楊淞霖,尹晶,郝偉玉,王會利,郭寶元,*
1. 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心 中國科學(xué)院環(huán)境生物技術(shù)重點實驗室,北京 1000852. 中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049
3種農(nóng)藥及其復(fù)配劑對日本鵪鶉的急性毒性比較
楊淞霖1,2,尹晶1,2,郝偉玉1,2,王會利1,2,郭寶元1,2,*
1. 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心 中國科學(xué)院環(huán)境生物技術(shù)重點實驗室,北京 1000852. 中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049
采用“經(jīng)口灌胃法”測定了3種農(nóng)藥及其復(fù)配劑對鵪鶉的24 h、48 h、72 h和168 h急性毒性,根據(jù)我國《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價實驗準則》中對鳥類的急性經(jīng)口毒性劃分的規(guī)定,3種農(nóng)藥及其復(fù)配劑對鵪鶉的毒性等級如下:35%精甲霜靈懸浮種衣劑對鳥類的24 h、48 h、72 h和168 h-LD50均大于500 a.i.mg·kg-1bw(以單位體重計),屬“低毒”級,25 g·L-1咯菌腈懸浮種衣劑對鳥類的24 h、48 h、72 h和168 h-LD50也均大于500 a.i.mg·kg-1bw,屬“低毒”級,25%噻蟲嗪水分散粒劑對鳥類的24 h、48 h、72 h和168 h-LD50分別是695 mg·kg-1bw、587 mg·kg-1bw、502 mg·kg-1bw、502 mg·kg-1bw,屬于“低毒”級;25%噻蟲嗪·咯菌腈·精甲霜靈懸浮種衣劑對鳥類的24 h、48 h、72 h和168 h-LD50分別是754 mg·kg-1bw、504 mg·kg-1bw、504 mg·kg-1bw、504 mg·kg-1bw,也屬于“低毒”級。
農(nóng)藥;日本鵪鶉;急性經(jīng)口毒性;經(jīng)口灌胃法
鳥類在生態(tài)系統(tǒng)中占重要位置,是衡量生態(tài)平衡的重要標志。鳥類作為重要的、典型的非靶標生物,不僅在消滅農(nóng)林害蟲、害獸以及維護生態(tài)平衡方面有重要貢獻,而且是人類的重要食品。近年來,化學(xué)農(nóng)藥的大量使用不但直接危害鳥類的生活環(huán)境及生存狀態(tài),而且農(nóng)藥通過生物鏈在其體內(nèi)蓄積會造成后續(xù)的毒害影響[2]。因此,在農(nóng)藥登記與環(huán)境安全性評價中,農(nóng)藥對鳥類的急性毒性是必須考核的重要指標之一[3]。而鵪鶉作為敏感的模式生物,對多種環(huán)境污染物均較敏感,因此被廣泛應(yīng)用于各種毒性評價中[4]。農(nóng)業(yè)上為了防治病蟲害,提升農(nóng)作物產(chǎn)量,大量使用殺蟲劑、殺菌劑,但是害蟲的抗藥性也在逐漸增強,而鵪鶉以蟲為食,這導(dǎo)致農(nóng)藥進入鵪鶉體內(nèi),有些農(nóng)藥難降解,殘留高,則有可能通過食物鏈進入更高營養(yǎng)級甚至人類,所以研究農(nóng)藥對鵪鶉的急性毒性很有必要,尤其是一些沒有引起人們重視的盲區(qū)。
精甲霜靈((R)-N-(2,6-二甲苯基)-N-(甲氧基乙?;?-D-丙胺酸甲酯,metalaxyl-M)也稱高效甲霜靈,對霜霉病菌、疫霉病菌、腐霉病菌所致的蔬菜、果樹、煙草、油料、棉花、糧食等作物病害效果明顯。
噻蟲嗪(3-(2-氯-1,3-噻唑-5-基甲基)-5-甲基-1,3,5-惡二嗪-4-基叉(硝基)胺,thiamethoxam)是一種全新結(jié)構(gòu)的第二代煙堿類高效低毒殺蟲劑,對害蟲具有胃毒、觸殺及內(nèi)吸活性,用于葉面噴霧及土壤灌根處理。施藥后其迅速被內(nèi)吸,常用來防治稻飛虱、煙蚜[5]、金銀花蚜蟲[6]和水稻稻飛虱[7]等害蟲,效果很好。
咯菌腈(4-(2,2-二氟-1,3-苯并二氧-4-基)吡咯-3-腈,fludioxonil)是一種非內(nèi)吸性吡咯類殺菌劑,對擴展青霉、灰葡萄孢及鏈格孢的菌絲生長和分生孢子萌發(fā)具有較強的抑制作用[8],多用于種子處理,可防治大部分種子帶菌及土壤傳染的真菌病害。
而噻蟲嗪、咯菌腈和精甲霜靈復(fù)配使用,則兼具以上各種功效。復(fù)配一方面能夠有效增強其防治效果,降低抗藥性,但另一方面,對于非靶標生物的危害是否增加,有待進一步評估。目前還未有報道研究它們對鵪鶉的潛在危害,本文為了給陸生生物安全評價提供新的毒理學(xué)數(shù)據(jù),也為了更好地保護有益生物,對此展開了專門的毒理學(xué)研究。
1.1 日本鵪鶉
試驗用日本鵪鶉(Coturnix coturnix japonica),由北京流村養(yǎng)殖試驗場提供。選用30日齡、健康、活潑的鵪鶉用于試驗。
通過對水資源論證各個階段、過程和主要環(huán)節(jié)的分析,結(jié)合現(xiàn)行水資源論證制度以及實施過程中存在的問題,對一些主要制度需要進一步完善或新增。經(jīng)過梳理主要包括委托制度(新增)、資質(zhì)管理制度(完善)、質(zhì)量控制制度 (新增)、有償服務(wù)制度(完善)、專家評聘制度(完善)、公共參與制度(完善)、審批制度(完善)、后評估制度 (新建)、評估考核制度(完善)、獎懲制度(完善)、監(jiān)督管理制度(完善)等11項制度。主要制度設(shè)計詳見圖1。
1.2 鵪鶉的飼養(yǎng)
飼料采用山東比艾牧飼料有限公司生產(chǎn)的鵪鶉復(fù)合預(yù)混料(進口魚粉、豆粕、飼料級賴氨酸、益生素、食鹽水劑、飼料級磷酸氫鈣、蛋氨酸維生素、微量元素、石粉、植酸酶、抗氧化劑)5.0%;玉米粉57.0%;豆粕34.0%;石粉4.0%,均為質(zhì)量分數(shù)。
飲水采用北京市政供水,符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》,pH為7.2,鵪鶉飲用前曝氯72 h。鵪鶉飼養(yǎng)室溫控制在(25±1) ℃,自然光照。飼養(yǎng)用鳥籠和觀察用鳥籠規(guī)格均為長60 cm×寬50 cm×高30 cm,材質(zhì)為304不銹鋼。食槽和水槽均采用304不銹鋼材質(zhì)鋼杯。
1.3 藥劑
35%精甲霜靈懸浮種衣劑(由農(nóng)業(yè)部提供);25 g·L-1咯菌腈懸浮種衣劑(由農(nóng)業(yè)部提供);25%噻蟲嗪水分散粒劑(由農(nóng)業(yè)部提供);25%噻蟲嗪·咯菌腈·精甲霜靈懸浮種衣劑(由農(nóng)業(yè)部提供)。
1.4 實驗方法
1.4.1 試驗用鵪鶉馴養(yǎng)
挑選日本鵪鶉雌雄各10只,在(25±1) ℃、通風(fēng)良好的環(huán)境內(nèi)馴養(yǎng)1周,飼喂飼料及清水,試驗前1天停止飼喂飼料僅供清水,試驗開始時各只鵪鶉體重為(100±10) g。馴養(yǎng)1周死亡0只,死亡率未超過5%,符合試驗要求。
1.4.2 毒性測定
試驗依據(jù)我國《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗準則》[9]、OECD[10]和US EPA[11]的相關(guān)準則來進行,試驗選用日本鵪鶉,采用經(jīng)口灌胃法對其進行染毒,根據(jù)預(yù)實驗確定的濃度范圍按一定間距設(shè)置5~7個劑量組,每組濃度用鵪鶉10只,雌雄各5只,并設(shè)空白對照,不設(shè)重復(fù)。一個觀察用鳥籠放10只同一處理濃度組鵪鶉,正常飼喂。統(tǒng)計試驗開始后鵪鶉體重及取食量變化。用移液器按100 g體重鵪鶉灌藥1 mL供試藥液,對鵪鶉直接經(jīng)口灌胃染毒。染毒后的鵪鶉正常飼養(yǎng),觀察距試驗開始24 h、48 h、72 h、168 h時間間隔后鵪鶉的中毒與死亡情況,并記錄實驗用鵪鶉的死亡數(shù),對實驗數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計。
1.4.3 數(shù)據(jù)處理
以藥劑濃度的對數(shù)值為自變量(x),以相應(yīng)濃度下鵪鶉死亡率的幾率值為因變量(Y),采用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件及Probit程序進行回歸分析,建立“劑量-效應(yīng)”線性方程,計算出LD50值及其95%置信限。
1.4.4 毒性等級劃分標準
依據(jù)我國《農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗準則》中對鳥類的急性經(jīng)口毒性劃分的規(guī)定,來劃分4種農(nóng)藥對鵪鶉的毒性等級,見表1。
2.1 4種供試農(nóng)藥對鵪鶉24 h、48 h-LD50
4種農(nóng)藥對鵪鶉的24 h、48 h毒性測定結(jié)果如表2所示,35%精甲霜靈懸浮種衣劑的5個試驗濃度處理組在24 h、48 h內(nèi)鵪鶉未發(fā)生死亡,說明35%精甲霜靈懸浮種衣劑在24 h、48 h內(nèi)對鵪鶉的LD50均大于500 a.i.mg·kg-1bw(以單位體重計),屬于低毒。25 g·L-1咯菌腈懸浮種衣劑在24 h、48 h內(nèi)對鵪鶉的LD50均大于500 a.i.mg·kg-1bw,也屬于低毒。25%噻蟲嗪水分散粒劑在24 h、48 h內(nèi)對鵪鶉的LD50分別是695 a.i.mg·kg-1bw和587 a.i.mg·kg-1bw;按照鳥類急性經(jīng)口毒性等級劃分,25%噻蟲嗪水分散粒劑在24 h、48 h內(nèi)對鵪鶉均屬于低毒,25%噻蟲嗪·咯菌腈·精甲霜靈懸浮種衣劑在24 h、48 h內(nèi)對鵪鶉的LD50分別是754 a.i.mg·kg-1bw和504 a.i.mg·kg-1bw??梢钥闯?,25%噻蟲嗪·咯菌腈·精甲霜靈懸浮種衣劑在24 h、48 h內(nèi)對鵪鶉均屬于低毒。
表1 鳥類急性經(jīng)口毒性等級劃分Table 1 Acute oral toxicity grading standards for birds
2.2 4種供試農(nóng)藥對鵪鶉72 h、168 h-LD50
4種農(nóng)藥對鵪鶉的72 h、168 h毒性測定結(jié)果如表3所示,35%精甲霜靈懸浮種衣劑的5個試驗濃度處理組在72 h、168 h內(nèi)鵪鶉仍未發(fā)生死亡,說明35%精甲霜靈懸浮種衣劑在72 h、168 h內(nèi)對鵪鶉的LD50均大于500 a.i.mg·kg-1bw,滿足LD50>500 a.i.mg·kg-1bw,屬“低毒”級。25 g·L-1咯菌腈懸浮種衣劑在72 h、168 h內(nèi)對鵪鶉的LD50也都大于500 a.i.mg·kg-1bw,也屬于“低毒”級別。25%噻蟲嗪水分散粒劑在72 h、168 h內(nèi)對鵪鶉的LD50分別是502 a.i.mg·kg-1bw和502 a.i.mg·kg-1bw,屬“低毒”級。25%噻蟲嗪·咯菌腈·精甲霜靈懸浮種衣劑在72 h、168 h內(nèi)對鵪鶉的LD50均是504 a.i.mg·kg-1bw,屬“低毒”級。
表2 4種農(nóng)藥對日本鵪鶉的24 h、48 h-LD50Table 2 The 24 h and 48 h-LD50 values of the studied pesticides to Coturnix coturnix japonica
表3 4種農(nóng)藥對日本鵪鶉的72 h、168 h-LD50Table 3 The 72 h and 168 h-LD50 values of the studied pesticides to Coturnix coturnix japonica
35%精甲霜靈懸浮種衣劑對鳥類的24 h、48 h、72 h和168 h-LD50均大于500 a.i.mg·kg-1bw,屬“低毒”級,25 g·L-1咯菌腈懸浮種衣劑對鳥類的24 h、48 h、72 h和168 h-LD50也均大于500 a.i.mg·kg-1bw,屬“低毒”級,25%噻蟲嗪水分散粒劑對鳥類的24 h、48 h、72 h和168 h-LD50分別是695 mg·kg-1bw、587 mg·kg-1bw、502 mg·kg-1bw、502 mg·kg-1bw,屬于“低毒”級;25%噻蟲嗪·咯菌腈·精甲霜靈懸浮種衣劑對鳥類的24 h、48 h、72 h和168 h-LD50分別是754 mg·kg-1bw、504 mg·kg-1bw、504 mg·kg-1bw、504 mg·kg-1bw,也屬于“低毒”級。
每種農(nóng)藥的毒性作用機制不同導(dǎo)致它對不同生物毒性不同。在開發(fā)新的農(nóng)藥時,既需要考慮對靶標生物的殺滅效果,也需要考慮對環(huán)境中其他生物可能的毒害作用。同時應(yīng)盡可能使用混劑,這樣既可以減少各單劑的劑量,并達到多種效果,同時還可以降低生物抗藥性[12]。
鄧兆榮等[13]以日本鵪鶉為試驗生物,采用經(jīng)口服和飼喂2種染毒方式,測定了吡蟲啉的急性和蓄積性毒性。廖朝選等[14]采用室內(nèi)模擬方法,研究滅菌唑?qū)θ毡均g鶉的急性經(jīng)口毒性和急性飼喂毒性,發(fā)現(xiàn)滅菌唑?qū)B類的急性毒性為低毒,是一種較為安全的農(nóng)藥。常靜等[15]研究了異氰酸酯、1,2-苯并異噻唑-3-酮、2,4-二氯苯酚、苯并噻唑和二苯甲酮這5種化學(xué)品對日本鵪鶉的急性毒性。但這方面的研究還比較有限,而且研究農(nóng)藥對鵪鶉的潛在毒性及作用機制更少,有待進一步研究其潛在毒性,比如生殖毒性、神經(jīng)毒性等。
致謝:該項目得到國家自然科學(xué)基金No.21477152和No.21277163的支持。
[1] 宮德吉, 李彰俊. 低空急流與內(nèi)蒙古的大(暴)雪[J]. 氣象, 2001, 27(12): 3-7
[2] 鄧兆榮. 兩種新煙堿類殺蟲劑對日本鵪鶉的毒性及毒理效應(yīng)研究[D]. 泰安: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué), 2013: 6-7
Deng Z R. Toxicity and toxicological effects of two neonicotinoids on Japnese quail [D]. Tai'an: Shandong Agricultural University, 2013: 6-7 (in Chinese)
[3] 盛春巖, 楊曉霞. 一次罕見的山東暴雪天氣的對稱不穩(wěn)定分析[J]. 氣象, 2002, 28(3): 33-37
[4] 陳昂, 張戰(zhàn)泓, 劉勇, 等. 3種植物源農(nóng)藥對鵪鶉和斑馬魚的急性毒性評價[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010(12): 6253-6255
Chen A, Zhang Z H, Liu Y, et al. Acute toxicity evaluation of three botanical pesticides to Coturnix japonica and Brachydonio rerio [J]. Journal of Anhui Agricultural Science, 2010(12): 6253-6255 (in Chinese)
[5] 王秀芳, 任廣偉, 高漢杰, 等. 25%噻蟲嗪水分散粒劑防治煙蚜田間藥效試驗[J]. 農(nóng)藥, 2004, 43(8): 372-374
Wang X F,Ren G W, Gao H J, et al. Control effect of 25% actara WG on Myzus persicae (Sulzer) in tobacco field [J]. Chinese Journal of Pesticides, 2004, 43(8): 372-374 (in Chinese)
[6] 劉亞南, 董杰, 李勇, 等. 25%噻蟲嗪水分散粒劑對金銀花蚜蟲的田間防效評價[J]. 世界科學(xué)技術(shù): 中醫(yī)藥現(xiàn)代化, 2015(1): 249-253
[7] 王榮謙, 施仕勝. 25%噻蟲嗪水分散粒劑對水稻稻飛虱的田間防治效果[J]. 農(nóng)技服務(wù), 2014, 31(4): 78-79
[8] 范子耀, 孟潤杰, 馬志強, 等. 咯菌腈與苯醚甲環(huán)唑等三種藥劑復(fù)配對馬鈴薯早疫病菌(Alternaria solani)的聯(lián)合毒力[J]. 植物保護, 2012, 38(5): 184-188
Fan Z Y, Meng R J, Ma Z Q, et al. Joint-toxicity of the mixtures of fludioxonil with coumoxystrobin,pyraclostrobin or difenoconazole against Alternaria solani [J]. Plant Protection, 2012, 38(5): 184-188 (in Chinese)
[9] 蔡道基, 楊佩芝, 龔瑞忠. 化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗準則[S]. 北京: 中國國家標準化管理委員會, 1989
[10] Organization for Economic Cooperation and Development. Avian acute oral toxicity test [S]. Paris: OECD, 2003
[11] U.S. Environmental Protection Agency. Avian acute oral toxicity test. Series 850-Ecological Effects Test Guidelines (draft), OPPTS Number 850.2100 [S]. Washington DC: US EPA, 1996
[12] 顧中言, 林郁. 復(fù)配農(nóng)藥的作用及復(fù)配原則[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 1987(11): 10
Gu Z Y, Lin Y. Effect and principles of complex pesticide [J]. Jiangsu Agricultural Sciences, 1987(11): 10 (in Chinese)
[13] 鄧兆榮, 王猛, 管磊, 等. 日本鵪鶉對吡蟲啉的毒性效應(yīng)響應(yīng)[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 2013, 32(8): 1529-1536
Deng Z R,Wang M, Guan L, et al. The toxic effects of imidacloprid on Japanese quail [J]. Journal of Agro-Environment Science, 2013, 32(8): 1529-1536 (in Chinese)
[14] 廖朝選, 張清海, 楊鴻波, 等. 滅菌唑?qū)θ毡均g鶉的急性毒性評價[J]. 貴州科學(xué), 2014, 32(6): 65-68
Liao C X, Zhang Q H, Yang H B, et al. Acute toxicity assessment of triticonazole on Coturnix coturnix japonica [J]. Guizhou Science, 2014, 32(6): 65-68 (in Chinese)
[15] 常靜, 楊淞霖, 戴欣, 等. 5種化學(xué)品對麗斑麻蜥和日本鵪鶉的毒性研究[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報, 2015, 10(6): 276-280
Chang J,Yang S L, Dai X, et al. Toxicity assessment of five chemicals on Eremias argus and Coturnix japonica [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2015, 10(6): 276-280 (in Chinese)
◆
The Toxicity of Three Pesticides of Mefenoxam, Thiamethoxam, Fludioxonil and Their Compounds toCoturnixcoturnixjaponica
Yang Songlin1,2, Yin Jing1,2, Hao Weiyu1,2, Wang Huili1,2, Guo Baoyuan1,2,*
1. CAS Key Laboratory of Environmental Biotechnology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
18 April 2016 accepted 6 June 2016
Coturnix coturnix japonica were orally given with three pesticides and their compounds to determine their 24 h, 48 h, 72 h and 168 h-LD50values. And according to acute oral toxicity grading standards for birds in China, the 24 h, 48 h, 72 h and 168 h-LD50values of mefenoxam seed coating agent are all above 500 a.i.mg·kg-1(bw) so it is of low toxicity. The 24 h, 48 h, 72 h and 168 h-LD50values of fludioxonil seed coating agent are all above 500 a.i.mg·kg-1(bw) so it is of low toxicity. Thiamethoxam water dispersible granules is of low toxicity because its 24 h, 48 h, 72 h and 168 h-LD50values are 695 mg·kg-1(bw), 587 mg·kg-1(bw), 502 mg·kg-1(bw), 502 mg·kg-1(bw). Thiamethoxam-fludioxonil-mefenoxam seed coating agent is also of low toxicity because its 24 h, 48 h, 72 h and 168 h-LD50values are 754 mg·kg-1(bw), 504 mg·kg-1(bw), 504 mg·kg-1(bw) and 504 mg·kg-1(bw).
pesticide; Coturnix coturnix japonica; acute oral toxicity; gavage
國家自然科學(xué)基金(21477152,21277163)
楊淞霖(1991),男,碩士,研究方向為環(huán)境毒理學(xué),E-mail: 13121219716@163.com
*通訊作者(Corresponding author), E-mail: guoby@rcees.ac.cn
10.7524/AJE.1673-5897.20160418001
2016-04-18 錄用日期:2016-06-06
1673-5897(2017)2-228-05
X171.5
A
郭寶元(1976-),副研究員,主要研究方向為農(nóng)藥環(huán)境毒理學(xué)。
楊淞霖, 尹晶, 郝偉玉, 等. 3種農(nóng)藥及其復(fù)配劑對日本鵪鶉的急性毒性比較[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報,2017, 12(2): 228-232
Yang S L, Yin J, Hao W Y, et al.The toxicity of three pesticides of mefenoxam, thiamethoxam, fludioxonil and their compounds to Coturnix coturnix japonica [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2017, 12(2): 228-232 (in Chinese)