陳偉國 孫海燕 董瑞華 魯興萌

(1浙江省海寧市蠶桑技術(shù)服務(wù)站，浙江海寧 314400;2浙江大學(xué)蠶蜂研究所，浙江杭州 310029)

桑樹病蟲害防治需要使用多種農(nóng)藥，但是許多農(nóng)藥對家蠶又都有不同程度的毒性［1］，如果桑園噴施農(nóng)藥后并在其毒性尚未完全消解前采葉喂飼家蠶，則很可能導(dǎo)致家蠶中毒事故的發(fā)生，嚴(yán)重地威脅蠶桑生產(chǎn)的安全。因此，揭示農(nóng)藥在桑葉上的殘留消解規(guī)律，有利于掌握農(nóng)藥使用后的安全間隔時(shí)間，減少家蠶的中毒損失。相關(guān)研究表明，毒死蜱、殘殺威等農(nóng)藥在不同季節(jié)對家蠶的殘毒期存在一定的差異［2－3］，一般認(rèn)為由于不同季節(jié)因氣象因子以及桑樹枝葉的生長程度都會(huì)影響農(nóng)藥在桑葉上的消解動(dòng)態(tài)，但其中的主要因子及其作用大小卻鮮有報(bào)道。2010 年秋季我們采用生物測定方法，初步研究了光照和土壤水分對4 種農(nóng)藥在桑葉上殘留毒性消解動(dòng)態(tài)的影響。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試農(nóng)藥:40%辛硫磷乳油，江蘇寶靈化工股份有限公司生產(chǎn);20%滅多威乳油，浙江省杭州泰豐化工有限公司生產(chǎn);40%毒死蜱乳油，美國陶氏益農(nóng)公司生產(chǎn);1.8%阿維菌素乳油，浙江錢江生物化學(xué)股份有限公司生產(chǎn)。

供試桑樹:強(qiáng)桑1 號(hào)，2 年生，盆栽桑樹。

供試家蠶:秋豐×白玉的3 齡起蠶。

1.2 試驗(yàn)設(shè)置

把40%辛硫磷乳油、20%滅多威乳油、40%毒死蜱乳油、1.8%阿維菌素乳油4 種供試農(nóng)藥均稀釋成1 500 倍液，其體積質(zhì)量濃度分別為辛硫磷乳油266.67 mg/L、滅多威乳油133.33 mg/L、毒死蜱乳油266.67 mg/L、阿維菌素乳油12.00 mg/L。每種藥液均勻噴于16 株盆栽桑樹，以葉面完全濕潤為度，并在枝條頂端最大葉位處做好采葉標(biāo)記。

試驗(yàn)設(shè)光照和遮陰、濕潤和干旱正交處理，每種農(nóng)藥均為4 個(gè)處理組合，即:光照濕潤、光照干旱、遮陰濕潤、遮陰干旱，每個(gè)處理區(qū)4 株盆栽桑樹。光照和遮陰處理方法:在5 m×10 m 鋼架棚頂覆蓋透明塑料薄膜，防止自然降雨干擾;光照和遮陰處理以南北向分區(qū)，南區(qū)為光照處理區(qū)，每隔1 d 調(diào)換盆位和朝向，盡可能使供試桑樹不同部位的葉片光照相近;北區(qū)為遮陰處理區(qū)，棚頂覆蓋雙層遮陽網(wǎng)，確保棚下桑樹無陽光直射。濕潤和干旱處理方法:每種農(nóng)藥的光照和遮陰處理又分為2 種，一半為濕潤處理，每天澆水以保持土壤充分濕潤;另一半為干旱處理，以桑葉初現(xiàn)萎蔫時(shí)澆少量水，使供試桑樹維持正常生長的最低需水量。

1.3 生物測定方法

根據(jù)4 種供試農(nóng)藥對家蠶的殘毒期長短確定噴藥后至采葉的間隔時(shí)間，盡可能使試驗(yàn)結(jié)果涵蓋死亡率的變化過程。40%辛硫磷乳油噴藥后每天采葉飼蠶，20%滅多威乳油噴藥后第6 天開始每間隔1 d采葉飼蠶，40%毒死蜱乳油噴藥后第6 天開始每間隔2 d 采葉飼蠶，1.8%阿維菌素乳油噴藥后第6 天開始每間隔2 d 采葉飼蠶。

供試家蠶1～2 齡常規(guī)飼養(yǎng)，3 齡起蠶開始飼喂各處理區(qū)桑葉，以不噴藥為空白對照，每個(gè)小區(qū)供試蠶20 頭，重復(fù)4 次，飼養(yǎng)1 個(gè)齡期，每天調(diào)查各處理小區(qū)中毒死亡蠶頭數(shù)，計(jì)算死亡率。每次均在同一處理各盆桑樹標(biāo)記部位以下采摘桑葉，以免采摘到未經(jīng)農(nóng)藥處理的桑葉。至每種農(nóng)藥各處理區(qū)均無蠶中毒死亡后結(jié)束試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 辛硫磷在桑葉上的毒性消解動(dòng)態(tài)

桑葉上的農(nóng)藥毒性隨著時(shí)間的延長而不斷下降，供試家蠶的死亡率也相應(yīng)下降，試驗(yàn)采用一定間隔時(shí)間的生物測定方法，通過不同時(shí)間構(gòu)成的死亡率曲線來表示農(nóng)藥毒性的降解過程。

從圖1－A 可以看出，40%辛硫磷乳油1 500 倍液光照濕潤處理區(qū)的毒性降解最快，噴藥后5 d 對3齡起蠶無毒性表現(xiàn)，且近似于直線下降;光照干旱區(qū)噴藥后2 d 和3 d 的毒性降解接近于光照濕潤區(qū)，但噴藥后3～5 d 則出現(xiàn)一個(gè)平臺(tái)期，表明在相同光照條件下干旱不利于桑葉上辛硫磷毒性的消解，噴藥后7 d 對家蠶無毒性表現(xiàn)，比光照濕潤區(qū)延長2 d;遮陰濕潤區(qū)噴藥后1～5 d、遮陰干旱區(qū)噴藥后1～6 d對3 齡起蠶的死亡率均為100%，表明在遮陰條件下辛硫磷的毒性降解過程明顯延長，殘毒期分別為8 d 和9 d，比光照濕潤區(qū)延長3 d 和4 d。將試驗(yàn)結(jié)果按光照、濕潤、干旱、遮陰4 種單因子的平均死亡率構(gòu)成的曲線(圖1－B)，對農(nóng)藥毒性降解的影響大小依次為光照＞濕潤＞干旱＞遮陰，其中光照與遮陰的差異大于濕潤與干旱。

2.2 滅多威在桑葉上的毒性消解動(dòng)態(tài)

從圖2－A 看，20%滅多威乳油1 500 倍液噴藥后6 d，4 種處理對3 齡起蠶的死亡率均為100%，即在此之前桑葉上滅多威的殘留量仍較高;噴藥后8 d，光照干旱區(qū)和遮陰干旱區(qū)的死亡率為100%，光照濕潤區(qū)和遮陰濕潤區(qū)的死亡率分別為87.50%、88.75%，此處表現(xiàn)為濕潤和干旱處理對滅多威的降解作用大于光照和遮陰處理的差異，這可能與滅多威具有一定的內(nèi)吸特性有關(guān)，土壤濕潤為蒸騰作用提供了充足的水分，進(jìn)而稀釋了桑葉內(nèi)的農(nóng)藥;噴藥10 d 以后，光照濕潤區(qū)和光照干旱區(qū)的毒性下降幅度明顯大于遮陰濕潤區(qū)和遮陰干旱區(qū)，即光照和遮陰處理的差異起主導(dǎo)作用;20%滅多威乳油1 500 倍液對3 齡起蠶的殘毒期分別為光照濕潤區(qū)12 d、光照干旱區(qū)14 d、遮陰濕潤區(qū)16 d、遮陰干旱區(qū)18 d。從圖2－B 看，單因子對農(nóng)藥毒性降解的影響大小與辛硫磷一致，但對比圖1－B 發(fā)現(xiàn)，遮陰對滅多威降解的影響遠(yuǎn)小于辛硫磷。

圖1 40%辛硫磷乳油1 500 倍液不同處理對3 齡起蠶的死亡率

圖2 20%滅多威乳油1 500 倍液不同處理對3 齡起蠶的死亡率

2.3 毒死蜱在桑葉上的毒性消解動(dòng)態(tài)

在光照濕潤條件下，毒死蜱的毒性消解明顯快于其它處理，殘毒期為噴藥后18 d(圖3－A);光照干旱區(qū)的毒性消解速率居次，殘毒期為21 d，試驗(yàn)結(jié)果表明，同樣在光照條件下，土壤水分會(huì)影響桑葉農(nóng)藥殘留的消解，在噴藥后12～15 d 這種影響作用達(dá)到最大;遮陰濕潤區(qū)和遮陰干旱區(qū)噴藥后18 d 對3齡起蠶的毒性仍很高，殘毒期均為24 d，比光照濕潤區(qū)延長了6 d。從圖3－B 可以看出，單因子對農(nóng)藥毒性降解的影響順序與辛硫磷、滅多威一致。

圖3 40%毒死蜱乳油1 500 倍液不同處理對3 齡起蠶的死亡率

2.4 阿維菌素在桑葉上的毒性消解動(dòng)態(tài)

噴藥后27 d，4 種處理組合的死亡率仍接近100%，表明阿維菌素在桑葉上的消解非常緩慢。在圖4－A 中，4 種處理組合只出現(xiàn)3 條曲線，其中遮陰濕潤和遮陰干旱2 條曲線重疊，直至噴藥后54 d試驗(yàn)結(jié)束時(shí)對3 齡起蠶的死亡率仍達(dá)100%，由此可見光照是影響阿維菌素毒性消解的主要因子。光照濕潤區(qū)和光照干旱區(qū)從噴藥后27 d 左右，阿維菌素毒性逐漸下降，光照濕潤區(qū)的毒性下降速率高于光照干旱區(qū)，至噴藥后45 d 對家蠶無毒性表現(xiàn)。從單因子曲線看(圖4－B)，試驗(yàn)期間只有在光照條件下才能得到阿維菌素毒性完全消解的結(jié)果，其余3個(gè)因子受供試葉齡所限無法反映后期的毒性趨勢，而各因子對農(nóng)藥毒性降解的影響順序與辛硫磷、滅多威、毒死蜱一致。

圖4 1.8%阿維菌素乳油1 500 倍液不同處理對3 齡起蠶的死亡率

3 小結(jié)與討論

在農(nóng)藥殘留分析中使用的方法有氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法(HPLC)、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(LC-MS)等，對農(nóng)藥殘留的定性和定量檢測準(zhǔn)確度高，但所用的儀器昂貴，技術(shù)要求高，檢測時(shí)間長，消耗成本大。生物測定法是將待測農(nóng)藥殘留的樣品使用于活體生物上，利用生物的反應(yīng)信號(hào)確定殘留量的方法［4］。與儀器分析相比，生物測定方法具有成本低、靈敏度高、方法簡單和快速等優(yōu)點(diǎn)，而且測出的殘留量是具有生物活性的殘留量。有少數(shù)農(nóng)藥的降解反應(yīng)表現(xiàn)出增毒效果［5］，方劍鋒等［6］以2 齡起蠶為供試?yán)ハx，通過生物測定方法來明確過氧化氫降解有機(jī)磷農(nóng)藥為降毒降解。劉政軍等［7］采用生物測定和儀器分析相結(jié)合的方法研究了溴蟲腈在桑葉中的殘留毒性與降解動(dòng)態(tài)，對于使用在桑樹上的農(nóng)藥毒性測定是非常有益的。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，環(huán)境因子對4 種供試農(nóng)藥殘留毒性消解速率的影響均為光照濕潤＞光照干旱＞遮陰濕潤＞遮陰干旱，分析單因子對農(nóng)藥毒性消解作用的貢獻(xiàn)大小一致為光照＞濕潤＞干旱＞遮陰，土壤濕潤與干旱處理對桑葉上農(nóng)藥殘留毒性消解的影響作用小于光照和遮陰處理的差異。各因子對不同農(nóng)藥的影響作用不一，遮陰可明顯延緩辛硫磷和阿維菌素毒性下降，而對滅多威和毒死蜱的影響不明顯;滅多威在不同條件下的毒性消解速率差最小，遮陰和干旱對毒死蜱毒性消解的影響作用小于辛硫磷、大于滅多威。這與不同農(nóng)藥的性質(zhì)有關(guān)，在桑葉上具有各自的毒性殘留消解特點(diǎn)。這也是本試驗(yàn)所選擇供試農(nóng)藥品種的主要原因。相關(guān)研究表明，4種供試農(nóng)藥對家蠶的殘毒期差異較大［1－3，8］，分別屬于短(40%辛硫磷乳油)、中(20%滅多威乳油)、中長(40%毒死蜱乳油)和長(1.8%阿維菌素乳油)，并分屬3 種農(nóng)藥類型，有機(jī)磷(40%辛硫磷乳油和40%毒死蜱乳油)、氨基甲酸酯類(20%滅多威乳油)、生物農(nóng)藥(1.8%阿維菌素乳油)。

農(nóng)藥殘留的光解作用已有不少研究報(bào)道［9－11］，光為農(nóng)藥降解提供能量，殘留于植物表面的農(nóng)藥受到太陽輻射而發(fā)生光化學(xué)降解，使農(nóng)藥分子變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)而裂解或轉(zhuǎn)化，光解速度與光強(qiáng)度成正相關(guān)。本試驗(yàn)表明，土壤水分對桑葉上農(nóng)藥殘留降解有較為明顯的作用。土壤水分充足，桑樹的蒸騰速率提高［12］，一方面大量水分的蒸發(fā)可能對桑葉上殘留的農(nóng)藥有一定的物理稀釋作用，另一方面有利于促進(jìn)生物化學(xué)降解作用。充分光照和土壤濕潤的環(huán)境因子，都有利于加速桑葉上農(nóng)藥殘留的降解，兩因子組合對4 種供試農(nóng)藥的降解速率均明顯優(yōu)于其它組合，表明具有增效作用。

影響農(nóng)藥殘留毒性降解的因素有農(nóng)藥性質(zhì)和使用方法、環(huán)境條件、農(nóng)藥受體等三類［5］，其中影響農(nóng)藥降解的環(huán)境條件又有很多，如趙慧星等［13］研究表明環(huán)境溫度對部分農(nóng)藥的降解速率的影響明顯。本試驗(yàn)僅從光照和土壤水分2 種環(huán)境因子對桑葉上農(nóng)藥毒性消解的影響進(jìn)行了初步探索，由于桑葉既是桑樹進(jìn)行同化作用的器官，又是全年多次養(yǎng)蠶的飼料，生長量的波動(dòng)遠(yuǎn)大于其它農(nóng)作物;因此，在桑樹生長和養(yǎng)蠶的不同階段，農(nóng)作習(xí)慣對農(nóng)藥殘留也存在一定的影響。

此外，在研究手段上，生物測定方法雖然對于桑葉上農(nóng)藥毒性降解的最終結(jié)果十分必要，是確定農(nóng)藥對家蠶殘毒期的主要試驗(yàn)方法，尚無其它方法替代;但如果能夠與儀器分析相結(jié)合，通過獲取測定的量化數(shù)據(jù)，建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型來描述農(nóng)藥殘留的消解動(dòng)態(tài)［14－15］，推算出農(nóng)藥在桑葉上的降解半衰期。通過2 種測定結(jié)果的相互映證，為研究分析農(nóng)藥在桑葉上的殘毒期和殘留毒性的消解動(dòng)態(tài)提供更加全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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