五種農藥對昆明裂腹魚幼魚的急性毒性試驗

楊通枝 詹會祥 姚俊杰 楊梅 韋玉來 楊龍保

摘 要：采用靜態(tài)急性毒性試驗法研究了草甘膦銨鹽、草甘膦、樂果、甲氰菊酯、阿維菌素對昆明裂腹魚幼魚的急性毒性效應并進行安全評價，根據(jù)試驗期間死亡魚數(shù)及死亡時間，用直線內插法計算各時間點的半致死濃度。結果表明：草甘膦銨鹽、草甘膦、樂果、甲氰菊酯、阿維菌素對昆明裂腹魚幼魚的LC50分別為5.755 mg/L、210.7 mg/L、39.598 mg/L、0.009 mg/L、0.0122 mg/L，安全濃度分別為1.223 mg/L、62.66 mg/L、10.182 mg/L、0.0018 mg/L、0.0031 mg/L。五種農藥的敏感性大小依次為：甲氰菊酯>阿維菌素>草甘膦銨鹽>樂果>草甘膦。

關鍵詞：農藥;昆明裂腹魚;急性毒性;半致死濃度;安全濃度

中圖分類號：S948

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0457（2019）02-0032-05 ? ? 國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.02.006

Abstract：Acute toxicity effects of glyphosate ammonium salt， glyphosate， dimethoate， fenpropathrin and avermectin on juvenile Schizothorax grahami were studied by static acute toxicity tests and the safety of these five pesticides were evaluated. According to the number of dead fish and the time of death during the experiment， the median-lethal concentration （LC50） at each time point was calculated by linear interpolation method. The results showed that the LC50 of glyphosate ammonium salt， glyphosate， dimethoate， fenpropathrin and avermectin were 5.755 mg/L， 210.7 mg/L， 39.598 mg/L， 0.009 mg/L and 0.0122 mg/L， respectively. The safe concentrations were 1.223 mg/L， 62.66 mg/L， 10.182 mg/L， 0.0018 mg/L and 0.0031 mg/L， respectively. The ranking of sensitivity of 5 pesticides was as follows： fenpropathrin > avermectin > glyphosate ammonium salt > dimethoate > glyphosate.

Key words：pesticides; schizothorax grahami; acute toxicity; median-lethal concentration （LC50）;safe concentration

昆明裂腹魚（ Schizothorax grahami ） 屬鯉科（ Cyprinidae）、 裂腹魚亞科（ Schizothoracinae）、 裂腹魚屬（ Schizothorax Heckel），是我國特有的高原魚類，于西南地區(qū)分布，在貴州主要分布于南、北盤江上游支流、金沙江下游干支流以及烏江上游?，F(xiàn)已被列為貴州省重點保護魚類之一。

隨著農業(yè)的發(fā)展，為使作物達到高效增產的目的，人們普遍使用農藥，而農藥伴隨雨水的沖刷滲入地表，溶入地下水中，從而污染水環(huán)境，對水體中生存的魚類具有直接毒害作用。在農藥對魚類的毒性作用方面，人們開展了大量的研究。重金屬離子作為水環(huán)境污染成分之一，Cu.2+、Cd.2+、Zn.2+和Pb.2+均對匙吻鱘稚魚表現(xiàn)出了毒性作用[1]。草甘膦對麥穗魚為低毒[2]，而草甘膦制劑的毒性強于草甘膦[3]。樂果是一種傳統(tǒng)的有機磷內吸性殺蟲劑和觸殺性殺螨劑，洪萬樹等[4]研究了敵百蟲、敵敵畏、甲胺磷、呋喃丹和樂果五種有機磷農藥對鮸狀黃姑魚胚胎和前期仔魚的毒性，表明樂果對胚胎和仔魚的毒性最小，對兩者的毒性基本相似。甲氰菊酯是一種含有苯氧基的環(huán)丙烷酯，屬于擬除蟲菊酯類農藥，屬神經(jīng)性殺蟲劑，對泥鰍為低毒[5]，對稀有鮈鯽為高毒[6]，對鯉、鯽、鰱魚種為劇毒[7]。阿維菌素是一種新型抗生素類生物農藥，具有較強殺蟲性、較高安全性，是應用廣泛的農作物驅蟲藥。對斜帶石斑幼魚為劇毒物質[8]。周禮敬等[9]研究了四種漁藥對昆明裂腹魚苗的急性毒性。此外，部分學者針對水質指標變化對昆明裂腹魚的影響進行了研究。

草甘膦銨鹽與草甘膦為除草類農藥，樂果、甲氰菊酯與阿維菌素為殺蟲類農藥。本研究以昆明裂腹魚幼魚為研究對象，通過向試驗水體中施用草甘膦銨鹽、草甘膦、樂果、甲氰菊酯、阿維菌素五種農藥，探究昆明裂腹魚幼魚對不同類型除草劑和殺蟲劑的敏感性，為監(jiān)測和防治農藥污染，便于水質管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

昆明裂腹魚幼魚由畢節(jié)市鑫有農業(yè)綜合開發(fā)有限責任公司雙坪基地提供，選用規(guī)格一致、健康活潑，無病、無傷、無畸形的昆明裂腹魚幼魚，試驗魚規(guī)格體長為（4～5 cm），體重為（1～2 g）。暫養(yǎng)于實驗基地，馴養(yǎng)期間，其行為、攝食正常，無并發(fā)癥，死亡率<1%。試驗前24 h停止投食。

試驗用水為該基地養(yǎng)殖場所用山泉水，水溫（13～14 ℃），pH = 6，溶氧5 mg/L，氨氮﹤0.2 mg/L，亞硝酸鹽﹤0.005 mg/L。

試驗所用藥品、規(guī)格、產地見表1。

1.2 試驗方法

采用靜態(tài)急性毒性試驗法進行試驗，試驗用透明塑料收納箱進行，每箱放入20 L試驗液。在相同實驗條件下，各農藥根據(jù)24 h敏感性預備試驗，按等對數(shù)間距設置5個濃度組見表2，1個空白對照組，每組3個平行，每平行放入10尾實驗魚。整個過程充氣，期間不投喂飼料，每隔12 h更換一次試驗液。試驗周期96 h，期間觀察并詳細記錄試驗魚的行為變化。試驗開始8 h連續(xù)觀察，于24 h、48 h、96 h分別觀察并記錄試驗魚死亡情況。本試驗判斷魚死亡的標準是：肉眼觀察魚不運動，玻璃棒碰觸5 min內無任何反應。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

根據(jù)用藥濃度、死亡時間、死亡率，用直線內插法求出24 h、48 h、96 h半致死濃度（LC50），安全質量濃度（SC）按 Turubell 氏公式求出，整個數(shù)據(jù)統(tǒng)計利用 SPSS 17.0 軟件進行處理。藥物的SC按下式計算：

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

2 結果與分析

2.1 五種藥物對昆明裂腹魚的毒性比較

五種農藥死亡魚數(shù)均隨藥物濃度的升高而增加，隨著時間的延長，相同濃度死亡率逐漸升高，試驗結果見表3，對照組無死魚現(xiàn)象。各農藥24 h死亡率均不足100%，尚有個別存活。除草甘膦銨鹽外，四種農藥最低濃度在96 h均表現(xiàn)不同程度死亡。

試驗魚中毒初期，身體均側翻，活動緩慢，體表粘液增多。農藥毒性強弱不一，作用機理各異，表現(xiàn)出不同的中毒癥狀。草甘膦銨鹽組偶爾扭曲游動，后期肚皮朝上，頭上尾下于水中沉浮，體不動，玻璃棒觸碰，可見胸鰭無規(guī)律擺動。草甘膦組均可見鰭條末端不同程度糜爛，但最低濃度試驗魚仍很活躍，后期沉于水底，僅鰓蓋活動，偶爾肚皮朝上不平衡游動。樂果組肚皮朝上，浮在水面，鰓蓋、胸鰭和尾鰭均緩慢活動，后期沉于水底，不活躍，玻璃棒觸碰，身體輕微擺動。甲氰菊酯組身體變形彎曲，偶爾呈弧形迅速游動，后期鰓蓋無規(guī)律閉合，沉于水底，身體朝兩側扭曲，尾部偶爾急速擺動，牽動身體抖動，但仍無法游動，應激反應較強。阿維菌素組身體側翻，沉于水底，初期偶爾游動，后期僅鰓蓋活動，耐受時間較長，持續(xù)12 h才表現(xiàn)出中毒癥狀。

2.2 兩種除草劑對昆明裂腹魚幼魚的影響

草甘膦銨鹽和草甘膦組的濃度-死亡率隨時間變化趨勢見圖1和圖2。

草甘膦銨鹽組在24 h到48 h死亡率急劇上升，中間濃度在48 h死亡率達60%;草甘膦組在48 h到72 h死亡率上升較快，中間濃度在48 h死亡率為30%。昆明裂腹魚幼魚對前者比后者耐受性低。

2.3 三種殺蟲劑對昆明裂腹魚幼魚的影響

樂果、甲氰菊酯和阿維菌素組的濃度-死亡率隨時間變化趨勢見圖3、圖4和圖5。

樂果組在24 h到48 h死亡率上升較快，低濃度在24 h已出現(xiàn)死亡;甲氰菊酯組高濃度在48 h到72 h死亡率上升較快，低濃度在72 h到96 h死亡率急劇上升，低濃度在24 h已有魚死亡，且上升幅度大于樂果組;阿維菌素組24 h到48 h死亡率上升速度明顯加快，24 h低濃度無死魚現(xiàn)象。昆明裂腹魚幼魚對三者耐受性強度分別為：甲氰菊酯<樂果<阿維菌素。

2.4 五種農藥對昆明裂腹魚幼魚的半致死濃度和安全濃度

根據(jù)昆明裂腹魚幼魚在五種農藥作用下的死亡率，回歸統(tǒng)計分析見表4，草甘膦銨鹽、草甘膦、樂果、甲氰菊酯、阿維菌素對昆明裂腹魚幼魚96 h LC50 分別為5.755 mg/L、210.7 mg/L、39.598 mg/L、0.009 mg/L、0.0122 mg/L，安全濃度分別為 1.223 mg/L、62.66 mg/L、10.182 mg/L、0.0018 mg/L、0.0031 mg/L，受試農藥對昆明裂腹魚幼魚的毒性依次為：甲氰菊酯>阿維菌素>草甘膦銨鹽>樂果>草甘膦。

3 結論與討論

3.1 五種農藥對昆明裂腹魚幼魚的毒性評價

藥物對試驗魚毒性的大小常用半致死濃度（LC50）衡量，LC50值越小，藥物毒性越大;LC50值越大，毒性越低。根據(jù)國家《水和廢水監(jiān)測分析方法》[10]中的相關規(guī)定和96 h LC50值的大小，將化學物質的急性毒性分為劇毒（<1 mg/L）、高毒（1～100 mg/L）、中毒（100～1000 mg/L）、低毒（1000～10000 mg/L）、微毒或無毒（>10000 mg/L）5個等級。本實驗五種藥物中，草甘膦對昆明裂腹魚的毒性最低，甲氰菊酯毒性最高。按上述分類依據(jù)，草甘膦銨鹽、草甘膦、樂果、甲氰菊酯、阿維菌素分別歸類于高毒、中毒、高毒、劇毒、劇毒。

綜合以上判定標準，除草劑對昆明裂腹魚幼魚毒性較低，除草劑中施用草甘膦較為安全，殺蟲劑中樂果相對安全。相同染毒時間內，濃度越高，幼魚死亡率越高，表現(xiàn)出劑量-效應關系;相同濃度下，染毒時間越長，死亡率越高，表現(xiàn)出時間-效應關系。五種農藥對昆明裂腹魚幼魚的半致死濃度均表現(xiàn)出96 h LC50<48 h LC50<24 h LC50，說明隨著試驗時間的延長，五種農藥對昆明裂腹魚幼魚的毒性效應提高。

3.2 昆明裂腹魚幼魚對除草劑的敏感性分析

草甘膦及其制劑的生態(tài)毒性效應在研究領域上一直備受爭議。研究認為，草甘膦在生態(tài)環(huán)境和人體健康方面有較小的危害性[11]，也不斷有新的證據(jù)表明草甘膦制劑對生態(tài)安全和人體健康造成威脅[12-16]。研究表明，草甘膦酸制劑（Roundup）對鯽魚（Carassius auratus）的毒性強于草甘膦本身[3]。草甘膦異丙胺鹽對麥穗魚為低毒，96 h LC50為403.8 mg/L[2]。草甘膦對斑馬魚的48 h LC50為390 mg/L[17]。不同的草甘膦制劑及其組成成分毒性強弱為表面活性劑>草甘膦制劑>草甘膦酸>草甘膦異丙胺鹽[18]。本研究中，昆明裂腹魚幼魚對草甘膦銨鹽的敏感性高于草甘膦，與范瑾煜等[3]學者的研究結果一致。草甘膦對昆明裂腹魚幼魚的48 h LC50低于斑馬魚，說明草甘膦對昆明裂腹魚幼魚的毒性較強，昆明裂腹魚幼魚對草甘膦的耐受性比斑馬魚低，屬中等敏感，草甘膦銨鹽屬高等敏感。

3.3 昆明裂腹魚幼魚對殺蟲劑的敏感性分析

魚類的不同發(fā)育期對毒物的敏感性不同，魚卵最不敏感，成魚次之，魚苗階段最敏感。樂果對不同發(fā)育階段圓尾斗魚的急性毒性敏感性強度依次為：16日齡魚苗﹥成魚﹥出膜50小時魚苗﹥魚卵[19]，前三者48 h LC50分別為24.32 mg/L、26.29 mg/L、107.69 mg/L。甲氰菊酯對稀有鮈鯽魚苗為劇毒物質，96 h LC50為0.00721 mg/L[6]，且對不同魚類魚種敏感性依次為：鰱魚﹥鯽魚﹥鯉魚﹥泥鰍，均為劇毒，96 h LC50分別為0.37 mg/L、0.51 mg/L、0.64 mg/L、45.01 mg/L[7]。阿維菌素對異育銀鯽魚苗的毒性大于魚種，表現(xiàn)出毒性隨體長規(guī)格的增大而遞減，因不同魚類有如下敏感性：異育銀鯽魚苗﹥鰱魚苗﹥異育銀鯽魚種﹥食蚊魚，均為劇毒[20]，96 h LC50分別為0.0181 mg/L、0.0199 mg/L、0.06 mg/L、0.08 mg/L;對斜帶石斑魚幼魚和鯉魚亦為劇毒，安全濃度分別為0.00239 mg/L[8]和0.00412 mg/L[21]。無鱗魚類具有輔助呼吸功能，機體能直接從空氣中補充部分氧氣，減少對水體中氧的依賴性，使更少的藥物通過鰓進入魚體，因此表現(xiàn)出較強的耐藥性。本研究中，昆明裂腹魚幼魚體被細鱗或無磷，對甲氰菊酯最為敏感，阿維菌素次之，對樂果耐受性最強。樂果對昆明裂腹魚幼魚的48h LC50高于圓尾斗魚16日齡魚苗和成魚，低于出膜50小時魚苗，說明昆明裂腹魚幼魚對樂果的敏感性高于圓尾斗魚出膜50小時魚苗和魚卵，低于16日齡魚苗和成魚，介于50小時魚苗和成魚之間，屬高等敏感。甲氰菊酯對昆明裂腹魚幼魚的96 h LC50高于稀有鮈鯽魚苗，低于鰱魚、鯽魚、鯉魚及泥鰍，介于稀有鮈鯽魚苗和鰱魚魚種之間，屬極高等敏感。阿維菌素對昆明裂腹魚幼魚的安全濃度高于異育銀鯽魚苗和鰱魚苗，低于異育銀鯽魚種和食蚊魚，介于鰱魚苗和異育銀鯽魚種之間，屬極高等敏感。

參考文獻：

[1] 羅 欽，李正鴻，饒秋華，等.四種重金屬離子對史氏鱘稚魚的急性毒性[J].山地農業(yè)生物學報，2014，33（6）：28-32.

[2] 朱國念，樓正云，孫錦荷. 草甘膦對水生生物的毒性效應及環(huán)境安全性研究[J].浙江大學學報（農業(yè)與生命科學版），2000，26（3）：309-312.

[3] 范瑾煜. 水環(huán)境中低濃度草甘膦及制劑對鯽魚的毒性效應研究[D].南京：南京大學，2013.

[4] 洪萬樹，單保黨，蔡光波，等.5種有機磷農藥對魚免狀黃姑魚胚胎和仔魚毒性的研究[J].海洋科學，2000，24（1）：43-45.

[5] 江 輝，陳開健，劉建波，等.4種農藥對泥鰍的急性毒性及敏感性研究[J].水生態(tài)學雜志，2005，25（2）：74-75.

[6] 王朝暉，尹伊偉，許忠能，等.8種擬除蟲菊酯農藥對稀有鯽的急性、亞慢性毒性研究[J].應用與環(huán)境生物學報，1998，4（4）：379-382.

[7] 趙玉琴，李麗娜，李建華. 常見擬除蟲菊酯和有機磷農藥對魚類的急性及其聯(lián)合毒性研究[J].環(huán)境污染與防治，2008，30（11）：53-57.

[8] 程敏紅，楊小立，龐 強，等.乙酸銅和阿維菌素對斜帶石斑幼魚毒性效應的研究[J].水產科學，2014（8）：469-475.

[9] 周禮敬，詹會祥，吳興兵，等.4種漁藥對昆明裂腹魚魚苗的急性毒性試驗[J].淡水漁業(yè)，2012，42（4）：26-30.

[10] 國家環(huán)境保護局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法第四版[M].北京：中國環(huán)境科學出版社，2002：727-729.

[11] Duke SO，Powles SB. Glyphosate：a once-in-century herbicide[J].Pest Management Science，2008，64（4）：319-325.

[12] Anadon A，del Pino J，Martinez MA，et al. Neurotoxicological effects of the herbicide glyphosate[J].Toxicology Letters，2008，180：S164.

[13] Evrard E，Marchand J，Theron M，et al. Impacts of mixtures of herbicides on molecular and physiological responses of the European flounder Platichthys flesus[J].Comparative Biochemistry and Physiology：Toxicology and pharmacology，2010，152：321-331.

[14] Gasnier C，Dumont C，Benachour N，et al. Glyphosate-based herbicide are toxic and endocrine disruptors in human cell lines[J].Toxicology，2009，262：184-191.

[15] Manas F，Peralta L，Raviolo J，et al. Genotoxicity of AMPA，the environmental metabolite of glyphosate，assessd by the Comet assay and cytogenetic tests[J].Ecotoxicology and Environmental Safety， 2009，72（3）：834-837.

[16] Stachowski-Haberkorn S，Becker B，Marie D，et al. Impact of Roundup on the marine microbial community，as shown by an in situ microcosm experiment[J].Aquatic Toxicology，2008，89（4）：232-241.

[17] 陳建華，李 智，周志華. 維生素C對草甘膦誘發(fā)的斑馬魚外周血紅細胞微核及核異常的緩解作用[J].淡水漁業(yè)，2013，43（6）：45-50.

[18] 周垂帆，李 瑩，張曉勇，等.草甘膦毒性研究進展[J].生態(tài)環(huán)境學報，2013（10）：1737-1743.

[19] 周 潔，郭先武，林 峰. 樂果和馬拉硫磷對固尾斗魚的急性毒性試驗[J].華中農業(yè)大學學報，1992（1）：97-99.

[20] 王錫珍. 阿維菌素對幾種淡水生物毒性及在異育銀鯽體內藥物代謝動力學[D].上海：上海海洋大學，2009.

[21] 楊 光. 阿維菌素對鯉魚毒理效應的研究[D].南京：南京農業(yè)大學，2009.