熊浩 李凯龙 杜桂萍 罗杰 罗香文 宋增收 陈武瑛
摘要:为明确30%乙螨唑悬浮剂、23%阿维菌素·乙螨唑悬浮剂和15%乙螨唑·唑螨酯悬浮剂等3种杀螨剂对松毛虫赤眼蜂和七星瓢虫的急性毒性效应和初级风险,采用试管药膜法分别测定了3种杀螨剂对松毛虫赤眼蜂和七星瓢虫的急性毒性,并预测杀螨剂在农田内外的暴露量,表征毒性风险。结果表明:3种杀螨剂对松毛虫赤眼蜂急性接触毒性LR50为0.255~63.400 g a.i./hm2;对七星瓢虫的急性接触毒性LR50-48 h和LR50-16 d分别为9.30~21.70 g a.i./hm2和3.72~8.36 g a.i./hm2。30%乙螨唑悬浮剂和15%乙螨唑·唑螨酯悬浮剂在农田内外对松毛虫寄生蜂的危害商值HQ均小于5,风险可接受;23%阿维菌素·乙螨唑悬浮剂在农田内外对松毛虫寄生蜂的危害商值HQ均大于5,风险不可接受;30%乙螨唑悬浮剂和23%阿维菌素·乙螨唑悬浮剂对七星瓢虫的农田内危害商值HQ均大于5,风险不可接受;15%乙螨唑·唑螨酯悬浮剂对七星瓢虫的农田内危害商值HQ均小于5,风险可接受;3种杀螨剂对七星瓢虫的农田外危害商值HQ均小于5,风险可接受。综之,2种复配杀螨剂相比单剂的毒性增大,30%乙螨唑悬浮剂和23%阿维菌素·乙螨唑悬浮剂对非靶标节肢动物的风险均不可接受,农药施用时需采用一些风险降低措施来减轻对松毛虫赤眼蜂和七星瓢虫的风险。
关键词:杀螨剂;松毛虫赤眼蜂;七星瓢虫;毒性;风险评估
中图分类号:S482.5文献标识码:A文章编号:1006-060X(2024)05-0067-05
Toxicity Risk Assessment of Three Acaricides Against Trichogramma dendrolimi and
Coccinella septempunctata
XIONG Hao,LI Kai-long,DU Gui-ping,LUO Jie,LUO Xiang-wen,SONG Zeng-shou,CHEN Wu-ying
(Hunan Institute of Plant Protection, Hunan Academy of Agricultural Sciences, Changsha 410125, PRC)
Abstract: To evaluate the acute toxicity and primary risk of three acaricides including 30% etoxazole suspension, 23% abamectin·etoxazole suspension, and 15% etoxazole·fenpyroximate suspension against Trichogramma dendrolimi and Coccinella septempunctata, the acute toxicity of three acaricides against T. dendrolimi and C. septempunctata was tested by test-tube film, and the exposed quantity of the acaricides in and out of farmland was predicted to characterize the risk of toxicity. The results show that the acute contact toxicity (LR50) of the three acaricides against T. dendrolimi is 0.255–63.400 g a.i./hm2. The LR50–48 h and LR50–16 d of the three acaricides against C. septempunctata are 9.30–21.70 g a.i./hm2 and 3.72–8.36 g a.i./hm2, respectively. For T. dendrolimi, the hazard quotient (HQ) values of 30% etoxazole suspension and 15% etoxazole·fenpyroximate suspension in and out of farmland are less than 5, so the risk is acceptable. In addition, the HQ values of 23% abamectin·etoxazole suspension in and out of farmland are greater than 5, and the risk is unacceptable. For C. septempunctata, the HQ values of 30% etoxazole suspension and 23% abamectin·etoxazole suspension in farmland are greater than 5, and the risk is unacceptable. The HQ values of 15% etoxazole·fenpyroximate suspension in farmland are less than 5, and the risk is acceptable. The HQ values of the three acaricides out of farmland are less than 5, so the risk is acceptable. In summary, the toxicity of combination of two kinds of acaricides is greater than the single acaricide, and the risk of 30% etoxazole suspension and 23% abamectin·etoxazole suspension is unacceptable against non-target arthropods. Therefore, some risk reduction measures should be adopted during pesticide application to reduce the risk to T. dendrolimi and C. septempunctata.
Key words: acaricides; Trichogramma dendrolimi; Coccinella septempunctata; toxicity; risk assessment
柑橘全爪螨又称柑橘红蜘蛛,是我国柑橘生产上普遍发生和为害严重的害虫之一,田间治理以化学农药防治为主。乙螨唑(Etoxazole)是恶唑啉类杀螨剂,能抑制螨卵的胚胎形成及幼螨的蜕皮过程[1],对螨类害虫从卵、幼虫到蛹都具有较强的触杀作用[2]。
乙螨唑及其复配剂阿维菌素·乙螨唑和乙螨唑·唑螨酯是柑橘红蜘蛛防治的理想药剂[3-4]。然而,化学农药在有效控制害虫的同时也对环境中非靶标节肢动物带来一些负效应。例如施用农药不仅显著影响赤眼蜂(一类寄生鳞翅目害虫卵期的天敌昆虫)的羽化率和羽化蜂畸形率[5-6],还影响成蜂的搜寻和寄生能力[7]。关于农药对瓢虫(捕食性天敌昆虫)死亡率[8]、发育与繁殖[9-10]、捕食能力[11]等方面的影响也有报道。近年来,农药对非靶标节肢动物的毒性及风险评估已成为研究热点。魏杰等[12]测定了8%甲维可溶液剂对螟黄赤眼蜂和七星瓢虫的急性毒性与初级风险评估;郭志芯等[13]评价了4种杀虫剂对七星瓢虫和松毛虫赤眼蜂的负效应;游泳等[14]完成了7种新烟碱类杀虫剂制剂对七星瓢虫的毒性及风险评估。目前乙螨唑对斑马鱼的急性毒性和生物富集效应方面的研究已有报道[2],有关乙螨唑对非靶标节肢动物的影响鲜有报道。
基于松毛虫赤眼蜂和七星瓢虫是测试农药对非靶标节肢动物风险的指示性昆虫[15],试验采用试管药膜法分别测定了30%乙螨唑悬浮剂、23%阿维菌素·乙螨唑悬浮剂和15%乙螨唑·唑螨酯悬浮剂等3种杀螨剂对松毛虫赤眼蜂和七星瓢虫的急性毒性,并通过其危害商(Hazard Quotient,HQ)评估乙螨唑及其复配剂对非靶标节肢动物的生态风险,以期为科学的使用乙螨唑及其复配剂和保护非靶标节肢动物提供参考。
1 材料与方法
1.1 仪器与试材
使用仪器包括BIC–400人工气候箱(上海博迅实业有限公司医疗设备厂)、AY220电子天平[岛津企业管理(中国)有限公司]、CENTER337照度计(群特科技股份有限公司)、Elix Rerence纯水机[Millipore默克化工技术(上海)有限公司]。
试验所用的杀螨剂包括30%乙螨唑悬浮剂、23%阿维菌素·乙螨唑悬浮剂和15%乙螨唑·唑螨酯悬浮剂,具体参数见表1。
1.2 试验生物
松毛虫赤眼蜂(Trichogramma.dendrolimi),由湖南省农科院水稻研究所提供卵卡,在人工气候箱中避光培养,羽化24 h内的成蜂用于试验。七星瓢虫(Coccinella septempunctata),从四川生工创新科学研究有限公司引种,室内用蚕豆蚜人工繁殖、饲养,试验采用孵化3~4 d的二龄幼虫。
1.3 试验方法
1.3.1 赤眼蜂急性毒性试验 根据化学农药环境安全评价试验准则 第17部分:天敌赤眼蜂急性毒性试验(GB/T 31270.17—2014)[16]要求,采用药膜法进行毒性试验。试验设置6个处理组,同时设空白对照和溶剂(丙酮)对照组,每个处理1支管(直径2.7 cm,管长12 cm,内表面积120 cm2),并设3个重复。试验中每管引入(100±10)只赤眼蜂,待成蜂在药膜管中自由爬行1 h后全部转入无药的指形管,封住管口并饲喂蜂蜜水。于染毒后24 h调查对照组及处理组的赤眼蜂死亡数量。
1.3.2 七星瓢虫急性毒性试验 根据化学农药 天敌(瓢虫)急性接触毒性试验准则(NY/T 3088—2017)[17]
要求,采用药膜法进行试验。试验设置6个处理组,同时设空白对照和溶剂(丙酮)对照组,每个处理10支管(直径4 cm,管长5 cm,内表面积75 cm2),并设3个重复。试验中每管引入1只2龄瓢虫幼虫,每天观察并记录瓢虫的中毒症状和死亡数直至化蛹。化蛹后,蛹继续保持在药膜管内观察至成虫羽化,未羽化成虫均计入死亡虫数,试验周期16 d。
1.4 风险评估
对赤眼蜂和瓢虫的初级风险评估参照农药登记 环境风险评估指南 第7部分:非靶标节肢动物(NY/T
2882.7—2016)[15]进行。根据评估指南选择农药漂移因(PDF)及植被分布因子(VDF)和农田外物种分布不确定因子(UF),并计算多次施药因子(MAF)。结合试验毒性终点LR50按以下公式确定农田内、外的预测环境暴露浓度PECin、PECoff和危害商值HQin、HQoff,并通过HQ确定风险是否可接受。
采用HQ进行表征,当HQ≤5时,风险可接受;当HQ>5时,风险不可接受。
1.5 数据处理
根据观察的毒性测试结果,使用Excel进行数据汇总,采用SPSS 13.0软件计算半致死用量LR50、回归方程及95%置信限。
2 结果与分析
2.1 急性毒性试验结果
由表2可知,30%乙螨唑悬浮剂、23%阿维菌素·乙螨唑悬浮剂和15%乙螨唑·唑螨酯悬浮剂等3种杀螨剂对松毛虫赤眼蜂均具有一定的急性毒性。各处理组的松毛虫赤眼蜂在1 h后出现行动迟缓症状,该症状数量随处理药物浓度的升高而增加,部分行动迟缓的赤眼蜂无法爬行至无药管,最终统计时将该症状的赤眼蜂计为死亡。3种杀螨剂通过药膜法对松毛虫赤眼蜂急性接触毒性LR50为0.255~
63.400 g a.i./hm2。3种杀螨剂对松毛虫赤眼蜂的毒性大小存在差异,其毒性的大小依次为:23%阿维菌素·乙螨唑悬浮>15%乙螨唑·唑螨酯悬浮剂剂>30%乙螨唑悬浮剂。
以七星瓢虫死亡数为参考标准,计算3种杀螨剂对七星瓢虫的毒性。由表3可知,3种杀螨剂对七星瓢虫的毒性主要表现为对幼虫的急性毒性效应,均于染毒1 d后幼虫开始出现中毒症状及死亡幼虫。幼虫中毒症状为拒食、活动不灵活、呈麻痹假死状等。30%乙螨唑悬浮剂染毒3 d后中毒症状及死亡幼虫数量基本稳定,直至化蛹。2个复配制剂染毒4 d后中毒症状及死亡幼虫数量基本稳定,直至化蛹。各处理组的瓢虫在整个周期发生不同程度死亡,随着给药浓度的增加,高浓度时化蛹率和羽化率均有不同程度的延迟,存活下来的幼虫基本上能够全部正常化蛹和羽化,对瓢虫的慢性毒性较低,完全羽化的时间较对照组延迟1~2 d。3种杀螨剂对七星瓢虫的急性接触毒性LR50–48 h和LR50–16 d分别为9.30~21.70和3.72~8.36 g a.i./hm2。3种杀螨剂对七星瓢虫的48 h毒性的大小依次为:15%乙螨唑·唑螨酯悬浮剂>30%乙螨唑悬浮剂>23%阿维菌素·乙螨唑悬浮剂;成虫前(16 d)毒性的大小依次为:15%乙螨唑·唑螨酯悬浮剂>23%阿维菌素·乙螨唑悬浮剂>30%乙螨唑悬浮剂。
2.2 初级风险评估
结合最大田间推荐用量与施药信息计算30%乙螨唑悬浮剂、23%阿维菌素·乙螨唑悬浮剂和15%乙螨唑·唑螨酯悬浮剂3种杀螨剂对松毛虫赤眼蜂和七星瓢虫预测暴露量(表4和表5)。3种杀螨剂在农田内预测暴露量(PERin)分别为54.4 g a.i./hm2、46.1 g a.i./hm2和27.0 g a.i./hm2,农田外预测暴露量(PERoff)分别为3.18 g a.i./hm2、2.69 g a.i./hm2和1.58 g a.i./hm2。
由表4和表5可知,30%乙螨唑悬浮剂和15%乙螨唑·唑螨酯悬浮剂对松毛虫寄生蜂的农田内危害商值HQin分别为0.858和2.320,农田外危害商值HQoff分别为0.251和0.681,均小于5,风险可接受。23%阿维菌素·乙螨唑悬浮剂对松毛虫寄生蜂的农田内危害商值HQin和农田外危害商值HQoff分别为181.000和52.700,均大于5,风险均不可接受。30%乙螨唑悬浮剂和23%阿维菌素·乙螨唑悬浮剂对七星瓢虫的农田内危害商值HQin为6.51和7.58,均大于5,风险均不可接受;15%乙螨唑·唑螨酯悬浮剂对七星瓢虫的农田内危害商值HQin为2.32,风险可接受;3种杀螨剂对七星瓢虫的农田外危害商值HQoff为1.90~2.21,均小于5,风险均可接受。
3 讨论与结论
3种杀螨剂对松毛虫赤眼蜂和七星瓢虫的急性毒性不同,可能是昆虫类群、虫龄、农药作用方式和机制等导致其差异[18],暴露时间、暴露方法等因素也可能会导致急性毒性产生差异[19]。研究中2个复配制剂对松毛虫赤眼蜂和七星瓢虫(96 h)的急性接触毒性均大于单剂30%乙螨唑悬浮剂,即复配制剂对非靶标节肢动物的毒性呈现增毒作用。有研究表明5%阿维菌素EC对螟黄赤眼蜂和七星瓢虫具有较高的接触毒性,其致死中量分别为1.08和0.463 g a.i./hm2)[20]。复配制剂23%阿维菌素·乙螨唑悬浮剂的急性毒性高于30%乙螨唑悬浮剂,可能源自阿维菌素,但两者复配的联合作用及机制尚不清楚;也不能排除助剂的影响,需要进一步试验证实。类似的结果也有报道,复配制剂60%氟啶·噻虫嗪水分散粒剂胺对非靶标节肢动物的急性毒性高于其单剂的毒性[21]。与单剂相比,戊唑醇和嘧菌酯的复配剂对玉米螟赤眼蜂的风险增加且不可接受[22]。也有相反结果的报道,20%氟啶虫酰胺·联苯菊酯悬浮剂对七星瓢虫和玉米螟赤眼蜂的 LR50 值高于其单剂,即两种杀虫剂经复配后相较单剂有效降低了毒性[19]。烟嘧磺隆在与其他除草剂复配后降低了对赤眼蜂的毒性[18]。
在不同场景(农田内和农田外)杀螨剂试验评估具有一定的不确定性,因为农药对环境生物的毒性是影响风险水平的其中一个重要因素[23-24]。一方面,评估采用室内急性毒性试验结果,不能完全代表田间使用对非靶标生物的实际危害水平[22,25]。魏杰等[20]认为农药施用于田间,其残留受环境影响对瓢虫和赤眼蜂的实际毒性可能低于实验室结果。3种杀螨剂在田间实际施药对松毛虫赤眼蜂和七星瓢虫的影响还需进一步试验验证。另一方面,评估采用急性毒性端点值,未考虑低浓度农药对非靶节肢动物的亚致死效应和毒性累积效应,以及种群动态分布和生态系统潜在长期影响。有研究表明七星瓢虫暴露于低浓度的氟啶虫酰胺后,具有幼虫期显著延长,成虫的总寿命降低,繁殖能力下降等影响[26]。因此,毒性试验结果的偏差是给评估带来不确定性的主要因素。
综之,30%乙螨唑悬浮剂、23%阿维菌素·乙螨唑悬浮剂和15%乙螨唑·唑螨酯悬浮剂3种杀螨剂对松毛虫赤眼蜂和七星瓢虫均存在一定的急性毒性;初级风险评估结果显示,30%乙螨唑悬浮剂和15%乙螨唑·唑螨酯悬浮剂在农田内风险不可接受,农田外风险可接受;23%阿维菌素·乙螨唑悬浮剂在农田内和农田外的风险均不可接受,即3种杀螨剂对非靶标节肢动物均属于高风险药剂,需要进一步进行高级评估或者采取合理的风险降解措施来
降低风险。研究结果丰富了杀螨剂的安全性数据,为该药剂的科学使用提供了参考。针对风险不可接受的问题,可在农药施用时采用一些风险降低措施来减轻对松毛虫赤眼蜂和七星瓢虫的风险[27],如控制剂量、避开非靶标节肢动物的幼虫期和繁殖期施药等。
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(责任编辑:肖彦资)
收稿日期:2024-01-05
基金项目:国家自然科学基金项目(32202340);长沙市自然科学基金项目(kq2202340)
作者简介:熊浩(1988—),男,湖南娄底市人,助理研究员,从事农药环境毒理和农药环境行为研究。
通信作者:陈武瑛