王星懿，郭禧倩，王升飛，卞丹丹，李 兵，孫海娜

（蘇州大學 基礎醫(yī)學與生物科學學院，江蘇 蘇州 215123）

家蠶（Bombyx mori）屬鱗翅目蠶蛾科，在我國已有5000多年的馴化史，是以桑葉為食料而吐絲結繭的重要經濟昆蟲。蠶桑產業(yè)作為我國的傳統(tǒng)優(yōu)勢產業(yè)，在國際市場上占據主導地位，繭絲產量占世界總產量的78%以上。然而，由于長期室內馴化，家蠶對農藥尤其是以害蟲為靶標的殺蟲劑十分敏感［1～3］。由農林害蟲防治導致的桑園農藥污染事件頻發(fā)，這給蠶業(yè)的安全生產帶來了極大的隱患［4～6］。因此，明確環(huán)境中農藥暴露對家蠶的毒性具有重要的意義。

擬除蟲菊酯類殺蟲劑具有活性高、殺蟲譜廣、藥效快、對人和動物低毒等特點，其市場份額已占全球農藥市場的四分之一［7］。高效氯氟氰菊酯作為擬除蟲菊酯類殺蟲劑的代表，被廣泛應用于多種農林害蟲的防治，特別是對鱗翅目害蟲具有顯著的田間防治效果。高效氯氟氰菊酯的使用可能對許多非靶標生物造成嚴重的生態(tài)風險［8，9］。因此，明確該農藥的毒性特征將有助于預防和減少其對非靶標生物的危害。

本文采用浸葉法，測定了高效氯氟氰菊酯對5齡家蠶的急性毒性，并通過亞致死濃度LC10添毒統(tǒng)計家蠶生長發(fā)育指標，評估環(huán)境中高效氯氟氰菊酯殘留對家蠶的慢性毒性，為該農藥的安全合理使用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試品種

供試家蠶品種為“菁松×皓月”，由江蘇省東臺市蠶種場提供。

1.2 供試藥劑

高效氯氟氰菊酯（λ-cyhalothrin，100%）原藥購于美國Sigma-Aldrich公司。色譜純級丙酮購于Sig?ma-Aldrich。非離子型表面活性劑吐溫80購于上海麥克林生化有限公司。

1.3 試驗方法

稱取適量高效氯氟氰菊酯原藥溶于丙酮中，加入與丙酮等體積的表面活性劑吐溫80，配置濃度為1 mg/mL的母液。根據預實驗的結果，在死亡率為0～100%的有效濃度范圍區(qū)間，用蒸餾水將母液稀釋為0.125 mg/L，0.25 mg/L，0.5 mg/L，1 mg/L和2 mg/L的5個系列梯度濃度的供試液。對照組為1‰丙酮+吐溫80（體積比為1∶1）水溶液。采摘桑葉大小均勻的成熟葉片，將葉片完全浸潤于供試液20 s，取出后自然晾干。每個處理組各設3個重復，每個重復20頭蠶，分別放入25 cm×15 cm×10 cm的養(yǎng)蟲盒內。桑葉添毒24 h后，調查死亡和存活家蠶頭數。

用亞致死濃度（LC10）高效氯氟氰菊酯對5齡第3 d家蠶連續(xù)添毒至上蔟結繭，對照組和LC10處理組各設三個重復，每個重復30頭蠶。每24 h稱量并記錄蠶體重，5頭/組，每個重復各統(tǒng)計3組。記錄死亡和結繭情況，并對死亡率和結繭率進行統(tǒng)計。家蠶農藥添毒試驗的環(huán)境條件為：溫度25±1℃，相對濕度60%～75%。

1.4 統(tǒng)計分析

測定數據用Finney標準概率分析法以及Abbott法計算校正死亡率［10，11］，采用R腳本（https：//github.com/JuanSilva89/Probit-analysis）計算高效氯氟氰菊酯對5齡第3天家蠶的半致死濃度LC50（24 h）和95%置信區(qū)間。實驗數據用平均數±標準差（Mean±SD）表示，差異顯著性分析采用單因素方差分析法，其中P＜0.05即達到顯著水平。采用origin 9.1（OriginLab Corporation，Northampton，MA，USA）繪圖軟件對統(tǒng)計數據進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 高效氯氟氰菊酯對5齡第3天家蠶的急性毒性

高效氯氟氰菊酯浸葉添毒5齡第3天家蠶24 h后，家蠶死亡數量隨添毒濃度的升高而增大（表1），并呈現出明顯的劑量與效應關系（圖1）。采用概率分析法計算得出高效氯氟氰菊酯對5齡第3 d家蠶的LC50（24 h）為0.449 mg/L，95%置信區(qū)間為0.416 mg/L～0.484 mg/L；毒力回歸方程為Y=3.875X+6.348，P值為0.554。參照2014版國家標準GB/T31270.11《化學農藥環(huán)境安全評價試驗準則第11部分：家蠶急性毒性試驗》附錄A“農藥對家蠶的毒性等級劃分”［12］，表明高效氯氟氰菊酯對家蠶5齡幼蟲具有劇毒（LC50＜0.5 mg/L），具有強致死作用，并且風險性極高。

圖1 不同濃度高效氯氟氰菊酯處理5齡家蠶24 h的死亡率曲線Fig.1 The Death Curve of the Fifth Instar Larvae After Exposed to λ-cyhalothrin for 24 h

表1 不同濃度高效氯氟氰菊酯添毒5齡家蠶24 h的死亡情況Table 1 The Death of the Fifth Instar Larvae of Silkworm after Exposed to λ-cyhalothrin for 24 h

2.2 亞致死濃度（LC10）高效氯氟氰菊酯對家蠶的慢性毒性

根據毒力回歸方程計算得出，高效氯氟氰菊酯對5齡第3天家蠶的24 h亞致死濃度LC10為0.210 mg/L。用LC10的高效氯氟氰菊酯對5齡第3 d家蠶進行連續(xù)添毒試驗，其對家蠶體重的影響如圖2所示。從圖2可以看出，對照組家蠶在0 h、24 h、48 h、72 h和96 h的體重平均值分別為2.141、2.962、3.588、4.052、4.218 g/頭，96 h體重增長率為97.01%，而LC10的高效氯氟氰菊酯連續(xù)喂毒組家蠶在0 h、24 h、48 h、72 h和96 h的體重平均值分別為2.127、2.231、2.114、2.199、2.345 g/頭，96 h體重增長率僅為10.25%；LC10的高效氯氟氰菊酯連續(xù)喂毒組熟蠶體重為1.808 g/頭，與對照組相比顯著降低，僅為對照組熟蠶體重的51.28%。結果表明，LC10濃度高效氯氟氰菊酯添毒顯著抑制了家蠶體重的增長。

圖2 LC10高效氯氟氰菊酯對家蠶體重的影響Fig 2 The Effects of Sublethal Concentration of λ-cyhalothrin LC10on the Body Weight of SilkwormA代表0～96 h家蠶體重變化；B代表熟蠶體重A indicates the body weight changes at 0～96 h；B indicates the matured larvae weight

LC10的高效氯氟氰菊酯添毒對家蠶化蛹及死籠率的影響如圖3所示。圖3顯示，LC10的高效氯氟氰菊酯顯著抑制了家蠶的化蛹，其化蛹率僅為55.56%，而對照組蠶化蛹率為96.67%；LC10的高效氯氟氰菊酯添毒組家蠶死籠率高達32.27%，而對照組僅為2.30%。結果表明，LC10的高效氯氟氰菊酯可嚴重影響家蠶的正常生長發(fā)育，微量農藥殘留即可對蠶業(yè)的安全生產造成極大的隱患。

圖3 LC10高效氯氟氰菊酯對家蠶化蛹率和死籠率的影響Fig.3 The Effects of Sublethal Concentration of λ-cyhalothrin LC10on the Cocooning Rate and Rate of Dead Worm Cocoons of SilkwormA代表化蛹率；B代表死籠率A indicates cocooning rate；Bindicates rate of dead worm cocoons

3 討論

近年來，由于農藥污染導致的家蠶中毒事件時常發(fā)生，給蠶農帶來了巨大的經濟損失，已成為影響蠶桑產業(yè)健康發(fā)展的重要因素之一。高效氯氟氰菊酯作為擬除蟲菊酯類殺蟲劑的典型代表，具有殺蟲譜廣、藥效快、對哺乳動物和人類低毒等特點，被廣泛應用于農林害蟲防治。然而，其對家蠶的毒性特征尚不明確。本研究采用浸葉法，測定高效氯氟氰菊酯對5齡第3天家蠶的24 h急性毒性（LC50）為0.449 mg/L。參照國家環(huán)境保護總局制定的《化學農藥環(huán)境安全評價試驗準則》［12］，高效氯氟氰菊酯對家蠶的毒性等級為劇毒，顯示具有極高風險性，一旦桑葉受到該農藥污染，家蠶就會出現中毒死亡。為此，建議蠶區(qū)及周邊在養(yǎng)蠶期間禁止使用高效氯氟氰菊酯進行害蟲防治。

環(huán)境中的殺蟲劑殘留可能對非靶標物種造成不可逆的影響。已有研究表明，在植物花粉中已發(fā)現高效氯氟氰菊酯的殘留，并且亞致死濃度的高效氯氟氰菊酯對意大利蜜蜂（Aphismellifera）中腸、下咽腺和大腦均有嚴重損傷［13］，表明非靶標昆蟲已受到自然環(huán)境中攝入殺蟲劑的影響。此外，暴露于亞致死濃度的高效氯氟氰菊酯，可降低辣根猿葉甲（Phaedon cochleariae）雌成蟲的取食并影響其生殖［14］，以及延長凹唇壁蜂（Osmia excavata）幼蟲發(fā)育時間及成蟲羽化率［15］。本研究通過以亞致死濃度LC10連續(xù)添毒，評估高效氯氟氰菊酯對家蠶5齡幼蟲的慢性毒性，發(fā)現處理組家蠶食桑量減少并出現明顯的拒食癥狀，同時家蠶發(fā)育時間延長，上蔟時間晚于對照組，體重增長抑制，結繭率降低，死籠率升高，表明LC10的高效氯氟氰菊酯在家蠶幼蟲發(fā)育和蛹變態(tài)過程中具有潛在的破壞性。因此，桑園及周邊作物中正確合理使用高效氯氟氰菊酯，對保障蠶業(yè)的健康和持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本試驗研究結果也為揭示菊酯類農藥對家蠶的毒性提供了理論依據，可為蠶區(qū)合理規(guī)范用藥提供參考。