几种药品对家蚕苯醚甲环唑中毒的解毒效果研究*
2018-09-22谈文辉熊本华谌能富唐亚军
谈文辉 朱 勇 熊本华 谌能富 石 敏 李 丹 唐亚军
(1.重庆市蚕业科学技术研究院,重庆 400716;2.西南大学生物技术学院,重庆 400715)
家蚕又名桑蚕、白蚕,是鳞翅目昆虫, 曾在中国传统政治、经济和文化中有重要作用。家蚕具有世代周期短、繁殖率高、遗传背景清楚、后代个体数量多、能大量饲养等优点[1],是一种在农业生态系统中对环境十分敏感的昆虫, 也是农药非靶标生物的代表物种之一[2]。中国是世界上最早植桑、养蚕、缫丝织绸的国家,丝绸纺织在中国具有悠久的历史和鲜明的文化特征,同时该产业也具有重要的经济价值。古时人们栽桑养蚕的主要目的是用来缫丝织绸,后来人们也逐渐开始利用蚕蛹作为蛋白质的重要来源之一,但那时并未对桑蚕的其他资源进行深入地发掘与利用。随着社会的发展和科技的进步,家蚕资源逐步被开发利用,包括其食用和药用价值逐渐被发现与利用,不同形态的家蚕不仅可以食用,而且营养丰富,药用价值也极高[3]。所以家蚕作为中国重要的经济昆虫,具有非常高的经济价值[4]。
三唑类杀菌剂是20世纪70年代以来推广应用速度较快的一类高效、广谱农药,已广泛用于粮油及瓜果蔬菜等多种作物的病害防治。人们普遍认为杀菌剂不会像杀虫剂那样对家蚕有较大的危害,但是目前中国在农业生产中杀菌剂在实际使用中比较随意,桑叶是家蚕的主要饲料,桑园及其周边农田施用化学农药,易污染桑叶导致家蚕中毒,甚至引起家蚕大量死亡造成巨大经济损失,从而对家蚕也会产生一定程度的影响[5-6]。食下叶毒法是生物测定中最常用的方法之一,国内外已普遍采用,其能全面反映农药对家蚕的胃毒、触杀和熏蒸毒性,接近田间农药对家蚕的实际危害情况,且该方法程序较为简单,结果准确,重复性好[7]。关于农药对家蚕毒性评价的研究已有诸多报道,但所涉及的农药品种大多为杀虫剂和除草剂,杀菌剂是一类重要的农药类别,其在国内外农药市场上的比重呈现上升趋势,且新的品种也不断上市。至今,关于杀菌剂对家蚕毒性效应与风险评价的研究还不够深入,因此,研究和评价常用杀菌剂对家蚕的急性毒性具有重要应用价值[8]。
1 材料和方法
1.1 材料
供试蚕品种为871(重庆市蚕业科学研究院提供)。
饲养条件:专用蚕房,常规饲养,普通桑叶饲喂。
1.2 主要试剂和仪器
苯醚甲环唑(有效成分含量40%,购自山东省潍坊市滨海经济技术开发区)、丙酮、甘草、碘解磷定、肾上线素、阿托品、去离子水等。
电子天平、量筒、烧杯、干湿温度计、纯水仪等。
1.3 农药添毒处理
将苯醚甲环唑原液按照一定比例加入丙酮、蒸馏水配置成3000mg/L的母液,装入瓶中避光保存备用。家蚕按照常规方法饲喂至4龄和5龄,选出发育状态一致的用于实验。在4龄时期,选择3个浓度,即:900mg/L、1200mg/L、1500mg/L,每个浓度饲养一定数量的家蚕,3个重复,每个重复随机挑选90头家蚕。在5龄时期,选择600mg/L、800mg/L、1000mg/L、1200mg/L,每个浓度饲养一定数量的家蚕,3个重复,每个重复随机挑选90头家蚕。桑叶按照“浸叶法”完全浸入实验药液,1min后取出避光晾干后喂蚕,每天饲喂3次,直到出现中毒反应就停止饲喂农药,对照组则用清水代替药液。
1.4 解毒处理
将解毒药品配置成如下浓度:碘解磷定(2g/L、2.5g/L)、肾上线素(4mg/L、6mg/L)、阿托品(2mg/L、3mg/L); 将100g甘草加入3L水熬至2L配置为母液,甘草浓度为将母液稀释一半的浓度。
本试验分为三个实验阶段,第一阶段是农药添毒处理,添毒的方式是“浸叶法”,在家蚕出现中毒症状后停止农药添毒处理。第二阶段是解毒处理,改为添食解毒药品浸泡的桑叶饲喂,不同农药添毒处理后的不同解毒药品和不同解毒浓度设置3个重复,每种农药添毒处理后设置对照为清水处理,3个重复。解毒药品饲喂3次。第三个阶段是正常饲养阶段,所有解毒、未解毒及清水对照处理的区域均正常饲养,每天饲喂3次,直至上蔟结茧。
2 统计分析
采用Excel 2003和DPS 11.50软件进行数据统计分析,数据以平均值±标准差(SD)表示。单程方差分析(ANOVA)用于评估差异团体之间。Dunnett的测试被执行与比较对照组。双尾P值小于0.05是认为具有统计学意义。
3 结果与分析
3.1 农药添毒处理
在4龄期间,处理后观察家蚕死亡现象,死亡率是随着浓度的增加而增大。显示中毒症状为: 食桑量减少、体软、反应迟钝、严重者偶有身体扭曲呈“C”或“S”形,吐少量黄液,死后身体僵直。在处理家蚕过程中我们还发现了该农药会严重改变家蚕的眠性,变成三眠蚕,因此在该龄期添加解毒药品失去了解毒的经济意义。
在5龄期间,死亡率也是随着农药浓度的增大而增加,显示的中毒症状和4龄期添农药的现象基本一致(图1A)。5龄期间,随着添毒浓度的增加家蚕校正死亡率呈现上升的趋势(图1B);而家蚕的平均重量随着浓度的增加呈现下降的趋势(图1C);家蚕的结茧率和茧层率随着农药浓度的增加而降低(图1D、E);所以随着浓度的增加家蚕的公斤茧颗粒数也呈现上升趋势(图1F)。
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%
公斤茧颗粒数=1000/家蚕重量平均值
(A)处理后家蚕症状:(a)对照组家蚕蚕茧;(b)4龄期家蚕处理组家蚕蚕茧;(c)4龄期处理组家蚕中毒症状;(d)5龄期处理组家蚕中毒症状。(B)家蚕校正死亡率变化。(C)家蚕重量平均值变化。(D)家蚕结茧率变化。(E)家蚕茧层率变化。(F)家蚕公斤茧颗粒数变化。
图1苯醚甲环唑处理后家蚕症状
3.2 解毒处理
在5龄蚕添毒表现出中毒症状后,进行各种解毒药品解毒分析。
肾上腺素:在600mg/L的农药添毒处理后,4mg/L的肾上腺素和6mg/L的肾上腺素解毒后死亡率和校正死亡率都降低,并且体重平均值、结茧率和茧层率都增加。在800mg/L的农药添毒处理后,4mg/L的肾上腺素和6mg/L的肾上腺素解毒后体重平均值、死亡率和校正死亡率都降低,并且结茧率和茧层率都增加。1000mg/L的农药添毒处理后,4mg/L的肾上腺素和6mg/L的肾上腺素解毒后体重平均值都降低,4mg/L的肾上腺素解毒后死亡率、校正死亡率和茧层率都降低而6mg/L的肾上腺素解毒后死亡率、校正死亡率和茧层率则增加,4mg/L的肾上腺素解毒后结茧率降低而6mg/L的肾上腺素则相反。1200mg/L的农药添毒处理后,4mg/L的肾上腺素和6mg/L的肾上腺素解毒后死亡率、校正死亡率都降低,4mg/L的肾上腺素和6mg/L的肾上腺素解毒后结茧率都增加,4mg/L的肾上腺素解毒后体重平均值降低而茧层率增加,但是6mg/L的肾上腺素解毒后这两个指标则是相反的(图2A、2B)。
硫酸阿托品:在600mg/L、800mg/L、1000mg/L、1200mg/L的农药添毒处理后,2mg/L的硫酸阿托品和3mg/L的硫酸阿托品解毒后死亡率和校正死亡率都降低,并且体重平均值、结茧率和茧层率都增加(图2C、2D)。
碘解磷定:在5龄蚕添毒表现出中毒症状后,我们开始解毒处理。在600mg/L的农药添毒处理后,2g/L的碘解磷定和2.5g/L的碘解磷定解毒后体重平均值都增加,2g/L的碘解磷定解毒后死亡率、校正死亡率、结茧率和茧层率都降低,但是2.5g/L的碘解磷定解毒后死亡率、校正死亡率、结茧率和茧层率都都增加。在800mg/L的农药添毒处理后,2g/L的碘解磷定和2.5g/L的碘解磷定解毒后体重平均值、死亡率和校正死亡率都增加,2g/L的碘解磷定解毒后茧层率降低而2.5g/L的碘解磷定解毒后茧层率则增加,2g/L的碘解磷定解毒后结茧率增加,而2.5g/L的碘解磷定解毒后茧层率则降低;1000mg/L的农药添毒处理后,2g/L的碘解磷定和2.5g/L的碘解磷定解毒后体重平均值和茧层率都降低,而死亡率和校正死亡率都增加,2g/L的碘解磷定解毒后结茧率增加而2.5g/L的碘解磷定则相反。1200mg/L的农药添毒处理后,2g/L的碘解磷定解毒后体重平均值、结茧率都增加,而死亡率、校正死亡率茧层率都降低(图2E、2F)。
甘草:在600mg/L的农药添毒处理后,浓度1的甘草和浓度2的甘草解毒后体重平均值、结茧率都增加,浓度1的甘草和浓度2的甘草解毒后死亡率、校正死亡率、和茧层率都降低,浓度1的甘草解毒后茧层率增加而浓度2的甘草则相反。在800mg/L的农药添毒处理后,浓度1的甘草和浓度2的甘草解毒后体重平均值、结茧率和茧层率都增加,浓度1的甘草解毒后死亡率、校正死亡率都降低,而浓度2的甘草解毒后则相反。在1000mg/L的农药添毒处理后,浓度1的甘草和浓度2的甘草解毒后体重平均值都增加,浓度1的甘草解毒后死亡率增加,校正死亡率、结茧率和茧层率都降低,而浓度2的甘草解毒后则相反(图2G、2H)。
(A)肾上腺素4mg/L解毒后各项指标;(B)肾上腺素6mg/L解毒后各项指标;(C)硫酸阿托品2mg/L解毒后各项指标;(D)硫酸阿托品3mg/L解毒后各项指标;(E)碘解磷定2mg/L解毒后各项指标;(F)硫酸阿托品2.5mg/L解毒后各项指标;(G)甘草浓度1解毒后症状;(H)甘草浓度2解毒后各项指标。
图2解毒处理后家蚕各项指标图
4 讨论
不同杀菌剂品种对家蚕的毒性大小、家蚕的中毒症状以及农药对家蚕的风险性差异,苯醚甲环唑农药对家蚕的毒性高,危险性较大[9],与本研究结果基本一致。因此,在桑园或临近桑园的农田,应避免使用苯醚甲环唑农药,或在使用这些农药时应避开桑叶采集。家蚕幼虫的生长发育状况、产茧量和茧质等经济指标能直观反映出解毒剂对家蚕农药中毒的解毒效果[10]。
在4龄期间处理家蚕过程中我们还发现了该农药会改变家蚕的眠性变成三眠蚕,这个与庄大恒等[11]人的研究一致。在该龄期,中毒后添加解毒药品基本不会达到解毒作用。
在5龄期间,从体重变化来看,600mg/L浓度的农药处理后,不同的解毒药品都有明显解毒效果;从死亡率变化来看,1200mg/L浓度的农药处理后,不同的解毒药品都得到明显解毒效果,死亡率都有明显的下降;从结茧率变化来看,1200mg/L浓度的农药处理后,不同的解毒药品都有明显解毒效果,结茧率都有明显的提升。因此,从以上解毒效果来看,1200mg/L的苯醚甲环唑农药中毒后解毒效果比较明显,所有解毒药品中硫酸阿托品解毒的各项指标效果最显著,因此硫酸阿托品对苯醚甲环唑的解毒效果最佳。