楊 瑾，郭 碩，劉新剛，張 蘭，毛連綱，朱麗珍，蔣紅云，張燕寧

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，植物病蟲害生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽（emamectin benzoate），又名甲維鹽，是從阿維菌素B1開始合成的新型、安全、高效、綠色的半合成抗生素殺蟲劑[1]，目前主要用于鱗翅目、鞘翅目、螨類等害蟲的綜合防治。同時，甲維鹽相比阿維菌素的殺蟲活性提高了數(shù)倍乃至數(shù)百倍。例如，其對煙草夜蛾的防效是阿維菌素的43倍，對谷類夜蛾的防效是阿維菌素的105倍，特別是對鱗翅目害蟲的殺蟲活性具有增效作用[2]，因而其在殺蟲劑市場占有舉足輕重的地位。甲維鹽最早在水稻上開始登記使用，后陸續(xù)在玉米、果樹等作物上得到推廣。隨著甲維鹽使用量的逐年遞增，因其相對穩(wěn)定的特性，在環(huán)境水和土壤中的半衰期較長，導(dǎo)致對環(huán)境中的非靶標(biāo)生物造成潛在的毒害。此外，其在人體健康方面也存在較大負(fù)面影響。Niu等[3]研究表明，甲維鹽通過抑制人體肺細(xì)胞16HBE增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生毒性并引起線粒體凋亡，進(jìn)而對人體產(chǎn)生較大的毒害風(fēng)險。因此，甲維鹽帶來的環(huán)境污染和生態(tài)安全等熱點(diǎn)問題已逐漸引起廣泛關(guān)注。

根據(jù)中國農(nóng)藥信息網(wǎng)，目前已登記的甲維鹽主要劑型為微乳劑、乳油、懸浮劑等。同一有效成分不同劑型農(nóng)藥對非靶標(biāo)生物產(chǎn)生的毒性效應(yīng)可能不同，部分化學(xué)農(nóng)藥的制劑產(chǎn)品對非靶標(biāo)生物的毒性高于原藥的毒性，如百菌清和雙甲脒制劑對蜜蜂的經(jīng)口毒性比原藥高4倍以上[4]；戊唑醇對大型溞的急性毒性比原藥高1.4～6.1倍[5]；二嗪磷原藥對鵪鶉為高毒，但其乳油和顆粒劑產(chǎn)品對鵪鶉的毒性均為劇毒[6]；硝磺草酮制劑及原藥對斑馬魚的急性毒性順序?yàn)閼腋究煞稚腋舅稚⒘驹嶽7]。此外，部分農(nóng)藥助劑不僅具有增強(qiáng)發(fā)育神經(jīng)毒性、遺傳毒性和擾亂激素功能等危害，還可能增強(qiáng)農(nóng)藥制劑對微生物、植物、魚類和兩棲動物的毒性等[8]。

為探究不同劑型的甲維鹽對非靶標(biāo)生物的毒性差異，本試驗(yàn)分別測定了5.7%甲維鹽乳油、3.4%甲維鹽微乳劑、5.7%甲維鹽水分散粒劑和5.7%甲維鹽懸浮劑4種劑型對日本鵪鶉、斑馬魚、大型溞、蜜蜂、家蠶和蚯蚓的急性毒性，為評價甲維鹽不同劑型對非靶標(biāo)生物的毒性差異提供數(shù)據(jù)支撐，同時為指導(dǎo)在實(shí)際生產(chǎn)中綠色環(huán)保劑型的研發(fā)及不同劑型在環(huán)境中的合理應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試生物。日本鵪鶉（Coturnix japonica）：30日齡，體重90～110 g；斑馬魚（Danio rerio）：體長為1.0～3.0 cm，在本實(shí)驗(yàn)室條件馴養(yǎng)7 d以上；大型溞（Daphnia magna）：本實(shí)驗(yàn)室條件下培養(yǎng)3代以上，處于孤雌生殖狀態(tài)，使用出生6～24 h非頭胎溞；意大利蜜蜂（Apis mellifera L.）：成年工蜂，以健康、發(fā)育一致的為試驗(yàn)材料；家蠶（Bombyx mori L.）：品種為‘菁松×皓月’，以二齡起蠶為試驗(yàn)材料，孵化率在99%以上；赤子愛勝蚓（Eisenia foetida）成蚓：體重在0.30～0.60 g之間，引種后在本實(shí)驗(yàn)室條件馴養(yǎng)7 d以上。以上所有供試生物的品系和來源如表1所示。

表1 供試生物信息

供試農(nóng)藥。5.7%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽乳油、3.4%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽微乳劑、5.7%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽懸浮劑和5.7%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽水分散粒劑，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所農(nóng)藥研究室。

儀器設(shè)備。萬分之一分析天平，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；移液槍，德國Eppendorf公司；便攜式多參數(shù)測定儀，梅特勒-托利多國際貿(mào)易（上海）有限公司；水質(zhì)硬度計，上海三信儀表廠；智能人工氣候箱，寧波海曙賽福實(shí)驗(yàn)儀器廠。

1.2 試驗(yàn)方法

本研究根據(jù)GB/T 31270—2014《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗(yàn)準(zhǔn)則》[9]進(jìn)行甲維鹽4種劑型對各非靶標(biāo)生物的急性毒性試驗(yàn)。

鳥類急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)：用鳥以經(jīng)口灌注法一次性給藥1.0 mL/100 g bw，4種劑型甲維鹽分別設(shè)置6個濃度，并設(shè)空白對照組，每組10只鵪鶉，雌雄各半。連續(xù)7 d觀察試驗(yàn)用鳥的死亡情況與中毒癥狀。

魚類急性毒性試驗(yàn)：采用半靜態(tài)法進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)用水經(jīng)曝氣去氯處理，每24 h更換1次試驗(yàn)藥液。將4種劑型甲維鹽分別設(shè)置成6個濃度組，并設(shè)空白對照組。將試驗(yàn)用魚放入按濃度配制的水中，每缸5 L水，10尾魚。試驗(yàn)6 h之內(nèi)隨時觀察記錄魚染毒后癥狀，于24、48、72、96 h記錄魚中毒癥狀和死亡率，并及時清理死魚。

大型溞運(yùn)動抑制試驗(yàn)：采用靜態(tài)法進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)用水經(jīng)曝氣去氯處理，在黑暗條件下進(jìn)行。將4種劑型甲維鹽分別設(shè)置成6個濃度組，并設(shè)空白對照組。用50 mL的燒杯裝40 mL試驗(yàn)液，每個處理設(shè)4個重復(fù)，每重復(fù)5只試驗(yàn)用溞。試驗(yàn)開始后24和48 h觀察記錄每個容器中試驗(yàn)用溞運(yùn)動受抑制數(shù)。

蜜蜂急性接觸毒性試驗(yàn)：在黑暗條件下進(jìn)行，將4種劑型甲維鹽分別設(shè)置成6個劑量組，被試藥劑用丙酮溶解，并設(shè)丙酮對照組及空白對照組，每劑量設(shè)3個重復(fù)，每重復(fù)10只蜜蜂。將蜂籠內(nèi)的蜜蜂引入三角瓶中，用紗布封口，通入氮?dú)鈱⒚鄯渎樽恚樽砗髮⒚鄯浞庞跒V紙上。將配置好的系列濃度藥液使用EDP3電動移液器分別點(diǎn)滴于蜜蜂前胸背板處，點(diǎn)滴量為1 μL/蜂，待蜂身晾干后轉(zhuǎn)入試驗(yàn)籠中，用脫脂棉浸泡適量蔗糖水于正常條件下飼養(yǎng)。觀察蜜蜂染毒后癥狀，并記錄24及48 h死亡蜂數(shù)。

家蠶急性毒性試驗(yàn)：在光照/黑暗時間比為16 h∶8 h條件下進(jìn)行。將4種劑型甲維鹽分別設(shè)置成6個濃度組，并設(shè)空白對照組，每濃度均設(shè)3個重復(fù)，每重復(fù)20頭蠶。在培養(yǎng)皿內(nèi)飼養(yǎng)二齡起蠶，用不同濃度的藥液完全浸漬桑葉10 s，晾干后供蠶食用。整個試驗(yàn)期間飼喂處理桑葉。觀察并記錄24、48、72和96 h家蠶的中毒癥狀及死亡數(shù)。

蚯蚓急性毒性試驗(yàn)：在400～800 lx光強(qiáng)連續(xù)光照條件下進(jìn)行。將5.7%甲維鹽乳油和5.7%甲維鹽水分散粒劑分別設(shè)置成6個濃度組，將3.4%甲維鹽微乳劑和5.7%甲維鹽懸浮劑設(shè)置成限度濃度100 mg a.i./kg bw，并設(shè)空白對照組，每組設(shè)3個重復(fù)，每重復(fù)10只蚯蚓。在500 g人工土中加入樣品溶液，使其終濃度達(dá)到設(shè)定濃度，并加入適量蒸餾水充分?jǐn)嚢杈鶆颍蛊浜窟_(dá)到30%左右。每處理放入10條蚯蚓，并用紗布扎好瓶口，于7和14 d倒出瓶內(nèi)土壤，觀察記錄蚯蚓的中毒癥狀和死亡數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及毒性評價

采用DPS統(tǒng)計軟件計算4種劑型甲維鹽對各非靶標(biāo)生物的半數(shù)致死濃度（LC50）、半數(shù)抑制濃度（EC50）或半數(shù)致死劑量（LD50），及95%置信區(qū)間。依據(jù)GB/T 31270—2014《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗(yàn)準(zhǔn)則》[9]毒性劃分標(biāo)準(zhǔn)，判斷4種劑型甲維鹽對6種非靶標(biāo)生物的毒性等級。

2 結(jié)果與分析

2.14 種甲維鹽制劑對不同供試生物的急性毒性效應(yīng)

在鵪鶉急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)中，用4種甲維鹽制劑處理后的鵪鶉均出現(xiàn)萎靡、閉眼等中毒癥狀，其中，3.4%甲維鹽微乳劑處理后的鵪鶉出現(xiàn)張嘴的癥狀；在斑馬魚急性毒性試驗(yàn)中，用4種甲維鹽制劑處理后的斑馬魚均出現(xiàn)翻白癥狀；在大型溞運(yùn)動抑制試驗(yàn)中，用4種甲維鹽制劑處理后的大型溞均出現(xiàn)沉底、打轉(zhuǎn)等中毒癥狀，其中，3.4%甲維鹽微乳劑處理后的大型溞出現(xiàn)抽搐的癥狀；在蜜蜂急性接觸毒性試驗(yàn)中，用4種甲維鹽制劑處理后的蜜蜂均出現(xiàn)身體蜷縮、抽搐中毒癥狀；在家蠶急性毒性試驗(yàn)中，用4種甲維鹽制劑處理后的家蠶均出現(xiàn)蟲體發(fā)黑、生長緩慢中毒癥狀，其中，用5.7%甲維鹽水分散粒劑處理后的家蠶出現(xiàn)體液外滲的癥狀，用5.7%甲維鹽懸浮劑處理后的家蠶出現(xiàn)拒食、趨避和蜷縮的癥狀；在蚯蚓急性毒性試驗(yàn)中，用5.7%甲維鹽乳油和5.7%甲維鹽水分散粒劑處理后的蚯蚓出現(xiàn)腐爛中毒癥狀，而用3.4%甲維鹽微乳劑和5.7%甲維鹽懸浮劑處理后的蚯蚓無明顯中毒癥狀。

2.24 種甲維鹽制劑對不同供試生物的急性毒性結(jié)果

如表2所示，5.7%甲維鹽乳油、3.4%甲維鹽微乳劑、5.7%甲維鹽懸浮劑和5.7%甲維鹽水分散粒劑對日本鵪鶉的7 d-LD50值分別為202、216、303和31.9 mg a.i./kg bw，毒性等級分別為中毒、中毒、中毒和高毒；對意大利蜜蜂的接觸48 h-LD50值分別為1.05×10-3、2.09×10-3、1.05×10-3和1.55×10-3μg a.i./蜂，毒性等級均為高毒；對斑馬魚的96 h-LC50值分別為3.91×10-2、4.91×10-2、1.16×10-1和3.14×10-2mg a.i./L，毒性等級分別為劇毒、劇毒、高毒和劇毒；對大型溞的48 h-EC50值分別為1.68×10-4、2.00×10-3、4.03×10-4和2.01×10-4mg a.i./L，毒性等級均為劇毒；對家蠶的96 h-LC50值分別為2.75×10-4、2.48×10-3、2.56×10-3和2.57×10-3mg a.i./L，毒性等級均為劇毒；對赤子愛勝蚯蚓的14 d-LC50值分別為84.2、＞100、＞100和9.05 mg a.i./kg bw，毒性等級分別為低毒、低毒、低毒和中毒。根據(jù)以上急性毒性結(jié)果可知，4種甲維鹽制劑對不同供試生物的急性毒性具有差異性，即對鵪鶉的毒性適中，對蜜蜂、斑馬魚、大型溞和家蠶的毒性較高，而對蚯蚓的毒性較低。

此外，不同劑型甲維鹽對同種供試生物的急性毒性也具有差異性（表2）。5.7%甲維鹽乳油、3.4%甲維鹽微乳劑、5.7%甲維鹽懸浮劑和5.7%甲維鹽水分散粒劑對鵪鶉、斑馬魚和蚯蚓的急性毒性按從大到小順序均為水分散粒劑＞乳油＞微乳劑＞懸浮劑；對大型溞的急性毒性按從大到小順序?yàn)槿橛停舅稚⒘緫腋疚⑷閯?；對意大利蜜蜂的急性接觸毒性按從大到小順序?yàn)槿橛?懸浮劑＞水分散粒劑＞微乳劑；對家蠶的急性毒性按從大到小順序?yàn)槿橛停疚⑷閯緫腋舅稚⒘?。具體來說，5.7%甲維鹽水分散粒劑對日本鵪鶉的毒性比其他3種劑型高7～10倍，對斑馬魚的毒性比其他3種劑型高1.2～3.7倍，對蚯蚓的毒性高8～10倍，而對家蠶的毒性最低；5.7%甲維鹽乳油對大型溞的毒性比其他3種劑型高1.2～11.9倍，對家蠶的毒性比其他3種劑型高10倍左右；5.7%甲維鹽懸浮劑對斑馬魚的毒性比其他3種劑型低2.4～3.7倍，對鵪鶉、斑馬魚和蚯蚓的毒性最低；3.4%甲維鹽微乳劑對大型溞的毒性比其他3種劑型低10倍左右，且對大型溞和蜜蜂的接觸毒性最低。由此可見，懸浮劑和微乳劑對各非靶標(biāo)生物的毒性較小，而水分散粒劑和乳油則毒性較大。

表2 4種劑型甲維鹽對6種非靶標(biāo)生物的急性毒性結(jié)果

3 討 論

本研究結(jié)果表明，甲維鹽對不同非靶標(biāo)生物的急性毒性有不同程度的差異，其對蜜蜂、斑馬魚、大型溞和家蠶的毒性較高，而對蚯蚓的毒性較低。在劑型方面，甲維鹽懸浮劑和微乳劑對非靶標(biāo)生物相對友好，而水分散粒劑和乳油則安全性較差。

劉彥良等[10]測定了20%二甲戊靈微囊懸浮劑及其乳油對斑馬魚的急性毒性，結(jié)果顯示微膠囊懸浮劑和乳油對斑馬魚的96 h-LC50值分別為57.81和0.31 mg/L；崔光睿[11]等測定了50 g/L虱螨脲乳油、10%虱螨脲水分散粒劑和10%虱螨脲懸浮劑對家蠶和日本鵪鶉急性毒性，結(jié)果顯示3種劑型對家蠶的14 d-LC50值分別為6.92、11.07和25.18 mg a.i./L，對日本鵪鶉的7 d-LC50值分別為244.36，＞600和＞600 mg a.i./kg。前人研究結(jié)果均表明懸浮劑毒性相對較小，而乳油毒性較大，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致。甲維鹽乳油和微乳劑對6種非靶標(biāo)生物的急性毒性結(jié)果表明，甲維鹽乳油毒性均大于微乳劑。魏方林等[12]、蒼濤等[13]分別測試了甲維鹽乳油對非靶標(biāo)生物的急性毒性，發(fā)現(xiàn)該藥劑對鵪鶉中毒或高毒，對蜜蜂劇毒或高毒，對家蠶劇毒，對斑馬魚高毒，而范仁俊等[14]對甲維鹽微乳劑進(jìn)行的測試結(jié)果顯示，甲維鹽微乳劑對非靶標(biāo)生物的毒性分別為對鵪鶉低毒，對蜜蜂中毒，對家蠶高毒，對斑馬魚低毒。根據(jù)以上結(jié)果可以看出，相比于甲維鹽乳油，甲維鹽微乳劑對非靶標(biāo)生物的毒性較小，這與本試驗(yàn)結(jié)果相對一致。此外，池艷艷等[15]分別測定了乳油、顆粒劑、微乳劑和微囊懸浮劑4種劑型的毒死蜱對家蠶的急性毒性，結(jié)果顯示這4種劑型對家蠶的96 h-LC50值分別為0.176、0.452、1.76和2.84 mg/L，微囊懸浮劑對家蠶毒性相對安全，而微乳劑和乳油相比，微乳劑對家蠶的毒性更低。本次試驗(yàn)進(jìn)一步證明了懸浮劑和微乳劑對家蠶的毒性相對其他劑型較低，且微乳劑的安全性高于乳油。這可能由于微乳劑是一種環(huán)境相容性較好的水基化劑型。相比于乳油，微乳劑以水為基質(zhì)，避免了乳油產(chǎn)品中大量使用有機(jī)溶劑造成的環(huán)境污染和產(chǎn)生藥斑、銹斑的問題，同時在運(yùn)輸、貯藏、使用上其具有高度安全性，且微乳劑具有更小的粒徑，可以促進(jìn)農(nóng)藥對生物靶標(biāo)表面的黏附性與滲透性，減少流失與分解等[16]。因此，無論是對靶標(biāo)生物的藥效和對非靶標(biāo)生物的安全性，微乳劑均比乳油更有優(yōu)勢。

綜上所述，建議在使用甲維鹽過程中應(yīng)注意遠(yuǎn)離鳥群、桑園、水體及蜂群，并避免與土壤混用，以降低對非靶標(biāo)生物的毒害作用。