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        6種稻田除草劑對斑馬魚和大型溞的急性毒性

        2021-11-18 17:12:45吳若函郭曉瑜辛星丁悅嚴(yán)海娟余向陽
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2021年19期
        關(guān)鍵詞:除草劑

        吳若函 郭曉瑜 辛星 丁悅 嚴(yán)海娟 余向陽

        摘要:為明確稻田除草劑對水生生物的安全性,通過靜態(tài)法測定6種除草劑10%唑酰草胺乳油、20%唑·滅草松微乳劑、20%唑·氰氟乳油、18%五氟·氰氟草可分散油懸浮劑、20%氰氟·雙草醚可分散油懸浮劑和15%嘧肟·氰氟草水乳劑對斑馬魚和大型溞的急性毒性,并進(jìn)行安全性評價(jià)。結(jié)果顯示,10%唑酰草胺乳油對斑馬魚、大型溞的急性毒性為高毒,20%唑·滅草松微乳劑、20%唑·氰氟乳油對斑馬魚、大型溞的急性毒性為中毒,18%五氟·氰氟草可分散油懸浮劑、20%氰氟·雙草醚可分散油懸浮劑和15%嘧肟·氰氟草水乳劑對斑馬魚、大型溞的急性毒性為低毒。由此可見,對于中高毒農(nóng)藥,應(yīng)嚴(yán)格控制其使用量,從而減少其對水生生物的毒害作用。

        關(guān)鍵詞:除草劑;斑馬魚;大型溞;急性毒性;安全濃度

        中圖分類號: TQ450.2+6文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號:1002-1302(2021)19-0223-03

        芳氧苯氧丙酸酯類除草劑因其高效、安全等特點(diǎn)而在全球除草劑市場上占據(jù)了穩(wěn)定的地位[1]。由于芳氧苯氧丙酸酯類除草劑及其復(fù)配制劑廣泛應(yīng)用于稻田,因此不可避免地會進(jìn)入水生生態(tài)環(huán)境,從而對水生生物造成危害。目前,關(guān)于芳氧苯氧丙酸酯類除草劑復(fù)配制劑對水生生物毒性影響的研究還比較少。斑馬魚、大型溞目前是水生生態(tài)毒理研究中重點(diǎn)關(guān)注的生物,被廣泛應(yīng)用于水生生物的安全性評價(jià)[2]。本研究通過測定6種稻田除草劑對斑馬魚和大型溞的急性毒性,以期為其在稻田中的合理使用提供依據(jù)。

        1材料與方法

        本試驗(yàn)于2019年4—8月在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院進(jìn)行。

        1.1供試生物

        1.1.1斑馬魚斑馬魚(Brachydonio rerio)購自上海費(fèi)曦生物科技有限公司,選擇體長1.0~3.0 cm、健康無病的斑馬魚用于試驗(yàn)。試驗(yàn)前預(yù)養(yǎng)7~14 d,試驗(yàn)前24 h停止喂食。

        1.1.2大型溞大型溞(Daphnia magna Straus)購自武漢科樂多生物科技有限公司,在實(shí)驗(yàn)室自行培養(yǎng)3代以上。試驗(yàn)用溞為來源于同一母系、出生 24 h 內(nèi)的非頭胎溞。

        1.2供試藥劑

        主要藥劑有10%唑酰草胺乳油(濟(jì)南綠霸農(nóng)藥有限公司)、20%唑·滅草松微乳劑(濟(jì)南綠霸農(nóng)藥有限公司)、20%唑·氰氟乳油(濟(jì)南綠霸農(nóng)藥有限公司)、18%五氟·氰氟草可分散油懸浮劑(江蘇華農(nóng)生物化學(xué)有限公司)、20%氰氟·雙草醚可分散油懸浮劑(江蘇華農(nóng)生物化學(xué)有限公司)、15%嘧肟·氰氟草水乳劑(江蘇華農(nóng)生物化學(xué)有限公司)。

        1.3主要儀器設(shè)備

        Agilent 1260液相色譜儀;日本島津AUW220D電子天平;PRX-1000B光照智能培養(yǎng)箱;氮吹儀;100~1 000 μL可調(diào)移液器;容量瓶;離心管;0.45 μm 水相濾膜。

        1.4試驗(yàn)方法

        1.4.1斑馬魚急性毒性試驗(yàn)本試驗(yàn)參照《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)則》的規(guī)定[3]進(jìn)行,采用靜態(tài)法試驗(yàn),每個(gè)魚缸裝入3 L試驗(yàn)藥液,再放入10尾斑馬魚,每個(gè)濃度設(shè)置1個(gè)平行,并設(shè)置空白對照。試驗(yàn)用水的pH值為6.0~8.5,水質(zhì)硬度為 10~250 mg/L(以CaCO3計(jì)),水溫21~25 ℃,光—暗周期為16 h—8 h。試驗(yàn)開始后,分別在0、96 h從各濃度組取樣,檢測試驗(yàn)藥液的濃度。

        1.4.2大型溞急性毒性試驗(yàn)本試驗(yàn)同樣參照《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)則》的規(guī)定[4]進(jìn)行,在100 mL燒杯中裝入50 mL試驗(yàn)藥液,再在每個(gè)燒杯中放入5個(gè)大型溞,每個(gè)濃度設(shè)置4個(gè)平行,并設(shè)置空白對照組。試驗(yàn)用水的pH值為6.0~9.0,水質(zhì)硬度為140~250 mg/L(以CaCO3計(jì)),溶解氧含量≥3.0 mg/L,水溫為18~22 ℃,光—暗周期為 16 h—8 h。試驗(yàn)開始后,分別在0、48 h從各濃度組取樣,檢測試驗(yàn)藥液的濃度。

        1.5毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

        根據(jù)《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)則》[3-4],毒性等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

        1.6數(shù)據(jù)分析

        所有毒性數(shù)據(jù)均用統(tǒng)計(jì)軟件DPS 7.05(浙江大學(xué))進(jìn)行處理,計(jì)算各藥劑對斑馬魚、大型溞的半數(shù)致死濃度(LC50)或半數(shù)抑制濃度(EC50)、95%置信區(qū)間和毒性回歸方程。安全濃度(SC)采用特倫堡(Turubell)公式[5]計(jì)算:SC=LC50(48 h)×0.3÷[LC50(24 h)÷LC50(48 h)]2

        2結(jié)果與分析

        2.1參比試驗(yàn)

        為了評估試材是否符合試驗(yàn)要求,試驗(yàn)前用重鉻酸鉀對斑馬魚、大型溞進(jìn)行參比試驗(yàn)。重鉻酸鉀對斑馬魚24 h的LC50為279 mg a.i./L,95%置信區(qū)間為256~315 mg a.i./L,重鉻酸鉀對斑馬魚的LC50(24 h)應(yīng)在200~400 mg a.i./L范圍內(nèi)[3],本試驗(yàn)符合質(zhì)量控制要求。重鉻酸鉀對大型溞24 h的EC50為1.41 mg a.i./L,95%置信區(qū)間為1.25~1.60 mg a.i./L,重鉻酸鉀對大型溞的EC50(24 h)應(yīng)在0.6~2.1 mg a.i./L范圍內(nèi)[4],本試驗(yàn)符合質(zhì)量控制要求。

        2.2試驗(yàn)藥液濃度

        試驗(yàn)藥液的濃度測定結(jié)果表明,所有實(shí)測濃度均在設(shè)計(jì)濃度的80%~120%范圍內(nèi)。因此,本試驗(yàn)采用設(shè)計(jì)濃度計(jì)算半數(shù)效應(yīng)濃度和95%置信區(qū)間。

        2.36種稻田除草劑對斑馬魚的急性毒性

        由表2可以看出,10%唑酰草胺乳油對斑馬魚在96 h時(shí)的LC50為0.445 mg a.i./L,毒性為高毒;20%唑·滅草松微乳劑、20%唑·氰氟乳油對斑馬魚在96 h時(shí)的LC50分別為7.15、1.53 mg a.i./L,毒性均為中毒;18%五氟·氰氟草可分散油懸浮劑、20%氰氟·雙草醚可分散油懸浮劑、15%嘧肟·氰氟草水乳劑對斑馬魚在96 h時(shí)的LC50分別為15.73、15.91、16.30 mg a.i./L,毒性均為低毒;10%唑酰草胺乳油、20%唑·滅草松微乳劑、20%唑·氰氟乳油、18%五氟·氰氟草可分散油懸浮劑、20%氰氟·雙草醚可分散油懸浮劑、15%嘧肟·氰氟草水乳劑的安全濃度分別為0.10、2.15、0.45、3.87、4.46、4.42 mg a.i./L。

        2.46種稻田除草劑對大型溞的急性毒性

        由表3可以看出,10%唑酰草胺乳油對大型溞在48 h時(shí)的EC50為0.46 mg a.i./L,毒性為高毒;20%唑·滅草松微乳劑、20%唑·氰氟乳油對大型溞在48 h時(shí)的EC50分別為6.09、1.33 mg a.i./L,毒性為中毒;18%五氟·氰氟草可分散油懸浮劑、20%氰氟·雙草醚可分散油懸浮劑、15%嘧肟·氰氟草水乳劑對大型溞在48 h時(shí)的EC50分別為14.15、12.03、20.29 mg a.i./L,毒性為低毒;10%唑酰草胺乳油、20%唑·滅草松微乳劑、20%唑·氰氟乳油、18%五氟·氰氟草可分散油懸浮劑、20%氰氟·雙草醚可分散油懸浮劑和15%嘧肟·氰氟草水乳劑的安全濃度分別為010、1.62、0.26、2.14、1.79、4.26 mg a.i./L。

        3結(jié)論與討論

        在6種受試制劑中,唑酰草胺及其復(fù)配制劑對斑馬魚、大型溞的毒性較高,為中毒或高毒;氰氟草酯復(fù)配制劑對斑馬魚、大型溞的毒性較低,為低毒。唑酰草胺、氰氟草酯屬于芳氧苯氧丙酸酯類除草劑,這類除草劑是一類高活性的除草劑[6],可以抑制生物體內(nèi)乙酰輔酶A羧化酶(ACCase)的活性[7],乙酰輔酶A羧化酶是合成脂肪酸的關(guān)鍵催化酶[8],芳氧苯氧丙酸酯類除草劑通過抑制植物體內(nèi)脂肪酸的合成而達(dá)到除草的目的。由此可見, 芳氧苯氧丙酸酯類除草劑可能通過抑制斑馬魚、大型溞體內(nèi)的乙酰輔酶A羧化酶活性而影響斑馬魚和大型溞的內(nèi)分泌系統(tǒng),從而產(chǎn)生毒害作用。有研究發(fā)現(xiàn),芳氧苯氧丙酸酯類除草劑對斑馬魚的胚胎有發(fā)育毒性,會產(chǎn)生氧化損傷和細(xì)胞凋亡,并能誘導(dǎo)內(nèi)分泌相關(guān)基因的表達(dá)上調(diào)[6,9-10]。芳氧苯氧丙酸酯類復(fù)配制劑對斑馬魚、大型溞的慢性毒性效應(yīng)和致毒機(jī)制也有待進(jìn)一步研究。嘧啶肟草醚、雙草醚屬于嘧啶水楊酸類除草劑,嘧啶水楊酸類除草劑通過抑制乙酰乳酸合成酶(ALS)的活性來抑制生物體內(nèi)支鏈氨基酸的合成[11]。由于動物體內(nèi)并不存在乙酰乳酸合成酶,因此嘧啶水楊酸類除草劑對非靶標(biāo)動物非常安全。氰氟草酯原藥對斑馬魚成魚的LC50(96 h)為4.05 mg/L[6],毒性為中毒。在本研究中,氰氟草酯與嘧啶肟草醚、雙草醚分別復(fù)配后,毒性均為低毒。由此可見,芳氧苯氧丙酸酯類除草劑在和低毒的嘧啶水楊酸類除草劑復(fù)配后毒性降低。

        在稻田中使用除草劑時(shí),應(yīng)盡量選擇低毒除草劑;對于中高毒除草劑,應(yīng)嚴(yán)格控制其用量,減少對水生生物的毒害作用。在選擇稻田除草劑時(shí),應(yīng)盡量避免單獨(dú)使用毒性較高的芳氧苯氧丙酸酯類除草劑,而使用芳氧苯氧丙酸酯類除草劑和嘧啶水楊酸類

        除草劑的復(fù)配制劑,以降低對水生生物的毒害作用。

        參考文獻(xiàn):

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        基金項(xiàng)目:國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(編號:CARS-30-5-03)。

        作者簡介:吳若函(1987—),女,江蘇南京人,碩士,助理研究員,主要從事農(nóng)藥生態(tài)毒理學(xué)研究。E-mail:wuruohan0420@163.com。

        通信作者:余向陽,博士,研究員,主要從事農(nóng)藥環(huán)境轉(zhuǎn)歸及生態(tài)毒理研究。E-mail:yuxy@jaas.ac.cn。

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