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AgrochemicAls 第50卷第4期2011年4月Vol. 50, No. 4Apr. 2011 300个农药制剂对蜜蜂的急性经口毒性 赵 帅,袁善奎,才 冰,姜 辉,王晓军,林荣华,瞿唯钢,张招荣 (农业部 农药检定所, 北京 100125) 摘要: [目的]蜜蜂是一种重要的传粉昆虫,近年来世界各地出现了严重的种群衰退现象,原因之一是农业生产过程中使用了大量农药。 采用摄入法测定了300个农药制剂对蜜蜂的急性经口毒性, 旨在了解我国常用农药对蜜蜂的毒风险情况。 [结果]结果表明:对蜜蜂的急性经口毒性表现剧毒、高毒、中毒、低毒的农药制剂分别占14.7%、35.6%、10.7%、39%,高毒和剧毒农药产品达50%以上,但这些制剂主要为杀虫剂,占整个杀虫剂的74.1%,杀菌剂和除草剂对蜜蜂的毒性相对较低;对于相同有效成分的不同制剂之间,由于有效成分含量、助剂、剂型及加工工艺等的差异,从而对蜜蜂的毒性出现有差异的情况;此外,部分生物源农药也对蜜蜂具有较高毒性。 [结论]我国农药制剂产品中, 对蜜蜂表现高急性毒性的产品比例较大,在农业生产过程中,尤其是使用杀虫剂时尽量避免或减轻其对蜜蜂造成的影响。 关键词:农药;蜜蜂;急性经口毒性;LC 50中图分类号:TQ450.2 文献标志码:A 文章编号:1006-0413(2011)04-0278-03 The Acute Oral Toxicity of 300 Formulated Pesticides to Apis mellifera ZHAO Shuai, YUAN Shan-kui, CAI Bing, JIANG Hui, WANG Xiao-jun, LIN Rong-hua, QU Wei-gang, ZHANG Zhao-rong (institute for the control of Agrochemicals, ministry of Agriculture, Beijing 100125, china) Abstract: [Aims] honey bee is one of the most important insects for plant pollination, but the honey bees are underlying the phenomenon of colony collapse disorder (ccD), one of the factors causing this problem is the much use of pesticides in agricultural production. Totally 300 pesticides were tested for their acute oral toxicity to honey bee (Apis mellifera ) by dietary method in the paper, the objective of this study is to understand the status of toxicity of common used pesticides. [Results]pesticides accounted for 14.7, 35.6, 10.7, 39% respectively, the high toxic and very high toxic pesticide covered more than 50%, and these pesticides were mainly the insecticides, while the fungicides and herbicides with relative low toxicity. The toxicity of different pesticide formulations with the same active ingredients (AI) to zebra fish maybe varied for the difference in Ai content, formulation type and processing technique. regarding to the biological pesticides, some of them still have high toxicity to honeybee. [Conclusions]covered a large proportion of common used pesticides in china, therefore, some precautions should be involved as we used the pesticides, particularly for insecticides to reduce or avoid the side effects on honey bee. Key words: pesticides; honey bee; acute oral toxicity; lc 50 蜜蜂(Apis mellifera)是一种重要的经济昆虫,可为人类提供大量蜂产品,如蜂蜜、花粉、王浆、蜂胶和蜂蜡等。 除此之外,蜜蜂对人类的最大贡献在于其是一种重要的传粉昆虫,全世界有上万种植物可靠蜜蜂进行传粉[1]。 自2006年冬以来,欧美相继出现蜂群大量减少的情况,科学家们称之为蜂群崩溃失调病(Colony Collapse Disorder ,简称CCD),如在2006—2007年冬,估计在美国有65.1~87.5万蜂群消失,而这之前有240万蜂群[2-4]。 引起蜂群衰退的因素有很多,其中农药的大量使用被认为是一个重要诱因,如早在1993年, 法国西南部就发现用吡虫啉处理向日葵种子后导致大量蜜蜂死亡的情况,并在后来取消其在向日葵上的使用。 Frazier 等从108份蜂花粉中检测出46种不同的农药及 6种农药代谢产物, 其中在1份样品中最多检测出17种农药,平均每份样品中检出5种农药,只有3份样品中未检测出农药残留,由此可见农药已对蜜源造成了广泛而严重的污染,势必会影响蜜蜂的健康[5]。 研究表明农药除直接杀死蜜蜂外,还可能会对蜜蜂的行为、生长发育、繁殖、记忆、学习、免疫等方面造成影响[6]。 鉴于蜜蜂具有重要的生态价值,欧美等发达国家已建立了农药对蜜蜂的风险评估程序[7]。 农药对蜜蜂的急性毒性是排除使用时的各种外界环境条件的影响下的直接毒性效应,是开展农药对蜜蜂进行风险评估的重要基础数据,本文测定了300多种农药制剂对蜜蜂的急性经口毒性,旨在了解这些药剂对蜜蜂的毒性情况和基本规律,为农药对蜜蜂的风险评估和安全用药提供参考。 收稿日期:2010-07-22,修返日期:2010-09-27 作者简介:赵帅(1986—),男,农艺师,主要从事农药环境毒理学研究。 通讯作者:袁善奎(1976—),男,博士研究生,高级农艺师,主要从事农药毒理学及抗药性研究。 Tel :010-********, E-mail :skyuan7611@yahoo.com.cn 。 毒性与残留 279第4期 1 材料与方法 1.1 供试药剂 300个农药制剂,为本研究室保存样品,均在保质期内, 涉及101种农药有效成分,34种化学类别,21种剂型。 1.2 供试蜜蜂 供试蜜蜂为意大利蜜蜂Apis mellifera L,由中国农业 科学院蜜蜂研究所提供。试验用蜂要求用同一种群的成 年工蜂,饲喂条件一致,营养状况良好、健康无病,避免在 早春或晚秋采集蜜蜂用于试验。 1.3 蜂笼 蜂笼为木制方盒,内径长10 cm、宽8.5 cm、高5.5 cm,上下 两面分别用塑料纱网罩住。 1.4 实验方法 参照陈锐等[8],采用摄入法测定每种药剂的急性经口毒 性。对于每个供试药剂,在预备试验的基础上设置5个质量 浓度梯度的试验药液,质量浓度梯度之间等比不超过2.2。 首先用蒸馏水配制各试验药剂的母液,然后用50%(W/V)的 蔗糖水将母液稀释成所需试验质量浓度药液,并设不加药 空白蔗糖水对照。在每只试验蜂笼中放入10只成年工蜂,取 配制好的不同质量浓度的药剂6 mL置于10 mL的小烧杯内, 并以适量脱脂棉浸渍形成饱和吸水状态棉球,杯口朝下倒 放在蜂笼上隔网饲喂蜜蜂,每处理设3次重复;在25~30 ℃、 相对湿度为70%~80%的条件下培养,48 h后记录蜜蜂死亡 数,然后求出各药剂对蜜蜂的致死中浓度LC 50 值(mg/L)。 1.5 毒性分级标准 根据各药剂对蜜蜂急性经口48 h LC 50 值,参考陈锐等[8] 划分其对蜜蜂急性经口毒性划等级:低毒(LC 50 >200 mg/L), 中毒(20 mg/L<LC 50≤200 mg/L),高毒(0.5 mg/L<LC 50 ≤ 20 mg/L),剧毒(LC50≤0.5 mg/L)。 2 结果与分析 2.1 对蜜蜂的急性经口毒性情况 在供试的300个农药制剂中,对蜜蜂的经口毒性表现剧毒、高毒、中毒、低毒的农药制剂分别占14.7%、35.6%、10.7%、39%,尤其是表现剧毒的农药品种达10%以上,高毒和剧毒的农药产品达50%以上(见图1),这些结果说明对蜜蜂具有潜在风险的农药品种所占比例较大。2.2 不同类型农药对蜜蜂的急性毒性比较 供试的300个农药制剂中主要为杀虫剂,占67%,杀菌剂和除草剂分别占19.7%和13.3%。对于不同类型的农药,对蜜蜂急性经口表现高毒和剧毒的农药主要为杀虫剂,占整个杀虫剂的74.1%,仅13.4%的杀虫剂表现低毒;供试的杀菌剂中,表现剧毒和高毒的仅2个产品,大多数产品表现低毒,占整个供试杀菌剂品种的86.4%;供试的除草剂对蜜蜂急性经口均表现低毒(见表1)。由此可知:大多数杀虫剂对蜜蜂急性经口毒性较高,而杀菌剂、除草剂的毒性较低。 表1 不同类型农药对蜜蜂的毒性情况 农药类型 农药数量 不同毒性的农药数量 剧毒高毒中毒低毒 杀虫剂201 43 106 25 27 杀菌剂59 1 1 6 51 除草剂40 - - -40对蜜蜂急性经口表现剧毒的44个制剂产品中,涉及的有效成分主要包括甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、阿维菌素、氟虫腈、氧乐果、高效氯氰菊酯、二嗪磷、戊唑醇等7个;表现高毒的107个制剂产品涉及的有效成分主要包括高效氯氟氰菊酯、S-氰戊菊酯、顺式氯氰菊酯、除虫菊素、烟碱、联本菊酯、三唑磷、毒死蜱、乙酰甲胺磷、敌百虫、硫线磷、丁硫克百威、啶虫脒、吡虫啉、杀螟丹、哒螨灵、虫螨腈、噻嗪酮、戊唑醇等20个。 2.3相同有效成分不同剂型农药对蜜蜂的急性经口毒性差异 在本研究中,所有农药样品均按有效成分含量计算其 对蜜蜂的急性经口LD 50 值,因此,通过比较相同有效成分不同剂型农药的毒性差异可以了解不同农药剂型的毒性差异。从表2可见:对于4种不同剂型的6个甲氨基阿维菌素苯甲酸盐产品,虽然相同剂型和不同剂型的产品出现 了高毒和剧毒的差异,但是总体上LC 50 值差异较小,最高为0.90 mg/L,最低为0.09 mg/L,仅相差10倍,而剧毒与高毒的临界值为0.5 mg/L,说明剂型差异对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对蜜蜂的毒性影响较小;但对于6个不同的戊唑醇制剂产品,表现剧毒和高毒的分别是1个25%戊唑醇EC 产品和1个25%戊唑醇WP产品,而另外4个产品均表现低毒,说明不同戊唑醇制剂产品之间对蜜蜂的毒性差异较大,即使是相同含量相同剂型的2个25%戊唑醇EC产品之间也存在差异;噻嗪酮产品也存在类似情况,从理论上分析,该有效成分为昆虫生长调节剂,对成蜂的急性毒性应较低,但其中一个产品65%噻嗪酮WP对蜜蜂表现高毒,而另一个产品25%噻嗪酮SC则表现为低毒。上述研究结果表明:对于对蜜蜂本身毒性较高的有效成分,剂型的差异对其毒性影响较小,而对于毒性本身较低的有效成分, 由于剂型差异图1 对蜜蜂不同毒性农药的数量 赵帅,等:300个农药制剂对蜜蜂的急性经口毒性 280第50卷 农 药 AgrochemicAls 造成的助剂不同或者理化性状的差异,从而使得不同剂型的毒性出现差异。另外,由于不同生产厂家加工工艺的差异,即使是相同剂型,其毒性也存在差异,供试农药品种对蜜蜂毒性的差异并未随剂型种类的改变而出现有规律的变化。 表2 相同有效成分不同剂型农药对蜜蜂的毒性比较 有效成分含量剂型LC 50 值/(mg·L-1) 毒级 甲氨基阿维菌素1% ME 0.90 高毒 苯甲酸盐0.5% ME 0.14 剧毒 1% WP 0.90 高毒 0.5% WP 0.14 剧毒 0.5% EC 0.51 高毒 1% EC 0.09 剧毒 1% WG 0.49 剧毒 戊唑醇25% EC1)0.039 剧毒 25% EC2)540 低毒 25% WP 1.98 高毒 25% EW >1000 低毒 5 % SC >1000 低毒 430 g/L SC >1000 低毒 噻嗪酮25% SC >1000 低毒 65% WP 7.00 高毒注:1)、2)25%戊唑醇EC是不同厂家的产品,工艺不同造成毒性的差异。 2.4 生物源农药产品对蜜蜂急性经口毒性分析 本研究中涉及的生物源农药产品主要包括抗生素农药、植物源农药、微生物农药及生物化学农药等。抗生素农药2%阿维菌素EC和3%阿维菌素EW对蜜蜂急性经口毒性分别表现剧毒和高毒;在9个植物源农药产品中, 0.3%印楝素EC、3%苦参碱EW、0.3%苦·小檗碱·黄酮AS、3%甲酚·愈创木酚SL均表现低毒,但含有除虫菊素的3个制剂3%除虫菊素CF、5%除虫菊素EC、1.5%除虫菊素WP及1.2%烟·参碱SL均表现高毒;3个微生物农药产品,35亿cfu/mL枯草芽孢杆菌AS、1亿cfu/mL枯草芽孢杆菌AS、10亿PIB/mL苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒SC 均表现低毒;3个生物化学农药系植物生长调节剂,也对蜜蜂表现低毒。以上结果说明并非所有的生物源农药均对蜜蜂安全,这与有效成分的种类有关。 3 讨论 农药对蜜蜂的急性经口毒性是在排除农药田间使用环境条件的影响下,蜜蜂直接摄取农药时对蜜蜂影响最严重的情况,是开展农药对蜜蜂风险评估的重要端点数据,但评估农药在田间使用时对蜜蜂的实际风险和制定风险管理措施时应综合考虑各方面的影响因素。一方面,尽管本研究表明大多数杀菌剂、除草剂和植物生长调节剂及部分杀虫剂对蜜蜂的剂型经口毒性较低,未造成蜜蜂大量死亡,但并不证明这些药剂对蜜蜂是非常安全的,如已有研究证明有的杀菌剂品种如克菌丹(captan)虽然不会使蜜蜂立即死亡,但幼虫接触该药剂后,对蜜蜂的形态发育有影响,导致成蜂个体瘦小、畸形[9],因此为保障蜜蜂的安全,在蜜源植物花期和蜂场附近尽量避免或减少农药的使用。另一方面,虽然室内研究表明农药对蜜蜂的急性经口毒性并未随剂型变化而出现有规律的变化,但实际在田间使用时,由于不同剂型的物理特性差异和施用方式的不同,其对蜜蜂的潜在风险也存在差异,如喷粉通常比喷雾给蜜蜂造成的风险要高;使用可湿性粉剂通常比乳油或水溶性剂型的风险高;微囊剂由于其颗粒较小,容易被蜜蜂带回巢内而造成更大风险,因此,建议尽量选择较安全的剂型。 对于一些有效成分毒性本身较低的农药品种如戊唑醇,不同制剂对蜜蜂的毒性出现低毒和剧毒的差异,这说明不同产品在制剂加工过程中使用的助剂存在毒性差异,因此,在关注农药有效成分毒性的同时,还应该关注农药助剂的毒性。 对于微生物农药,通常由于其寄主专化性较强而对蜜蜂风险较低,但并非所有生物源农药都对蜜蜂安全,如本研究表明部分抗生素农药、植物源农药品种对蜜蜂表现出剧毒或高毒,而生物源农药在有机和无公害农产品生产中被大量推荐使用。在关注生物源农药对人畜健康风险的同时,还应重视其对环境中蜜蜂等有益生物的影响
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