六种植物源类杀虫剂对地熊蜂工蜂的室内毒力测定及风险评估.pdf

湖南师范大学自然科学学报 Journal of Natural Science of Hunan Normal University ISSN 2096-5281,CN 43-1542/N 湖南师范大学自然科学学报网络首发论文 题目： 六种植物源类杀虫剂对地熊蜂工蜂的室内毒力测定及风险评估 作者： 王烁，谢丽霞，陈浩，吴光安，张善衡，周浩，于毅，郑礼，闫毅，翟一凡 网络首发日期： 2019-11-25 引用格式： 王烁，谢丽霞，陈浩，吴光安，张善衡，周浩，于毅，郑礼，闫毅，翟一凡六种植物源类杀虫剂对地熊蜂工蜂的室内毒力测定及风险评估湖南师范大学自然科学学报. http:/kns.cnki.net/kcms/detail/43.1542.N.20191122.1713.006.html 网络首发：在编辑部工作流程中，稿件从录用到出版要经历录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿等阶段。录用定稿指内容已经确定，且通过同行评议、主编终审同意刊用的稿件。排版定稿指录用定稿按照期刊特定版式（包括网络呈现版式）排版后的稿件，可暂不确定出版年、卷、期和页码。整期汇编定稿指出版年、卷、期、页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件。录用定稿网络首发稿件内容必须符合出版管理条例和期刊出版管理规定的有关规定；学术研究成果具有创新性、科学性和先进性，符合编辑部对刊文的录用要求，不存在学术不端行为及其他侵权行为；稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑、出版的技术标准，正确使用和统一规范语言文字、符号、数字、外文字母、法定计量单位及地图标注等。为确保录用定稿网络首发的严肃性，录用定稿一经发布，不得修改论文题目、作者、机构名称和学术内容，只可基于编辑规范进行少量文字的修改。 出版确认：纸质期刊编辑部通过与中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有限公司签约，在中国学术期刊（网络版）出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版，以单篇或整期出版形式，在印刷出版之前刊发论文的录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿。因为中国学术期刊（网络版）是国家新闻出版广电总局批准的网络连续型出版物（ISSN 2096-4188，CN 11-6037/Z），所以签约期刊的网络版上网络首发论文视为正式出版。 六 种植物源类杀虫剂对 地 熊蜂 工蜂 的 室内毒力测定 及风险评估 王烁 1,2, 谢丽霞 1, 陈浩 2, 吴光安 2, 张善衡 3, 周浩 2, 于毅 2, 郑礼 2, 闫毅 1*, 翟一凡 2* （ 1. 山东农业大学 植物保护学院，中国泰安 271000； 2. 山东省农业科学院植物保护研究所，中国济南 250100； 3.临沂大学农林科学学院 ， 中国临沂 276000） 摘要 ： 为评价植物源类杀虫剂对地熊蜂 Bombus terrestris工蜂 的室内毒力 和生态风险 ， 本研究 分别采用饲喂和接触法测定了苦参碱、除虫菊素、鱼藤酮等 6种植物源类杀虫剂对地熊蜂工蜂的 24 h和 48 h的 胃毒和触杀毒力 ， 并 评估了 其 对地熊蜂工蜂的生态风险性。研究结果表明 ， 6 种植物源类杀虫剂中，除虫菊素的胃毒和触杀毒力 均为低毒， 风险评估 均 为 低风险 ； 藜芦碱和苦皮藤素均为高毒，风险评估经口为中等风险，接触为低风险； 蛇床子素 经口毒性为中毒 ， 接触毒性为高 毒， 风险评估 均为低风险 ； 苦参碱和鱼藤酮的经口 毒性为中毒而接触毒性为低毒，风险评估 均 为 低风险 。 因此 ， 在生产实践中应谨慎 操作 ， 减轻植物源类杀虫剂对传粉昆虫地熊蜂的杀伤作用。 关键词 ：地熊蜂； 植物源 类杀虫剂；毒力测定 ；风险评估 ； 设施农业 中图分类号 Q965.9 Laboratory Toxicity and Risk Assessment of Six Botanical Insecticides to Workers of Bombus terrestris WANG Shuo1,2, XIE Lixia1, CHEN Hao 2, WU Guangan2, ZHANG Shanheng3, ZHOU Hao2, YU Yi 2, ZHENG Li 2, YAN Yi 1*, ZHAI Yifan2* (1. College of Plant Protection, Shandong Agricultural University, China Taian 271000; 2. Institute of Plant Protection, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan 250100, China; 3. College of Agriculture and Forestry Sciences, Linyi University, Linyi 276000, China) 基金项目：山东省重点研发计划（ 2018GNC113001）；山东省现代农业产业技术体系蜂产业创新团队（ SDAIT-24）；山东省农业科学院农业科技创新工程（ CXGC2017B05）；山东省泰山产业领军人才工程（ LJNY201821） 作者简介：王烁，男， 1995年 8月生，满族 ， 山东淄博人，在读硕士生，研究方向为 熊蜂药效及授粉应用研究 ， E-mail: 1187133774qq.com *通讯作者：闫毅， E-mail: miteyy163.com；翟一凡， E-mail: zyifantom.com 网络首发时间：2019-11-25 09:20:36网络首发地址：http:/kns.cnki.net/kcms/detail/43.1542.N.20191122.1713.006.htmlAbstract: In order to evaluate the laboratory toxicity and ecological risk of botanical insecticides against Bombus terrestris, the acute oral and acute exposure toxicity of six botanical insecticides, including matrine, pyrethrin, rotenone, veratrine, picetenin and fructuscnidium, to workers of Bombus terrestris at 24 h and 48 h were determined by feeding method and contact method respectively. At the same time, the ecological risk of the six botanical insecticides on the workers of Bombus terrestris was evaluated. The results show that among the selected six botanical insecticides, the oral and contact toxicity of pyrethrin is low toxicity, and the risk assessment is low risk; both cucurbitine and celangulinare highly toxic, and the risk assessment is moderate in oral transit and low in exposure; the oral toxicity of ostholeispoisoning, the exposure toxicity was high, and the risk assessment is low; the oral toxicity of matrine and rotenone is poisoning and exposure is low, and the risk assessment is low. Therefore, careful operation should be carried out in production practice to reduce the killing effect of botanical insecticides on Bombus terrestris. Key words: Bombus terrestris; botanical insecticide; laboratory toxicity test; risk assessment; facility agriculture 熊蜂为膜翅目 Hymenoptera蜜蜂总科 Apoidea熊蜂属 Bombus昆虫 ，具有飞行声震大、采集花粉能力强、耐低温等不良环境以及趋光性弱等优点 1-2， 作为设施农业重要的授粉昆虫之一，熊蜂有着极高的应用推广价值 。 目前欧盟国家已普遍使用熊蜂授粉技术替代传统的震动授粉与激素点花授粉，在我国设施 农业 生产中的应用面积也在逐步扩大 。 熊蜂授粉 技术已成为世界公认的绿色食品安全生产中的一项重要技术手段。 与此同时，化学 农药 仍是 设施 农业生产中减少病虫害损失的主要技术手段 ， 但熊蜂对高风险化学农药 具有 高敏感性， 而 常用 杀虫 剂 普遍 对 熊蜂 有较高的毒性 ， 如新烟碱类杀虫剂等 ，对熊蜂等授粉昆虫危害较大，除了影响正常的授粉效果外还对授粉昆虫的学习、取食、繁殖等行为产生影响 3-8。 因此 ， 在现代设施农业中， 人们 面临着使用化学 农药 防治病害虫的需要和保护利用熊蜂等授粉昆虫的需要 之间的矛盾。 由此可见 ，筛选 和使用对熊蜂 低毒 、 低风险的化学农药 就显得 尤 其 重要 。 植物源 类杀虫剂 具有可生物降解性、改变目标害虫行为的能力和良好的安全性 等优点，有望在实现 病虫害 绿色防控 中 发挥重要作用 9。目前关于植物源药剂对熊蜂等授粉昆虫的毒力测定及风险评估研究较少。周浩等 2研究 表明 苦参碱对熊蜂为中毒 ； 李正阳等 10研究 发现印楝素和藜芦碱对熊蜂为低毒 ； 豆敏详等 11研究 发现 苦参碱制品对蜜蜂为低毒 ； 刘哲鹏 12等 研究表明鱼藤酮制品对蜜蜂也为低毒 ， 陈昂 13对包括印楝素等五种植物源农药评价了对蜜蜂等 非靶标生物的环境毒性影响，结果表明 ， 印楝素为剧毒，除虫菊素和鱼藤酮为中毒，苦参碱和蛇床子素为低毒。 在此背景下 ， 本研究选取了设施蔬菜生产中 6种常见植物源类 杀虫 剂，通过 研究 它们对地熊蜂工蜂的急性毒性及生态风险评估，以期筛选出 安全、 生态 、 高效的植物源类杀虫剂用于熊蜂授粉的设施农业环境，减少对熊蜂等授粉昆虫的危害。为在 设施农业生产中安全、生态、高效地使用 植物源类杀虫剂提供了科学依据，同时为我国开展植物源类杀虫剂对熊蜂的安全性评价提供参考。 1 材料与方法 1.1 供试虫源 供试蜂种为地熊蜂工蜂 ， 购自山东鲁保科技开发有限公司 ， 于温度 (25 ± 2) 、 相对湿度 ( 60 ± 10) %、黑暗条件下进行饲养，饲养过程未接触化学农药和试剂。试验所用地熊蜂均为个体大小基本一致的健康成年工蜂。 1.2供试药剂： 供试药剂为 2% 苦参碱水剂 （ 河北瑞宝德生物化学有限公司 ）、 6% 鱼藤酮微乳剂 （ 北京三浦百草绿色植物制剂有限公司 ）、 0.5% 藜芦碱可溶液剂 （ 陕西康禾立丰生物科技药业有限公司 ）、 1% 苦皮藤素乳油 （ 河南省新乡市东风化工厂 ）、 1.5% 除虫菊素 （ 内蒙古清源保生物科技有限公司 ）、 0.4% 蛇床子素乳油 （ 湖北天惠生物科技有限公司 ） 。 1.3 植物源 类杀虫剂对地熊蜂的毒力测定 参考我国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 14，将农药对地熊蜂的毒性划分 4 个等级 （ 以有效成分计 ）： 低毒 ( LD50>11.0 g a.i./ 蜂 )； 中毒 ( 2.0 g a.i./蜂 2 500， 高风险 ; 50 藜芦碱 >蛇床子素 >鱼藤酮 >苦参碱 >除虫菊素， LD50分别为： 0.03， 0.09， 2.96， 4.18， 5.47， 44.96 g a.i./ 蜂。 地熊蜂工蜂急性经口毒性试验无论是 24 h或是 48 h，测定结果均为苦皮藤素毒性最高，除虫菊素毒性最低， 6种植物源类药剂 24 h的 LD50均大于 48 h的 LD50，但 24 h急性经口毒性大小顺序与 48 h急性经口毒性大小顺序一致。同时根据我国化学农药环境安全评价试验准则，第 10 部分 : 蜜蜂急性毒性试验中农药对蜜蜂急 性毒性分级标准， 6种植物源杀虫剂中急性经口毒性苦皮藤素和藜芦碱为高毒，除虫菊素为低毒，剩余 3种为中毒。 表 1 6 种植物源类杀虫剂对地熊蜂工蜂的急性经口毒性 Table 1 Acute oral toxicity of six botanical pesticides to adult workers of Bombus terrestris 供试药剂 Tested insecticides 处理时间 Treatment time（ h） 毒力回归方程 Toxicity regression aquation 卡方值 Chi-square value LD90 （ g a. i. /bee） LD50（ 95%CL） （ g a. i. /bee） 毒性等级 Toxicity 苦参碱 Matrine 24 Y= 2.7x+2.51 2.49 13.63 8.66 （ 4.7815.61） 中 48 Y= 2.33x+3.28 2.46 9.18 5.47 （ 3.777.89） 中 鱼藤酮Rotenone 24 Y= 2.10x+3.46 4.17 9.58 5.39 （ 3.199.70） 中 48 Y= 1.94x+3.79 3.71 7.77 4.18 （ 2.527.21） 中 藜芦碱Cucurbitine 24 Y= 1.48x+6.28 5.41 0.31 0.14 （ 0.060.30） 高 48 Y= 1.76x+6.83 3.29 0.18 0.09 （ 0.050.16） 高 苦皮藤素Celangin 24 Y= 1.95x+7.71 1.56 0.08 0.04 （ 0.030.06） 高 48 Y= 2.21x+8.39 1.22 0.05 0.03 （ 0.020.04） 高 除虫菊素Pyrethrin 24 Y= 3.18x-1.65 4.26 67.63 49.69 （ 37.9865.04） 低 48 Y= 4.00x-1.61 5.89 60.80 44.96 （ 32.9761.31） 低 蛇床子素Osthole 24 Y= 1.60x+4.19 4.73 6.84 3.21 （ 0.3915.81） 中 48 Y=2.21x+3.96 8.57 5.11 2.96 （ 1.396.29） 中 CL：置信限 Confidence limit. 2.2 6种植物源类杀虫剂对地熊蜂工蜂的急性 触杀毒力 由表 2 结果可知，通过接触法测得的 地熊蜂工蜂 24 h急性触杀毒性 大小顺序为： 藜芦碱 >苦皮藤素 >蛇床子素 >除虫菊素 >鱼藤酮 >苦参碱 ， LD50分别为： 0.56， 0.90， 1.06， 33.39，34.30， 37.31 g a.i./蜂； 48 h急性触杀毒性 大小顺序为： 藜芦碱 >苦皮藤素 >蛇床子素 >鱼藤酮 >苦参碱 >除虫菊素 ， LD50分别为： 0.37， 0.72， 0.87， 21.85， 22.00， 25.48 g a.i./ 蜂 。与急性经口毒性 结果不同 ，对地熊蜂工蜂急性触杀毒性 24 h与 48 h最高的均为藜芦碱 ， 最低的 24 h为苦参碱而 48 h为除虫菊素。 6种植物源类杀虫剂 24 h的 LD50均大于 48 h的 LD50。此外， 24 h急性 触杀毒性 大小顺序与 48 h急性触杀毒性 大小顺序 也不 一致 。 根据我国化学农药环境安全评价试验准则，第 10 部分 : 蜜蜂急性毒性试验中农药对蜜蜂急性毒性分级标准， 6种植物源杀虫剂 中 急性触杀毒力 藜芦碱 、 苦皮藤素 和蛇床子素为高毒 ， 其余均为低毒 。 表 2 6种 植物源 类杀虫剂对地熊蜂工蜂的急性触杀 毒性 Table 2 Acute contact toxicity of six botanical pesticides to adult workers of Bombus terrestris 供试药剂 Tested insecticides 处理时间（ h） Treatment time（ h） 毒力回归方程 Toxicity regression aquation 卡方值 Chi-square value LD90 （ g a. i. /bee） LD50（ 95%CL） （ g a. i. /bee） 毒性等级 Toxicity 苦参碱 Matrine 24 Y= 2.03x+1.81 8.23 67.62 37.31 （ 32.4742.86） 低 48 Y= 2.63x+1.48 0.26 34.88 22.00 （ 18.0426.81） 低 鱼藤酮Rotenone 24 Y= 2.14x+1.72 1.61 60.32 34.30 （ 25.3846.43） 低 48 Y= 2.26x+1.98 10.39 37.31 21.85 （ 10.3545.75） 低 藜芦碱Cucurbitine 24 Y= 2.15x+5.54 4.19 0.99 0.56 （ 0.340.97） 高 48 Y= 2.08x+5.90 8.22 0.66 0.37 （ 0.150.81） 高 苦皮藤素Celangin 24 Y= 1.72x+5.08 6.18 1.81 0.90 （ 0.840.97） 高 48 Y= 1.83x+5.26 5.06 1.39 0.72 （ 0.610.86） 高 除虫菊素Pyrethrin 24 Y= 1.67x+2.46 1.67 68.81 33.39 （ 23.0848.45） 低 48 Y= 1.57x+2.79 2.53 54.84 25.48 （ 15.7741.06） 低 蛇床子素Osthole 24 Y= 1.78x+4.97 0.62 2.07 1.06 （ 0.841.30） 高 48 Y=2.10x+5.13 0.91 1.55 0.87 （ 0.671.09） 高 CL：置信限 Confidence limit. 2.3 6种植物源类杀虫剂对地熊蜂工蜂的 生态 风险评估 通过饲喂法和接触法测得的 48 h 的 LD50值计算得到 6种植物源类杀虫剂对地熊蜂工蜂的危害熵值 （ HQ） 如表 3所示。 6种供试制剂中， 苦参碱、鱼藤酮、除虫菊素和蛇床子素的经口与接触危害熵值均小于 50，为低风险，苦皮藤素与藜芦碱的经口危害熵值大于 50小于 2500，为中等风险，而接触风险熵值小于 50，为低风险。 表 3 6种植物源 杀虫剂对地熊蜂工蜂的危害熵值 Table 3 Hazard quotient values of six Botanical pesticides to adult workers of Bombus terrestris 供试药剂 Tested insecticides 推荐的农药单次最高施用量 AR（ g a.i./hm2） 试验类型 Test type LD50（ g a.i./蜂） 危害熵值 HQ value 风险评估 Risk assessment 苦参碱 Matrine 12.00 经口 Oral 接触 Contact 5.47 22.00 2.19 0.55 低 低 鱼藤酮 Rotenone 45.00 经口 Oral 接触 Contact 4.18 21.85 10.77 2.06 低 低 藜芦碱 Cucurbitine 7.50 经口 Oral 接触 Contact 0.09 0.37 83.33 20.27 中 低 苦皮藤素 Celangin 10.50 经口 Oral 接触 Contact 0.03 0.72 350.00 14.58 中 低 除虫菊素 Pyrethrin 36.00 经口 Oral 接触 Contact 44.96 25.48 0.80 1.41 低 低 蛇床子素 Osthole 7.20 经口 Oral 接触 Contact 2.96 0.87 2.43 8.28 低 低 HQ 值为农药田间推荐用量与农药对地熊蜂工蜂急性经口或接触 LD50值的比值 .HQ value is the ratio of the field recommended dose to the LD50 value by oral or direct contact exposure. 3.结论与讨论 本试验测定结果表明 ， 急性经口与急性触杀两种方法所得结果存在差异，在试验设计时需要同步进行。 6 种药剂中除蛇床子素与除虫菊素外，其余药剂的触杀 毒性的 LD50均大于经口毒性。此外，苦参碱、鱼藤酮和蛇床子素的经口毒性高于 触杀毒性，而苦皮藤素、除虫菊素和藜芦碱的经口毒性与触杀 毒性一致。但 6种药剂无论是经口毒性还是触杀 毒性在 24 h与 48 h的结果对比上一致， 24 h的 LD50均大于 48 h。根据试验结果所得，植物源类杀虫对地熊蜂的毒性并不一致，而是高 、 中 、 低毒均有， 可能 与 各药剂的作用机制有关， 触杀、胃毒和内吸等作用程度不同 导致 对熊蜂的毒性也产生了差异。但总体来说，相较于新烟碱类杀虫剂等对于授粉昆虫整体毒性较高的杀虫剂而言 15-16，植物源类杀虫剂的毒性整体偏低，高毒较少。这与李正阳 10、周浩等人 2的研究结果一致 ， 但在具体药剂的毒性上还存在一定偏差。此外，该结果与蜜蜂等其他 授 粉昆虫 的毒性结果 17也一致。 可见这 6 种 植物源类 杀虫剂 对 地 熊蜂的毒性整体较低， 具有 用于设施农业授粉环境的可能