农药对稻田养殖克氏原螯虾毒性影响研究进展

何志刚 王冬武 杨品红 曾 鸣 李金龙

（1.湖南省水产科学研究所，湖南长沙，410153；2.水产高效健康生产湖南省协同创新中心，湖南常德，415000；3.湖南文理学院生命科学学院，湖南常德，415000）

农药对稻田养殖克氏原螯虾毒性影响研究进展

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（1.湖南省水产科学研究所，湖南长沙，410153；2.水产高效健康生产湖南省协同创新中心，湖南常德，415000；3.湖南文理学院生命科学学院，湖南常德，415000）

文章阐述了克氏原螯虾不同稻田养殖模式，以及稻田养殖克氏原螯虾使用农药情况，并按品种逐一介绍不同农药对克氏原螯虾毒性影响研究情况。

克氏原螯虾；农药；稻田；毒性

克氏原螯虾 (Procambarus clarkii)，隶属十足目、爬行亚目、蜊蛄科、原螯虾属，又名小龙虾。克氏原螯虾适应性广，生命力和繁殖能力强，适宜淡水养殖，而且克氏原螯虾味道鲜美，深受消费者喜爱，特别是占体重5%左右的克氏原螯虾肝脏（俗称虾黄），含有丰富的不饱和脂肪酸、蛋白质、游离氨基酸、维生素、微量元素等，克氏原螯虾市场需求量大，消费市场火爆，虾仁、虾黄及整条虾出口亦迅速增加，是我国重要的特种水产养殖对象之一。近十年来，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，据中国渔业统计年鉴2016数据，2015年全国小龙虾养殖产量已达72.3万吨，呈节节高升趋势。

近年来，由于龙虾产业的发展壮大，稻虾共生的养殖模式越来越被广大养殖户接受，虽然常用农药对防治农作物病虫害发挥很大作用，但同时也对农田环境及水产养殖动物如小龙虾产生影响，因此，施药后的稻田对龙虾生长、防病治病存在一定的影响。

1 克氏原螯虾稻田养殖模式

稻田养殖克氏原螯虾模式主要集中在湖北省和安徽省，湖北省稻田养殖小龙虾达到300万亩，2015年产量达43.31万吨，安徽省2015年小龙虾产量达9.72万吨。稻田养殖克氏原螯虾模式丰富多样，如稻虾连作、稻虾同作、稻虾轮作等。

稻虾轮作模式是目前大量采用的克氏原螯虾养殖模式，即在水稻收割后至翌年播种这段闲置时间，在稻田中放养克氏原螯虾。由于在农作物病虫害防治过程中，喷施的农药量平均只有25%～50%沉积在作物上，大部分进入农田土壤及水体，且部分农药在水中降解速度较慢，极易对稻田水中的克氏原螯虾产生毒性。

而稻虾共生模式是目前较为提倡的新模式，该模式对稻田的田间改造要求较高，必须深挖宽挖虾沟留出水体让虾安全渡过高温，同时对稻田水位管理以及农药使用要求较高，因为稻生长季节需要喷洒防治各种害虫的农药，而小龙虾的生长季节与之重合，稍有操作失误即会导致龙虾的大量中毒死亡。因此稻虾共生模式对农药的品种选择以及使用剂量、使用方法有更严格的要求。

2 克氏原螯虾稻田使用农药情况

随着环保观念的加强，水产品安全呼声高涨，稻虾生态种养受到我国养殖户的重视，并已和池塘养殖一起，成为我国克氏原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。中国稻田养殖克氏原螯虾生产中，种稻使用的农药品种范围广，成分复杂，稻田养殖克氏原螯虾可能产生质量安全隐患。刘巧荣等（2013）调查研究指出，某省稻田养小龙虾中呋喃丹和林丹的残留量将导致消费者在正常消费量的情况下，对呋喃丹和林丹的暴露量超出每日人体允许摄入量，从而可能构成健康风险。可见，了解常用农药对克氏原螯虾的毒性影响，正确指导稻虾养殖的合理用药，具有非常重要的水产品安全保障意义。

目前我国稻田种植常用的农药，其类别包括有机磷农药（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）、阿维菌素农药（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（徐怡等，2010）。 刘巧荣等（2013）报道某省稻田养殖克氏原螯虾涉及五氯酚钠、林丹、敌百虫和呋喃丹等4种农药，另外有一种为国家禁止在水田中使用的农药。而这些经常使用的农药中，有些符合NY 5115-2002《无公害食品 稻米》规定要求，部分则是NY5071-2001《无公害食品 渔用药物使用准则》规定的禁用渔药，因此，稻田种养小龙虾产业仍缺乏有关药品使用的规范准则，存在一定程度的用药混乱。

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十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。了解稻田常用农药对克氏原螯虾的毒性效应，对于指导稻虾养殖的合理用药同样具有重要的实践意义。

3 稻田常用农药对克氏原螯虾毒性

3.1 毒死蜱

毒死蜱，又名乐斯本。世界卫生组织（WHO）将其列为二级中度危害杀虫剂，毒死蜱是目前全球应用最广泛的农药之一，2007年中国禁用甲胺磷等高毒农药后，作为替代产品在水稻等作物上的用量大幅增加，销售额居所有杀虫剂首位。毒死蜱属于有机磷类农药，会对生物体造成氧化胁迫，破坏氧自由基的代谢平衡，造成机体损伤 （丁正峰等，2013）。此外，2008年台湾市场上23%的水产品检测出毒死蜱残留，通过对11家水产养殖场的所有环节进行排查，发现在所投喂的饲料中存在毒死蜱高残留，每天投喂这些饲料使得农药在动物体内大量积累，并最终会通过食物链传递给人类，从而对人类安全产生威胁（Sun等，2008）。

丁正峰等（2012）采用静水生物测试法研究毒死蜱对克氏原螯虾的急性毒性效应，结果表明，毒死蜱浓度升高对克氏原螯虾产生较大毒性，24、48和96小时半致死浓度（LC50)分别为28.2、19.5和13.3ug/L，半致死浓度随暴露时间延长呈显著下降趋势，毒死蜱安全浓度为2.79ug/L。研究表明毒死蜱对克氏原螯虾有极高毒性，即使携带极微量毒死蜱的稻田水流入养殖水体，也会对养殖品种产生严重危害。

其他研究者也有类似毒死蜱高毒性报道，王彬等（2010）报道，商品“毒死蜱”由通州正大农药化工有限公司生产，是一种高效、广谱、中等毒性的有机磷杀虫剂，被广泛用于水稻虫害的防治，实验结果表明毒死蜱对小龙虾生存影响很大，在稻田害虫防治过程中建议毒死蜱少用或慎用。徐滨等 （2014）研究表明毒死蜱对克氏原螯虾的96h LC50为0.45mg/L，安全浓度为0.122 mg/L。

也有研究者开展了毒死蜱对克氏原螯虾毒性生理的研究，如丁正峰等（2013）研究毒死蜱对克氏原螯虾肝胰脏抗氧化系统指出，克氏原螯虾在20 μg/L的毒死蜱溶液中暴露 96 h时，肝胰脏超氧化物歧化酶 （SOD）活性被诱导表达到最大值；之后随药物浓度的升高 SOD活性又下降，呈现典型的“毒物兴奋效应”，当机体受到重度逆境胁迫时，毒性越大。毒死蜱染毒时间越长，机体受损伤程度越严重。

克氏原螯虾组织病理学研究有助于了解其中毒机制及死亡过程，对掌握农药对水体的污染及其生态风险具有一定的指导作用。丁正峰等（2012）对毒死蜱克氏原螯虾组织病理观察发现，染毒虾心脏上皮细胞增生，心肌肌束间充满血淋巴细胞;神经细胞肿大，尼氏体溶解消失，细胞由多极形状变为圆形，神经纤维坏死并解体;肝胰腺小管收缩并充血，空泡增加；鳃组织空泡化，表面出现黑色素沉积，被多量血淋巴细胞浸润；肌肉纤维萎缩并溶解。药物浓度和染毒时间共同决定毒死蜱对克氏原螯虾的组织病理影响。该试验中也观察到低浓度组克氏原螯虾很少死亡，因此在实际生产中，研究者建议控制水体毒死蜱浓度不高于(2.79±0.31)μg/L的安全浓度。

毒死蜱使用建议：养虾稻田应加强水源、器械及饲料等的管理，在养殖区域的田间应尽量避免连续施用毒死蜱，并提前做好预防工作，如在每年7～8月稻田毒死蜱使用的高峰期，可以采用微生物制剂对养殖水体中的有机磷农药进行净化处理。此外，加强光照、提高水温与水体的pH，能够有效地促进毒死蜱的降解。因此，养殖者应加强清塘管理，降低池塘水位后可采用底泥暴晒与生石灰泼洒相结合的方式，促进土壤及水体中毒死蜱的降解。

把富集培养液进行梯度稀释，并涂布于无机盐培养基平板，挑取10株单菌落划线纯化，并接入无机盐液体培养基中，30℃静置培养15 d，0.2 μm滤膜过滤，取滤液进行气相色谱检测[6]。

3.2 菊酯类农药

菊酯类农药是广谱性杀虫剂，具有速效、高效、低毒、低残留，对作物安全等特点，除对140多种害虫防治有特效外，有些菊酯类农药还对地下害虫和螨类害虫有较好的防治效果。比较常用的菊酯类农药包括氯氰菊酯、溴氰菊酯、氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯等等。

3.2.1 溴氰菊酯

溴氰菊酯(deltamethrin)是常用拟除虫菊酯类杀虫剂之一，农药敌杀死的有效成分。对哺乳动物(大鼠、兔等)属于中等毒性，对水生动物高毒。调查表明，因菊酯类农药对防治多种水稻害虫效果明显，目前该类农药在水稻生长过程中使用较为普遍。然而，菊酯类农药对水生动物毒性极强，稻田用药后，药物不可避免地会进入水环境中，对养殖的鱼类、虾蟹类产生严重的毒害。

魏华等（2010）采用24 h换水式生物试验研究了溴氰菊酯对克氏原螯虾的 96 h急性毒性，分光光度法检测了 6、12、24和 48 h后 0.01、0.02和0.04 μg/L溴氰菊酯对肝胰腺超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活力和丙二醛的含量等氧化胁迫相关指标的影响。结果表明，24、48、96h的LC50分 别 为 0.156、0.099、0.056ug/L， 安 全 浓 度 为5.62ug/L。Wu等（2012）也研究了溴氰菊酯对克氏原螯虾的急性毒性效应，结果表明，溴氰菊酯对克氏原螯虾的毒性极强，96h LC50为0.0562 μg/L，且具有明显的肝毒性和鳃毒性，中毒症状表现为机体行动迟缓，肌肉无力，蜕壳困难等。研究者提示，溴氰菊酯对克氏原螯虾毒性极强，在48h内可以通过氧化损伤途径对机体产生毒性作用。克氏原螯虾对于溴氰菊酯的敏感度相当高，在稻田养殖中，施用菊酯类农药对克氏原螯虾的危害很大，需格外谨慎。

严维辉等（2008）研究溴氰菊酯（敌杀死）对克氏原螯虾毒性，敌杀死由拜耳（中国）作物科学公司生产，每升含有溴氰菊酯25g。敌杀死对克氏原螯虾的毒性，浓度在 0.002mg/L、0.001mg/L、0.0005mg/L、0.00025mg/L时,致死时间分别为8、16、24、24h。研究者同样建议在克氏原螯虾的养殖过程中一定要对溴氰菊酯严加控制。沈美芳等（2008）指出敌杀死对体重20g左右的克氏原螯虾48h LC50 值为 0.19μg/L；安全浓度为 0.043μg/L。吴楠等（2015）开展了溴氰菊酯对克氏原螯虾的毒性效应及致毒机制研究，实验将克氏原螯虾成虾暴露于农药溴氰菊酯 0.5、0.1和0.005 μg/L 等3个浓度的药液中24h后，采用透射电镜观察克氏原螯虾肌肉组织超微结构损伤情况，并以细胞色素氧化酶活力、乳酸脱氢酶活力和乳酸含量为生物标志物评价溴氰菊酯对克氏原螯虾肌细胞呼吸产能功能的影响。研究表明，0.5、0.1和0.005μg/L溴氰菊酯可以造成克氏原螯虾肌细胞超微结构损伤，激活细胞的厌氧呼吸，在组织中产生大量的乳酸，乳酸的蓄积会造成细胞酸化而加重对细胞的毒性。溴氰菊酯对克氏原螯虾肌细胞结构损伤明显，线粒体结构损伤可能是造成肌细胞能量代谢紊乱的重要原因。克氏原螯虾对溴氰菊酯高度敏感，即使是安全浓度也会产生细胞毒性，在养殖水体中要严格控制和规范该类农药的使用；此外，神经毒性和多器官衰竭可能是溴氰菊酯对克氏原螯虾短时间致死的主要原因。

3.2.2 氯氰菊酯

氯氰菊酯（Beta-cypermethrin）是一种人工合成的含苯氧基苄基的拟除虫菊酯杀虫剂。由于其高效、广谱、低毒和低残留，成为一种应用广泛的新型农药。在渔业生产上，氯氰菊酯通常被用于清塘灭藻和病害防治，对防治鱼类体表寄生的原虫、吸虫及甲壳类寄生虫等具有较好的效果。虽然菊酯类农药对人或哺乳动物等非靶生物低毒，但对克氏原螯虾等水生动物的毒性却很高，若使用不当将成为环境污染物而对水产养殖造成极大的危害（毛阿敏等，2013）。商品“克虫威”的主要成分是氯氰菊酯，为黄色至浅褐色澄清溶液，有微刺激性气味，克虫威对寄生虫以触杀为主，主要应用于由中华蚤、锚头蚤、鱼鲺、三代虫和指环虫引起的鱼类寄生虫性疾病（沈美芳等，2008）。

有研究者开展了氯氰菊酯对克氏原螯虾的免疫毒性研究，亚致死剂量(0.005-0.04μ/L)的高效氯氰菊酯对克氏原螯虾具有免疫毒性，这可能是因为高效氯氰菊酯通过鳃吸收进入血淋巴然后到达全身各组织，造成螯虾细胞免疫和体液免疫功能下降，经过肝胰腺有限的解毒作用，各组织中产生过量的活性氧，主要抗氧化酶活性受到抑制，导致机体产生氧化应激反应，造成脂质过氧化和蛋白质氧化损伤。随着高效氯氰菊酯浓度的升高，螯虾的肝胰腺组织结构产生了明显的病理变化，进一步影响其生理功能（毛阿敏等，2013）。

黄婷（2014）研究表明，在氯氰菊酯胁迫下，随着胁迫浓度的增加，克氏原螯虾肌肉SOD、和CAT酶都明显的被抑制下降，GST被诱导升高，肝胰腺中CAT和GST酶活性被抑制降低，SOD酶被诱导显著升高。在氯氰菊酯胁迫下，随着胁迫浓度的增加，受试虾鳃和肝胰腺组织酸性磷酸酶的活性基本表现为升高，而碱性磷酸酶在鳃组织中表现为先诱导后抑制，在肝胰腺中则始终表现为抑制作用，溶菌酶活性则表现为先下降后升高。随着氯氰菊酯胁迫浓度的升高，克氏原螯虾耗氧率和排氨率均呈现下降趋势。表明克氏原螯虾是利用不同的适应方式抵御不同毒物对基础代谢的胁迫。

乙酰胆碱酯酶广泛存在于无脊椎动物体内，在神经传导中起着重要作用的水解酶，暴露于亚致死浓度的杀虫剂中会被严重抑制，常用来评价环境污染的生物标志物。低浓度的氯氰菊酯对克氏原螯虾神经毒害作用不明显，不会抑制其乙酰胆碱酯酶活性，但对细胞膜有较明显的毒性作用，一旦胁迫浓度再升高，必将会导致大量死亡。

3.3 敌百虫

沈美芳等（2008）报道敌百虫（trichlorfon）为有机磷酸酯类化合物，是一种高效、低毒及低残留的有效杀虫剂，在防治鱼病中它代替了有机氯农药“六六六”等，广泛使用于防治淡水鱼的寄生甲壳动物、水生昆虫和蠕虫引起的疾病，也可用于控制淡水中的浮游动物。敌百虫对体重20g左右的克氏原螯虾 48h LC50值为2.78 mg/L，安全浓度为0.264 mg/L。

徐滨等（2014）指出敌百虫属于有机磷制剂，有机磷农药对动物体内的乙酰胆碱脂酶具有显著的抑制作用，会导致乙酰胆碱酯酶紊乱，一般当乙酰胆碱脂酶抑制达40%～60%时，动物可在几秒内死亡。敌百虫对克氏原螯虾的96 h LC50为12.54mg/L，安全浓度为3.24 mg/L。研究者建议虽然克氏原螯虾对敌百虫的敏感性不高，但在稻田里也不宜盲目提高用药浓度，按常用浓度防治即可。

3.4 吡虫啉

吡虫啉是硝基亚甲基类内吸杀虫剂，是烟碱乙酰胆碱受体的作用体，干扰害虫运动神经系统使化学信号传递失灵，无交互抗性问题。用于防治刺吸式口器害虫及其抗性品系。吡虫啉是新一代氯代尼古丁杀虫剂，具有广谱、高效、低毒、低残留，害虫不易产生抗性，对人、畜、植物和天敌安全等特点，并有触杀、胃毒和内吸多重药效。害虫接触药剂后，中枢神经正常传导受阻，使其麻痹死亡。主要用于防治水稻等作物上的刺吸式口器害虫，如叶蝉、蓟马、白粉虱等。黄婷（2008）静态急性毒性试验研究结果表明，吡虫啉对克氏原螯虾96h LC50为10.98mg/L，安全浓度为1.10mg/L。

3.5 阿维菌素

阿维菌素(abamectin，ABM)是十六元大环内酯化合物，是阿维链霉菌通过自然发酵得到的产物，因其具有高脂溶性、低水溶性和广谱高效杀虫的特点，在农业及畜牧水产养殖生产中得到广泛应用。阿维菌素对克氏原螯虾的 96 h LC50为0.37mg/L，表明甲壳类对阿维菌素的耐受性高于鱼类，其安全浓度为0.117 mg/L。阿维菌素对克氏原螯虾高毒，在稻虾轮作时，在稻田及其周边要禁用阿维菌素（徐滨等，2014）。

3.6 五氯苯酚

从20世纪30年代以来，五氯苯酚是一种重要的防腐剂，它能阻止真菌的生长、抑制细菌的腐蚀作用，其钠盐用于消灭血吸虫中间宿主钉螺和防治稗草等。有良好的水溶性，但在自然界中降解缓慢，长期使用，就会造成环境污染。五氯苯酚性质稳定，易富集于沉淀物中，在动、植物体内富集率高，可以通过食物链被人类摄取。

潘建林等（2005）采用室内试验研究方法，研究了五氯酚钠对克氏原螯虾的急性毒性，结果表明体重在20.7～39.8g左右的克氏原螯虾TLm48为500mg/kg，安全浓度为100mg/kg。试验结果可知螯虾的耐受力很强，其对五氯酚钠的承受能力远超过鱼类。通过此实验，可看出随螯虾体重、年龄的增大，其抗药性也随之增强。由于在农作物病虫害防治过程中，喷施的农药量平均只有25%～50% 沉积在作物上，大部分进入农田土壤及水体，且部分农药在水中降解速度较慢，因此需要综合考虑五氯酚钠的使用量。

（略）