








摘要:為探究不同生長階段、不同性別福壽螺對登記認證的殺螺胺乙醇胺鹽與四聚乙醛的抗性差異,開展了二者對福壽螺的室內毒力試驗。結果表明:殺螺胺乙醇胺鹽對籽螺和成雄螺的LC50分別為0.014和0.699 mg/L。隨著福壽螺發育進程的變化,殺螺胺乙醇胺鹽對福壽螺的毒力逐漸降低,并對不同性別福壽螺的毒力無顯著差異。四聚乙醛對籽螺的LC50濃度最高為13.096 mg/L,且對成雄螺(LC50:0.587 mg/L)的毒力顯著高于成雌螺(LC50:0.723 mg/L),四聚乙醛對福壽螺毒力隨福壽螺發育進程的變化逐漸上升。殺螺胺乙醇胺鹽與四聚乙醛的質量濃度復配比為3∶2時毒力比率最大,達到1.78。
關鍵詞:殺螺胺乙醇胺鹽;四聚乙醛;福壽螺;半致死濃度;毒力測定
中圖分類號:S482.5,X174 文獻標識碼:A 文章編號:1006-060X(2024)08-0051-06
Toxicity of Niclosamide Ethanolamine Salt and Metaldehyde to Pomacea canaliculata Lamarck
HUANG Shui-e1,WAN Zi-xue2,LI Kai-lai3,ZOU Gao-feng3
(1. Changsha Drainage Co., Ltd., Changsha 410000, PRC; 2. College of Plant Protection, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, PRC; 3. Ningxiang Rural Revitalization Service Center, Ningxiang 410600, PRC)
Abstract: Indoor toxicity tests were conducted to compare the resistance of Pomacea canaliculata Lamarck of different growth stages and genders to niclosamide ethanolamine salt and metaldehyde. The results showed that the median lethal concentrations (LC50) of niclosamide ethanolamine salt to the larvae and male adults of P. canaliculata Lamarck were 0.014 mg/L and 0.699 mg/L, respectively. The toxicity of niclosamide ethanolamine salt to P. canaliculata Lamarck gradually decreased within the growth period, and niclosamide ethanolamine salt showcased no significant difference in the toxicity to male and female P. canaliculata Lamarck. The highest LC50 of metaldehyde to the larvae was 13.096 mg/L. Metaldehyde showed stronger toxicity to male adults (LC50 of 0.587 mg/L) than to female adults (LC50 of 0.723 mg/L). The toxicity of metaldehyde to P. canaliculata Lamarck gradually increased within the growth period. The combination of niclosamide ethanolamine salt with metaldehyde at the ratio of 3:2 exerted the strongest toxicity, with the toxicity index reaching 1.78.
Key words: niclosamide ethanolamine salt; metaldehyde; Pomacea canaliculata Lamarck; median lethal concentration (LC50); toxicity test
福壽螺(Pomacea canaliculata Lamarck),又名金蘋果螺、金寶螺、大瓶螺,其食性廣泛,通過攝食淡水植物和與其他生物競爭淡水水生資源,對水體食物鏈結構和生物多樣性造成一系列損害,嚴重威脅水生生態安全,因此被列為世界100種最嚴重的外來入侵物種之一[1-2]。在福壽螺防治的現有方法中,化學法防治福壽螺雖然具有一定的毒副作用,并對生態環境存在污染風險,但是仍是農田、溝渠等水域對福壽螺防控最快速、最有效的方法[3]。由此,市面上出現了諸多用于滅殺福壽螺的藥劑,包括原來主要用于滅除釘螺、蝸牛的藥劑。其中殺螺胺乙醇胺鹽和四聚乙醛作為目前市面上通過登記認證的典型化學殺螺藥劑而被廣泛使用,研究其對福壽螺和其他水生生物的毒理毒性也在不斷深入,并發現2種藥劑在生物毒力毒性方面表現出一定的差異,例如殺螺胺乙醇胺鹽對福壽螺和其他水體生物均有較大殺傷性,而對人的危害性則相對較小[4];四聚乙醛對福壽螺滅除效果好且對其他水生生物毒性較小,但對人和哺乳動物卻存在殘留危害[5],這是由于2種藥劑的作用機制不同所致。基于二者生物毒力毒性存在差異,那么藥劑靶向分子是否對處于不同生長階段或者不同性別福壽螺也存在差異,進而影響到藥劑的滅螺效果呢?有研究者系統地探究了殺螺胺、甲維鹽和茶皂素分別對不同生長發育階段福壽螺的影響,明確了3種藥劑的殺螺能力隨著螺齡增大而減弱,但未探究不同性別福壽螺對殺螺劑的抗性差異[6]。在其他相關的研究中,對比了不利因素處理對雌雄福壽螺的影響,大部分研究結果發現雌性福壽螺比雄性福壽螺抗逆性更強[7],但在不同的藥劑作用下,這種差異是否顯著尚未得到證實。因此,筆者開展殺螺胺乙醇胺鹽與四聚乙醛分別對福壽螺的毒力試驗,計算二者對福壽螺籽螺、幼螺、中螺、成螺以及雌雄的毒力方程和半數致死濃度,全面探究了不同生長階段及不同性別福壽螺對殺螺胺乙醇胺鹽與四聚乙醛的抗性差異,并測算了2種藥劑的混合毒力系數,為2種滅螺藥劑的科學使用提供了理論依據。
1 材料與方法
1.1 材料
供試福壽螺來源于長沙縣黃花鎮望江村(E113°12′31.10″,N28°17′29.04″),拾取時間分別為2022年6月、7月和9月。拾取的福壽螺養于實驗室水箱中,每日用新鮮生菜喂養,并及時清理螺糞便。實驗室溫度(25±2)℃,相對濕度60%~80%,光周期L∶D=14∶10。
使用儀器和試劑主要有RPX型人工智能氣候箱(上海熙楊儀器有限公司,溫度波動性1.0℃,濕度調節范圍50%~95%,光照度調節范圍0~15 000 Lux)、增氧泵、27 cm×17 cm×15 cm塑料缸、15 cm×9 cm×11 cm塑料盒、除氯水(48 h曝氣處理)、超純水等。
使用試驗藥劑主要有98%殺螺胺乙醇胺鹽原藥(北京謹明生物科技有限公司)和98%四聚乙醛原藥(上海薩恩化學技術有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 預實驗 參照NY/T1617—2008農藥登記用殺釘螺劑藥效試驗方法和評價[8]和NY/T3273—2018難處理農藥水生生物毒性試驗指南[9]標準中室內試驗浸殺法進行毒力測定。預試驗于室內進行(室溫25 ℃±2 ℃),試驗用水為自來水,pH值6.5~7.5,使用前采取48 h曝氣除氯處理。試驗將福壽螺分為籽螺(0.03~0.30 g)、幼螺(0.30~1.5 g)、中雌螺(1.5~6.5 g)、中雄螺(1.5~6.5 g)、成雌螺(gt;6.5 g)和成雄螺(gt;6.5 g)6個大組(性腺未成熟但出現明顯性別分化的福壽螺為中螺),每個大組分別設11個處理組(籽螺、幼螺每處理組用水量500 mL,中螺、成螺每組用水量3 000 mL),其中處理1組為對照組(48 h曝氣除去水中的余氯)。四聚乙醛不同濃度梯度藥液處理5個組,另外5個組為不同濃度梯度殺螺胺乙醇胺鹽藥液處理,每個處理組投放10頭福壽螺,其中中螺組和成螺組中的雌螺與雄螺各5頭。用藥處理后每間隔12 h用針刺法確定福壽螺是否死亡,測試福壽螺是否死亡的最長時間為96 h,若96 h內藥劑最高濃度梯度處理下福壽螺全部死亡,則降低藥劑處理最高濃度梯度,藥劑最低濃度梯度處理福壽螺均未死亡的則提高藥劑最低梯度處理濃度,并重復以上步驟。各個組別均設5個梯度,最終殺螺胺乙醇胺鹽質量梯度設置分別為(籽螺)0.05、0.04、0.03、0.02和0.01 mg/L,(幼螺)0.3、0.25、0.2、0.15和0.1 mg,(中雌螺)0.6、0.5、0.4、0.3和0.2 mg,(中雄螺)0.6、0.5、0.4、0.3和0.2 mg,(成雌螺)1.0、0.8、0.6、0.4和0.2 mg,(成雄螺)0.7、0.6、0.5、0.4和0.3 mg/L;四聚乙醛質量梯度設置分別為(籽螺)15、12.5、10、7.5和5 mg/L,(幼螺)10、8、6、4和2 mg/L,(中雌螺)1.5、1.2、0、9、0.6和0.3 mg/L,(中雄螺)1.0、0.9、0.8、0.7和0.6 mg/L,(成雌螺)1.5、1.25、1.0、0.75和0.5 mg/L,(成雄螺)0.8、0.7、0.6、0.5和0.4 mg/L。
1.2.2 殺螺胺乙醇胺鹽對不同發育階段及性別福壽螺的室內毒力 以乙醇作為助溶劑配成母液后,按乙醇與除氯水比例1∶600配置不同濃度藥液(預實驗確定的濃度梯度)。其中籽螺、幼螺置于塑料盒中,中雌螺、中雄螺、成雌螺、成雄螺置于塑料缸中,每個容器均投放15頭,將上述配好的藥液倒入容器中,籽螺和幼螺處理組每盒倒入500 mL藥液,中螺和成螺處理組每缸倒入3 000 mL藥液,并蓋上柵欄蓋板,防止福壽螺逃逸。分別于0、12、24、36、48、60、72、84和96 h后,用針刺法測定個體是否死亡(取厴甲緊閉的福壽螺置于除氯水1 h內觀察,以針刺后未見福壽螺軟組織收縮或置于除氯水中1 h內厴甲未張開則視為福壽螺個體死亡,反之則認為個體存活)。每組設3次重復,以乙醇與除氯水1∶600配制藥液為對照,統計各處理組不同時間段福壽螺的死亡數。試驗全過程因蒸發造成的水量損失極少,水量損失對藥劑濃度的影響可忽略不計。
1.2.3 四聚乙醛對不同發育階段及性別福壽螺的室內毒力 以除氯水配置不同濃度藥液(預實驗確定的藥劑濃度梯度)。其中籽螺、幼螺置于塑料盒中,中雌螺、中雄螺、成雌螺、成雄螺置于塑料缸中,每個容器均投放15頭福壽螺,將上述配好的藥液倒入容器中,籽螺和幼螺處理組每盒倒入500 mL藥液,中螺和成螺處理組每缸倒0入3 000 mL藥液,并蓋上蓋子。分別于0、12、24、36、48、60、72、84和96 h后,用針刺法鑒定個體是否死亡。每組處理設3次重復,以除氯水為對照,統計各處理組不同時間段福壽螺的死亡數。
1.2.4 殺螺胺乙醇胺鹽和四聚乙醛對福壽螺的毒力比率 參考文獻[10-11]混劑毒力準線計算法,分別求出殺螺胺乙醇胺鹽和四聚乙醛對福壽螺的致死濃度LC50和測定福壽螺生物活性后,記錄不同時間點(針刺法測定個體死亡時間點)10∶0、9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8、1∶9、0∶10配比組合下福壽螺的實際死亡率,并用公式(1)~(3)計算各混劑處理后福壽螺的理論死亡率和毒力比率。
(1)
(2)
(3)
混劑理論毒力指數(TTI)=藥劑A的毒力指數×藥劑A在混劑中的質量百分含量+藥劑B的毒力指數×藥劑B在混劑中的質量百分含量;藥劑A和B的毒力指數用公式(4)~(5)計算。
(4)
(5)
在試驗中,將殺螺胺乙醇胺鹽作為標準藥劑,藥劑的LC50、95%置信區間、毒力回歸方程斜率、標準誤差(斜率)、卡平方以及概率值,與體重的相關性等通過WPS Excel v11.1.0和SPSS 26.0軟件進行分析。
2 結果與分析
2.1 殺螺胺乙醇胺鹽與四聚乙醛對不同發育階段及性別福壽螺的殺螺活性
從表1可知,當藥劑對不同發育階段福壽螺造成相近死亡率時,殺螺胺乙醇胺鹽毒殺籽螺的處理濃度遠低于幼螺、中螺和成螺。殺螺胺乙醇胺鹽處理96 h后各發育階段福壽螺的死亡率均高于80%時,對籽螺、幼螺、中螺、成螺的殺螺胺乙醇胺鹽濃度分別為0.030、0.30、0.60和0.80 mg/L。而四聚乙醛則相反,毒殺籽螺和幼螺的處理濃度均高于中螺和成螺。當四聚乙醛的處理濃度為15 mg/L,96 h內籽螺的死亡率僅60%。在相同濃度處理下,不同性別福壽螺的死亡率也表現出一定的差異。用0.60 mg/L
殺螺胺乙醇胺鹽處理福壽螺96 h后,中雌螺和中雄螺死亡率較為接近,均處于80%~90%之間,但處理成雌螺和成雄螺后的死亡率存在差異,成雌螺死亡率為66.67%,而成雄螺死亡率只有40.00%;在0.50~0.60 mg/L這一濃度區間四聚乙醛處理組中,中雌螺和中雄螺死亡率也表現出一致的情況,死亡率分別為17.78%和22.22%,成雌螺與成雄螺的死亡率分別為26.67%和60.00%,說明福壽螺體重越大,性別分化帶來的毒力差異尤為明顯。
2.2 殺螺胺乙醇胺鹽對不同發育階段及性別福壽螺的室內毒力
由表2和表3可知,殺螺胺乙醇胺鹽對福壽螺籽螺、幼螺、中雌螺、中雄螺、成雌螺、成雄螺的LC50分別為0.014、0.158、0.352、0.443、0.581和0.669 mg/L。其中殺螺胺乙醇胺鹽對籽螺、幼螺、中螺、成螺LC50的95%置信區間無重疊,表明殺螺胺乙醇胺鹽對4個發育階段的福壽螺毒力差異顯著,與賈道田[6]研究中殺螺胺的殺螺活性隨福壽螺螺齡的增大而下降表現一致。同時,殺螺胺乙醇胺鹽對中雌螺、中雄螺與成雌螺、成雄螺LC50的95%置信區間雖然無重疊,但是在LC95的95%置信區間存在重疊,表明殺螺胺乙醇胺鹽對福壽螺的性別毒力存在差異,與殺螺胺乙醇胺鹽對福壽螺的發育帶來的毒力差異相比,受到的影響更小。
2.3 四聚乙醛對不同發育階段及性別福壽螺的室內毒力
由表4和表5可知,四聚乙醛對福壽螺籽螺、幼螺、中雌螺、中雄螺、成雌螺、成雄螺的LC50分別為13.096、7.305、1.241、0.897、0.723和0.587 mg/L。
其中四聚乙醛在對籽螺、幼螺、中螺、成螺LC50的95%置信區間無重疊,表明四聚乙醛對4個發育階段的福壽螺毒力均差異顯著,毒力變化表現與黃鵬[12]研究中甲奈威·四聚乙醛(含四聚乙醛有效成分的6%)對福壽螺LD50值隨螺齡增大而上升的結果一致。同時,四聚乙醛對中雌螺、中雄螺、成雌螺、成雄螺LC50和LC95的95%置信區間均無重疊,表明四聚乙醛對不同性別福壽螺的毒力也存在顯著差異。
2.4 殺螺胺乙醇胺鹽與四聚乙醛對不同發育階段及性別福壽螺的毒力比較
從圖1可以看出,隨著福壽螺發育進程的變化,殺螺胺乙醇胺鹽與四聚乙醛對福壽螺的毒殺能力表現出截然相反的結果。從籽螺發育至成螺過程中,福壽螺對殺螺胺乙醇胺鹽的耐受力增強,而四聚乙醛對處于發育初期的幼螺和籽螺反而未凸顯較強的殺傷能力。綜合表2和表4的結果,可以看出殺螺胺乙醇胺鹽和四聚乙醛對籽螺、幼螺、中螺階段LC50的95%置信區間無重疊,且殺螺胺乙醇胺鹽LC50值遠低于四聚乙醛LC50值,而對成雌螺階段LC50的95%置信區間出現了重疊,說明殺螺胺乙醇胺鹽對處于發育初期和成年雌性福壽螺的毒力要顯著高于四聚乙醛,而四聚乙醛則對成年雄螺表現出更強的毒力。結合表3和表5的結果發現,不同性別福壽螺對殺螺胺乙醇胺鹽與四聚乙醛的耐受性在LC50和LC95水平上也表現出一定差異,在LC50水平上,雄螺相比雌螺對殺螺胺乙醇胺鹽的耐受力更強,對四聚乙醛的耐受力更弱,且隨著性器官的成熟差異更加明顯。在LC95水平上,雄螺與雌螺對殺螺胺乙醇胺鹽的耐受力無差別,而四聚乙醛對雄螺的致死力顯著高于雌螺。
2.5 殺螺胺乙醇胺鹽和四聚乙醛對福壽螺的毒力比率
以殺螺胺乙醇胺鹽LC50致死濃度為標準,根據殺螺胺乙醇胺鹽與四聚乙醛的LC50(以綜合抗性最強的成雌螺致死中濃度為例)致死濃度,按不同比例復配得出混合藥劑的毒力比率如表6所示,從表6可以看出,當殺螺胺乙醇胺鹽與四聚乙醛復配比例為3∶2,對福壽螺的毒力比率達到最高,為1.78,對螺實際死亡率也最高,為91%。
3 討論與結論
殺螺胺乙醇胺鹽和四聚乙醛均是福壽螺防治的常用藥劑,可2種藥劑的毒理機制截然不同,基于此,對不同發育階段及不同性別福壽螺的毒力表現出一定的差異。研究結果表明,殺螺胺乙醇胺鹽對處于發育初期的籽螺、幼螺均有極強的殺傷力,籽螺的LC50為0.014 mg/L,顯著高于殺螺胺乙醇胺鹽對其他發育階段福壽螺和四聚乙醛對籽螺、幼螺時的毒力。殺螺胺乙醇胺鹽作為苯甲酰胺類農藥,作用方式為胃毒、觸殺,作用機理主要為抑制福壽螺的氧化磷酸化過程,其中氧化磷酸化是福壽螺在有氧條件下產生ATP的重要過程,意味著殺螺胺乙醇胺鹽作用時福壽螺有氧過程被阻礙,相比能量供應儲備不足的幼螺、籽螺,體重更大的中成螺可能對該機制的耐受能力更強[13]。四聚乙醛對不同發育階段福壽螺的毒殺效果與殺螺胺乙醇胺鹽相反,其對籽螺的LC50高達13.096 mg/L,顯著高于對成雄螺的LC50,這可能也與四聚乙醛滅殺福壽螺的機制相關,因為四聚乙醛是一類有機醛農藥,能促使福壽螺體內乙酰膽堿酯酶過度釋放,最終導致福壽螺過度分泌粘液而亡。已有研究發現乙酰膽堿酯酶在福壽螺頭部、腎臟和鰓中都有良好的活性[14],而關于不同發育階段體內福壽螺乙酰膽堿酯酶的研究雖缺乏支撐材料,但通過其他生物體內不同發育階段的乙酰膽堿酯酶分布情況可以看出,生物幼年階段的乙酰膽堿酯酶含量和活力均低于成年階段[15],因此,四聚乙醛對福壽螺不同發育階段毒力的差異可能與籽螺、幼螺神經系統尚未完善,乙酰膽堿酯酶含量和活性較低,對四聚乙醛引起乙酰膽堿酯酶過度釋放的作用尚不敏感有關。
性別對殺螺胺乙醇胺鹽和四聚乙醛毒力的影響小于福壽螺發育對2種藥劑毒力帶來的影響。殺螺胺乙醇胺鹽對雌雄福壽螺的毒力差異并不明顯,而四聚乙醛僅對處于成螺階段的雌雄福壽螺毒力表現出顯著差異,體現為該藥劑對雄螺的毒殺能力強于雌螺。結合稻田、溝渠和池塘等區域中福壽螺不同性狀分布上的差異,在福壽螺平均體重偏低和經濟動物數量較少的溝渠、稻田等水域,優先推薦選用對籽螺、幼螺殺傷較強且非靶標毒性強的殺螺胺乙醇胺鹽等類藥劑;而在福壽螺平均體重偏高和經濟動物數量較多的池塘等水域,則可優先推薦選用四聚乙醛這類對成螺殺傷較大且對水生生物危害小的藥劑。
綜合試驗結果可知,(1)殺螺胺乙醇胺鹽對籽螺的LC50最低濃度為0.014 mg/L,對成雄螺的LC50最高濃度為0.699 mg/L,且對福壽螺的性別毒力無顯著影響;(2)四聚乙醛對籽螺的LC50最高濃度為13.096 mg/L,且對成雄螺(LC50:0.587 mg/L)的毒力顯著高于成雌螺(LC50:0.723 mg/L);(3)殺螺胺乙醇胺鹽和四聚乙醛復配比例為3∶2,混合藥劑的毒力比率最大,達到1.78。
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(責任編輯:肖彥資)