油菜蚜蟲防治用藥對蜜蜂的急性毒性與風險評價

譚麗超，程 燕①，朱昱璇，卜元卿，2（.生態環境部南京環境科學研究所國家環境保護農藥環境評價與污染控制重點實驗室，江蘇南京 20042；2.南京信息工程大學江蘇省大氣環境與裝備技術協同創新中心，江蘇南京 20044）

油菜（Brassica napus）為我國重要的油料作物，種植面積和產量長期穩居世界首位［1］。油菜是典型的蟲媒作物，其中蜜蜂傳粉是一項有效的增產措施，能提高油菜產量30%左右［2］。而蚜蟲是油菜的主要蟲害，在整個生育期均有發生，蚜蟲同時還是油菜病毒病的傳播者，如果防治不力，會對油菜的產量和質量帶來很大影響。為防治蚜蟲而噴施農藥，特別是當噴施毒性較高的農藥時，可能造成蜜蜂大量中毒死亡［3］。

目前國內外已有大量研究表明蜜蜂對殺蟲劑非常敏感，但大多數研究只關注某單一品種或某一類殺蟲劑對蜜蜂的影響，如新煙堿類殺蟲劑對蜜蜂的影響［4-7］，缺乏不同類別殺蟲劑之間的對比性評價。由于殺蟲劑種類繁多、結構多樣，不同殺蟲劑對蜜蜂的毒殺機制不同，從而導致其毒性大小及風險性有差異，同一類殺蟲劑對蜜蜂的毒性大小及風險性也不盡相同。只有通過對比評價才能篩選出對蜜蜂風險性較低的農藥品種。

油菜蚜蟲防治的常用殺蟲劑包括吡蟲啉、烯啶蟲胺、啶蟲脒、噻蟲啉、噻蟲嗪、吡蚜酮、抗蚜威、丁硫克百威和溴氰菊酯。其中，吡蟲啉、烯啶蟲胺、啶蟲脒、噻蟲啉和噻蟲嗪是新煙堿類殺蟲劑，主要通過選擇性控制昆蟲神經系統煙堿型乙酰膽堿酯酶受體，阻斷昆蟲中樞神經系統的正常傳導，導致害蟲出現麻痹進而死亡［8］；吡蚜酮是新型吡啶雜環類殺蟲劑，對害蟲具有觸殺作用，同時還有內吸活性［9］；抗蚜威和丁硫克百威是氨基甲酸酯類殺蟲劑，能抑制昆蟲體內乙酰膽堿酯酶，阻斷正常神經傳導，使昆蟲中毒死亡［10］；溴氰菊酯是擬除蟲菊酯類殺蟲劑，以觸殺和胃毒作用為主，對害蟲有一定的驅避與拒食作用，但無內吸和熏蒸作用［11］。目前鮮見這些品種用于油菜蚜蟲防治時對蜜蜂的風險比較報道。筆者以意大利蜜蜂（Apis mellifera）為研究對象，重點關注油菜蚜蟲防治常用殺蟲劑對蜜蜂的安全性，測定了9種不同類別殺蟲劑對蜜蜂的急性經口和接觸毒性，并采用風險商值（risk quotients，RQ）來初步判斷噴施場景下其對蜜蜂的生態風險，一方面探討不同類別殺蟲劑對蜜蜂的安全性影響，另一方面篩選出對蜜蜂風險性低的油菜蚜蟲防治品種。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試生物

健康成年的意大利蜜蜂蜂群來源于生態環境部南京環境科學研究所國家環境保護農藥環境評價與污染控制重點實驗室養蜂場。試驗時，選擇同一蜂群中大小一致的健康成年工蜂進行試驗。開展急性經口毒性試驗時，試驗用蜂應在室內黑暗條件下饑餓2 h，以保證試驗開始時蜜蜂處于饑餓狀態。

1.1.2 供試藥劑

供試藥劑包括70%吡蟲啉水分散粒劑（以有效成分質量分數計，下同）、10%烯啶蟲胺水劑、5%啶蟲脒乳油、48%噻蟲啉懸浮劑、25%噻蟲嗪懸浮劑、25%吡蚜酮懸浮劑、50%抗蚜威可濕性粉劑、5%丁硫克百威乳油、2.5%溴氰菊酯乳油和98%樂果原藥，由生態環境部南京環境科學研究所國家環境保護農藥環境評價與污染控制重點實驗室提供。

1.1.3 主要儀器設備

主要儀器設備包括電子天平（PB203?N，上海世義精密儀器有限公司生產）、蜂籠、離心管、加濕器、除濕機、溫濕度計和脫脂棉等。

1.2 試驗方法

1.2.1 急性經口毒性試驗

參照GB/T 31270.10—2014《化學農藥環境安全評價試驗準則第10部分：蜜蜂急性毒性試驗》的要求進行急性經口毒性試驗［12］。在預試驗明確藥劑有效濃度范圍的基礎上，將藥劑用蒸餾水稀釋成5～7個試驗濃度，設空白對照。各處理均設3個重復，每個重復10只蜜蜂。試驗時先將蜜蜂轉移入試驗蜂籠中，在飼喂器（1.5 mL離心管）中加入200μL含有一定濃度供試藥劑的w=50%蔗糖水溶液用以飼喂蜜蜂。將試驗蜂籠移入人工氣候室中，在（25±2）℃、相對濕度50%～70%、黑暗條件下進行試驗。給藥后6 h對每組藥液的消耗量進行測定，并轉喂不含供試藥劑的w=50%蔗糖水。連續48 h觀察記錄試驗用蜜蜂的中毒癥狀及死亡數，計算48 h的半致死劑量（LD50）。

1.2.2 急性接觸毒性試驗

參照GB/T 31270.10—2014的要求進行急性接觸毒性試驗［12］。在預試驗明確藥劑有效濃度范圍的基礎上，將供試藥劑用蒸餾水稀釋成5～7個試驗濃度，設空白對照。各處理均設3個重復，每個重復10只蜜蜂。用移液器吸取藥液滴于蜜蜂的前胸背板處，點滴量為1μL·蜂-1，待蜂身晾干后轉入試驗籠中，用w=50%蔗糖水飼喂，將試驗蜂籠移入人工氣候室中，在（25±2）℃、相對濕度50%～70%、黑暗條件下進行試驗。連續48 h觀察記錄試驗用蜜蜂的中毒癥狀及死亡數，計算48 h的LD50值。

1.2.3 數據處理

根據蜜蜂死亡數和各處理試驗濃度，應用SPSS 16.0軟件計算供試農藥對蜜蜂的LD50值及其95%置信限等。

1.2.4 毒性等級劃分

GB/T 31270.10—2014中農藥對蜜蜂毒性的分級標準如下：LD50（48 h）＞11.0μg·蜂-1（以有效成分計，下同）為低毒，＞2.0～11.0 μg·蜂-1為中毒，＞0.001～2.0 μg·蜂-1為高毒，≤0.001 μg·蜂-1為劇毒［12］。

1.2.5 風險評價

農藥實際施用時要考慮施藥方式、施藥器械、施藥量、施藥時間等因素的影響，故實驗室條件下測定得到的結果往往不能客觀反映實際田間施用條件下農藥對蜜蜂的影響［13］。依據NY/T 88.4—2016《農藥登記環境風險評估指南第4部分：蜜蜂》可分別評估農藥噴施、土壤或種子處理2種施用方式下農藥對蜜蜂的風險水平。當RQ值≤1時，風險可接受；當 RQ值＞1時，風險不可接受［14］。

油菜蚜蟲防治過程中多采用噴霧施藥，噴施農藥暴露場景的風險商值（QH）計算公式為

式（1）中，RA為推薦的農藥單位面積最高施用量，g·hm-2；ρ（LD50）為經口和接觸的蜜蜂半致死劑量，μg·蜂-1。當同時具備有效成分及其制劑產品LD50時，選擇毒性較高的數據［14］。

2 結果與分析

2.1 參比物質試驗

為驗證蜜蜂急性毒性試驗方法的有效性，試驗選擇樂果為參比物質進行測定。試驗結果見表1和表2。表1～2顯示，樂果對蜜蜂的急性經口試驗結果LD50（24 h）為0.135μg·蜂-1（以有效成分計，下同），在GB/T 31270.10—2014要求的范圍（0.10～0.35μg·蜂-1）之內［12］；樂果對蜜蜂的急性接觸試驗結果LD50（24 h）為 0.127 μg·蜂-1，在 GB/T 31270.10—2014要求的范圍（0.10～0.30 μg·蜂-1）之內［12］。表明供試的意大利蜜蜂符合試驗要求，既可用于蜜蜂急性經口試驗，也可用于蜜蜂急性接觸試驗。

表1 樂果和9種農藥對意大利蜜蜂的急性經口毒性Table 1 The acute oral toxicity of nine insecticides and dimethoate to honeybees

表2 樂果和9種農藥對意大利蜜蜂的急性接觸毒性Table 2 The acute contact toxicity of nine insecticides and dimethoate to honeybees

2.2 農藥對蜜蜂的急性毒性試驗

2.2.1 農藥對蜜蜂的急性經口毒性情況

9種農藥對意大利蜜蜂的急性經口毒性結果見表1。依據GB/T 31270.10—2014中LD50劃分標準評價農藥對蜜蜂的急性經口毒性，48%噻蟲啉懸浮劑和25%吡蚜酮懸浮劑為低毒，5%啶蟲脒乳油和50%抗蚜威可濕性粉劑為中毒，70%吡蟲啉水分散粒劑、10%烯啶蟲胺水劑、25%噻蟲嗪懸浮劑、5%丁硫克百威乳油和2.5%溴氰菊酯乳油這5種藥劑為高毒。9種農藥對蜜蜂的急性經口毒性為25%噻蟲嗪懸浮劑＞70%吡蟲啉水分散粒劑＞2.5%溴氰菊酯乳油＞10%烯啶蟲胺水劑＞5%丁硫克百威乳油＞50%抗蚜威可濕性粉劑＞5%啶蟲脒乳油＞25%吡蚜酮懸浮劑＞48%噻蟲啉懸浮劑。

2.2.2 農藥對蜜蜂的急性接觸毒性情況

9種農藥對意大利蜜蜂的急性接觸毒性結果見表2。依據GB/T 31270.10—2014中LD50劃分標準評價農藥對蜜蜂的急性接觸毒性，48%噻蟲啉懸浮劑、25%吡蚜酮懸浮劑和50%抗蚜威可濕性粉劑3種藥劑均為低毒，5%啶蟲脒乳油為中毒，70%吡蟲啉水分散粒劑、10%烯啶蟲胺水劑、25%噻蟲嗪懸浮劑、5%丁硫克百威乳油和2.5%溴氰菊酯乳油5種藥劑均為高毒。9種農藥對蜜蜂的急性接觸毒性順序為2.5%溴氰菊酯乳油＞25%噻蟲嗪懸浮劑＞70%吡蟲啉水分散粒劑＞10%烯啶蟲胺水劑＞5%丁硫克百威乳油＞5%啶蟲脒乳油＞50%抗蚜威可濕性粉劑＞25%吡蚜酮懸浮劑＞48%噻蟲啉懸浮劑。

2.2.3 不同類別農藥對蜜蜂的急性毒性比較

除抗蚜威的蜜蜂經口毒性為中毒而接觸毒性為低毒外，其余8種農藥的經口和接觸毒性一致，吡蟲啉、烯啶蟲胺、噻蟲嗪、丁硫克百威和溴氰菊酯均為高毒，啶蟲脒為中毒、噻蟲啉和吡蚜酮均為低毒?？傮w看來，不同類別殺蟲劑對蜜蜂的毒性差異較大，其中擬除蟲菊酯類殺蟲劑毒性最高，新型吡啶雜環類殺蟲劑毒性最低；新煙堿類殺蟲劑有些品種毒性極高，但也有一些品種毒性很低，前者如噻蟲嗪，后者如噻蟲啉。表明不同類別的殺蟲劑作用方式和作用機理不同，對蜜蜂的毒性差異較大；同一類別的殺蟲劑作用方式也有區別，如噻蟲嗪作用于昆蟲中樞神經系統煙酸乙酰膽堿酯酶受體，以內吸為主，噻蟲啉作用于昆蟲神經接合后膜，以觸殺和胃毒為主，導致兩者毒性差異較大。

9種農藥的經口毒性大小順序與接觸毒性大小順序不一致，分析其原因，主要是由于9種殺蟲劑作用方式和作用機理不同，不同的試驗方法會得到不同的毒性結果。因此，對不同類別的殺蟲劑采用不同的暴露方法，可以更好地測定其對蜜蜂的毒性。

2.3 農藥對蜜蜂的風險評價

由于同一種農藥的急性經口和急性接觸風險評價結果存在差異，為了獲得一個可靠的安全范圍，NY/T 88.4—2016規定選擇蜜蜂經口或接觸毒性中毒性較高的數據終點進行風險分析。因登記作物、防治對象等不同，田間推薦用量呈現出一個較大的范圍。該研究按照已在我國農業部登記的相同含量、相同劑型的同一有效成分田間推薦用量的最大范圍來計算，RQ值計算結果見表3。

表3 9種農藥對蜜蜂的風險評價Table 3 Hazard quotient of nine insecticides to honeybees

由表3可知，9種農藥風險次序為25%噻蟲嗪懸浮劑＞70%吡蟲啉水分散粒劑＞2.5%溴氰菊酯乳油＞10%烯啶蟲胺水劑＞5%丁硫克百威乳油＞50%抗蚜威可濕性粉劑＞5%啶蟲脒乳油＞48%噻蟲啉懸浮劑＞25%吡蚜酮懸浮劑。其中，5%啶蟲脒乳油、48%噻蟲啉懸浮劑和25%吡蚜酮懸浮劑對蜜蜂的RQ值均小于1，說明在目前登記的田間推薦用量下，噴施這3種農藥對蜜蜂的風險可接受；25%噻蟲嗪懸浮劑、70%吡蟲啉水分散粒劑、2.5%溴氰菊酯乳油和10%烯啶蟲胺水劑對蜜蜂的RQ值均大于1，說明在目前登記的田間推薦用量下，噴施這4種農藥對蜜蜂的風險不可接受；5%丁硫克百威乳油和50%抗蚜威可濕性粉劑高推薦用量時對蜜蜂的RQ值大于1，低推薦用量時對蜜蜂的RQ值小于1，說明這2種藥可通過減少用量來降低其對蜜蜂的風險。

3 討論與結論

研究選用98%樂果原藥作為參比物質，經口法和接觸法測得其對蜜蜂的急性經口和接觸LD50分別為0.135和0.127 μg·蜂-1，符合GB/T 31270.10—2014中樂果對蜜蜂的LD50（24 h）急性毒性范圍，表明試驗體系及方法可靠。

經口法和接觸法是根據農藥在田間實際使用時對蜜蜂的危害作用而設計的室內模擬試驗，2種測定方法的側重點不同。接觸法是模擬田間施藥時藥液與蜜蜂接觸或蜜蜂采蜜時觸及農藥污染的植株情況，攝入法則表示農田噴藥后蜜蜂覓食受污染花粉、花蜜的情況。因此，這2種方法的測定結果可以作為該農藥對蜜蜂安全評價的依據。

研究結果表明，除抗蚜威蜜蜂經口毒性為中毒而接觸毒性為低毒外，其余8種農藥的經口和接觸毒性一致，吡蟲啉、烯啶蟲胺、噻蟲嗪、丁硫克百威和溴氰菊酯5種藥劑均為高毒，啶蟲脒為中毒、噻蟲啉和吡蚜酮均為低毒?？傮w看來，不同類別的殺蟲劑對蜜蜂的毒性差異較大，其中擬除蟲菊酯類殺蟲劑毒性最高，新型吡啶雜環類殺蟲劑毒性最低。新煙堿類殺蟲劑有些品種毒性極高，但也有一些品種毒性很低，前者如噻蟲嗪，后者如噻蟲啉，表明不同類別的殺蟲劑作用方式和作用機理的不同，對蜜蜂的毒性差異較大。同一類別的殺蟲劑作用方式也有區別，如噻蟲嗪作用于昆蟲中樞神經系統煙酸乙酰膽堿酯酶受體，干擾中樞神經系統導致死亡，以內吸為主，噻蟲啉作用于昆蟲神經接合后膜，以觸殺和胃毒為主，導致兩者毒性差異較大。

風險商值的大小一方面取決于田間推薦劑量，另一方面取決于農藥對蜜蜂的急性經口或急性接觸LD50值。不同研究者試驗中所選農藥來源、含量、劑型等不同，這些因素都會影響藥劑的LD50值測定結果；同時進行風險評價時所選的推薦劑量不同，也會影響LD50值測定結果。該研究選取已在我國農業部登記的相同含量、相同劑型的同一有效成分田間推薦用量的最大范圍，以及急性經口結和急性接觸結果的低值進行分析，獲得了一個可靠的安全范圍。

噻蟲嗪、吡蟲啉和溴氰菊酯是當今市場份額最大的3種殺蟲劑，但無論是室內毒性測定還是考慮到大田實際推薦用量的毒性風險評價，它們對蜜蜂都存在較高的毒性和風險性。市場份額相對較少的噻蟲啉和吡蚜酮對蜜蜂毒性和風險性卻較低。因此，在實際生產用藥時，應根據病害發生種類和發生時間合理選擇農藥品種。盡量避免使用高毒高風險藥劑，以免對蜜蜂等非靶標有益生物產生不良影響，若必須使用，則應避開流蜜期，大片蜜源區以及需要昆蟲授粉的蟲媒植物選用毒性相對較低的劑型，并且注意施藥當天的風力和風向，盡量減少農藥對蜜蜂等有益生物的危害。作為農藥管理者，應綜合考慮生態效應與經濟效益間的關系，合理調控市場中此類殺蟲劑的比例，指導農民合理用藥，按照藥劑推薦劑量施藥，不可以隨意增加施藥濃度，確保蜜蜂等有益生物的安全。

近年來，新煙堿類農藥對蜜蜂的風險受到了世界范圍內的關注，農藥管理較為先進的國家、組織已采取了禁用及一系列風險減少措施［15-18］。然而我國仍大量使用國外已禁（限）用的新煙堿類農藥，需密切關注這些品種使用后對蜜蜂的危害，必要時開展環境經濟損益分析，全面客觀地評價這些品種給我國農業生產、農藥產業等方面帶來的效益及對環境可能造成的損害，制定相應的管理措施。結合風險評估與效益分析的結果權衡利弊，并提出可行的風險降低措施。