江西稻改桑园大量老熟蚕不结茧原因调查与研究

胡丽春，王军文 ，胡桂萍 ，欧阳雪灵，艾利仁，吴建平 ，李丽梅

（1.江西省蚕桑茶叶研究所，南昌市 330043；2.江西省经济作物研究所，南昌市 330202）

随着国家扶贫战略深入实施，江西蚕桑产业得到长足发展，蚕桑家庭农场、蚕桑专业合作社等新型经营主体不断壮大，江西桑园面积不断扩大，尤其是赣南等原中央苏区、罗霄山片区、鄱阳湖滨湖地区等贫困地区稻改桑园面积持续上升，蚕桑产业精准扶贫深入推进。然而稻改桑地区，如永新、修水、德安、东乡等多个县（区）蚕区相继发生了老熟蚕大面积不结茧事件，不仅给当事投资经营主体造成了重大的经济损失，也制约了蚕桑产业扶贫成效。

基于此，笔者第一时间（2015年中秋）深入江西省第一例大面积不结茧蚕事件现场（江西海欣公司永新蚕桑基地），开展实地调查和取样，并结合文献查询、抽样检验检测，划片分区块采叶养蚕试验、实验室添食验证等一系列试验分析，寻找稻改桑大面积老熟蚕不结茧的原因，以期为制定科学有效的解决方案提供参考，也为蚕桑产业高质量发展奠定基础。现将研究过程总结分析如下。

1 江西海欣公司蚕桑基地情况实地调查

1.1 生产区（桑园与蚕房）的地形位置与大气污染情况

江西海欣农业发展有限公司（下文简称“海欣公司”）蚕桑基地，是返乡创业青年所建，面积53.34 hm2，位于永新县沙市镇塘边村，均于2014年秋冬由水稻田流转而来。流转的农田位于两山丘间的坳内，南北狭长走向，且水流由北向南流，一条村道将农田划分为东、西2个片区，海欣公司所流转的田块93%位于东片区，7%（约4.0 hm2）位于西片区的最南端，村舍和农户口粮田皆位于西片区。蚕房位于东边的山丘上，4栋并排而立。桑园和蚕房由山丘与外界隔挡，小环境十分清静，周边10 km内无工厂和砖瓦窑，大气污染风险较低。基地总投资300余万元，2015年初春完成栽桑40.0 hm2，其中杂交桑桑园约4.0 hm2（位于东片区最南端），其余全为强桑1号和农桑14号嫁接桑桑园。

1.2 中毒蚕的发生及其症状表现与不同地块桑叶有关

2015年早秋始正式采叶养蚕，当年秋连续饲养了3批，第1批蚕采用生长较快的杂交桑叶和位于西片区最南端的嫁接桑，饲养结果非常好，产量质量均达到县内最高水平。第2批始由南往北逐田块采用东片区的嫁接桑叶。与第1批不同的是，后2批在饲养过程中（4～5龄）都陆续有少量吐黄色液体、排松软湿粪的中毒蚕发生。其他未吐液的蚕肉眼看与正常蚕无异，能正常生长到老熟，可在上蔟24 h后，老熟蚕要么不登蔟，要么游荡在蔟具表面不吐丝结茧，36 h后逐渐从蔟具上掉落，在蚕座上聚集形成光秃秃的祼蚕，手触蚕体，甚是结实强壮，3 d后蚕体逐渐缩短而死。即使偶有几头蚕留在蔟具上，也只能结劣质的薄皮茧和鸟窝茧。观察不结茧家蚕的症状表现，既非蚕病所致，也与常见有机磷、有机氮、菊酯与烟碱类农药引起的中毒症状明显不同，一时难以确认原因，只是简单地把原因归结为返乡创业的青年经营者不懂技术、桑园治虫农药使用不当造成。

为查找出原因，自2016年初春始，永新县蚕桑办派出专职技术人员驻阵指导与协助生产监管，继续采叶养蚕，经2016全年和2017年上半年多次饲养，结果显示，只要取食东片区的嫁接桑叶的家蚕，均重复发生中毒症状，且用叶越是往北吐黄色液体的蚕越多，而同样来源的小蚕，采用杂交桑叶或紧贴杂交桑田块的嫁接桑叶饲养的蚕则正常吐丝结茧，且蚕茧产量质量与其他种养户比均无明显差异，这说明蚕儿吐黄色液体或不结茧，既非桑园管理过程中用药不当，也与小蚕（或蚕种）质量无关。

1.3 桑园前茬耕作情况走访调研

在排除大气污染、蚕品种和小蚕体质、桑园自身治虫过程中的用药不当及周边农作物治虫用药污染的因素后，课题组接着对桑园前茬耕作情况进行了调查。经过走访当地农民、村干部和农资经营商，课题组了解到，该村大片粮田在2012—2014年租赁给了一个种粮能手，该种粮能手的种稻方法是将水稻种子用农药拌种后直播。而海欣公司位于东片区的由北往南约2/5地段上的田块正好都是种粮能手的种子直播田，中部约2/5的田块是种粮能手的抛秧田，靠南1/5的田块是及西片区南端的约4.0 hm2田块，是当地村民（种粮散户）的自营水稻田。种粮散户是育苗抛秧，治虫是禾苗喷雾方式。无论是拌种直播防虫，还是禾苗喷雾治虫，当时所用的主打农药是“康宽”（氯虫苯甲酰胺），有时根据虫情也加掺阿维菌素或菊酯类的农药混合治虫。

2 取样检验检测

为考证不结茧蚕是否为桑园前茬所用农药引起，是由哪种农药或者哪几种农药引发，2016年春季养蚕结束后，课题组对海欣公司桑园土壤与桑叶进行了抽样，送至诺安检测服务有限公司宁波公司，对永新县农业生产上常用的农药——“康宽”（氯虫苯甲酰胺）、阿维菌素、甲维盐、拟除虫菊酯类（包括联苯菊酯、功夫菊酯、氯氟氰菊酯、溴氰菊酯，氰戊菊酯，甲氰菊酯）进行检测。检测报告显示：桑园土壤中氯虫苯甲酰胺为0.03 mg/kg，其他所检农药均低于检出限值（0.010 mg/kg）；桑叶中联苯菊酯为0.016 mg/kg，其他所检农药均低于检出限值（0.01 mg/kg）。从本次检测结果看，氯虫苯甲酰胺和联苯菊酯的检出位置虽然没有同时出现在土壤与桑叶中，但却证实了桑园内的确有氯虫苯甲酰胺残留存在。

农药“康宽”是一种新型的农药，有关该药对蚕桑生产的毒害未知，危害情况尚不明确。而菊酯类农药是农业生产上使用时间较长的农药，蚕桑生产因菊酯类农药中毒的现象也常有发生，一般有一线工作经验的蚕业科技人员对家蚕菊酯类农药中毒的症状特点是较为熟悉的，可从海欣公司的家蚕中基本找不到菊酯类中毒的典型症状的蚕个体。因此，课题组讨论后，初步认为海欣公司家蚕中毒的根源主要在农药“康宽”上，或是由“康宽”单剂，亦或是“康宽”和联苯菊酯混合集中所致。

3 查询文献

3.1“康宽”的主要成分、理化性质、杀虫机理及在中国的应用情况

商品名为“康宽”的农药，其有效成份就是氯虫苯甲酰胺，是美国杜邦公司于2000年开发，2007年正式投放市场的一种新型邻甲酰胺基苯甲酰胺类（anthranic diamidcs，ADAs）低毒、高抗杀虫剂［1］。

氯虫苯甲酰胺具有较强的疏水性，进入环境后会迅速从水中析出并富集于土壤中，在土壤中持久性较强，降解速度缓慢，其在室内土壤中的半衰期长达578 d，长期使用可能存在累积残留风险［1-2］。氯虫苯甲酰胺以昆虫鱼尼丁受体（yanodinc receptor，RyR）为靶标，具有优异的内吸性、极高的杀虫活性［1］，对所有鳞翅目昆虫及鞘翅目中的象甲科与叶甲科、双翅目的潜蝇科、烟粉虱有很好的防治效果［3］，而对人、畜等哺乳动物及鱼、虾、蜂等节肢类生物安全［1］［4-5］。氯虫苯甲酰胺于2007年在中国获临时登记，用于防治稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟等水稻害虫，2008年在蔬菜上登记使用［1］，因其与许多传统药剂之间无交互抗性［6-7］，因此，中国市场上又推出了氯虫苯甲酰胺与阿维菌素类、菊酯类、沙蚕毒素类、新烟碱类杀虫剂的复配衍生产品［8］。氯虫苯甲酰胺及其复配型农药推出使用后，获得了广泛的认可与赞誉，曾作为甲胺磷等高毒农药的替代品而被广泛应用于农业生产中［9］。项目组经走访江西省植保植检局后知悉，江西省2007年开始推广使用氯虫苯甲酰胺，至2012年达到使用高峰，全省100%的市县都有使用，主要用于水稻防虫，2017年后因专利保护和价格上涨等原因，该农药在江西省的销量有所减少。

3.2 氯虫苯甲酰胺对家蚕的毒性情况

从氯虫苯甲酰胺的杀虫机理来看，作为鳞翅目昆虫之一的家蚕，是其作用的靶标对象。池艳艳等［10］在研究氯虫苯甲酰胺对家蚕的毒性和安全性评价时指出，氯虫苯甲酰胺对2龄蚕的96 hLC50为2.32×10-3mg/kg（注：药剂与桑叶的质量比作为LC50单位），急性毒性为剧毒级。陈伟国等［11］研究表明：氯虫苯甲酰胺对3龄起蚕的食下半致死浓度LC50为4.09×10-3mg/L，致死中量LD50为1.14×10-8mg/头，对比郑雪松等［12］报道氯虫苯甲酰胺对小菜蛾的LC50值为0.02 μg/mL、对甜菜夜蛾的LC50值为0.04 μg/mL后，不难看出，氯虫苯甲酰胺对于经过人工驯养后的家蚕，其毒性更强大。

3.3 氯虫苯甲酰胺在桑树中的吸收情况及残留期

氯虫苯甲酰胺在植株中具良好的渗透性、上下传导性，施用到作物上后，可以很快地被植株吸收，在植株内可以自下向上传导至作物各个部位，达到全面防治害虫的目的［1］。陈伟国等［11］于2008年用氯虫苯甲酰胺药液根灌盆栽桑和田间喷叶处理，观察内吸传导对家蚕的食下毒性，发现1.25×10-4mg/L稀释药液田间喷雾桑叶，间隔60 d后采叶饲喂3龄和5龄蚕的死亡率均为100%；用200 g/L氯虫苯甲酰胺SC稀释2 000倍、4 000倍、8 000倍和16 000倍后根灌盆栽桑，在第60 d时采叶饲喂3龄和5龄起蚕，均在2 d内全部死亡，在第170 d再采叶喂蚕，发现2 000倍根灌区的死亡率达100%、4 000倍根灌区的死亡率为20%，8 000和16 000倍根灌区未发生中毒死亡。研究显示了氯虫苯甲酰胺在桑树（植物）中具极强的根部、叶部和全株性内吸传导特性。

3.4 氯虫苯甲酰胺复混剂对蚕桑产业毒害的相关研究

通过查阅大量有关氯虫苯甲酰胺的研究文献后，项目组对氯虫苯甲酰胺单剂在蚕业生产中的危害性有所了解，但氯虫苯甲酰胺和其他农药如联苯菊酯复混后的毒害性仍需更进一步探索。陈伟国等［8］研究认为，氯虫苯甲酰胺及其复配制剂，可通过桑树的枝条和桑根内吸传导至未喷药的桑叶，而且在桑叶中的内吸毒性残留时间极长。家蚕氯虫苯甲酰胺复配制剂中毒后的症状表现随所掺入药剂品种、浓度、施药时间和残效期不同而表现有异，当所掺入药的毒性与氯虫苯甲酰胺相当且在残效期内中毒时，家蚕的中毒症状有每种复混药的典型症状表现，当所掺入药的毒性小于氯虫苯甲酰胺或已过残效期，家蚕的中毒症状则以氯虫苯甲酰胺单剂的症状为主要表现。根据大量有关氯虫苯甲酰胺及其复配（混）剂的研究文献，海欣公司家蚕持续多年发生的症状中均无典型菊酯类农药中毒的症状表现的原因就在于此。

4 实验室添食试验

基于对氯虫苯甲酰胺杀虫作用机理、对蚕毒理特性以及桑树吸收累积特性，课题组初步判断引发海欣公司家蚕多年持续不结茧的真正“元凶”是氯虫苯甲酰胺残留。然而，因有关家蚕食桑期间及老熟后氯虫苯甲酰胺的中毒症状表现的文献报道仍缺乏，课题组还必须继续研究，以获取充足的证据支持。2016年8—10月，项目组开展了实验室添食试验，用“康宽”（氯虫苯甲酰胺SC）原药200 g/L从高到低逐渐降低浓度，添食喂养家蚕，并用海欣公司的稻田改桑园的桑叶和江西省蚕桑茶叶研究所（下文简称“江西蚕茶所”）的正常生产用桑叶分别作对照，添食采用浸渍法，每次喂叶前1 h浸渍并滤去重力水后风干（注：浸渍前须记录桑叶重量和药液耗量），从4龄起蚕始喂食，观察家蚕的症状详见表1。

由表1可知，①不同添食浓度的桑叶，家蚕食下后表现不同的中毒症状。②同一个中毒等级（或症状）的药量幅宽较大，如在“慢性中毒”等级中，其添毒浓度从50.0 μg/L到6.7 μg/L，仍表现一样的症状，另外，在“微量中毒”的添毒浓度差也较大，从6.7 μg/L到2.5 μg/L，家蚕的症状表现是能生长到老熟但不能正常吐丝结茧。本添食试验浓度最低为2.5 μg/L，在2.5 μg/L以下哪个浓度点才是家蚕不会中毒而进入安全生长发育的起始，还有待探究。③永新海欣公司的稻改桑园带毒叶（CK-1）中毒症状与试验处理Ⅱ和Ⅲ相同，即少量家蚕在食桑过程中陆续轻微吐黄液、缩小而死亡，大多数能正常生长到老熟，但最终不能吐丝结茧。江西蚕茶所生产用叶（CK-2），无中毒症状表现，100%正常吐丝结茧。通过采用不同产地的桑叶喂食和家蚕中毒症状的对比，进一步证明氯虫苯甲酰胺是致海欣公司家蚕中毒的毒源。

表1 家蚕氯虫苯甲酰胺添食试验结果

5 大田养蚕试验和检测分析

由于第一次（2016年春蚕后）的桑园抽样检测的结果只显示土壤中有0.03 mg/kg氯虫苯甲酰胺，而桑叶中未检出（注：小于0.01 mg/kg不显示检测值），这有可能是当时取样误差，如样本选点太少缺乏整体代表性或样本取材位点不一致等原因影响。鉴于此，课题组于2017年春蚕后又一次对海欣公司基地桑园取样送检。本次取样根据前茬水稻的施药方式划分了A、B、C三个区块进行，A区为拌种直播田、B区为种粮大户抛秧田、C区为小散户粮田，每个区块采集桑园土壤和桑叶各5份，检测机构为江西省出入境检验检疫中心，主要检测桑园土壤与桑叶氯虫苯甲酰胺残留。检测结果显示：A、B、C三个土壤样本的氯虫苯甲酰胺残留值分别是5.6 μg/kg、3.2 μg/kg、1.1 μg/kg，桑叶残留值分别是4.30 μg/kg、1.20 μg/kg、未检出（＜0.01 μg/kg检出限值）。也就是说，本次检测结果表明了桑园土壤与桑叶中都有氯虫苯甲酰胺，不同田块中土壤（桑叶）的残留量因前茬施药方式和用药量不同表现较大差异，拌种直播的残留量最高，喷洒药的小散户粮田残留量最低，且桑叶中的含药量与土壤中的残留量呈正相关，当土壤的残留在1.1 μg/kg或更低时，桑叶中的残留就低于检测限值0.01 μg/kg。根据这次检测结果，将海欣公司的桑园划分了20个小块（A区8小块、B区8小块其中B1紧靠A，B2-4非紧靠A、B5-8紧靠C、C区4小块），对每个小块分别采叶喂蚕（从5龄第2餐始）上蔟观察，试验结果见表2。

表2 2017年海欣公司桑园氯虫苯甲酰胺残留分区块检出值及家蚕中毒症状

由表2可知，家蚕所食下的桑叶中含氯虫苯甲酰胺为4.30 μg/kg左右（A与B1区）时，在食桑过程中就有吐黄液、缩小而死亡等明显的症状表现，而家蚕食下B2-4区、B5-8区和C区的桑叶后在食桑过程中无明显症状表现，但老熟后不能吐丝结茧，也就是当桑叶中氯虫苯甲酰胺残留在1.20 μg/kg及以下时能生长到老熟但不能结茧，即便是桑叶残留低于0.01 μg/kg检出限值，家蚕仍不能吐丝结茧。对比表2与表1发现，实验室添食氯虫苯甲酰胺试验处理Ⅱ、Ⅲ分别与桑园A区和B1区、B2-4区、B5-8区和C区的中毒症状表现一致，对比其桑叶氯虫苯甲酰胺含量——大田桑叶检出值与实验添食药剂量也基本吻合。由此确认，江西永新及其他蚕区多起稻改桑经营户发生大面积老熟蚕不结茧的原因是稻改桑园土壤含新型农药氯虫苯甲酰胺（“康宽”）残留所致。

6 结论与建议

通过对江西海欣公司的稻田改桑园连续多年发生大量不结茧而致颗粒无收的原因查找，目前虽探明了以氯虫苯甲酰胺为主要成份的农药是致家蚕持续多年中毒的“元凶”，但事实上，用于大农业生产病虫防控的新型农药在不断产生与推出使用，如在氯虫苯甲酰胺之后推出使用的、同属双酰胺类的新型农药还有溴氰虫酰胺、四氯虫酰胺、环溴虫酰胺等，它们都是昆虫鱼尼丁受体作用剂。这些农药在对水稻等作物虫害防控作用的同时，也给土壤和环境造成残留污染，对后茬作物生长以及质量安全造成巨大隐患，尤其是对农药极其敏感的经济昆虫——家蚕的影响更大，它的生长环境所面临的安全隐患在日益加剧。因此，如何保证家蚕的安全生长这一课题在不断的更新，有待研究人员继续深入探索。

鉴于家蚕对氯虫苯甲酰胺残留十分敏感，加上目前尚无高效去除土壤氯虫苯甲酰胺残留的技术和方法，为从源头防范家蚕中毒事件发生，建议在新桑园规划时，相关政府部门和农业主管部门以及新型农业经营主体，要认真做好前期土壤背景、作物种类、生产用药详情等摸排和检测分析，合理论证，科学开发，尤其要注重氯虫苯甲酰胺等双酰胺类新型农药施用情况的调查，慎用施用过氯虫苯甲酰胺等双酰胺类新型农药的土地发展蚕桑产业。

最后，课题组要借本文对本研究提供过帮助与支持的中国农业科学院蚕业研究所蚕病防控专家沈中元研究员表示真挚的感谢和敬意！