大型溞的24 h、48 h-EC50分別是0.339 mg·L-1、0.246 mg·L-1，根據0.1 a.i.mg·L-1

每種農藥的毒性作用機制不同導致它對不同生物毒性不同。因而在開發新的農藥時，除了考慮對靶標生物的殺滅效果，還要考慮農藥對非靶標生物可能的毒害作用，尤其是一些有益生物，以免給生態環境造成嚴重影響，同時防止農藥通過食物鏈傳遞最終影響人類的健康。而且應盡可能使用混劑，既可以減少各單劑的劑量，減少對環境的影響，還可達到正常防治病蟲害的效果，同時，人們還發現農藥混劑可以降低生物抗藥性[19]。

另外，由于農藥中有一部分是手性農藥，它們的對映體毒性可能存在差異甚至差異很大，因而在研究農藥急性毒性時需要區別對待，還有些農藥本來不是手性的，但其降解產物具有手性且降解產物才是毒性的真正來源，順式聯苯菊酯、氯菊酯對大型溞和網紋水溞的急性毒性試驗表明，對映體和消旋體的急性毒性大小關系是(+)體>消旋體>(-)體[2, 20-22]。但是氯菊酯對小鼠的急性毒性實驗表明(+)-順式比(+)-反式的毒性更強，并且在氯菊酯的4個異構體(1R、1S、2R和2S)中，只有1R和2S異構體對中樞神經產生了明顯的急性毒性[23-24]。由此可見，同一農藥的對映體對不同生物可能表現出不同的對映體選擇性。

致謝：該項目得到國家自然科學基金No.21477152和No.21277163的支持。

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◆

The Toxicity of Three Pesticides of Mefenoxam, Fludioxonil, Azoxystrobin and Their Compounds toDaphniamagnaStraus

Yang Songlin1,2, Yin Jing1,2, Wang Huili1,2, Guo Baoyuan1,2,*

1. CAS Key Laboratory of Environmental Biotechnology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

12 April 2016 accepted 4 June 2016

Semi-static method was applied to determine the 24 h, 48 h-EC50values of three pesticides and their compounds to Daphnia magna Straus. And according to experimental criteria for environmental safety evaluation of chemical pesticides in China, the 24 h and 48 h-EC50values of mefenoxam seed coating agent are both above 10 a.i.mg·L-1so it is of low toxicity. Fludioxonil seed coating agent is highly toxic because its 24 h and 48 h-EC50values are 0.339 mg·L-1and 0.246 mg·L-1according to the standard of 0.1 a.i.mg·L-1

pesticide; Daphnia magna Straus; acute toxicity; semi-static method

國家自然科學基金(21477152，21277163)

楊淞霖(1991)，男，碩士，研究方向為環境毒理學，E-mail: 13121219716@163.com

*通訊作者(Corresponding author)， E-mail: guoby@rcees.ac.cn

10.7524/AJE.1673-5897.20160412001

2016-04-12 錄用日期：2016-06-04

1673-5897(2017)2-238-05

X171.5

A

郭寶元(1976-)，副研究員，主要研究方向為農藥環境毒理學。

楊淞霖, 尹晶, 王會利, 等. 3種農藥對大型溞的急性毒性比較[J]. 生態毒理學報，2017, 12(2): 238-242

Yang S L, Yin J, Wang H L, et al. The toxicity of three pesticides of mefenoxam, fludioxonil, azoxystrobin and their compounds to Daphnia magna Straus [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2017, 12(2): 238-242 (in Chinese)