論文：13種稻田常用農(nóng)藥對(duì)螯蝦幼蝦的急性毒性

13種稻田常用農(nóng)藥對(duì)克氏原螯蝦幼蝦的急性毒性

陳 婕,沈亞強(qiáng),王曄青,宋 瑜,孫祥良,曹奎榮

(1.嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,浙江嘉興 314016；2.嘉興市土肥植保與農(nóng)村能源站,浙江嘉興 314050)

克氏原螯蝦(Procambarusclarkii)俗稱小龍蝦，已成為當(dāng)前我國最受歡迎的餐飲食品之一?？耸显r養(yǎng)殖最早始于美國[1]，2001年以后我國克氏原螯蝦稻田種養(yǎng)模式開始逐漸發(fā)展。近年來該模式得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。我國克氏原螯蝦產(chǎn)量占全球的90%以上，是全球最大的克氏原螯蝦生產(chǎn)國，也已成為克氏原螯蝦加工和餐飲行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者[2]。截至2020年，我國克氏原螯蝦養(yǎng)殖總面積達(dá)2 184.63萬畝，總產(chǎn)量達(dá)239.37萬噸，其中稻蝦綜合種養(yǎng)模式的面積和產(chǎn)量分別占克氏原螯蝦養(yǎng)殖總面積和總產(chǎn)量的86.61%和86.15%[3]，發(fā)展勢(shì)頭迅猛。該模式實(shí)現(xiàn)了“一水兩用、一田雙收、穩(wěn)糧增效、一舉多贏”，有效提高了農(nóng)田的利用率和農(nóng)民收益[4]。

新型稻漁綜合種養(yǎng)突出以穩(wěn)糧為主，如果片面追求所謂“綠色生態(tài)”，不敢用藥、不會(huì)用藥，會(huì)導(dǎo)致水稻產(chǎn)量完全得不到保障，給大面積水稻生產(chǎn)及我國糧食安全帶來一定風(fēng)險(xiǎn)[5]。因此，解決稻蝦綜合種養(yǎng)模式下水稻安全用藥問題是決定種養(yǎng)技術(shù)是否成功的關(guān)鍵因素之一。

稻蝦共作模式下，水稻和克氏原螯蝦在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)互利共生[4]，然而在大面積生產(chǎn)中，克氏原螯蝦對(duì)水稻病蟲草害的控制能力有限[6]，規(guī)模化生產(chǎn)下仍需借助藥劑防控來保證水稻產(chǎn)量[7-8]，目前大部分藥劑包裝沒有明確對(duì)克氏原螯蝦的安全濃度，導(dǎo)致農(nóng)民對(duì)藥劑選擇困難。因此，亟需開展稻田常用藥劑對(duì)克氏原螯蝦的毒性測定，為稻蝦綜合種養(yǎng)模式農(nóng)藥安全施用提供一定的參考。本研究根據(jù)浙北地區(qū)當(dāng)前水稻生產(chǎn)需求，選擇了丁草胺、氰氟草酯、五氟磺草胺、氯氟吡氧乙酸、二甲四氯·滅草松、烯啶·吡蚜酮、阿維菌素乳油、阿維菌素水分散粒劑、阿維菌素微乳劑、氯蟲苯甲酰胺、井岡霉素水劑、戊唑醇·肟菌酯、吡唑醚菌酯等13種稻田常用藥劑，測定了其對(duì)克氏原螯蝦幼蝦的急性毒性，為稻蝦養(yǎng)殖過程中的科學(xué)用藥提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)蝦為克氏原螯蝦幼蝦，質(zhì)量約8～15 g，購自桐鄉(xiāng)市宏望生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司。實(shí)驗(yàn)前24 h停止喂食。實(shí)驗(yàn)用水為太陽光暴曬48 h的自來水，水溫(25±1) ℃，pH 7.48，水體耗氧量≤ 1.2 mg/L，溶解氧5.0～6.0 mg/L，游離氯約0.2 mg/L。供試藥劑為13種市場上使用比較廣泛的農(nóng)藥商品，包括5種除草劑、5種殺蟲劑和3種殺菌劑。具體的藥劑信息見表1。

表1 13種試驗(yàn)藥物信息

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

以5～10倍的稀釋倍數(shù)設(shè)置藥劑濃度梯度進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)，觀察克氏原螯蝦幼蝦的行為狀況，并確定24 h最低全致死質(zhì)量濃度。以此為基礎(chǔ)，采用室內(nèi)靜水法，依據(jù)簡化寇氏法[9]以等對(duì)數(shù)間距設(shè)置6個(gè)濃度梯度組(見表2)和1個(gè)清水對(duì)照組，每組3個(gè)重復(fù)，每重復(fù)放10尾幼蝦。實(shí)驗(yàn)期間每24 h更換相應(yīng)濃度藥液，藥液均現(xiàn)用現(xiàn)配。依次觀察記錄24、48、72和96 h蝦的中毒癥狀及死蝦數(shù)量。死亡個(gè)體以觸碰腹部無應(yīng)激反應(yīng)為準(zhǔn)，期間及時(shí)撈出死亡個(gè)體，另外試驗(yàn)期間各個(gè)處理均不喂食。

表2 8種農(nóng)藥對(duì)克氏原螯蝦幼蝦的急性毒性試驗(yàn)分組

由于預(yù)實(shí)驗(yàn)中，60 g/L二甲四氯·400 g/L滅草松、200 g/L氯蟲苯甲酰胺、10%井岡霉素、50%戊唑醇·25%肟菌酯和30%吡唑醚菌酯等5種藥劑在10 000 mg/L的高濃度下，克氏原螯蝦幼蝦均可存活72 h以上，毒性極低，因此本研究未對(duì)以上5種藥劑進(jìn)行更詳細(xì)的分組實(shí)驗(yàn)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用簡化寇氏法[9]計(jì)算各藥劑濃度對(duì)數(shù)與死亡率之間的回歸方程，并計(jì)算各個(gè)處理時(shí)間的半致死濃度(LC50)和半致死濃度的95%置信區(qū)間，選擇Turubell公式作為安全濃度(SC)的參考[10]。各計(jì)算公式如下：

m=X-i(∑p-0.5)

Sm=i[∑(pq/n)0.5]

lgLC50的95%置信限=m±1.96×Sm

SC=0.3×48 h LC50/(24 h LC50/48 h LC50)2

式中：m為lg LC50，i為相鄰劑量組的對(duì)數(shù)計(jì)量差值，X為最大劑量的對(duì)數(shù)值，p為死亡率，∑p為各劑量組死亡率之和，q為存活率，n為每組蝦數(shù)。

2 結(jié)果

2.1 克氏原螯蝦幼蝦中毒表現(xiàn)與死亡特征

急性毒性實(shí)驗(yàn)中，所有對(duì)照組的蝦96 h內(nèi)均未出現(xiàn)死亡。大部分藥劑處理中，實(shí)驗(yàn)蝦的中毒癥狀會(huì)經(jīng)歷幾個(gè)階段：前期表現(xiàn)出異?；钴S、尾部快速擺動(dòng)、快速游動(dòng)或躥跳等現(xiàn)象；幾小時(shí)后表現(xiàn)比較安靜、行動(dòng)遲緩，觸碰后尾部緩慢擺動(dòng)；后期出現(xiàn)側(cè)翻或假死，但游泳足偶爾擺動(dòng)；最后觸碰無任何反應(yīng)，即判定為死亡；低濃度組的實(shí)驗(yàn)蝦前期也會(huì)表現(xiàn)出異?；钴S、躁動(dòng)不安等現(xiàn)象，但6～8 h后大部分后悔陸續(xù)表現(xiàn)正常。農(nóng)藥濃度不同，出現(xiàn)上訴中毒癥狀的時(shí)間也不同。但20%烯啶蟲胺·80%吡蚜酮比較特殊，前期表現(xiàn)為異常活躍，但后期不同濃度處理下實(shí)驗(yàn)蝦都呈現(xiàn)卷曲的狀態(tài)(死亡個(gè)體除外)?？耸显r幼蝦在8種藥劑中濃度-死亡率變化趨勢(shì)如圖1，每種藥劑不同時(shí)間下死亡率隨濃度變化略有不同?？傮w來說，在相同的處理時(shí)間下，隨著藥劑濃度的增加，死亡率增長速度先快后慢，且24 h和48 h處理死亡率上升較快。

圖1 8種藥劑質(zhì)量濃度和暴露時(shí)間對(duì)克氏原螯蝦幼蝦死亡率的影響

2.2 8種藥劑對(duì)克氏原螯蝦幼蝦的毒性效應(yīng)

通過8種農(nóng)藥對(duì)克氏原螯蝦幼蝦的毒性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，得出各處理時(shí)間濃度對(duì)數(shù)與死亡率的直線回歸方程、LC50及其95%置信區(qū)間、并根據(jù)24 h和48 h的LC50計(jì)算出安全濃度(見表3)。結(jié)果表明，8組試驗(yàn)藥劑對(duì)克氏原螯蝦幼蝦的毒性從大到小依次為：20%烯啶蟲胺·80%吡蚜酮 > 5%阿維菌素EC > 10%氰氟草酯 > 20%氯氟吡氧乙酸 > 5%阿維菌素WG > 3%阿維菌素ME > 50%丁草胺 > 25 g/L五氟磺草胺。

表3 8種藥劑對(duì)克氏原螯蝦幼蝦的回歸方程、半致死濃度和安全濃度

2.3 兩種劑型的阿維菌素對(duì)克氏原螯蝦幼蝦毒性比較

對(duì)比5%阿維菌素乳油和5%阿維菌素可分散粒劑的試驗(yàn)結(jié)果可知(表3)，5%阿維菌素乳油對(duì)克氏原螯蝦幼蝦的安全濃度為9.82 mg/L，5%阿維菌素可分散粒劑對(duì)克氏原螯蝦幼蝦的安全濃度為20.75 mg/L，約為前者的2倍，表明劑型對(duì)藥物的毒性有一定程度的影響。另外，3%阿維菌素微乳劑雖然劑型與前兩者均不相同，但有效成分含量不同，因此未做比較。

3 討論

3.1 13種藥劑對(duì)克氏原螯蝦的毒性分析

國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局2014年發(fā)布了《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評(píng)價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)則》[11]，按照大型甲殼類生物半致死濃度(96 h)值，將農(nóng)藥對(duì)甲殼類生物的急性毒性劃分為四個(gè)等級(jí)，即劇毒：LC50≤0.1 mg/L；高毒：0.1 mg/L

3.2 克氏原螯蝦幼蝦對(duì)農(nóng)藥的敏感性分析

徐濱等[14]研究發(fā)現(xiàn)1.8%阿維菌素對(duì)質(zhì)量(34.43±7.04)g的克氏原螯蝦的96 h LC50為0.37 mg/L，徐怡等[12]測得的2%阿維菌素對(duì)平均質(zhì)量0.012 g的克氏原螯蝦的48 h LC50為0.004 3 mg/L，二者均顯著小于本研究結(jié)果；林偉等[13]研究發(fā)現(xiàn)20%氰氟草酯·20%雙草醚對(duì)克氏原螯蝦幼蝦的96 h LC50為216.5 mg/L，顯著高于本研究結(jié)果；吳雷明等[15]研究發(fā)現(xiàn)50%丁草胺對(duì)克氏原螯蝦幼蝦的96 h LC50為0.007 3 mg/L，而本研究50%丁草胺對(duì)克氏原螯蝦幼蝦的96 h LC50為466.66 mg/L；本研究80%烯啶·吡蚜酮對(duì)克氏原螯蝦的48 h LC50為4.07 mg/L，而任艷芳等[16]用相同藥劑得到的結(jié)果為0.464 mg/L。由此說明，克氏原螯蝦對(duì)不同農(nóng)藥的敏感性除了與藥劑本身性質(zhì)有關(guān)，還與實(shí)驗(yàn)蝦個(gè)體大小和實(shí)驗(yàn)條件(水質(zhì)、溫度和馴化方式等)有關(guān)[17]。

克氏原螯蝦與其他水生生物耐藥性存在差異，任艷芳等[16]用50%吡蚜酮分別對(duì)體重相似的鯽和克氏原螯蝦進(jìn)行毒性測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)50%吡蚜酮對(duì)鯽的安全濃度為178.710 mg/L，而對(duì)克氏原螯蝦的安全濃度僅為0.052 mg/L；3.2%阿維菌素對(duì)昆明裂腹魚幼魚的96 h LC50為0.012 2[18]；陸健等[19]研究發(fā)現(xiàn)克氏原螯蝦對(duì)吡蟲啉和辛硫磷額敏感性均顯著大于中華絨螯蟹。

3.3 不同農(nóng)藥劑型對(duì)克氏原螯蝦毒性的影響

本研究結(jié)果顯示，5%阿維菌素乳油和水分散粒劑對(duì)克氏原螯蝦幼蝦的毒性存在明顯差異，分析存在差異是由于乳油制劑含有大量石油類或醇類有機(jī)溶劑，會(huì)對(duì)蝦的體壁造成一定程度的損害[20]。另外李正等[21]研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)藥助劑LD-10對(duì)野生食蚊魚的毒性為低毒，而NP-10和NP-4均為中毒。因此，農(nóng)藥對(duì)克氏原螯蝦毒性的差異除有效成分外，還與劑型有一定關(guān)系。在稻蝦田藥劑應(yīng)用中，有效成分相同的條件下建議優(yōu)先選擇粉劑或粒劑。

3.4 安全濃度的計(jì)算方法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響

國內(nèi)外對(duì)水體中藥物的安全濃度評(píng)價(jià)方法有多種，所得數(shù)據(jù)差異也較大，常見的有日本的經(jīng)驗(yàn)公式、Reineya方法、Turubell公式以及Pickering等方法[22]，其中國內(nèi)學(xué)者參照較多的是Turubell公式和日本經(jīng)驗(yàn)公式(SC=0.1×96 h LC50)。日本經(jīng)驗(yàn)公式在應(yīng)用時(shí)要依據(jù)化學(xué)物質(zhì)的穩(wěn)定性來選擇0.1或0.01作為系數(shù)[23]。本研究涉及藥劑種類較多，穩(wěn)定性差異也較大，因此選擇了Turubell公式作為安全濃度的參考。在田間環(huán)境下，藥劑安全濃度也會(huì)隨克氏原螯蝦發(fā)育階段、環(huán)境溫度及水體條件等因素發(fā)生改變，因此本試驗(yàn)所得安全濃度在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)綜合考慮，且對(duì)于克氏原螯蝦的其他發(fā)育或繁殖方面的影響需進(jìn)一步大田驗(yàn)證。