陳宇鋒

(福建省水產(chǎn)研究所，福建 廈門 361013)

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氰戊菊酯、醚菊酯對日本囊對蝦的急性毒性

陳宇鋒

(福建省水產(chǎn)研究所，福建 廈門 361013)

為了研究兩種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對日本囊對蝦(Penaeusjaponicus)的急性毒性效應(yīng)，采用半靜態(tài)換水補(bǔ)藥方法研究了氰戊菊酯和醚菊酯對平均體重(10.6±2.5) g日本囊對蝦的急性毒性。試驗結(jié)果表明：在水溫(18.2±0.3)℃時，氰戊菊酯對日本囊對蝦的24 h LC50、48 h LC50、72 h LC50、96 h LC50分別為1.52、0.810、0.520、0.310 μg·L-1，安全濃度為0.069 0 μg·L-1；醚菊酯對日本囊對蝦的24 h LC50、48 h LC50、72 h LC50、96 h LC50分別為1.88、1.30、0.940、0.760 μg·L-1，安全濃度為0.190 μg·L-1。兩種農(nóng)藥均屬于極高毒藥物，對日本囊對蝦的毒性大小為：氰戊菊酯>醚菊酯。因此在作為清塘藥物進(jìn)行清塘?xí)r需特別謹(jǐn)慎使用。

日本囊對蝦；氰戊菊酯；醚菊酯；急性毒性

日本囊對蝦(Penaeusjaponicus)又稱日本對蝦，俗稱車蝦、斑節(jié)蝦、竹節(jié)蝦，屬甲殼綱、十足目、游泳亞目、對蝦科。從20世紀(jì)90年代至今，我國日本囊對蝦養(yǎng)殖范圍由南向北逐漸擴(kuò)大，如今已發(fā)展成為全國沿海各地普遍養(yǎng)殖的蝦種之一。擬除蟲菊酯最初是從除蟲菊類植物中所含的有效成分除蟲菊素發(fā)展而成，依其化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，可分為不含α-氰基的Ⅰ型(以醚菊酯為代表)和含α-氰基的Ⅱ型(以氰戊菊酯等為代表)。隨著擬除蟲菊酯類農(nóng)藥作為高效、低毒的殺蟲藥物或清池藥物在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的廣泛使用，養(yǎng)殖水體常因其使用不慎受到污染，從而引起水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的急性中毒死亡[1-2]，并且當(dāng)蝦體受到農(nóng)藥脅迫時，可引起蝦體的免疫力和抵抗外界環(huán)境的能力明顯降低，可能誘發(fā)蝦病的暴發(fā)或?qū)е挛r的大批量死亡[3]。目前，國內(nèi)外關(guān)于農(nóng)藥對蝦蟹等甲殼類的急性毒性研究主要集中于有機(jī)磷類農(nóng)藥[4-6]，而關(guān)于另一大類農(nóng)藥擬除蟲菊酯的報道較少。本研究以日本囊對蝦為試驗對象，研究了氰戊菊酯和醚菊酯兩種常見的擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對日本囊對蝦的急性毒性效應(yīng)，旨在為擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的生態(tài)毒性評價和安全評估提供必要的參考數(shù)據(jù)，為合理使用擬除蟲菊酯類農(nóng)藥提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗動物

日本囊對蝦由福建省水產(chǎn)研究所大徑實驗基地提供，在水泥池中暫養(yǎng)一周，每天定時定量投喂對蝦配合飼料。挑選健康無病、附肢齊全無外傷且規(guī)格統(tǒng)一的蝦作為實驗用蝦，平均體重(10.6±2.5)g，平均體長(11.2±0.9)cm。

1.2試驗用水

試驗用水為沙濾海水，pH(8.0±0.1)、水溫(18.2±0.3)℃、鹽度(30.1±0.3)，試驗期間微充氣，確保溶氧DO大于5 mg·L-1。

1.3供試藥劑

氰戊菊酯由上海悅聯(lián)化工有限公司生產(chǎn)，有效成分含量：20%。醚菊酯由廣州植物龍生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)，有效成分含量：10%。由于在實際生產(chǎn)使用時，常常采用淡水或者海水進(jìn)行稀釋，所以本試驗沒有采用助溶劑而是直接根據(jù)農(nóng)藥的有效成分用高純水配成貯備液，再將上述貯備液稀釋成不同濃度梯度的使用藥液。

1.4急性毒性試驗方法

急性毒性試驗方法依據(jù)[7]：經(jīng)預(yù)試驗，確定濃度范圍(使日本囊對蝦全部死亡的最低濃度和96 h全部存活的最高濃度)，按等對數(shù)間距法設(shè)置6個質(zhì)量濃度梯度組，每個濃度組設(shè)2個平行組，以自然狀態(tài)組為空白對照組。每組隨機(jī)放入日本囊對蝦10尾。

試驗期間采用半靜態(tài)換水補(bǔ)藥方法，每隔24小時換試驗液1次。試驗開始后，前8個小時內(nèi)連續(xù)觀察日本囊對蝦的活動情況，以后定時進(jìn)行觀察，及時取出死亡個體(觸碰側(cè)倒蝦體5 min內(nèi)無任何反應(yīng)視為死亡)，并分別于24、48、72和96 h記錄試驗動物的死亡數(shù)和存活數(shù)。

1.5數(shù)據(jù)處理和分析

半致死濃度LC50值采用概率單位-濃度對數(shù)直線回歸法進(jìn)行計算，并計算LC50的95%可信限范圍。安全濃度(Safe concentration，SC)采用下式進(jìn)行計算：

(1)

在(1)式中：24 h LC50、48 h LC50為24 h和48 h的半致死濃度；SC為安全濃度。

2　結(jié)果

2.1氰戊菊酯對日本囊對蝦的急性毒性試驗

試驗期間，不同濃度氰戊菊酯對日本囊對蝦的死亡率見表1。日本囊對蝦暴露于高濃度的氰戊菊酯(2.00 μg·L-1)中，短時間內(nèi)便可將其大部分致死，24 h平均死亡率達(dá)75%；暴露于中等濃度的氰戊菊酯(0.500～0.800 μg·L-1)中，日本囊對蝦陸續(xù)發(fā)生死亡，48 h平均死亡率達(dá)25%～40%；暴露于低濃度的氰戊菊酯(0.200～0.320 μg·L-1)中，日本囊對蝦的死亡率前期較低，后期較高，96 h平均死亡率達(dá)25%～60%。由此表明，在氰戊菊酯濃度為0.200～2.00 μg·L-1范圍內(nèi)，日本囊對蝦的平均死亡率隨著氰戊菊酯濃度的升高和暴露時間的延長而增加，兩者呈明顯的濃度效應(yīng)和時間效應(yīng)。

表1　氰戊菊酯對日本囊對蝦急性毒性試驗結(jié)果Tab.1　Mortality in the acute toxicity of Fenvalerate on Penaeus japonicus

表2　不同時間下氰戊菊酯對日本囊對蝦的 LC50值Tab.2　 LC50 values of Fenvalerate to Penaeus japonicus at different exposure times

注：*P<0.05，**P<0.01，以下同；P：死亡率概率單位；C：氰戊菊酯濃度對數(shù)。

Notes：*P<0.05，**P<0.01，the same as following figures；Pwas the probability unit of mortality；Cwas the logarithm of concentration of Fenvalerate.

氰戊菊酯對日本囊對蝦的24、48、72和96 h半致死濃度(LC50)分別為1.52、0.810、0.520和0.310 μg·L-1(表2)。采用特倫堡(Turubell)的安全濃度計算公式：SC=48 h LC50×0.3/(24 h LC50/48 h LC50)2，計算得出氰戊菊酯對日本囊對蝦的安全濃度(SC)為0.069 0 μg·L-1。

2.2醚菊酯對日本囊對蝦的急性毒性試驗

試驗期間，不同濃度醚菊酯對日本囊對蝦的死亡率見表3。日本囊對蝦暴露于高濃度的醚菊酯(3.20～5.00 μg·L-1)中，短時間內(nèi)便能將其大部分致死，24 h的平均死亡率達(dá)80%～100%；暴露于中等濃度的醚菊酯(1.26～1.99 μg·L-1)中，日本囊對蝦陸續(xù)發(fā)生死亡，48 h的平均死亡率達(dá)40%～85%；暴露于低濃度的醚菊酯(0.500～0.790 μg·L-1)中，日本囊對蝦的死亡率前期較低，后期較高，96 h的平均死亡率達(dá)20%～45%。由此表明，在醚菊酯濃度為0.500～5.00 μg·L-1范圍內(nèi)，日本囊對蝦的平均死亡率隨著醚菊酯濃度的升高和暴露時間的延長而增加，兩者呈明顯的濃度效應(yīng)和時間效應(yīng)。

表3　醚菊酯對日本囊對蝦急性毒性試驗結(jié)果Tab.3　Mortality in the acute toxicity of Ethofenprox on Penaeus japonicus

表4　不同時間下醚菊酯對日本囊對蝦的LC50值Tab.4　LC50 values of Ethofenprox to Penaeus japonicus at different exposure times

續(xù)表4

注：P：死亡率概率單位；C：醚菊酯濃度對數(shù)。

Notes：Pwas the probability unit of mortality,Cwas the logarithm of concentration of Ethofenprox.

醚菊酯對日本囊對蝦的24、48、72和96 h半致死濃度分別為1.88、1.30、0.940和0.760 μg·L-1(表4)。采用特倫堡的安全濃度計算公式，計算得出醚菊酯對日本囊對蝦的安全濃度為0.190 μg·L-1。

2.3兩種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對日本囊對蝦的中毒癥狀

在兩種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的急性暴露下，試驗初期，暴露于低濃度氰戊菊酯(0.200～0.320 μg·L-1)和醚菊酯(0.500～0.790 μg·L-1)的日本囊對蝦在試驗容器底部水層聚集，游動正常，與對照組相似，無異常行為；48 h后少數(shù)日本囊對蝦出現(xiàn)側(cè)翻等輕微中毒癥狀；在暴露72 h后約0%～25%的日本囊對蝦出現(xiàn)死亡。暴露于中等濃度氰戊菊酯(0.500～0.800 μg·L-1)的日本囊對蝦，12 h后約10%出現(xiàn)急躁不安，浮出水面撞壁，間歇性的急促游動或跳躍等癥狀，隨后身體逐漸失去平衡，側(cè)翻于池底；24 h后開始出現(xiàn)死亡。暴露于中等濃度的醚菊酯(1.26～1.99 μg·L-1)的日本囊對蝦，12 h后出現(xiàn)蝦體失去平衡，側(cè)倒，步足張開，24 h后蝦體出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。暴露于高濃度氰戊菊酯(1.25～2.00 μg·L-1)的日本囊對蝦2～3 h表現(xiàn)出容易受到驚嚇、急躁不安、間歇性的急促游動、跳躍撞壁等現(xiàn)象，隨著時間的延長，6 h后日本囊對蝦活力逐漸減弱，軀體弓著或張著，逐漸失去平衡，出現(xiàn)側(cè)躺現(xiàn)象，步足僵硬張開，微微顫抖，對外界刺激反應(yīng)遲鈍，直至死亡；暴露6 h后，日本囊對蝦開始出現(xiàn)死亡，死亡率約為30%。而暴露于高濃度醚菊酯(3.20～5.00 μg·L-1)的日本囊對蝦2～4 h后，即出現(xiàn)蝦體失去平衡，側(cè)倒，隨著暴露時間的增加，蝦體變白卷曲僵硬，偶爾抽動，活力逐漸減弱，未見到步足微微顫抖的現(xiàn)象；6 h后開始出現(xiàn)死亡，死亡率約為60%；隨后陸續(xù)出現(xiàn)死亡，24 h后死亡率達(dá)80%以上。

3　討論

3.1兩種農(nóng)藥對日本囊對蝦急性毒性試驗結(jié)果

根據(jù)相關(guān)報道，有關(guān)擬除蟲菊酯農(nóng)藥類對蝦類的半致死濃度和安全濃度有：溴氰菊酯對克氏原螯蝦(Procambarusclarkii)的24、48、96 h LC50分別為0.156、0.099 3和 0.056 2μg·L-1[8]。溴氰菊酯和聯(lián)苯菊酯對大型溞 (Daphniamagna)的48 h LC50分別為0.038 5 μg·L-1和0.130 μg·L-1[9]。氯氰菊酯對日本沼蝦(MacrobrachiμmNipponensis)的安全濃度為0.015 7 μg·L-1[10]，在鹽度20 和5下氯氰菊酯對凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)的安全濃度分別為0.038 2和0.017 0 μg·L-1[11]，氯氰菊酯對中華米蝦(Caridinadenticulatasinensis)的安全濃度為0.007 7 μg·L-1[12]。而本試驗結(jié)果表明，兩種農(nóng)藥對日本囊對蝦安全濃度范圍為0.069 0～0.190 μg·L-1，與氯氰菊酯毒性相當(dāng)，均表現(xiàn)為極高毒[13]。從安全濃度上，可以看出兩種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對日本囊對蝦毒性大小為：氰戊菊酯>醚菊酯。由于這兩種擬除蟲菊酯殺蟲劑對日本囊對蝦的毒性很高，限制了其在水田、魚塘等范圍內(nèi)的應(yīng)用，因此在使用這兩種農(nóng)藥清塘或者防治魚病時需非常謹(jǐn)慎，以免造成日本囊對蝦的死亡。

3.2日本囊對蝦中毒癥狀的討論

擬除蟲菊酯的毒性主要表現(xiàn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的強(qiáng)烈興奮癥狀。按照不同急性癥狀可分為兩類：Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型無α-氰基取代的擬除蟲菊酯，如氯菊酯，這一類殺蟲劑對神經(jīng)原產(chǎn)生廣泛的重復(fù)放電現(xiàn)象，中毒動物出現(xiàn)高度興奮、細(xì)小震顫、抽搐和不協(xié)調(diào)運(yùn)動；Ⅱ型有α-氰基取代擬除蟲菊酯包括溴氰菊酯、氯氰菊酯等，這一類不產(chǎn)生重復(fù)放電，使軸突及運(yùn)動神經(jīng)原更易去極化，動物接觸藥劑后很快產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)痙攣及驚厥等[14-15]。本試驗選擇兩種擬除蟲菊酯殺蟲劑既包含有Ⅰ型醚菊酯，也有Ⅱ型氰戊菊酯。試驗結(jié)果表明日本囊對蝦暴露在氰戊菊酯的中毒癥狀如瞬時急促游動，伴有撞壁游動，軀體弓著或張著，步足張開僵硬且微微顫抖，蝦體失去平衡，出現(xiàn)翻滾、側(cè)躺等現(xiàn)象與商利新[9]報道的日本沼蝦暴露在甲胺磷中所表現(xiàn)出的神經(jīng)中毒癥狀相似，而日本囊對蝦暴露在醚菊酯下雖未見到步足微微顫抖的現(xiàn)象，但仍有間歇性的急促游動或跳躍等癥狀。綜上可以簡單判斷兩種殺蟲劑對日本囊對蝦的中毒癥狀均表現(xiàn)為神經(jīng)中毒癥狀，但是不同殺蟲劑間并未表現(xiàn)出明顯的差異性，對于這兩種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的毒性作用機(jī)理需要做進(jìn)一步的研究。

4　結(jié)論

1)本試驗表明：氰戊菊酯和醚菊酯對日本囊對蝦表現(xiàn)為極高毒性，對日本囊對蝦的死亡率具有明顯的時間、濃度效應(yīng)。兩種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對日本囊對蝦毒性的大小為：氰戊菊酯>醚菊酯。

2)兩種殺蟲劑對日本囊對蝦的中毒癥狀均表現(xiàn)為神經(jīng)中毒癥狀，兩種殺蟲劑間并未表現(xiàn)出明顯的差異性。

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Acute toxicity of Fenvalerate and Ethofenprox on Penaeus japonicus

CHEN Yufeng

(FisheriesResearchInstituteofFujian，Xiamen361013，China)

TostudytheacutetoxiceffectsoftwopyrethroidinsecticidesonPenaeus japonicus，theacutetoxicityofFenvalerateandEthofenproxonPenaeus japonicus[weight(10.6±2.5)g]wasstudiedunderlaboratoryconditions[watertemperature(18.2±0.3) ℃]bythesemi-statictestmethod.Themeanstaticacute24hLC50、48hLC50、72hLC5 0、96hLC50ofFenvalerateonPenaeus japonicuswere1.52、0.810、0.520、0.310μg·L-1，respectively.Themeanstaticacute24hLC50、48hLC50、72hLC50、96hLC50ofEthofenproxonPenaeus japonicuswere1.88、1.30、0.940、0.760μg·L-1，respectively.Thesafeconcentration(SC)ofFenvalerateandEthofenproxwere0.069 0μg·L-1and0.190μg·L-1.Theresultsshowedthattheorderfromstrongtoweakofacutetoxicityoftwopyrethroidinsecticideswhichwerebelongedtothehigh-toxicsubstanceonPenaeus japonicuswasFenvalerate>Ethofenprox.Asapondclearingdrug，itshouldbecarefullyused.

Penaeus japonicus；Fenvalerate；Ethofenprox；acutetoxity

2016-01-05

福建省海洋與漁業(yè)廳重點項目[閩海漁 (2010)1-02].

陳宇鋒(1982-)，男，助理研究員，主要從事海洋與漁業(yè)生態(tài)環(huán)境研究.E-mail：ayfchen@163.com

S949

A

1006-5601(2016)02-0126-06

陳宇鋒.氰戊菊酯、醚菊酯對日本囊對蝦的急性毒性[J].漁業(yè)研究，2016，38(2)：126-131.