6种除草剂对七星瓢虫的急性毒性与风险评价
2020-10-30魏杰陈蓓蓓王波娜廖朝选
魏杰,陈蓓蓓,王波娜,廖朝选,*
(1.贵州省分析测试研究院,贵州贵阳 550014;2.贵州健安德科技有限公司,贵州贵阳 550014)
农作物的生产保障关系民生,是我国可持续发展的重要前提,田间杂草与农作物竞争水分、光照和营养成分等,使得农作物的生长、发育、产量与品质受到了一定的影响[1-2]。除草剂由于可使作物田间杂草部分或整株发生枯死,具有高效、省时、省力的特点,现已成为农业稳产、高产的必备武器[3]。据中国农药信息网显示,当前我国登记的除草剂已有10 934个,近3年来除草剂的登记持续上升[4]。
为了保障农业生产,大量的除草剂被广泛使用,对环境生物产生了一定的危害[5-6]。有研究发现,除草剂五氟磺草胺对斑马鱼96 h的半致死浓度(LC50)为4.38 mg/L,毒性为中毒,还会造成胚胎白卵率增多、孵化时间延迟、自主运动缓慢、高浓度下发生畸形的毒性症状[7]。也有研究表明,乙草胺、丙草胺和丁草胺3种酰胺类除草剂对克氏原螯虾会造成虾体侧躺、步行足和游泳足活动频率降低并最终死亡的毒性效应,在稻田常规的使用剂量下,丁草胺存在较大的风险[8]。不同类型除草剂的作用机理不同,由此对环境生物的影响不同。陈丽萍等[9]采用日本鹌鹑、蜜蜂等8种环境生物进行了乙酰甲胺磷的毒性测试,发现乙酰甲胺磷对日本鹌鹑、蜜蜂(经口)、大型溞的毒性为高毒,对家蚕的毒性为中毒,对蚯蚓、斑马鱼、斜生栅藻和泽蛙的毒性为低毒。由此可知,除草剂的残留可能对环境生物的生长、发育和行为等能够产生一定的毒害作用,即使对某些环境生物毒性很低,也有可能对其他环境生物风险很大。
瓢虫是田间害虫防控的重要捕食性天敌,也是农林生态系统中广泛存在的环境生物。基于对天敌的保护,有专家学者对农药的瓢虫毒力进行了一定的研究,主要集中于吡虫啉、虫螨腈等杀虫剂的毒性作用以及安全性评价,针对除草剂对瓢虫的毒性研究较少。天敌昆虫毒力试验的常用方法有滤纸法、浸渍法、叶片法、药膜板法和药膜管法,药膜管法具备简单、快速、蚜虫加入便利的特点,非常适合本研究[10-11]。通过测定6种常用除草剂对七星瓢虫的毒力,并根据田间用药量进行风险评价,为6种除草剂的安全施用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验生物
七星瓢虫采集于贵阳市白云区沙文镇苏家庄玉米地,在贵州健安德科技有限公司环境毒理实验室以豆蚜饲养。收集3日内瓢虫卵集中孵化,3日后获得大小、年龄、形态一致的1龄幼虫,饲喂蚜虫直至2龄幼虫用于毒性试验。
1.2 供试农药
由贵州省分析测试研究院提供,相关信息见表1。
1.3 试验方法
参照NY/T 3088-2017《化学农药 天敌(瓢虫)急性接触毒性试验准则》,采用药膜管试验法进行毒性测试。根据中国农药信息网查询的各药剂在田间的推荐用药量,制备一定梯度浓度的药膜管,使用2龄幼虫确定除草剂引起七星瓢虫最高不致死或最低全死亡的单位面积剂量。依据最高不致死或最低全死亡剂量,以吐温-80作为助剂,用去离子水分别稀释不同的梯度浓度(正式试验)或1个限量浓度,详细见表2。取0.30 mL置于玻璃管中滚匀,每组30只管。待药膜管内溶剂挥干后,按1只/管将2龄七星瓢虫幼虫引入管内爬行,然后饲喂足量豆蚜进行试验。试验期间每日更换新鲜蚜虫并观察记录瓢虫的死亡数,直至瓢虫羽化完成。根据各处理组的浓度与死亡率,使用EPA PROBIT ANALYSIS PROGRAM USED FOR CALCULATING LC/EC VALUES Version 1.5进行半致死用量(LR50)统计,并采用Origin 2018拟合毒力回归方程。
1.4 风险评价方法
用毒性试验获取的半致死用药量LR50值与该农药的田间最大推荐施用浓度来计算相对安全系数[11]。
根据安全系数评价农药对七星瓢虫的安全性,将风险分为4级:安全系数≤0.05为极高风险性,0.05<安全系数≤0.5为高风险性,0.5<安全系数≤5为中等风险性,安全系数>5为低风险性。
表1 供试农药信息
2 结果与分析
2.1 6种除草剂对七星瓢虫的毒性效应
如表2所示,暴露于草甘膦异丙胺盐、乙羧氟草醚和敌草隆中的七星瓢虫,试验期间瓢虫死亡数量与对照组无显著差异,但完全羽化的时间较对照组均有一定延迟。在乙氧氟草醚、草铵膦和敌草快的研究中,试验期间七星瓢虫均呈缓慢死亡趋势,在幼虫期、蛹期均有一定的死亡,完全羽化的时间较对照组延迟1~2 d。在草铵膦的研究中,部分瓢虫还出现鞘翅发育不全、干瘪的现象,羽化成虫在后期的存活与繁殖力还需加强关注。
2.2 6种除草剂对七星瓢虫的毒力测定与风险评价
如表3所示,6种除草剂对七星瓢虫的毒性差异较大,以草铵膦和敌草快的毒性最高,相对安全系数分别为0.145和0.112,对七星瓢虫具有高风险性。草甘膦异丙胺盐、乙羧氟草醚、乙氧氟草醚和敌草隆4种农药对七星瓢虫的LR50均在田间最大施用量的3倍以上,相对安全系数均大于或等于3,属中、低风险农药。
3 结论
通过田间用药量和LR50分析农药暴露的安全系数,可以指导田间除草剂的科学施用。草铵膦和敌草快对七星瓢虫的相对安全系数为0.145和0.112,属高风险农药,应用田间时需要注意保护天敌;草甘膦异丙胺盐、乙羧氟草醚、乙氧氟草醚和敌草隆4种农药对七星瓢虫的相对安全系数均≥3,属中、低风险农药,可在田间害虫防治中推荐施用。但急性毒性不能全面反映农药对天敌的影响,再且农药在田间植物叶片的残留消解与室内模拟情况也有一定的差异。为了更全面地评价除草剂施用后对七星瓢虫的毒性影响,指导农药的科学施用,还需进一步开展不同形态瓢虫的急性、慢性毒性测试,以及田间、半田间试验。
表2 6种除草剂对七星瓢虫的毒性效应
表3 6种除草剂对七星瓢虫的毒力测定结果