10种农药对克氏原螯虾幼虾的急性毒性

徐怡，刘其根，*，胡忠军，沈竑，曹君韫，童留青

1.上海海洋大学农业部种质资源与养殖生态重点开放实验室，上海201306

2.上海沐雨生态农业发展有限公司，崇明202157

10种农药对克氏原螯虾幼虾的急性毒性

徐怡1，刘其根1，*，胡忠军1，沈竑2，曹君韫1，童留青1

1.上海海洋大学农业部种质资源与养殖生态重点开放实验室，上海201306

2.上海沐雨生态农业发展有限公司，崇明202157

研究了在实验室常温条件下敌杀死、索虫亡、百草一号、敌敌畏、卷清、逐灭（池塘水）、逐灭（自来水）、锐劲特、抑虱净、草甘膦、星科等10种农药对克氏原螯虾（Procambarus clarkii）幼虾的急性毒性效应.试验结果表明，克氏原螯虾幼虾对不同农药的耐受力相差较大.敌杀死、索虫亡、百草一号、敌敌畏、卷清、逐灭（池塘水）、逐灭（自来水）、锐劲特、抑虱净、草甘膦、星科对克氏原螯虾幼虾的24h半致死浓度（24h LC50）分别为4.62×10-3、2.28×10-2、16.7、2.57×10-1、4.73×10-3、8.91×10-2、2.97×10-2、8.90×10-2、8.08、5.52×103、3.64×10-1mg·L-1；48h半致死浓度（48h LC50）分别为3.07×10-3、1.46×10-2、15.8、1.98×10-1、4.33×10-3、3.48×10-2、1.48×10-2、6.01×10-2、6.47、4.06×103、1.99×10-1mg·L-1；其安全浓度（SC）分别为4.07×0-4、1.80×10-3、4.16、3.72×10-2、1.09×10-3、1.59×10-3、1.10×10-3、8.22×10-3、1.24、6.59×102、1.78×10-2mg·L-1.相比之下，草甘膦对克氏原螯虾幼虾的毒性最低，百草一号的毒性也相对较低，可以作为稻虾混养系统病虫害防治的首选，而敌杀死、卷清等对克氏原螯虾幼虾的毒性极高，应尽量避免使用.

克氏原螯虾（Procambarus clarkii）；农药；急性毒性；半致死浓度；安全浓度

1 引言（Introduction）

克氏原螯虾（Procambarus clarkii）是目前国内最受消费者喜爱的淡水水产品之一.虽然早在20世纪30年代就已传入我国，但由于克氏原螯虾过去一直被认为是一种污水生物而得不到消费者的认可，使该虾受到的捕捞压力极小，这可能是其在我国国内的分布区得以不断扩大的重要原因，并被认为是我国十大外来入侵水生生物种之一.然而近20年来，随着克氏原螯虾在国际和国内市场的持续热销，克氏原螯虾天然资源已不能满足市场需求，巨大的市场需求导致了对克氏原螯虾的高强度捕捞，加之环境污染等因素的共同影响，使其资源量日趋减少，供求矛盾加大，进一步促进了克氏原螯虾市场价格的攀升,也激发了广大水产养殖户对克氏原螯虾的养殖热情，使其成为我国重要的水产养殖对象（吴霆和高品伟，2008;舒新亚和叶奕佐，1989）.

在克氏原螯虾的原产地美国的路易斯安娜州，稻虾养殖被认为是最主要的养殖方式之一（Wujtewicz et al.,1997），目前，这一养殖模式也已受到我国养殖户的重视，并已和池塘养殖一起，成为我国螯虾养殖的主要方式.然而稻虾养殖成功的关键之一，是如何解决水稻病虫害防治与克氏原螯虾养殖之间的矛盾，即如何预防常用农药对克氏原螯虾的毒性效应.即使是克氏原螯虾的池塘养殖，也可能面临水源受到农药污染的风险，从而导致对养殖虾的毒性影响.可见，了解常用农药对克氏原螯虾的毒性影响，有利于指导稻虾养殖的合理用药，因而具有重要的实践意义.研究表明，在农药施用过程中，仅有1%左右作用于靶生物，其余的或残留于土壤，或通过间接途径进入水环境，进而影响土壤生物和水生生物（丁中海等，2004）.我国的克氏原螯虾资源在最近10年来已经出现了明显的下降，除了过度捕捞外，农药的广泛使用可能也是重要的原因.

基于此，本次试验研究了敌杀死、索虫亡、百草一号、敌敌畏、卷清、逐灭、锐劲特、抑虱净、草甘膦和星科等10种常用农药对克氏原螯虾幼虾的急性毒性效应.之所以选择这10种农药，是因为这些农药均是目前我国农田常用的农药，其类别基本涵盖了有机磷农药（如索虫亡、敌敌畏和逐灭）、拟除虫菊酯类农药（如敌杀死）、植物源农药（如百草一号）、微生物源农药（如卷清）、氟虫腈类农药（如锐劲特）、除草剂（如草甘膦）及混合型农药（星科、抑虱净）等.其主要成分分别为：敌杀死（2.5%高效溴氰菊酯乳油）、索虫亡（6%丙溴磷和34%辛硫磷）、百草一号（0.3%苦参碱水剂）、敌敌畏（80%敌敌畏乳油）、卷清（2%的阿维菌素）、逐灭（15%乐果和10%三唑磷）、锐劲特（5%氟虫腈）、抑虱净（25%混灭威与5%噻嗪酮的混合制剂）、草甘膦（10%草甘膦水剂）、星科（4%氯氰菊酯与21%辛硫磷的混合制剂）.为了对稻田养殖用药更有指导作用，本次试验并没有选用这些农药的原料药，相反，我们直接选取了各农药的商品制剂，以便使这几种不同类农药急性毒性试验的研究结果更好地被用于指导养殖生产实践.

2 材料与方法（Materials and methods）

2.1 试验材料

1）材料：试验虾为上海市崇明县前卫村稻田养殖的克氏原螯虾幼虾，出生3～5d，附肢齐全、健康活泼，体长0.80～1.05cm，平均体重为0.012g.试验前24h停止喂食.

2）试验用水：试验用水为经充分曝气的养殖用池塘水，其水质指标为：pH 8.56，温度（24±1）℃，DO 8.37mg·L-1（充分曝气），CODMn7.2mg·L-1，氨氮含量0.8mg·L-1.所有指标均符合克氏原螯虾生存要求范围.

3）试验器材：电子天平、充气泵、大型玻璃培养缸、pH酸度计、溶氧仪等.

2.2 试验设计

为了使本次研究的结果对克氏原螯虾的养殖生产更具指导作用，我们主要选用养殖水体来配制试验用药，同时我们又以农药逐灭为例，分别选取了池塘水和自来水来配制药物开展试验，以比较其在自来水和养殖水体两种水环境中对克氏原螯虾幼虾的急性毒性，从而也有助于人们对这些农药对克氏原螯虾的急性毒性有更全面的了解.

下面是经预试验确定的两种水环境下农药逐灭浓度的梯度设置情况（表1）.

2.3 试验方法

1）预试验：将各种农药以5～10倍比例分成5个浓度梯度，分别按比例稀释后注入5只装有约1000mL水的烧杯中（严格按溶质与溶剂之和为1000mL算），用玻璃棒搅匀之后各放入幼虾10尾，24h后观察其死亡情况.

表1 两种水环境下逐灭浓度梯度Table 1Concentrations of dimethoate and triazophos under two aquatic environments

2）正式试验：根据预试验结果，试验浓度序列按等对数间距设计（孟紫强，2003）.设定5～6个浓度梯度组和1个对照组，每组3个平行，各放幼虾10尾.因农药存在降解等特性，且幼虾新陈代谢排出废物，使水质发生变化，故试验期间每24h全部换相应浓度试剂1次.另外，每24h测定1次水温、DO与pH值，以确定各项指标的变化是否影响幼虾生存.试验期间不投饵.

3）试验开始后，前12h每隔1h观察一次，12h～48h每6h观察一次.每次观察时记录幼虾的情况，内容包括幼虾的中毒症状、是否死亡及死亡个体数量.死亡个体以细玻璃棒触及腹部5min内不产生刺激反应为准.试验过程中，及时捞出死亡个体.

2.4 数据处理

采用直线回归法（孟紫强，2003）求出各受试农药的浓度对数与死亡率之间的关系表达式，并计算出对克氏原螯虾幼虾的24h、48h半致死浓度LC50.

利用Reed-Muench法（奚旦立等，1995）计算安全浓度，即安全浓度=0.3×TLm48/（TLm24/TLm48）2，其中TLm48为48h的LC50，TLm24为24h的LC50.

用池塘水配制的10种农药的试验分组及浓度设置见表2.

表2 10种农药对克氏原螯虾幼虾的急性毒性试验分组Table 2Acute toxicity groups of ten pesticides to larval red swamp crayfish Procambarus clarkia

3 结果（Results）

3.1 克氏原螯虾幼虾在各种农药试液中的急性毒性表现

克氏原螯虾幼虾从暴露于农药试液到死亡都会经历4个阶段，其症状在不同农药中基本相似.这4个阶段包括：首先，幼虾出现躁动不安、抽搐不断、快速上窜等现象.若干小时过后，幼虾行动减缓，时而出现游泳足摆动缓慢、反应迟钝，甚至昏迷平躺，呈现假死现象.但若此时用玻璃棒轻微拨动水体，幼虾受惊，则迅速逃游.片刻后又侧翻、侧游，沉入水底.又过去若干小时，大多数幼虾游泳足停止运动，步行足与游泳足微微摆动，此时若受惊，则无力逃游，只有触角与步行足微摆.最后，用细玻璃棒触及幼虾腹部5min内不产生刺激反应，判定死亡.中毒刚死亡个体体态呈弯曲蜷缩状，死亡时间较长时则呈僵直状.同时，幼虾的体色也明显发生变化，由开始健康的淡紫红色变为灰白色，死亡较长时间则变成红色.另外，大量蜕壳虾在刚蜕完壳或蜕壳蜕到一半时死亡.

但是，某些症状在不同的农药试液中也存在细微差异.在农药敌杀死和卷清试液中，大量幼虾三五抱团.若用玻璃棒拨动虾体，抱团虾便立即散开，但当干扰结束一段时间后，又继续抱团.在幼虾失去逃游能力的情况下，抱团虾便不会散开，直至死亡.在农药索虫亡和敌敌畏试液中，一些虾会啃噬奄奄一息的或是已经死亡的虾体.但上述所有情况在农药百草一号试液中匀未出现.

3.2 两种水环境下逐灭对克氏原螯虾幼虾的毒性效应的比较

池塘水与自来水这两种水环境下逐灭对克氏原螯虾幼虾的24h、48h半致死浓度（LC50）和安全浓度（SC）见表3.

表3 两种水环境下逐灭对克氏原螯虾幼虾毒性的回归方程、LC50和SCTable 3Regression equations,LC50values and SC values of dimethoate and triazophos for larval red swamp crayfish Procambarus clarkia under two aquatic environments

由表3可得，池塘水环境下逐灭对幼虾的LC50和SC略大于自来水环境，表明池塘水环境下农药的毒性略低于自来水环境，这主要是由于池塘水中含有一些藻类或有机质，会吸附掉部分农药，从而在一定程度上降低了其毒性.回归测验表明，两者在24h时的差异显著（t=2.42＞t0.05（7）=2.365，p＜0.05）；但48h时两回归系数之间无显著差异（t=1.39＜t0.05（7），p＞0.05），这表明，随着暴露时间的延长，有机质对药物毒性的干扰作用降低.

3.3 10种农药对克氏原螯虾幼虾的急性毒性

在池塘水环境下10种农药对克氏原螯虾幼虾的24h、48h半致死浓度（LC50）和安全浓度（SC）见表4.在计算LC50时，草甘膦的最低浓度组由于人为因素导致死亡率过高，而抑虱净48h时最高浓度组的死亡率为0.933，小于其次高浓度的死亡率1，故在计算其半致死浓度时分别去除最低和最高浓度点以减少其误差.从表4可以看出，敌杀死、索虫亡、百草一号、敌敌畏、卷清、逐灭、锐劲特、抑虱净、草甘膦、星科这10种农药对克氏原螯虾幼虾的24h半致死浓度（24h LC50）分别为4.62×10－3、2.28×10－2、16.7、2.57×10－1、4.73×10－3、8.91×10－2、8.90×10－2、8.08、5.52×103、3.64×10－1mg·L－1；48h半致死浓度（48h LC50）分别为3.07×10－3、1.46×10－2、15.8、1.98×10－1、4.33×10－3、3.48×10－2、6.01×10－2、6.47、4.06×103、1.99×10－1mg·L－1；其安全浓度（SC）分别为4.07×0－4、1.80×10－3、4.16、3.72×10－2、1.09×10－3、1.59×10－3、8.22×10－3、1.24、6.59×102、1.78×10－2mg·L－1.

表4 10种农药对克氏原螯虾幼虾毒性的回归直线、LC50和SCTable 4Regression equations,LC50values and SC values of ten pesticides for larval red swamp crayfish Procambarus clarkia

4 讨论（Discussion）

4.1 池塘水和自来水环境对农药毒性试验的影响

从农药逐灭在池塘水和自来水两种水环境下对克氏原螯虾幼虾的急性毒性差异看，24h和48h的LC50都在同一个数量级上，且48h时的差异更趋减小，SC的差异非常小.这说明池塘水中的藻类和有机质虽然会吸附一部分农药，从而对试验结果产生一定影响，但影响较小，且48h时用池塘水和自来水所得毒性效应的两回归系数之间无显著差异亦表明，随着时间的推移，养殖水体中所含的少量藻类和有机质对农药毒性的干扰可以忽略.另一方面，为了使本研究结果直接可以用于指导生产实践，本研究采用了池塘水进行毒性试验用水，试验结果表明是可行的.

4.2 克氏原螯虾幼虾对10种农药的敏感性差异

根据本次实验结果，由半致死浓度的大小可以推断，这10种农药对克氏原螯虾幼虾的毒性大小依次为卷清＞敌杀死＞锐劲特＞逐灭＞索虫亡＞星科＞敌敌畏＞抑虱净＞百草一号＞草甘膦.从中也可看出农药对克氏原螯虾幼虾的毒性大体上还是与农药的类型有关，如生物农药（卷清）的毒性最大，拟除虫菊酯类农药（敌杀死）和氟虫腈类农药（锐劲特）也较大，有机磷农药（逐灭、索虫亡和敌敌畏）的毒性中等，而混合农药（星科和抑虱净）的毒性相对较低，植物源农药百草一号毒性更低，除草剂草甘膦毒性最低.

关于环境污染物对水生生物毒性的评价，目前一般以测得的LC50值作为依据.且通常根据48h的LC50值大小，将农药对水生生物的毒性划分为3个等级（张克杰和张维平，1991）：LC50＞10μL·L－1（mg·L－1）为低毒，10～0.5μL·L－1（mg·L－1）为中等毒性，＜0.5μL·L－1（mg·L－1）为剧毒.从本试验结果看，草甘膦、百草一号对克氏原螯虾幼虾低毒，抑虱净对其中毒，而索虫亡、敌敌畏、锐劲特、星科、逐灭、敌杀死与卷清对其均为剧毒.

根据试验结果，草甘膦的毒性明显低于其它农药，所以克氏原螯虾养殖地周边可适量施加诸如此类的除草剂.百草一号作为植物源农药，对克氏原螯虾的毒性也较其他农药低，所以也可适量施加.其余8种农药都可作为杀虫剂使用，在用于杀灭害虫时可优先考虑使用抑虱净等毒性中等的农药，并注意用量控制在数量级为10－2mg·L－1以内，以免对克氏原螯虾养殖产生重大影响.卷清与逐灭都可作为杀螨剂使用，虽然它们都对克氏原螯虾幼虾剧毒，但逐灭的48h LC50比卷清的少了一个数量级，所以杀螨时可优先选择逐灭.敌杀死（溴氰菊酯）、锐劲特（氟虫腈）等农药毒性非常大，在施用过程中应特别注意其浓度和使用量.卷清（阿维菌素）虽系生物农药，但其对克氏原螯虾幼虾的48h LC50最高，故尽量避免在稻田养殖中使用此类农药.

国内外的学者对克氏原螯虾进行了毒性试验，也发现其对不同毒药的敏感性差异较大.如百草枯（Leung et al.,1980）48h LC50：5.2～39.0×10－3mg·L－1；氟胺氰戊菊酯（Sogorb et al.,1988）96h LC50：3.1×10－4mg·L－1；氯菊酯（Jarboe and Romaire,1991）96h LC50：4.38～8.54×10－4mg·L－1；毒死蜱（Cebrián et al.,1992）48h LC50：2.3×10－2mg·L－1；氟虫腈（Schlenk et al.,2001）96h LC50：1.43×10－2mg·L－1；五氯酚钠（潘建林等，2005）48h LC50：67.5～500mg·kg－1.

由此可见，不同农药对于克氏原螯虾的毒性存在显著差异.这些差异主要可能由农药的毒性大小所致，但实验条件、测定方法（如驯化过程、水质、温度、作用时间）的差异以及实验虾所处的发育阶段的不同等也均可能导致毒性试验的结果的差异.Sogorb等（1988）发现，氟胺氰戊菊酯对克氏原螯虾的LC50随着实验温度的下降而增加（温度下降15℃，LC50增加2.2倍）；Leung等（1980）、潘建林等（2005）研究表明，百草枯、五氯酚钠对克氏原螯虾幼虾的毒性显著高于成虾，而Jarboe和Romaire（1991）发现氯菊酯对幼虾与成虾的毒性无显著差异.本次试验均在相同地点、温度与水质中进行，受试物也采用同一发育阶段并在相同环境内驯化的克氏原螯虾幼虾，而且保证了作用时间的一致.所以试验结果的差异可以认为主要是由农药毒性差异所产生.

4.3 蜕壳对克氏原螯虾幼虾对农药敏感性的影响

试验过程中我们发现，对照组的克氏原螯虾幼虾能够正常蜕壳且不对其生存产生影响，但暴露组的蜕壳现象比对照组严重许多，而且最早死亡的通常是快要蜕壳的、正在蜕壳或刚完成蜕壳的个体.尤其在敌杀死试液中，80%的虾都在24h内蜕壳，有些虾还在蜕壳蜕到一半时死去.分析其原因，第一种可能是因为实验时间为10月，在此前后正值幼虾蜕壳高频期，第二种可能是幼虾的生理作用，使其减少侵害.当然，第二个原因有待进一步的研究.由此可见农药对蜕壳期间的幼虾毒性危害更大，或者说蜕壳期间的幼虾对农药更敏感.这种现象罗静波等在2005年进行亚硝酸盐氮对克氏原螯虾仔虾的急性毒性试验时也有发现（罗静波等，2005）.

因蜕壳现象会导致克氏原螯虾对农药的敏感性更大，所以施加农药的时期最好避开其蜕壳的高频期，少施或不施农药.

值得指出的是，生物放大和富集作用会造成污染物质（如镉、铜）在克氏原螯虾体内的积累（朱玉芳等，2003;Anderson et al.,1997），从而对人类身体健康产生危害.这10种农药包含了化学性农药、微生物农药和植物性农药，涉及范围较广.但这些农药在克氏原螯虾体内富集情况，本试验并无涉及.因此，这些农药在克氏原螯虾中是否富集，富集系数等相关情况，以及富集后对人类健康产生何种影响，有待进一步的研究.

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Acute Toxicity of Ten Pesticides to Larval Red Swamp Crayfish Procambarus Clarkii

XU Yi1，LIU Qi-gen1，*，HU Zhong-jun1，SHEN Hong2，CAO Jun-yun1，TONG Liu-qing1

1.The Key Laboratory of Aquatic Genetic Resources and Aquacultural Ecology（AGRA），The Ministry of Agriculture,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306
2.Shanghai Muyu Ecological Farming Development Co.,ltd,Chongming 202157

The acute toxicity of ten pesticides to the larval red swamp crayfish Procambarus clarkii were studied under laboratory conditions and room temperature.The results showed a significant variation of the tolerance of the Procambarus Clarkii to the pesticides.The mean static acute 24h LC50of deltamethrin,profenofos and phoxim,dichlorvos,matrine,avermectins,dimethoate and triazophos（pond water）,dimethoate and triazophos（tap water）,fipronil,dimethacarb and tazimcarb,glyphosat,cypermethrin and phoxim to the crayfish were 4.62×10-3,2.28×10-2,16.7,2.57×10-1,4.73×10-3,8.91×10-2,2.97×10-2,8.90×10-2,8.08,5.52×103,3.64×10-1mg·L-1,respectively,while the mean static acute 48h LC50were 3.07×10-3,1.46×10-2,15.8,1.98×10-1,4.33×10-3,3.48×10-2,1.48×10-2,6.01×10-2,6.47,4.06×103,1.99×10-1mg·L-1,respectively.The safe concentration of the crayfish to the ten pesticides thus were 4.07×0-4,1.80×10-3,4.16,3.72×10-2,1.09×10-3,1.59×10-3,1.10×10-3,8.22×10-3,1.24,6.59×102,1.78×10-2mg·L-1,respectively.Results indicated that the acute toxicity of glyphosat to Procambarus clarkii’s larvae was the lowest,and the acute toxicity of matrine was the second lowest,and both belong to the low-toxic substances and could be of the priority of being used in rice-crayfish culture.However,the acute toxicity of deltamethrin and avermectins etc.,to Procambarus clarkii’s larvae were proved to be very high,thus should be avoid of using.

Procambarus clarkii；pesticides；acute toxicity；sublethal concentration；safe concentration

5 November 2009accepted29 December 2009

1673-5897（2010）1-050-07

X171.5

A

2009-11-05录用日期：2009-12-29

上海市科委项目（No.06dz12306）；上海市重点学科建设项目（No.Y1101）

徐怡（1985—），女，硕士研究生；*通讯作者（Corresponding author），E-mail:qgliu@shou.edu.cn

刘其根（1965—），博士，教授，主要从事水域生态学及水产养殖等方面的研究.