油菜蚜虫防治用药对蜜蜂的急性毒性与风险评价

谭丽超，程 燕①，朱昱璇，卜元卿，2（.生态环境部南京环境科学研究所国家环境保护农药环境评价与污染控制重点实验室，江苏南京 20042；2.南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心，江苏南京 20044）

油菜（Brassica napus）为我国重要的油料作物，种植面积和产量长期稳居世界首位［1］。油菜是典型的虫媒作物，其中蜜蜂传粉是一项有效的增产措施，能提高油菜产量30%左右［2］。而蚜虫是油菜的主要虫害，在整个生育期均有发生，蚜虫同时还是油菜病毒病的传播者，如果防治不力，会对油菜的产量和质量带来很大影响。为防治蚜虫而喷施农药，特别是当喷施毒性较高的农药时，可能造成蜜蜂大量中毒死亡［3］。

目前国内外已有大量研究表明蜜蜂对杀虫剂非常敏感，但大多数研究只关注某单一品种或某一类杀虫剂对蜜蜂的影响，如新烟碱类杀虫剂对蜜蜂的影响［4-7］，缺乏不同类别杀虫剂之间的对比性评价。由于杀虫剂种类繁多、结构多样，不同杀虫剂对蜜蜂的毒杀机制不同，从而导致其毒性大小及风险性有差异，同一类杀虫剂对蜜蜂的毒性大小及风险性也不尽相同。只有通过对比评价才能筛选出对蜜蜂风险性较低的农药品种。

油菜蚜虫防治的常用杀虫剂包括吡虫啉、烯啶虫胺、啶虫脒、噻虫啉、噻虫嗪、吡蚜酮、抗蚜威、丁硫克百威和溴氰菊酯。其中，吡虫啉、烯啶虫胺、啶虫脒、噻虫啉和噻虫嗪是新烟碱类杀虫剂，主要通过选择性控制昆虫神经系统烟碱型乙酰胆碱酯酶受体，阻断昆虫中枢神经系统的正常传导，导致害虫出现麻痹进而死亡［8］；吡蚜酮是新型吡啶杂环类杀虫剂，对害虫具有触杀作用，同时还有内吸活性［9］；抗蚜威和丁硫克百威是氨基甲酸酯类杀虫剂，能抑制昆虫体内乙酰胆碱酯酶，阻断正常神经传导，使昆虫中毒死亡［10］；溴氰菊酯是拟除虫菊酯类杀虫剂，以触杀和胃毒作用为主，对害虫有一定的驱避与拒食作用，但无内吸和熏蒸作用［11］。目前鲜见这些品种用于油菜蚜虫防治时对蜜蜂的风险比较报道。笔者以意大利蜜蜂（Apis mellifera）为研究对象，重点关注油菜蚜虫防治常用杀虫剂对蜜蜂的安全性，测定了9种不同类别杀虫剂对蜜蜂的急性经口和接触毒性，并采用风险商值（risk quotients，RQ）来初步判断喷施场景下其对蜜蜂的生态风险，一方面探讨不同类别杀虫剂对蜜蜂的安全性影响，另一方面筛选出对蜜蜂风险性低的油菜蚜虫防治品种。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 供试生物

健康成年的意大利蜜蜂蜂群来源于生态环境部南京环境科学研究所国家环境保护农药环境评价与污染控制重点实验室养蜂场。试验时，选择同一蜂群中大小一致的健康成年工蜂进行试验。开展急性经口毒性试验时，试验用蜂应在室内黑暗条件下饥饿2 h，以保证试验开始时蜜蜂处于饥饿状态。

1.1.2 供试药剂

供试药剂包括70%吡虫啉水分散粒剂（以有效成分质量分数计，下同）、10%烯啶虫胺水剂、5%啶虫脒乳油、48%噻虫啉悬浮剂、25%噻虫嗪悬浮剂、25%吡蚜酮悬浮剂、50%抗蚜威可湿性粉剂、5%丁硫克百威乳油、2.5%溴氰菊酯乳油和98%乐果原药，由生态环境部南京环境科学研究所国家环境保护农药环境评价与污染控制重点实验室提供。

1.1.3 主要仪器设备

主要仪器设备包括电子天平（PB203⁃N，上海世义精密仪器有限公司生产）、蜂笼、离心管、加湿器、除湿机、温湿度计和脱脂棉等。

1.2 试验方法

1.2.1 急性经口毒性试验

参照GB/T 31270.10—2014《化学农药环境安全评价试验准则第10部分：蜜蜂急性毒性试验》的要求进行急性经口毒性试验［12］。在预试验明确药剂有效浓度范围的基础上，将药剂用蒸馏水稀释成5～7个试验浓度，设空白对照。各处理均设3个重复，每个重复10只蜜蜂。试验时先将蜜蜂转移入试验蜂笼中，在饲喂器（1.5 mL离心管）中加入200µL含有一定浓度供试药剂的w=50%蔗糖水溶液用以饲喂蜜蜂。将试验蜂笼移入人工气候室中，在（25±2）℃、相对湿度50%～70%、黑暗条件下进行试验。给药后6 h对每组药液的消耗量进行测定，并转喂不含供试药剂的w=50%蔗糖水。连续48 h观察记录试验用蜜蜂的中毒症状及死亡数，计算48 h的半致死剂量（LD50）。

1.2.2 急性接触毒性试验

参照GB/T 31270.10—2014的要求进行急性接触毒性试验［12］。在预试验明确药剂有效浓度范围的基础上，将供试药剂用蒸馏水稀释成5～7个试验浓度，设空白对照。各处理均设3个重复，每个重复10只蜜蜂。用移液器吸取药液滴于蜜蜂的前胸背板处，点滴量为1µL·蜂-1，待蜂身晾干后转入试验笼中，用w=50%蔗糖水饲喂，将试验蜂笼移入人工气候室中，在（25±2）℃、相对湿度50%～70%、黑暗条件下进行试验。连续48 h观察记录试验用蜜蜂的中毒症状及死亡数，计算48 h的LD50值。

1.2.3 数据处理

根据蜜蜂死亡数和各处理试验浓度，应用SPSS 16.0软件计算供试农药对蜜蜂的LD50值及其95%置信限等。

1.2.4 毒性等级划分

GB/T 31270.10—2014中农药对蜜蜂毒性的分级标准如下：LD50（48 h）＞11.0µg·蜂-1（以有效成分计，下同）为低毒，＞2.0～11.0 µg·蜂-1为中毒，＞0.001～2.0 µg·蜂-1为高毒，≤0.001 µg·蜂-1为剧毒［12］。

1.2.5 风险评价

农药实际施用时要考虑施药方式、施药器械、施药量、施药时间等因素的影响，故实验室条件下测定得到的结果往往不能客观反映实际田间施用条件下农药对蜜蜂的影响［13］。依据NY/T 88.4—2016《农药登记环境风险评估指南第4部分：蜜蜂》可分别评估农药喷施、土壤或种子处理2种施用方式下农药对蜜蜂的风险水平。当RQ值≤1时，风险可接受；当 RQ值＞1时，风险不可接受［14］。

油菜蚜虫防治过程中多采用喷雾施药，喷施农药暴露场景的风险商值（QH）计算公式为

式（1）中，RA为推荐的农药单位面积最高施用量，g·hm-2；ρ（LD50）为经口和接触的蜜蜂半致死剂量，µg·蜂-1。当同时具备有效成分及其制剂产品LD50时，选择毒性较高的数据［14］。

2 结果与分析

2.1 参比物质试验

为验证蜜蜂急性毒性试验方法的有效性，试验选择乐果为参比物质进行测定。试验结果见表1和表2。表1～2显示，乐果对蜜蜂的急性经口试验结果LD50（24 h）为0.135µg·蜂-1（以有效成分计，下同），在GB/T 31270.10—2014要求的范围（0.10～0.35µg·蜂-1）之内［12］；乐果对蜜蜂的急性接触试验结果LD50（24 h）为 0.127 µg·蜂-1，在 GB/T 31270.10—2014要求的范围（0.10～0.30 µg·蜂-1）之内［12］。表明供试的意大利蜜蜂符合试验要求，既可用于蜜蜂急性经口试验，也可用于蜜蜂急性接触试验。

表1 乐果和9种农药对意大利蜜蜂的急性经口毒性Table 1 The acute oral toxicity of nine insecticides and dimethoate to honeybees

表2 乐果和9种农药对意大利蜜蜂的急性接触毒性Table 2 The acute contact toxicity of nine insecticides and dimethoate to honeybees

2.2 农药对蜜蜂的急性毒性试验

2.2.1 农药对蜜蜂的急性经口毒性情况

9种农药对意大利蜜蜂的急性经口毒性结果见表1。依据GB/T 31270.10—2014中LD50划分标准评价农药对蜜蜂的急性经口毒性，48%噻虫啉悬浮剂和25%吡蚜酮悬浮剂为低毒，5%啶虫脒乳油和50%抗蚜威可湿性粉剂为中毒，70%吡虫啉水分散粒剂、10%烯啶虫胺水剂、25%噻虫嗪悬浮剂、5%丁硫克百威乳油和2.5%溴氰菊酯乳油这5种药剂为高毒。9种农药对蜜蜂的急性经口毒性为25%噻虫嗪悬浮剂＞70%吡虫啉水分散粒剂＞2.5%溴氰菊酯乳油＞10%烯啶虫胺水剂＞5%丁硫克百威乳油＞50%抗蚜威可湿性粉剂＞5%啶虫脒乳油＞25%吡蚜酮悬浮剂＞48%噻虫啉悬浮剂。

2.2.2 农药对蜜蜂的急性接触毒性情况

9种农药对意大利蜜蜂的急性接触毒性结果见表2。依据GB/T 31270.10—2014中LD50划分标准评价农药对蜜蜂的急性接触毒性，48%噻虫啉悬浮剂、25%吡蚜酮悬浮剂和50%抗蚜威可湿性粉剂3种药剂均为低毒，5%啶虫脒乳油为中毒，70%吡虫啉水分散粒剂、10%烯啶虫胺水剂、25%噻虫嗪悬浮剂、5%丁硫克百威乳油和2.5%溴氰菊酯乳油5种药剂均为高毒。9种农药对蜜蜂的急性接触毒性顺序为2.5%溴氰菊酯乳油＞25%噻虫嗪悬浮剂＞70%吡虫啉水分散粒剂＞10%烯啶虫胺水剂＞5%丁硫克百威乳油＞5%啶虫脒乳油＞50%抗蚜威可湿性粉剂＞25%吡蚜酮悬浮剂＞48%噻虫啉悬浮剂。

2.2.3 不同类别农药对蜜蜂的急性毒性比较

除抗蚜威的蜜蜂经口毒性为中毒而接触毒性为低毒外，其余8种农药的经口和接触毒性一致，吡虫啉、烯啶虫胺、噻虫嗪、丁硫克百威和溴氰菊酯均为高毒，啶虫脒为中毒、噻虫啉和吡蚜酮均为低毒。总体看来，不同类别杀虫剂对蜜蜂的毒性差异较大，其中拟除虫菊酯类杀虫剂毒性最高，新型吡啶杂环类杀虫剂毒性最低；新烟碱类杀虫剂有些品种毒性极高，但也有一些品种毒性很低，前者如噻虫嗪，后者如噻虫啉。表明不同类别的杀虫剂作用方式和作用机理不同，对蜜蜂的毒性差异较大；同一类别的杀虫剂作用方式也有区别，如噻虫嗪作用于昆虫中枢神经系统烟酸乙酰胆碱酯酶受体，以內吸为主，噻虫啉作用于昆虫神经接合后膜，以触杀和胃毒为主，导致两者毒性差异较大。

9种农药的经口毒性大小顺序与接触毒性大小顺序不一致，分析其原因，主要是由于9种杀虫剂作用方式和作用机理不同，不同的试验方法会得到不同的毒性结果。因此，对不同类别的杀虫剂采用不同的暴露方法，可以更好地测定其对蜜蜂的毒性。

2.3 农药对蜜蜂的风险评价

由于同一种农药的急性经口和急性接触风险评价结果存在差异，为了获得一个可靠的安全范围，NY/T 88.4—2016规定选择蜜蜂经口或接触毒性中毒性较高的数据终点进行风险分析。因登记作物、防治对象等不同，田间推荐用量呈现出一个较大的范围。该研究按照已在我国农业部登记的相同含量、相同剂型的同一有效成分田间推荐用量的最大范围来计算，RQ值计算结果见表3。

表3 9种农药对蜜蜂的风险评价Table 3 Hazard quotient of nine insecticides to honeybees

由表3可知，9种农药风险次序为25%噻虫嗪悬浮剂＞70%吡虫啉水分散粒剂＞2.5%溴氰菊酯乳油＞10%烯啶虫胺水剂＞5%丁硫克百威乳油＞50%抗蚜威可湿性粉剂＞5%啶虫脒乳油＞48%噻虫啉悬浮剂＞25%吡蚜酮悬浮剂。其中，5%啶虫脒乳油、48%噻虫啉悬浮剂和25%吡蚜酮悬浮剂对蜜蜂的RQ值均小于1，说明在目前登记的田间推荐用量下，喷施这3种农药对蜜蜂的风险可接受；25%噻虫嗪悬浮剂、70%吡虫啉水分散粒剂、2.5%溴氰菊酯乳油和10%烯啶虫胺水剂对蜜蜂的RQ值均大于1，说明在目前登记的田间推荐用量下，喷施这4种农药对蜜蜂的风险不可接受；5%丁硫克百威乳油和50%抗蚜威可湿性粉剂高推荐用量时对蜜蜂的RQ值大于1，低推荐用量时对蜜蜂的RQ值小于1，说明这2种药可通过减少用量来降低其对蜜蜂的风险。

3 讨论与结论

研究选用98%乐果原药作为参比物质，经口法和接触法测得其对蜜蜂的急性经口和接触LD50分别为0.135和0.127 µg·蜂-1，符合GB/T 31270.10—2014中乐果对蜜蜂的LD50（24 h）急性毒性范围，表明试验体系及方法可靠。

经口法和接触法是根据农药在田间实际使用时对蜜蜂的危害作用而设计的室内模拟试验，2种测定方法的侧重点不同。接触法是模拟田间施药时药液与蜜蜂接触或蜜蜂采蜜时触及农药污染的植株情况，摄入法则表示农田喷药后蜜蜂觅食受污染花粉、花蜜的情况。因此，这2种方法的测定结果可以作为该农药对蜜蜂安全评价的依据。

研究结果表明，除抗蚜威蜜蜂经口毒性为中毒而接触毒性为低毒外，其余8种农药的经口和接触毒性一致，吡虫啉、烯啶虫胺、噻虫嗪、丁硫克百威和溴氰菊酯5种药剂均为高毒，啶虫脒为中毒、噻虫啉和吡蚜酮均为低毒。总体看来，不同类别的杀虫剂对蜜蜂的毒性差异较大，其中拟除虫菊酯类杀虫剂毒性最高，新型吡啶杂环类杀虫剂毒性最低。新烟碱类杀虫剂有些品种毒性极高，但也有一些品种毒性很低，前者如噻虫嗪，后者如噻虫啉，表明不同类别的杀虫剂作用方式和作用机理的不同，对蜜蜂的毒性差异较大。同一类别的杀虫剂作用方式也有区别，如噻虫嗪作用于昆虫中枢神经系统烟酸乙酰胆碱酯酶受体，干扰中枢神经系统导致死亡，以內吸为主，噻虫啉作用于昆虫神经接合后膜，以触杀和胃毒为主，导致两者毒性差异较大。

风险商值的大小一方面取决于田间推荐剂量，另一方面取决于农药对蜜蜂的急性经口或急性接触LD50值。不同研究者试验中所选农药来源、含量、剂型等不同，这些因素都会影响药剂的LD50值测定结果；同时进行风险评价时所选的推荐剂量不同，也会影响LD50值测定结果。该研究选取已在我国农业部登记的相同含量、相同剂型的同一有效成分田间推荐用量的最大范围，以及急性经口结和急性接触结果的低值进行分析，获得了一个可靠的安全范围。

噻虫嗪、吡虫啉和溴氰菊酯是当今市场份额最大的3种杀虫剂，但无论是室内毒性测定还是考虑到大田实际推荐用量的毒性风险评价，它们对蜜蜂都存在较高的毒性和风险性。市场份额相对较少的噻虫啉和吡蚜酮对蜜蜂毒性和风险性却较低。因此，在实际生产用药时，应根据病害发生种类和发生时间合理选择农药品种。尽量避免使用高毒高风险药剂，以免对蜜蜂等非靶标有益生物产生不良影响，若必须使用，则应避开流蜜期，大片蜜源区以及需要昆虫授粉的虫媒植物选用毒性相对较低的剂型，并且注意施药当天的风力和风向，尽量减少农药对蜜蜂等有益生物的危害。作为农药管理者，应综合考虑生态效应与经济效益间的关系，合理调控市场中此类杀虫剂的比例，指导农民合理用药，按照药剂推荐剂量施药，不可以随意增加施药浓度，确保蜜蜂等有益生物的安全。

近年来，新烟碱类农药对蜜蜂的风险受到了世界范围内的关注，农药管理较为先进的国家、组织已采取了禁用及一系列风险减少措施［15-18］。然而我国仍大量使用国外已禁（限）用的新烟碱类农药，需密切关注这些品种使用后对蜜蜂的危害，必要时开展环境经济损益分析，全面客观地评价这些品种给我国农业生产、农药产业等方面带来的效益及对环境可能造成的损害，制定相应的管理措施。结合风险评估与效益分析的结果权衡利弊，并提出可行的风险降低措施。