速滅威對七星瓢蟲的急性毒性及風(fēng)險(xiǎn)評估

劉 瓊，袁善奎，周欣欣，宗照飛，宋偉華

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

七星瓢蟲(Coccinellaseptempunctata)屬節(jié)肢動(dòng)物門昆蟲綱鞘翅目瓢蟲科的捕食性天敵昆蟲，在我國分布較為廣泛，全國各省均有分布[1]。它是一種重要的捕食性天敵昆蟲，可捕食麥蚜、豆蚜、棉蚜等多種蚜蟲，捕食粉虱、松干蚧、粉蚧、葉螨、壁虱等害蟲及多種鱗翅目昆蟲的幼蟲和卵，具有食譜范圍廣、生存能力強(qiáng)、繁殖效率高、種群易于擴(kuò)張等優(yōu)勢[2-3]，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生物防治中具有重要作用。

速滅威(Metolcarb，3-甲苯基-N-甲基氨基甲酸酯)屬于氨基甲酸酯類殺蟲劑，主要起觸殺和熏蒸的作用，通過抑制昆蟲膽堿酯酶活性，使乙酰膽堿累積導(dǎo)致中毒死亡，主要應(yīng)用于稻田、蔬菜、水果及經(jīng)濟(jì)作物等害蟲的防治[4]。研究表明其對哺乳動(dòng)物的半致死量(以小鼠計(jì))為268mg/kg，對哺乳動(dòng)物無慢性毒性，無致癌、致畸、致突變作用[5]；但速滅威對陸生生物現(xiàn)有的研究數(shù)據(jù)較少，趙學(xué)平等研究表明其對非靶標(biāo)生物蚯蚓48h-LC50值為10.13μg/cm2[6]；趙學(xué)平等人的研究表明其對稻螟赤眼蜂的 LC50值為0.035mg a.i./L，具有高風(fēng)險(xiǎn)性[7]；IUPAC數(shù)據(jù)中對魚96h-LC50值>12.00mg /L[8]。

本文選擇速滅威作為研究對象，在室內(nèi)條件下，測定了其對七星瓢蟲的毒性，并按照目前的登記用量和使用方法，評估其在田間使用對天敵昆蟲七星瓢蟲的影響，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上科學(xué)用藥提供參考。

1 材料和方法

1.1 儀器和藥劑

1.1.1 試驗(yàn)儀器 智能人工氣候箱、電子天平、指形管、瓢蟲飼養(yǎng)裝置、人工氣候室、照度計(jì)、溫濕度記錄儀、塑料盆、指形管(直徑2cm，管長3.27cm，內(nèi)表面積23.7cm2)等。

1.1.2 供試藥劑 97%速滅威原藥和98%樂果原藥。試驗(yàn)前將原藥用丙酮溶解配制成1.0×104mg/L母液(現(xiàn)配現(xiàn)用)備用。

1.2 供試生物 七星瓢蟲(Coccinellaseptempunctata)，本實(shí)驗(yàn)室從中國農(nóng)科院植物保護(hù)研究所引種，室內(nèi)用蠶豆蚜人工繁殖、飼養(yǎng)，試驗(yàn)采用孵化3～4d的二齡幼蟲。

1.3 毒性試驗(yàn)方法

1.3.1 染毒 參照《化學(xué)農(nóng)藥天敵(瓢蟲)急性接觸毒性試驗(yàn)準(zhǔn)則》[9]，采用指形管藥膜法進(jìn)行。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果設(shè)置了以下7個(gè)處理組：4.53、6.80、10.2、15.3、22.9、34.4、51.7g/hm2。同時(shí)設(shè)置了空白對照、溶劑對照，溶劑對照濃度與最高濃度中所含溶劑的量保持一致。對照組和每濃度處理組均設(shè)3個(gè)重復(fù)，每重復(fù)≥10頭二齡瓢蟲幼蟲。

在玻璃指形管中定量加入1mL配置好的各濃度供試藥液，將藥液在指形管中充分滾動(dòng)，直至丙酮揮發(fā)，使藥劑晾干均勻分布指形管壁形成藥膜。然后將供試瓢蟲幼蟲單頭接入藥膜管中，飼喂足量的活蚜蟲供瓢蟲取食，并以紗布封緊管口，以后每天飼喂充足的活蚜蟲作為食物，飼喂蚜蟲前需將殘余的蚜蟲清理干凈，以保證瓢蟲充分接觸藥膜。對照組的瓢蟲數(shù)量與處理組相同，并與處理組同時(shí)進(jìn)行。每處理3次重復(fù)，每重復(fù)10頭二齡瓢蟲幼蟲。

1.3.2 觀察和記錄 每天觀察并記錄瓢蟲中毒癥狀、死亡數(shù)，將死亡的幼蟲、蛹與行為異常的一起記錄(如活動(dòng)失靈、抽搐等)直至化蛹?；己?，蛹繼續(xù)保持在藥膜管內(nèi)觀察至成蟲羽化，計(jì)算成蟲羽化率，未羽化成蟲均計(jì)入死亡蟲數(shù)。當(dāng)幼蟲或蛹的減少是由于操作失誤例如，幼蟲逃走，在飼養(yǎng)或清潔過程中不小心殺死等時(shí)，受試瓢蟲幼蟲初始數(shù)量應(yīng)減去減少的幼蟲數(shù)量。最后計(jì)算瓢蟲在5d(化蛹前)、7d(羽化前)、 11d(羽化時(shí))的半致死用量(LR50)及95%置信限。

1.3.3 統(tǒng)計(jì)分析 用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)軟件對七星瓢蟲毒性試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，幼蟲死亡率(%)=每天累計(jì)死亡數(shù)/受試幼蟲總數(shù)×100，幼蟲化蛹率(%)=累計(jì)化蛹總數(shù)/存活幼蟲總數(shù)×100，成蟲羽化率(%)=累計(jì)化蛹數(shù)/存活幼蟲總數(shù)×100，計(jì)算不同時(shí)期(5d、7d、11d)藥劑對瓢蟲的毒力曲線回歸方程、LR50值及其95%置信限。

1.4 風(fēng)險(xiǎn)評估 參照NY/T 2882.7-2016《環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評估指南第7部分：非靶標(biāo)節(jié)肢動(dòng)物試驗(yàn)準(zhǔn)則》[10]進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估。利用危害商值(hazard quotient，HQ)分別判定在農(nóng)田內(nèi)暴露場景和農(nóng)田外暴露場景兩種情況下，農(nóng)田使用速滅威對七星瓢蟲的風(fēng)險(xiǎn)可接受程度：當(dāng)HQ≤5 時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)可接受；當(dāng)HQ>5 時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)不可接受。

1.4.1 農(nóng)田內(nèi)場景 農(nóng)田內(nèi)危害商值(HQin)按公式(1)計(jì)算。

(1)

PERin=AR×MAF

(2)

式中：PERin—農(nóng)田內(nèi)預(yù)測暴露量(g a.i./hm2)；AR—推薦的農(nóng)藥單位面積農(nóng)藥施藥最高劑量(g a.i. /hm2)；MAF—多次施藥因子。

1.4.2 農(nóng)田外場景 農(nóng)田外危害商值(HQoff)按公式(2)計(jì)算。

(3)

(4)

式中：PERoff—農(nóng)田外預(yù)測暴露量(g a.i./hm2)；UF—采用默認(rèn)值5；AR—推薦的農(nóng)藥單位面積農(nóng)藥施藥最高劑量(g a.i./hm2)；MAF—多次施藥因子；PDF—農(nóng)藥漂移因子；VDF—農(nóng)藥植被分布因子。

2 結(jié)果與分析

2.1 速滅威對七星瓢蟲2齡幼蟲的急性毒性 速滅威對七星瓢蟲幼蟲不同時(shí)期的試驗(yàn)結(jié)果(表1、表2)，速滅威對2齡七星瓢蟲幼蟲具有一定的致死毒性，處理劑量在10.2 g a.i./hm2時(shí)，幼蟲開始出現(xiàn)死亡，并隨著濃度的升高死亡率增高，處理劑量在51.7g a.i./hm2時(shí)幼蟲全部死亡。速滅威的毒力效益發(fā)揮較快，給藥1d后幼蟲開始出現(xiàn)中毒癥狀及死亡幼蟲，之后中毒癥狀及死亡幼蟲數(shù)量基本穩(wěn)定，直至化蛹。參比物質(zhì)樂果在0.20g a.i./hm2劑量時(shí)，瓢蟲幼蟲死亡率為45.3%，在40%～80%區(qū)間內(nèi)，整個(gè)試驗(yàn)體系和方法符合要求[9]。中毒癥狀主要表現(xiàn)為幼蟲行動(dòng)遲緩、抽搐、身體變黑、蜷縮干癟等。

表1 速滅威對七星瓢蟲幼蟲的急性毒性情況

表2 速滅威對七星瓢蟲幼蟲的急性毒性癥狀觀察

速滅威對七星瓢蟲在不同觀察時(shí)期急性毒性試驗(yàn)，分別觀察記錄了1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11 d七星瓢蟲的中毒癥狀、死亡數(shù)及羽化數(shù)，并計(jì)算出瓢蟲在5d(化蛹前)、7d(羽化前)、 11d(羽化時(shí))時(shí)死亡率的半致死用量(LR50)及95%置信限。

速滅威對七星瓢蟲主要表現(xiàn)為急性毒性，試驗(yàn)第2d開始幼蟲死亡率已穩(wěn)定，第5d進(jìn)入預(yù)蛹期，存活幼蟲基本都能化蛹和羽化，其化蛹率和羽化率均達(dá)99%以上。速滅威對瓢蟲幼蟲期、化蛹期及羽化期死亡率的半致死用量(LR50)一致，LR50值均為18.8g a.i./hm2，95%置信限為17.3g a.i./hm2～20.3g a.i./hm2。試驗(yàn)期間觀察，高濃度幼蟲的化蛹率和羽化率較低濃度稍有延遲，推遲約1～2d，羽化后成蟲差異不大。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)評估 查詢中國農(nóng)藥信息網(wǎng)農(nóng)藥登記信息數(shù)據(jù)庫，25%速滅威乳油登記用于防治水稻稻飛虱，最大用藥量為制劑180～210g/667m2，每季最多使用3次；25%速滅威可濕性粉劑防治水稻稻飛虱，最大用藥量為制劑200～300g/667m2，每季最多使用2次，使用方法均為噴霧。根據(jù)準(zhǔn)則，以速滅威原藥的LR50值，計(jì)算其在農(nóng)田內(nèi)、外兩種暴露場景下對七星瓢蟲的HQ值。

表3 2種農(nóng)藥對七星瓢蟲的危害商值

由計(jì)算結(jié)果(表3)可知25%速滅威可濕性粉劑對瓢蟲的風(fēng)險(xiǎn)更高，其在農(nóng)田外對瓢蟲的風(fēng)險(xiǎn)可接受(HQ≤5)，農(nóng)田內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)不可接受(HQ>5)。

3 討論

目前，對有害生物的防治一般采取化學(xué)防治，因此化學(xué)農(nóng)藥對害蟲天敵的影響不可忽視。農(nóng)藥對捕食性天敵昆蟲的毒性隨著藥劑品種、天敵種類及其發(fā)育階段不同而有相當(dāng)大的差異。本研究結(jié)果表明，速滅威對七星瓢蟲存在一定的毒性，隨著給藥濃度的增加，高濃度時(shí)化蛹率和羽化率均有不同程度的延遲，它對七星瓢蟲的毒性主要表現(xiàn)為急性毒性，存活下來的幼蟲基本上能夠全部正?；己陀鸹瑢ζ跋x的慢性毒性較低。

農(nóng)田施藥后，藥劑在殺死天敵的同時(shí)，對經(jīng)藥劑處理后存活的天敵也會產(chǎn)生亞致死效應(yīng)[11-12]，亞致死效應(yīng)影響主要包括對天敵昆蟲的行為和對天敵的生理的影響，例如受藥劑處理后，會縮短存活天敵的壽命、發(fā)育速率延長、繁殖能力下降、后代性比變得異常等[13-14]，因此仍不能忽視速滅威對七星瓢蟲可能存在的慢性毒性。

化學(xué)藥劑對天敵的風(fēng)險(xiǎn)評估對于保持生態(tài)環(huán)境安全發(fā)揮著積極重要的作用，科學(xué)的評價(jià)化學(xué)藥劑對非靶標(biāo)天敵昆蟲的毒性及風(fēng)險(xiǎn)性，可為有害生物綜合防治提供科學(xué)指導(dǎo)，因此，科學(xué)評價(jià)農(nóng)藥對天敵的安全性，還必須綜合考慮到農(nóng)藥的毒理、用量、施藥方法和施藥時(shí)間等因素的影響[15]。目前，我國采用危害商值法評價(jià)農(nóng)藥對非靶標(biāo)節(jié)肢動(dòng)物的風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)有的速滅威制劑按照良好農(nóng)業(yè)規(guī)范使用對農(nóng)田內(nèi)以瓢蟲為代表的捕食性天敵昆蟲的風(fēng)險(xiǎn)不可接受，但不大可能對農(nóng)田外捕食性天敵的群落豐富度產(chǎn)生較大風(fēng)險(xiǎn)。因此，建議避開瓢蟲等益蟲的若蟲期和繁殖期使用速滅威相關(guān)產(chǎn)品以保護(hù)農(nóng)田內(nèi)的天敵種群，發(fā)揮其自然控制作用。同時(shí)，建議防治過程中輪換使用不同作用機(jī)理且對天敵相對安全的藥劑，以減少因害蟲產(chǎn)生抗藥性而增加用藥量和施藥次數(shù)，進(jìn)而對天敵產(chǎn)生危害。