草甘膦和草铵膦2种桑园常用除草剂对家蚕原种生长发育的影响

谢道燕 杨振国 柴建萍 杨继芬

(云南省农业科学院蚕桑蜜蜂研究所，云南蒙自 661101)

桑园杂草种类多，生长发育快，不仅与桑树争夺水分、养分，降低桑园土壤肥力，而且是多种桑树病虫害的过渡场所，所以杂草防除是一项重要的桑园管理工作。化学除草为作物的田间管理带来了诸多方便，但随之而来的药害问题在我国也越来越突出，并不同程度地影响着农作物的产量与品质，尤其是在除草剂使用年限长、用量与使用面积大的省区，几乎年年都有除草剂药害发生[1]。除草剂对作物的药害，现已发展成为一个影响农业稳产、增产的重要问题。杨才等[2]通过多点试验发现，在裸燕麦生育期间喷施2,4-D丁酯，其生长发育会受到严重影响，产量下降。吴进才等[3]研究发现，在营养生长期使用除草剂会导致作物叶片光合作用下降，使植株碳水化合物降低，叶片同化物输出受阻，生长受到抑制。李新梅等[4]通过不同除草剂的筛选试验证明，草甘膦对桑芽萌发及枝叶再生长均具有严重抑制作用。陈建秋等[5]调查发现，莠去津(AT)对家蚕的生长发育速度、眠蚕体质量有严重的影响；且高浓度的AT对家蚕正常的吐丝结茧生理功能和行为有危害作用，在蚕体内还有一定的积累作用。滕国琴等[6]调查发现，AT对家蚕有严重的生殖毒性，能够阻碍精细胞向精子的发育，抑制卵细胞发育，增加不受精卵。

草铵膦是德国赫斯特公司(现属拜耳公司)于20世纪80年代开发的有机磷类广谱灭生性茎叶处理除草剂，具有活性高、吸收好、杀草谱广、低毒、环境兼容性好等特点，已在欧美国家以及日本、韩国和东南亚国家普遍应用[7]。草铵膦作为一种可能替代百草枯防治桑园杂草的新品种逐渐受到关注。但张中霄等[8]研究发现草铵膦对家蚕具有急性毒性，为高风险。戴建忠等[9]报道，用200 g/L草铵膦水剂150倍、100倍和75倍稀释药液直接喷洒桑叶后3 d左右采叶养蚕，家蚕仍表现出明显的药害症状；喷药后4～5 d桑树叶片枯黄，在桑叶上的残毒期>5 d。草甘膦是美国孟山都公司于20世纪70年代开发的广谱灭生性传导型除草剂,由于它不具有选择性，因此被广泛用于非农田、果园、道路、林业等，而且其应用范围逐年扩大[10]。陈小平等[11]、卢信等[12]认为草甘膦是一种高效、低毒、广谱和内吸传导非选择性叶面喷施芽后除草剂，不在生物体内积累，对人类和哺乳动物的发育、繁殖和内分泌系统也不会产生负面影响。汪雪飞等[13]认为草甘膦低浓度处理基本不影响蚕茧质量，而高浓度处理会降低家蚕的全茧量和茧层量，但对茧长和茧幅无明显不良影响。本研究采用食下毒叶法测定了草甘膦钾盐水剂和草铵膦水剂2种除草剂对不同品种家蚕的毒性，同时观察了经不同药剂添食后家蚕的中毒症状及对家蚕主要经济性状的影响，以期为桑园合理选用除草剂提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试除草剂：37%草甘膦钾盐水剂(商品名红猴)，田间推荐最低浓度1 480.00 mg/L(即稀释250倍)，田间推荐使用量为5 400～8 100 mL/hm2，农药登记证号PD20141718，好收成韦恩农化股份有限公司产品；200 g/L草铵膦水剂(商品名小欢虎)，田间推荐最低浓度909.09 mg/L(即稀释220倍)，田间推荐使用量为3 375～5 250 mL/hm2，农药登记证号PD20141875，山东侨昌现代农业有限公司产品。

供试家蚕品种：云7A、云7B、云8A、云8B、菁松A、菁松B、皓月A、皓月B，均由云南省农业科学院蚕桑蜜蜂研究所繁育提供。

1.2 试验方法

1.2.1 草甘膦等2种除草剂对云7A等8个品种家蚕的急性毒性测定 在预备试验的基础上，采用食下毒叶法测定草甘膦钾盐水剂和草铵膦水剂2种桑园常用除草剂对家蚕的急性毒性。根据预备试验使用剂量观察的家蚕中毒情况，将每种除草剂用清水分别稀释成6个等比系列浓度，草甘膦钾盐水剂为9 250.00、4 625.00、2 312.50、1 156.25、578.13、289.06 mg/L，草铵膦水剂为5 000.00、2 500.00、1 250.00、625.00、312.50、156.25 mg/L，以清水处理为对照。每个处理每个家蚕品种重复3次，每个重复20头3龄起蚕。从桑树上采集展开的第2、第3片健康桑叶，擦净叶面上的灰尘等附着物，去除叶柄后，将桑叶切成细条状待用。每个重复称取5 g桑叶，用5 mL供试药液喷洒拌匀，晾干后放入饲养盒内，置于温度(26±1)℃、相对湿度70%～75%、光暗周期14 h/10 h的饲养室内饲养，供试家蚕连续添食毒叶48 h后改喂无毒的新鲜桑叶，直至4龄蚕眠；并调查添毒后48 h内累计中毒死亡的家蚕头数或中毒的家蚕头数及中毒症状，对不同试验处理区，分别用小号毛笔轻触虫体，不动者和不能正常反应者视为死亡。

按照中华人民共和国国家环境保护总局发布的《化学农药环境安全评价试验准则》[14]，以半数致死浓度(LC50)的大小划分为4个毒性等级：低毒性，LC50>200.0 mg/L；中等毒性，20.0 mg/L

1.2.2 草甘膦等2种除草剂对云7A等3个品种家蚕的慢性毒性测定 根据急性毒性试验结果，试验浓度选择在田间推荐最低浓度的基础上稀释10倍、20倍、40倍3个浓度对3个不同家蚕品种云7A、菁松A、皓月A的3龄起蚕进行慢性毒性添食试验，使用浓度草甘膦钾盐水剂为148.00、74.00、37.00 mg/L(即稀释2 500倍、5 000倍、10 000倍)，草铵膦水剂为90.91、45.46、22.73 mg/L(即稀释2 200倍、4 400倍、8 800倍)，以清水为对照。桑叶处理方法同1.2.1项，每个处理每个蚕品种重复3次，每个重复50头3龄起蚕，连续添食毒叶饲养至上蔟结茧，调查各处理区的眠蚕体质量和各龄期经过、全茧量、茧层量、茧层率等主要经济性状指标。

1.3 数据统计与分析方法

通过计算机软件Excel2003和SPSS17.0软件对数据进行统计分析。其中，中毒率(%)=(中毒家蚕头数/供试家蚕头数)×100，死亡率(%)=(死亡家蚕头数/供试家蚕头数)×100，校正死亡率(%)=[(处理组死亡率-对照组死亡率)/(1-对照组死亡率)]×100。

2 结果与分析

2.1 草甘膦等2种除草剂对云7A等8个品种家蚕的急性中毒率及中毒症状

从表1可以看出，添食草甘膦钾盐水剂和草铵膦水剂2种除草剂不同浓度的毒叶虽然不会造成家蚕直接中毒死亡，但是除了添食草甘膦钾盐水剂289.06 mg/L毒叶的云8A的家蚕未出现明显中毒症状外，其他品种添食不同浓度毒叶的家蚕均出现了明显不良中毒症状；同一种除草剂不同家蚕品种之间的中毒率、中毒症状也存在一些微小的差异，但是总体来说草甘膦钾盐水剂中毒均使家蚕幼虫表现出拒食、呆滞、摇头、体软、体缩、少数蚕呈“C”型或“S”型等症状，草铵膦水剂中毒可导致家蚕幼虫拒食、吐液、静伏、呆滞、体缩、体软、侧翻、少数蚕呈“S”型或直线型等症状；而且在添食过程中发现，不同品种的家蚕对2种除草剂的敏感性不同，如添食毒叶48 h后给家蚕改喂新鲜无毒桑叶，添食草甘膦钾盐水剂毒叶和添食草铵膦水剂低浓度毒叶的中毒家蚕能恢复正常，而添食草铵膦水剂高浓度毒叶的家蚕食桑缓慢。

表1 添食草甘膦等2种除草剂不同浓度毒叶对云7A等8个品种3龄家蚕48 h内的急性中毒率及中毒症状

除草剂质量浓度/(mg/L)不同品种原蚕的中毒率/%云7A云7B云8A云8B菁松A菁松B皓月A皓月B中毒症状37%草甘膦钾盐水剂9 250.0065.0061.6770.0035.0038.3345.0086.6793.33拒食、体软、呆滞、扭曲、勾头、体缩、C型4 625.0028.3328.3358.3331.6736.6736.6756.6763.33拒食、体软、呆滞、扭曲、摇头、体缩、S型2 312.5018.3326.6718.3330.0035.0026.6746.6748.33拒食、呆滞、摇头、体缩1 156.255.0010.0011.6715.0020.0021.6711.6715.00拒食、呆滞、摇头、体缩578.135.005.005.008.335.008.335.0011.67呆滞、摇头、少数蚕体略黄289.061.671.6701.671.673.333.335.00少数蚕呆滞20%草铵膦水剂5 000.00100100100100100100100100拒食、吐液、体缩、静伏、体软、头伸长、侧翻、扭曲、勾头、失水2 500.0010010010010096.6793.33100100拒食、吐液、体缩、静伏、侧翻、呆滞、扭曲、摇头、头伸长、S型1 250.0096.6788.3310010058.3380.0010096.67拒食、体软、呆滞、侧翻、直线型、勾头、头伸长625.0028.3341.6783.3375.0053.3375.0096.6791.67拒食、呆滞、静伏、侧翻312.508.3310.0038.3333.331.673.3318.3350.00呆滞、摇头、静伏、头伸长156.256.671.6720.003.331.671.678.3325.00少数蚕呆滞清水对照00000000无中毒症状

表中数值均为3个重复的平均值。

2.2 草甘膦等2种除草剂对云7A等3个品种家蚕龄期经过的影响情况

从表2可以看出：草甘膦钾盐水剂除了添食148.00 mg/L毒叶的菁松A的5龄经过比对照延迟6 h外，添食其他浓度毒叶的不同品种的家蚕龄期经过均与其对照相同。草铵膦水剂对3龄家蚕的龄期经过没有明显不良影响，添食不同浓度毒叶的家蚕均与其对照一样，但造成4龄和5龄经过不同程度延迟，添食90.91 mg/L毒叶的5龄家蚕云7A和皓月A在饷食后甚至逐渐吐水死亡或发育不良，无法正常上蔟。

表2 添食草甘膦等2种除草剂不同浓度毒叶对云7A等3个品种家蚕龄期经过的影响情况

除草剂质量浓度/(mg/L)龄期不同品种原蚕的龄期经过/(d:h)云7A菁松A皓月A37%草甘膦钾盐水剂148.0074.0037.00清水对照148.0074.0037.00清水对照3龄4龄3:123:123:123:123:123:123:123:123:123:123:123:123:173:173:173:173:173:173:173:173:173:173:173:17

续表2

表中‘——’表示家蚕在生长过程中死亡未能正常上蔟；表3-4相同。

2.3 草甘膦等2种除草剂对云7A等3个品种家蚕的蚕体质量的影响情况

眠蚕体质量是家蚕生长发育性状中较为敏感的指标之一，微弱不良因素刺激即会造成眠蚕体质量变化和眠起不齐[15]。从表3可以看出，添食草甘膦钾盐水剂不同浓度毒叶的云7A、菁松A、皓月A的3龄、4龄的眠蚕体质量及熟蚕体质量与对照间均无显著差异。添食草铵膦水剂90.91 mg/L毒叶的云7A、菁松A、皓月A的3龄、4龄的眠蚕体质量与对照间差异显著，5龄熟蚕除菁松A能正常上蔟外，其他2个品种在5龄饷食后逐渐体缩失水而死；添食22.73～45.46 mg/L毒叶的3个品种的3龄眠蚕体质量与对照间均无显著差异，4龄眠蚕体质量除皓月A添食22.73 mg/L毒叶的家蚕与对照间差异不显著外，其他处理的眠蚕体质量与对照间差异均显著；添食45.46 mg/L毒叶的3个品种的5龄熟蚕体质量与对照间差异显著，添食22.73 mg/L毒叶的5龄熟蚕体质量除云7A与对照间无显著差异外，其他2个品种的5龄熟蚕体质量与对照间差异均显著。

表3 添食草甘膦等2种除草剂不同浓度毒叶对云7A等3个品种家蚕的蚕体质量的影响情况

除草剂质量浓度/(mg/L)龄期不同品种原蚕的体质量/g云7A菁松A皓月A37%草甘膦钾盐水剂148.0074.0037.00清水对照148.0074.0037.00清水对照148.0074.0037.00清水对照3龄眠4龄眠熟蚕0.17±0.00 a0.18±0.01 a0.15±0.00 a0.17±0.00 a0.17±0.00 a0.15±0.00 a0.17±0.00 a0.17±0.00 a0.14±0.01 a0.17±0.01 a0.16±0.00 a0.13±0.00 a0.91±0.03 a0.81±0.04 a0.73±0.01 a0.84±0.06 a0.86±0.02 a0.72±0.01 a0.89±0.01 a0.83±0.01 a0.72±0.01 a0.89±0.00 a0.78±0.02 a0.71±0.02 a4.20±0.13 a3.92±0.01 a3.51±0.06 a4.37±0.08 a3.98±0.14 a3.42±0.08 a4.48±0.11 a4.03±0.09 a3.61±0.09 a4.17±0.09 a3.75±0.17 a3.64±0.09 a20%草胺膦水剂90.9145.4622.73清水对照90.9145.4622.73清水对照90.9145.4622.73清水对照3龄眠4龄眠熟蚕0.15±0.00 b0.13±0.00 b0.12±0.00 b0.16±0.00 ab0.15±0.01 ab0.14±0.01 a0.15±0.00 ab0.16±0.01 a0.14±0.01 a0.16±0.00 a0.16±0.00 a0.13±0.00 ab0.30±0.01 c0.47±0.02 c0.30±0.02 c0.58±0.04 b0.59±0.00 b0.37±0.13 bc0.66±0.03 b0.62±0.03 b0.53±0.01 ab0.78±0.02 a0.78±0.02 a0.71±0.02 a———1.21±0.04 d———2.87±0.13 b2.37±0.14 c2.01±0.05 b3.53±0.07 a3.25±0.13 b2.15±0.05 b3.75±0.17 a3.75±0.17 a3.64±0.09 a

表中数据为平均值±标准误，同列数据后不同小写英文字母表示差异显著(P<0.05，Duncan新复极差测验)；表4相同。

2.4 草甘膦等2种除草剂对云7A等3个品种家蚕经济性状的影响情况

从表4可以看出，添食草甘膦钾盐水剂不同浓度毒叶的，云7A添食37.00～74.00 mg/L毒叶的家蚕全茧量和蛹体质量与对照间均无显著差异，添食148.00 mg/L毒叶的家蚕全茧量和蛹体质量与对照间差异显著，添食37.00～148.00 mg/L毒叶的家蚕茧层量和茧层率与对照间均无显著差异；菁松A添食37.00～148.00 mg/L毒叶的家蚕全茧量、茧层量、茧层率和蛹体质量与对照间均无显著差异；皓月A添食148.00 mg/L毒叶的家蚕全茧量、茧层量和蛹体质量与对照间差异显著，添食37.00～74.00 mg/L毒叶的家蚕全茧量、蛹体质量与对照间差异不显著,添食74.00 mg/L毒叶的家蚕茧层量与对照间差异不显著但添食37.00 mg/L毒叶的与对照间差异显著，添食37.00～148.00 mg/L毒叶的家蚕茧层率与对照间差异不显著。添食草铵膦水剂不同浓度毒叶的，云7A添食22.73～45.46 mg/L毒叶的家蚕全茧量、茧层量和蛹体质量与对照间差异显著，但茧层率与对照间差异不显著，添食90.91 mg/L毒叶的家蚕在5龄饷食后逐渐吐水死亡；菁松A添食22.73～90.91 mg/L毒叶的家蚕全茧量、茧层量和茧层率与对照间差异显著，添食22.73 mg/L毒叶的家蚕蛹体质量与对照间差异不显著但添食45.46～90.91 mg/L毒叶的与对照间差异显著；皓月A添食22.73～45.46 mg/L毒叶的家蚕全茧量、茧层量和蛹体质量与对照间差异显著，添食22.73 mg/L毒叶的家蚕茧层率与对照间差异不显著但添食45.46 mg/L的与对照间差异显著，添食90.91 mg/L毒叶的家蚕在5龄饷食后逐渐吐水死亡。

表4 添食草甘膦等2种除草剂不同浓度毒叶对云7A等3个品种家蚕经济性状的影响情况

除草剂质量浓度/(mg/L)原蚕品种全茧量/g茧层量/g茧层率/%蛹体质量/g37%草甘膦钾盐水剂148.0074.0037.00清水对照148.0074.0037.00清水对照148.0074.0037.00清水对照云7A菁松A皓月A2.06±0.08 a0.45±0.01 a21.87±0.75 a1.61±0.08 a1.96±0.05 ab0.47±0.01 a23.77±0.21 a1.49±0.04 ab2.01±0.02 ab0.47±0.03 a23.29±1.62 a1.54±0.04 ab1.86±0.03 b0.44±0.04 a23.72±1.43 a1.42±0.02 b1.76±0.20 a0.46±0.00 a25.91±0.06 a1.30±0.01 a1.85±0.06 a0.48±0.03 a25.98±0.78 a1.37±0.03 a1.82±0.02 a0.47±0.01 a25.65±0.51 a1.35±0.02 a1.75±0.05 a0.43±0.01 a24.75±0.23 a1.32±0.03 a1.50±0.05 b0.38±0.01 b25.40±1.00 a1.12±0.05 b1.59±0.03 ab0.40±0.01 ab25.06±0.35 a1.19±0.03 ab1.60±0.01 ab0.38±0.01 b23.88±0.79 a1.22±0.01 ab1.68±0.04 a0.41±0.00 a24.53±0.50 a1.27±0.04 a20%草铵膦水剂90.9145.4622.73清水对照90.9145.4622.73清水对照90.9145.4622.73清水对照云7A菁松A皓月A————————————0.99±0.12 b0.22±0.04 b22.05±1.71 a0.77±0.08 b1.18±0.09 b0.25±0.03 b20.99±0.91 a0.93±0.06 b1.75±0.05 a0.43±0.01 a24.75±0.23 a1.32±0.04 a0.86±0.07 c0.16±0.01 d18.54±0.20 b0.71±0.06 c1.28±0.12 b0.24±0.02 c18.95±0.87 b1.04±0.11 b1.51±0.03 b0.29±0.02 b19.42±0.65 b1.21±0.02 ab1.75±0.05 a0.43±0.01 a24.75±0.23 a1.32±0.03 a————————————0.94±0.04 b0.20±0.01 c20.80±0.79 b0.74±0.04 b1.01±0.05 b0.22±0.00 b22.22±0.97 ab0.78±0.05 b1.68±0.04 a0.41±0.00 a24.53±0.50 a1.27±0.04 a

3 小结与讨论

桑园长期使用单一的除草剂易造成桑园地面药物残留影响，如草甘磷多次重复使用，可致土壤板结，对桑树的长势有一定的抑制作用，长期单一使用还可能导致杂草抗药性生物型的产生，更可能使非主要杂草上升为主要危害杂草，而且草甘磷的药效时间较长[10]，建议每年使用次数以不超过2次为好，同时还应注意不同品种除草剂的合理交替使用。陈小平等[11]的研究结果显示，草甘膦对家蚕的半致死剂量(LD50=17.773 μg/头)较大，说明草甘膦对家蚕的毒性较小，虽然本次试验未测定草甘膦对家蚕的半致死剂量，但是从试验结果来看草甘膦对家蚕的毒性较低，与陈小平等的研究结果基本一致；另外，家蚕的抗药性与龄期有关，随着龄期增加抗性增强，但5龄中后期抗性较低，对化学农药敏感，此时接触农药，易影响蚕茧产量、质量和家蚕繁殖能力[6]。草铵膦对一些肉食性昆虫的卵、蛹、幼虫和成虫都有一定的毒害作用，540.00 mg/L的浓度就可以导致昆虫受害；其可以造成南方小黑花蝽(OriusstrigicollisPoppius)71.2%的卵死亡，65.0%的幼虫死亡，57.5%的成虫死亡[12]。本次试验结果显示，添食草铵膦水剂156.25～5 000.00 mg/L毒叶的家蚕48 h后未直接造成中毒死亡，但均出现明显不良中毒症状，添食草铵膦水剂90.91 mg/L毒叶的，造成云7A、皓月A品种的家蚕在5龄饷食后逐渐吐水死亡，致使菁松A品种的家蚕生长发育缓慢、龄期延迟、经济性状降低，这与戴建忠等[9]的报道基本相似。

本次试验结果表明，草甘膦钾盐水剂和草铵膦水剂对8个品种的家蚕虽未造成急性中毒死亡，但均出现不同程度的中毒症状；草甘膦37.00、74.00、148.00 mg/L等3个浓度对云7A、菁松A、皓月A等3个品种的影响较小，但草铵膦22.73、45.46、90.91 mg/L等3个浓度对家蚕的影响较大，虽然未直接造成家蚕死亡，但对家蚕后期的生长发育及产茧量均有一定的影响；而且随着添食次数的增加，90.91 mg/L处理区的家蚕出现龄期延长甚至中毒死亡的现象，其他添食处理区的家蚕也出现发育不齐的情况，因此农药对家蚕的残毒期不能以家蚕是否死亡为标准，而应该以家蚕是否异常为标准。