陳偉國 朱 燕 董瑞華 孫海燕
(1 浙江省海寧市蠶桑技術(shù)服務(wù)站,浙江海寧 314400; 2 浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶桑研究所,浙江杭州 310021)
阿維菌素(Avermectins)是由日本北里大學(xué)和美國Merck 公司首先開發(fā)的一類具有殺蟲、殺螨、殺線蟲活性的十六元大環(huán)內(nèi)酯化合物,由灰色鏈霉菌(Streptomyces avermitilis)發(fā)酵產(chǎn)生[1]。我國20 世紀(jì)80年代末由上海市農(nóng)藥研究所從廣東揭陽土壤中分離篩選得到的7051 菌株與其相似,后北京農(nóng)業(yè)大學(xué)立項研究并開發(fā)生產(chǎn)此藥,目前我國有阿維菌素原藥生產(chǎn)企業(yè)20 余家。天然阿維菌素中含有8個組分,即A1a、A2a、B1a、B2a、A1b、A2b、B1b 和B2b,其中B1 組分活性最大,尤以B1a 的驅(qū)蟲活性最強,被作為殺蟲劑在農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)中廣泛使用,并要求阿維菌素產(chǎn)品的B1a 有效成分的含量≥80%[2-3]。由于最初分離得到的阿維菌素原始菌株的發(fā)酵效價很低,國內(nèi)研究單位和農(nóng)藥企業(yè)十分重視阿維菌素菌種的改造和生產(chǎn)工藝的優(yōu)化研究[3-7],因而可能使不同企業(yè)生產(chǎn)的阿維菌素原藥的組分存在差異。此外,眾多阿維菌素制劑生產(chǎn)企業(yè)采用的原料和配方不盡相同,從而對其殺蟲活力和在植物上的殘留表現(xiàn)出一定的差異性。隨著阿維菌素農(nóng)藥的迅速推廣,對家蠶的安全性評價工作也逐漸受到重視,但相關(guān)報道中阿維菌素對家蠶的急性毒性研究結(jié)果差異較大[8-12],而張海燕等[1]對同一種阿維菌素乳油的3 次殘毒期試驗結(jié)果表現(xiàn)出較大的不穩(wěn)定性,認(rèn)為可能與阿維菌素比較容易光解以及氣候條件不同等因素有關(guān),然而這種毒性和殘毒期差異究竟是因為農(nóng)藥產(chǎn)品的不同,還是試驗條件所致,目前尚不明確。為此,我們在相同試驗條件下比較了不同企業(yè)生產(chǎn)的阿維菌素乳油的毒力和殘毒期,為進(jìn)一步了解阿維菌素農(nóng)藥對家蠶的毒性特點提供參考。
供試農(nóng)藥:5 家不同企業(yè)生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油,生產(chǎn)企業(yè)和農(nóng)藥登記證號:上海悅聯(lián)化工有限公司(以下簡稱:上海悅聯(lián)),PD20093918;河北威遠(yuǎn)生物化工股份有限公司(以下簡稱:河北威遠(yuǎn)),PD20083129;山東省濟(jì)南中科綠色生物工程有限公司(以下簡稱:濟(jì)南中科),LS20070674;浙江海正化工股份有限公司(以下簡稱:浙江海正),PD20082353;浙江錢江生物化學(xué)股份有限公司(以下簡稱:錢江生化),PD20082001。
家蠶品種:白玉×秋豐,浙江省海寧市新興蠶種制造有限公司生產(chǎn)。
桑樹品種:農(nóng)桑14 號,8年生,中干偏低養(yǎng)成,栽植密度為每667 m2桑園栽植800 株,浙江省海寧市鹽官鎮(zhèn)城北村郭建鑫農(nóng)戶的桑園。
在預(yù)備試驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行試驗,將上海悅聯(lián)、河北威遠(yuǎn)、濟(jì)南中科、浙江海正、錢江生化5 家不同企業(yè)生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油,稀釋成5~7個梯度濃度,以清水處理為空白對照,3 次重復(fù)。取適熟桑葉分別浸入不同處理的藥液中1 min,取出后自然晾干置于保鮮盒內(nèi)備用,各處理區(qū)用20 頭3 齡起蠶供試,在(26.5 ±1)℃、相對濕度75%~85%的恒溫室內(nèi)飼養(yǎng),24 h 后改用新鮮無毒桑葉繼續(xù)飼養(yǎng)至4齡餉食,每天調(diào)查幼蟲中毒死亡率。采用DPS(10.15 版)統(tǒng)計軟件對藥液質(zhì)量濃度對數(shù)與幼蟲死亡率概率值進(jìn)行線性回歸分析[13],求出致死中濃度(LC50)和95%置信限。
將5 家不同企業(yè)生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油均稀釋成1 500 倍液,每種藥液分別噴3 株桑樹,枝條頂端最大葉位以上用標(biāo)簽標(biāo)記,防止采摘未噴藥的桑葉。試驗在浙江省海寧市鹽官鎮(zhèn)城北村郭建鑫農(nóng)戶的桑園中進(jìn)行,噴藥時間為2011年9月1日,噴藥后20 d 開始每隔5 d 采摘桑葉飼喂3 齡起蠶,直至未見中毒蠶出現(xiàn),分別于噴藥后20、25、30、35、40、45、50、55、60 d 采葉飼喂3 齡起蠶,共有9個批,每個批持續(xù)飼喂1個齡期,以蠶能就眠蛻皮為正常,至4 齡起蠶時統(tǒng)計中毒蠶頭數(shù),各試驗小區(qū)30 頭蠶,3 次重復(fù)。
家蠶食下阿維菌素處理的桑葉后,主要中毒癥狀表現(xiàn):初期食桑減緩,靜臥蠶座,無搖頭、狂燥爬動等現(xiàn)象,少量吐液;隨著中毒程度的加深,頭胸伸出,腹足后傾,頭尾向背略彎曲呈“C”形側(cè)臥,呈麻痹假死狀;中毒后期(約2 d 左右),蠶體逐漸軟化,部分蠶體尾部出現(xiàn)縮皺;死后蠶的體色不變。阿維菌素的中毒癥狀表現(xiàn)較快,但至死亡時間較長。
采用浸葉法測定5 家不同企業(yè)生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油對3 齡起蠶的急性食下毒性,從試驗結(jié)果來看(表1),不同企業(yè)的產(chǎn)品對家蠶的毒性大小順序為濟(jì)南中科(4.474 2 ×10-4mg/L)>浙江海正(6.222 9 × 10-4mg/L)>上海悅聯(lián)(6.847 9 ×10-4mg/L)>錢江生化(8.527 2 ×10-4mg/L)>河北威遠(yuǎn)(9.233 2 ×10-4mg/L),表明供試的5 家不同企業(yè)生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油對3 齡起蠶的急性食下毒性均極強,但不同產(chǎn)品的毒性差異較小,5家企業(yè)產(chǎn)品的毒性都在同一數(shù)量級。
表1 5 家不同企業(yè)生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油對家蠶3 齡起蠶的急性食下毒性測定
由表2 可見,噴灑藥液后20 d 和25 d 采葉飼喂3 齡起蠶,錢江生化生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油的死亡率分別為82.22%和60.00%,其余4 家生產(chǎn)的死亡率均為100%;藥后30 d 和35 d,各處理區(qū)蠶的死亡率有所下降,其中濟(jì)南中科和錢江生化2 家生產(chǎn)的蠶的死亡率出現(xiàn)反復(fù),表明這一階段桑葉上的阿維菌素對家蠶的毒性仍然很高;藥后40 d 各處理區(qū)蠶的死亡率均明顯下降,進(jìn)入轉(zhuǎn)折階段;藥后45 d,上海悅聯(lián)和錢江生化2 家生產(chǎn)的無蠶中毒死亡;藥后50 d 浙江海正生產(chǎn)的也無蠶中毒死亡;藥后60 d濟(jì)南中科和河北威遠(yuǎn)2 家生產(chǎn)的無蠶中毒死亡。
表2 試驗結(jié)果表明,5 家不同企業(yè)生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油1 500 倍噴灑在桑葉上對3 齡家蠶的殘毒期均很長:錢江生化和上海悅聯(lián)生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油的殘毒期均為45 d,浙江海正生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油的殘毒期為50 d,濟(jì)南中科和河北威遠(yuǎn)生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油的殘毒期均為60 d。
表2 5 家不同企業(yè)生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油1 500 倍對家蠶3 齡起蠶的殘毒期測定
從本試驗結(jié)果看(表1 -2),濟(jì)南中科生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油對3 齡起蠶的急性食下毒性最大,在桑葉上的殘毒期也最長;浙江海正、上海悅聯(lián)、錢江生化生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油對3 齡起蠶的急性食下毒性居中,在桑葉上的殘毒期最短;而河北威遠(yuǎn)生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油對3 齡起蠶的急性食下毒性最小,但在桑葉上的殘毒期卻與濟(jì)南中科生產(chǎn)的一樣最長,比與LC50值最接近的錢江生化生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油的殘毒期長15 d 左右。由此可見,不同企業(yè)生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油在桑葉上的殘毒期存在較大差異,因此,即使是使用同一類阿維菌素乳油,對家蠶的急性食下毒性大小也不能準(zhǔn)確估測其殘毒期的長短。這種差異可能與不同生產(chǎn)企業(yè)采用的配方或助劑等不同有關(guān)。
隨著全社會對食品安全的要求越來越高,阿維菌素作為高效無公害生物殺蟲劑在21 世紀(jì)以來得到了廣泛應(yīng)用,目前我國阿維菌素制劑主要登記是在水稻、果樹、蔬菜、棉花等農(nóng)作物上使用,其中作為甲胺磷等高毒農(nóng)藥的替代品種,而大量應(yīng)用于防治稻縱卷葉螟等水稻害蟲[14-16]。然而,我國不少蠶桑產(chǎn)區(qū)受阿維菌素農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)的污染和桑園周圍農(nóng)作物(水稻、蔬菜、果樹等)防治的污染[1,17],造成的家蠶中毒損失已不可小視。
阿維菌素對家蠶的毒性研究以急性食下毒性測定為主,不同試驗結(jié)果的差異較大。馬惠等[8]采用浸葉法測定了阿維菌素對2 齡第2 天家蠶的LC50為8.900 ×10-4mg/L,石緒根等[9]采用相同方法測得了阿維菌素對2 齡第2 天家蠶的LC50為4.508 ×10-3mg/L,白錫川等[10]測定了阿維菌素對2 齡家蠶的LC50為5.500 ×10-3mg/L,吳聲敢等[11]測定了阿維菌素對2 齡家蠶的LC50為3.600 ×10-2mg/L,李保同[12]采用浸葉法測定了阿維菌素對2 齡蠶的LC50為1.88 mg/L。本試驗測定5 家不同企業(yè)生產(chǎn)的阿維菌素乳油對家蠶3 齡起蠶的LC50為4.474 2 ×10-4~9.2332 ×10-4mg/L,同屬一個數(shù)量級,與馬惠等的結(jié)果接近,但比其余試驗結(jié)果分別高出1~3個數(shù)量級。由于阿維菌素為微生物發(fā)酵所得,原藥成分比較復(fù)雜,其藥效受很多因素制約,除B1a 作為主要含量具有產(chǎn)品質(zhì)量要求外,不同生產(chǎn)企業(yè)采用的菌種和發(fā)酵工藝對其它成分的含量和生物活性都產(chǎn)生影響,而上述相關(guān)試驗的時間跨度超過10年,多種因素共同影響可能導(dǎo)致不同階段的試驗結(jié)果產(chǎn)生差異。
相對而言,阿維菌素在桑葉上的殘毒期測定較少,張海燕、張午中等[1,18]的試驗結(jié)果表明,阿維菌素在桑葉上的殘毒期均在30 d 以內(nèi)。本試驗測定了5 家不同企業(yè)生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油,在桑葉上的殘毒期最短的也有45 d 左右,最長的達(dá)到60 d。不同試驗結(jié)果的差異可能與供試農(nóng)藥、家蠶品種以及季節(jié)(氣候條件)等因素有關(guān),本試驗在9月份噴藥處理,是桑樹枝葉生長的高峰期,光照強度不足。同一試驗不同產(chǎn)品間的殘毒期差異,除了不同企業(yè)生產(chǎn)的阿維菌素制劑采用的原藥不一致外,還可能是使用不同的助劑、溶劑、乳化劑和抗氧化劑等因素,影響其在作物上的展著以及降解,從而影響農(nóng)藥的藥效和持效期。本試驗中發(fā)現(xiàn)濟(jì)南中科生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油在稀釋時與其它4 家生產(chǎn)的乳化現(xiàn)象有明顯差別,這是否表明該乳油產(chǎn)品在某些方面確有不同之處,而該藥對家蠶急性毒性最強和殘毒期最長的試驗結(jié)果,又與上述特殊現(xiàn)象可能存在相關(guān)性。
本試驗測定了5 家不同企業(yè)生產(chǎn)的1.8%阿維菌素乳油對家蠶的急性食下毒性和在桑葉上的殘毒期,試驗結(jié)果表明,供試的5 種阿維菌素乳油對家蠶的急性食下毒性均極強,與擬除蟲菊酯類和殺蟲雙等農(nóng)藥相類似[1,9,19-21];1 500 倍稀釋液噴灑在桑葉上的殘毒期為45~60 d,因而對養(yǎng)蠶生產(chǎn)的安全隱患極大。即使極微量的阿維菌素連續(xù)添食家蠶后,仍會導(dǎo)致部分個體死亡,并影響群體蠶的正常眠起發(fā)育[1];朱九生等[22]研究認(rèn)為,亞致死劑量阿維菌素對家蠶仍有一定的毒性,可導(dǎo)致家蠶消化系統(tǒng)紊亂,進(jìn)而影響其生長發(fā)育和對食物的利用。近年來阿維菌素與其它農(nóng)藥混用已十分普遍,各種混配劑型極多[23-25];因此,在蠶桑產(chǎn)區(qū)桑園及周圍農(nóng)作物上應(yīng)當(dāng)禁止使用阿維菌素制劑以及含有阿維菌素的混配制劑,確保蠶桑生產(chǎn)安全。
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