4種不同劑型甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽對6種非靶標生物的急性毒性效應

楊 瑾，郭 碩，劉新剛，張 蘭，毛連綱，朱麗珍，蔣紅云，張燕寧

（中國農業科學院植物保護研究所，植物病蟲害生物學國家重點實驗室，北京 100193）

甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽（emamectin benzoate），又名甲維鹽，是從阿維菌素B1開始合成的新型、安全、高效、綠色的半合成抗生素殺蟲劑[1]，目前主要用于鱗翅目、鞘翅目、螨類等害蟲的綜合防治。同時，甲維鹽相比阿維菌素的殺蟲活性提高了數倍乃至數百倍。例如，其對煙草夜蛾的防效是阿維菌素的43倍，對谷類夜蛾的防效是阿維菌素的105倍，特別是對鱗翅目害蟲的殺蟲活性具有增效作用[2]，因而其在殺蟲劑市場占有舉足輕重的地位。甲維鹽最早在水稻上開始登記使用，后陸續在玉米、果樹等作物上得到推廣。隨著甲維鹽使用量的逐年遞增，因其相對穩定的特性，在環境水和土壤中的半衰期較長，導致對環境中的非靶標生物造成潛在的毒害。此外，其在人體健康方面也存在較大負面影響。Niu等[3]研究表明，甲維鹽通過抑制人體肺細胞16HBE增殖、誘導細胞產生毒性并引起線粒體凋亡，進而對人體產生較大的毒害風險。因此，甲維鹽帶來的環境污染和生態安全等熱點問題已逐漸引起廣泛關注。

根據中國農藥信息網，目前已登記的甲維鹽主要劑型為微乳劑、乳油、懸浮劑等。同一有效成分不同劑型農藥對非靶標生物產生的毒性效應可能不同，部分化學農藥的制劑產品對非靶標生物的毒性高于原藥的毒性，如百菌清和雙甲脒制劑對蜜蜂的經口毒性比原藥高4倍以上[4]；戊唑醇對大型溞的急性毒性比原藥高1.4～6.1倍[5]；二嗪磷原藥對鵪鶉為高毒，但其乳油和顆粒劑產品對鵪鶉的毒性均為劇毒[6]；硝磺草酮制劑及原藥對斑馬魚的急性毒性順序為懸浮劑＞可分散懸浮劑＞水分散粒劑＞原藥[7]。此外，部分農藥助劑不僅具有增強發育神經毒性、遺傳毒性和擾亂激素功能等危害，還可能增強農藥制劑對微生物、植物、魚類和兩棲動物的毒性等[8]。

為探究不同劑型的甲維鹽對非靶標生物的毒性差異，本試驗分別測定了5.7%甲維鹽乳油、3.4%甲維鹽微乳劑、5.7%甲維鹽水分散粒劑和5.7%甲維鹽懸浮劑4種劑型對日本鵪鶉、斑馬魚、大型溞、蜜蜂、家蠶和蚯蚓的急性毒性，為評價甲維鹽不同劑型對非靶標生物的毒性差異提供數據支撐，同時為指導在實際生產中綠色環保劑型的研發及不同劑型在環境中的合理應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試生物。日本鵪鶉（Coturnix japonica）：30日齡，體重90～110 g；斑馬魚（Danio rerio）：體長為1.0～3.0 cm，在本實驗室條件馴養7 d以上；大型溞（Daphnia magna）：本實驗室條件下培養3代以上，處于孤雌生殖狀態，使用出生6～24 h非頭胎溞；意大利蜜蜂（Apis mellifera L.）：成年工蜂，以健康、發育一致的為試驗材料；家蠶（Bombyx mori L.）：品種為‘菁松×皓月’，以二齡起蠶為試驗材料，孵化率在99%以上；赤子愛勝蚓（Eisenia foetida）成蚓：體重在0.30～0.60 g之間，引種后在本實驗室條件馴養7 d以上。以上所有供試生物的品系和來源如表1所示。

表1 供試生物信息

供試農藥。5.7%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽乳油、3.4%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽微乳劑、5.7%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽懸浮劑和5.7%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽水分散粒劑，中國農業科學院植物保護研究所農藥研究室。

儀器設備。萬分之一分析天平，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；移液槍，德國Eppendorf公司；便攜式多參數測定儀，梅特勒-托利多國際貿易（上海）有限公司；水質硬度計，上海三信儀表廠；智能人工氣候箱，寧波海曙賽福實驗儀器廠。

1.2 試驗方法

本研究根據GB/T 31270—2014《化學農藥環境安全評價試驗準則》[9]進行甲維鹽4種劑型對各非靶標生物的急性毒性試驗。

鳥類急性經口毒性試驗：用鳥以經口灌注法一次性給藥1.0 mL/100 g bw，4種劑型甲維鹽分別設置6個濃度，并設空白對照組，每組10只鵪鶉，雌雄各半。連續7 d觀察試驗用鳥的死亡情況與中毒癥狀。

魚類急性毒性試驗：采用半靜態法進行試驗，試驗用水經曝氣去氯處理，每24 h更換1次試驗藥液。將4種劑型甲維鹽分別設置成6個濃度組，并設空白對照組。將試驗用魚放入按濃度配制的水中，每缸5 L水，10尾魚。試驗6 h之內隨時觀察記錄魚染毒后癥狀，于24、48、72、96 h記錄魚中毒癥狀和死亡率，并及時清理死魚。

大型溞運動抑制試驗：采用靜態法進行試驗，試驗用水經曝氣去氯處理，在黑暗條件下進行。將4種劑型甲維鹽分別設置成6個濃度組，并設空白對照組。用50 mL的燒杯裝40 mL試驗液，每個處理設4個重復，每重復5只試驗用溞。試驗開始后24和48 h觀察記錄每個容器中試驗用溞運動受抑制數。

蜜蜂急性接觸毒性試驗：在黑暗條件下進行，將4種劑型甲維鹽分別設置成6個劑量組，被試藥劑用丙酮溶解，并設丙酮對照組及空白對照組，每劑量設3個重復，每重復10只蜜蜂。將蜂籠內的蜜蜂引入三角瓶中，用紗布封口，通入氮氣將蜜蜂麻醉，麻醉后將蜜蜂放于濾紙上。將配置好的系列濃度藥液使用EDP3電動移液器分別點滴于蜜蜂前胸背板處，點滴量為1 μL/蜂，待蜂身晾干后轉入試驗籠中，用脫脂棉浸泡適量蔗糖水于正常條件下飼養。觀察蜜蜂染毒后癥狀，并記錄24及48 h死亡蜂數。

家蠶急性毒性試驗：在光照/黑暗時間比為16 h∶8 h條件下進行。將4種劑型甲維鹽分別設置成6個濃度組，并設空白對照組，每濃度均設3個重復，每重復20頭蠶。在培養皿內飼養二齡起蠶，用不同濃度的藥液完全浸漬桑葉10 s，晾干后供蠶食用。整個試驗期間飼喂處理桑葉。觀察并記錄24、48、72和96 h家蠶的中毒癥狀及死亡數。

蚯蚓急性毒性試驗：在400～800 lx光強連續光照條件下進行。將5.7%甲維鹽乳油和5.7%甲維鹽水分散粒劑分別設置成6個濃度組，將3.4%甲維鹽微乳劑和5.7%甲維鹽懸浮劑設置成限度濃度100 mg a.i./kg bw，并設空白對照組，每組設3個重復，每重復10只蚯蚓。在500 g人工土中加入樣品溶液，使其終濃度達到設定濃度，并加入適量蒸餾水充分攪拌均勻，使其含水量達到30%左右。每處理放入10條蚯蚓，并用紗布扎好瓶口，于7和14 d倒出瓶內土壤，觀察記錄蚯蚓的中毒癥狀和死亡數。

1.3 數據統計分析及毒性評價

采用DPS統計軟件計算4種劑型甲維鹽對各非靶標生物的半數致死濃度（LC50）、半數抑制濃度（EC50）或半數致死劑量（LD50），及95%置信區間。依據GB/T 31270—2014《化學農藥環境安全評價試驗準則》[9]毒性劃分標準，判斷4種劑型甲維鹽對6種非靶標生物的毒性等級。

2 結果與分析

2.14 種甲維鹽制劑對不同供試生物的急性毒性效應

在鵪鶉急性經口毒性試驗中，用4種甲維鹽制劑處理后的鵪鶉均出現萎靡、閉眼等中毒癥狀，其中，3.4%甲維鹽微乳劑處理后的鵪鶉出現張嘴的癥狀；在斑馬魚急性毒性試驗中，用4種甲維鹽制劑處理后的斑馬魚均出現翻白癥狀；在大型溞運動抑制試驗中，用4種甲維鹽制劑處理后的大型溞均出現沉底、打轉等中毒癥狀，其中，3.4%甲維鹽微乳劑處理后的大型溞出現抽搐的癥狀；在蜜蜂急性接觸毒性試驗中，用4種甲維鹽制劑處理后的蜜蜂均出現身體蜷縮、抽搐中毒癥狀；在家蠶急性毒性試驗中，用4種甲維鹽制劑處理后的家蠶均出現蟲體發黑、生長緩慢中毒癥狀，其中，用5.7%甲維鹽水分散粒劑處理后的家蠶出現體液外滲的癥狀，用5.7%甲維鹽懸浮劑處理后的家蠶出現拒食、趨避和蜷縮的癥狀；在蚯蚓急性毒性試驗中，用5.7%甲維鹽乳油和5.7%甲維鹽水分散粒劑處理后的蚯蚓出現腐爛中毒癥狀，而用3.4%甲維鹽微乳劑和5.7%甲維鹽懸浮劑處理后的蚯蚓無明顯中毒癥狀。

2.24 種甲維鹽制劑對不同供試生物的急性毒性結果

如表2所示，5.7%甲維鹽乳油、3.4%甲維鹽微乳劑、5.7%甲維鹽懸浮劑和5.7%甲維鹽水分散粒劑對日本鵪鶉的7 d-LD50值分別為202、216、303和31.9 mg a.i./kg bw，毒性等級分別為中毒、中毒、中毒和高毒；對意大利蜜蜂的接觸48 h-LD50值分別為1.05×10-3、2.09×10-3、1.05×10-3和1.55×10-3μg a.i./蜂，毒性等級均為高毒；對斑馬魚的96 h-LC50值分別為3.91×10-2、4.91×10-2、1.16×10-1和3.14×10-2mg a.i./L，毒性等級分別為劇毒、劇毒、高毒和劇毒；對大型溞的48 h-EC50值分別為1.68×10-4、2.00×10-3、4.03×10-4和2.01×10-4mg a.i./L，毒性等級均為劇毒；對家蠶的96 h-LC50值分別為2.75×10-4、2.48×10-3、2.56×10-3和2.57×10-3mg a.i./L，毒性等級均為劇毒；對赤子愛勝蚯蚓的14 d-LC50值分別為84.2、＞100、＞100和9.05 mg a.i./kg bw，毒性等級分別為低毒、低毒、低毒和中毒。根據以上急性毒性結果可知，4種甲維鹽制劑對不同供試生物的急性毒性具有差異性，即對鵪鶉的毒性適中，對蜜蜂、斑馬魚、大型溞和家蠶的毒性較高，而對蚯蚓的毒性較低。

此外，不同劑型甲維鹽對同種供試生物的急性毒性也具有差異性（表2）。5.7%甲維鹽乳油、3.4%甲維鹽微乳劑、5.7%甲維鹽懸浮劑和5.7%甲維鹽水分散粒劑對鵪鶉、斑馬魚和蚯蚓的急性毒性按從大到小順序均為水分散粒劑＞乳油＞微乳劑＞懸浮劑；對大型溞的急性毒性按從大到小順序為乳油＞水分散粒劑＞懸浮劑＞微乳劑；對意大利蜜蜂的急性接觸毒性按從大到小順序為乳油/懸浮劑＞水分散粒劑＞微乳劑；對家蠶的急性毒性按從大到小順序為乳油＞微乳劑＞懸浮劑＞水分散粒劑。具體來說，5.7%甲維鹽水分散粒劑對日本鵪鶉的毒性比其他3種劑型高7～10倍，對斑馬魚的毒性比其他3種劑型高1.2～3.7倍，對蚯蚓的毒性高8～10倍，而對家蠶的毒性最低；5.7%甲維鹽乳油對大型溞的毒性比其他3種劑型高1.2～11.9倍，對家蠶的毒性比其他3種劑型高10倍左右；5.7%甲維鹽懸浮劑對斑馬魚的毒性比其他3種劑型低2.4～3.7倍，對鵪鶉、斑馬魚和蚯蚓的毒性最低；3.4%甲維鹽微乳劑對大型溞的毒性比其他3種劑型低10倍左右，且對大型溞和蜜蜂的接觸毒性最低。由此可見，懸浮劑和微乳劑對各非靶標生物的毒性較小，而水分散粒劑和乳油則毒性較大。

表2 4種劑型甲維鹽對6種非靶標生物的急性毒性結果

3 討 論

本研究結果表明，甲維鹽對不同非靶標生物的急性毒性有不同程度的差異，其對蜜蜂、斑馬魚、大型溞和家蠶的毒性較高，而對蚯蚓的毒性較低。在劑型方面，甲維鹽懸浮劑和微乳劑對非靶標生物相對友好，而水分散粒劑和乳油則安全性較差。

劉彥良等[10]測定了20%二甲戊靈微囊懸浮劑及其乳油對斑馬魚的急性毒性，結果顯示微膠囊懸浮劑和乳油對斑馬魚的96 h-LC50值分別為57.81和0.31 mg/L；崔光睿[11]等測定了50 g/L虱螨脲乳油、10%虱螨脲水分散粒劑和10%虱螨脲懸浮劑對家蠶和日本鵪鶉急性毒性，結果顯示3種劑型對家蠶的14 d-LC50值分別為6.92、11.07和25.18 mg a.i./L，對日本鵪鶉的7 d-LC50值分別為244.36，＞600和＞600 mg a.i./kg。前人研究結果均表明懸浮劑毒性相對較小，而乳油毒性較大，這與本試驗結果一致。甲維鹽乳油和微乳劑對6種非靶標生物的急性毒性結果表明，甲維鹽乳油毒性均大于微乳劑。魏方林等[12]、蒼濤等[13]分別測試了甲維鹽乳油對非靶標生物的急性毒性，發現該藥劑對鵪鶉中毒或高毒，對蜜蜂劇毒或高毒，對家蠶劇毒，對斑馬魚高毒，而范仁俊等[14]對甲維鹽微乳劑進行的測試結果顯示，甲維鹽微乳劑對非靶標生物的毒性分別為對鵪鶉低毒，對蜜蜂中毒，對家蠶高毒，對斑馬魚低毒。根據以上結果可以看出，相比于甲維鹽乳油，甲維鹽微乳劑對非靶標生物的毒性較小，這與本試驗結果相對一致。此外，池艷艷等[15]分別測定了乳油、顆粒劑、微乳劑和微囊懸浮劑4種劑型的毒死蜱對家蠶的急性毒性，結果顯示這4種劑型對家蠶的96 h-LC50值分別為0.176、0.452、1.76和2.84 mg/L，微囊懸浮劑對家蠶毒性相對安全，而微乳劑和乳油相比，微乳劑對家蠶的毒性更低。本次試驗進一步證明了懸浮劑和微乳劑對家蠶的毒性相對其他劑型較低，且微乳劑的安全性高于乳油。這可能由于微乳劑是一種環境相容性較好的水基化劑型。相比于乳油，微乳劑以水為基質，避免了乳油產品中大量使用有機溶劑造成的環境污染和產生藥斑、銹斑的問題，同時在運輸、貯藏、使用上其具有高度安全性，且微乳劑具有更小的粒徑，可以促進農藥對生物靶標表面的黏附性與滲透性，減少流失與分解等[16]。因此，無論是對靶標生物的藥效和對非靶標生物的安全性，微乳劑均比乳油更有優勢。

綜上所述，建議在使用甲維鹽過程中應注意遠離鳥群、桑園、水體及蜂群，并避免與土壤混用，以降低對非靶標生物的毒害作用。