果園六種常用殺蟲劑對凹唇壁蜂的毒性及生態(tài)風(fēng)險評估

王瑜 陳浩 林清彩 吳光安 周浩 王爍 于毅 鄭禮 翟一凡

摘要：為研究甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、阿維菌素、乙基多殺菌素、蘇云金桿菌、石硫合劑和氟吡呋喃酮6種果樹常用殺蟲劑對凹唇壁蜂的毒性以及生態(tài)風(fēng)險性，采用飼喂法和接觸法測定了6種殺蟲劑對凹唇壁蜂雌性成蜂48 h的急性毒性影響，并對6種農(nóng)藥在噴施場景下對凹唇壁蜂的風(fēng)險性進行了評估。結(jié)果表明，甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、阿維菌素、乙基多殺菌素、蘇云金桿菌、石硫合劑、氟吡呋喃酮對凹唇壁蜂的急性接觸毒性、急性經(jīng)口毒性均為低毒;根據(jù)6種殺蟲劑在噴施場景下的危害熵（HQ）值，6種殺蟲劑經(jīng)接觸法和飼喂法對凹唇壁蜂的風(fēng)險性均為低風(fēng)險。這為凹唇壁蜂的保護利用及果樹合理施藥提供了理論支持。

關(guān)鍵詞：凹唇壁蜂;殺蟲劑;毒性;風(fēng)險評估

中圖分類號：S482.3+S893.9 ?文獻標識號：A ?文章編號：1001-4942（2020）01-0115-05

Abstract In order to study the toxicity of six common used insecticides in orchards to Osmia excavate （Hymenoptera∶ Megachilidae） and their ecological risk， the avermectin， avermectin， ethyl spinosyn， Bacillus thuringiensis， stone sulphur and flupirfenone were selected for the experiment. Through feeding and contact methods， their acute toxicity to the female Osmia excavate was observed in 48 h， and their risk was assessmented in the spraying scene. The results showed that the acute contact and feeding toxicities of emamectin， avermectin， ethoxysporin， Bacillus thuringiensis， stone sulphur mixture and flupirfenone were low to the Osmia excavata. According to the harmful entropy （HQ） values of the six insecticides in the spraying scene， their risk to Osmia excavata was low through contact and feeding methods. These conclusions would provide theoretical supports for the protection and utilization of Osmia excavata and the rational application of the insecticides for fruit trees.

Keywords Osmia excavata; Insecticide; Toxicity; Risk assessment

凹唇壁蜂（Osmia excavata）是我國北方落葉果樹的一種優(yōu)良授粉昆蟲，屬于蜜蜂總科（Apoidea）切葉蜂科（Megachilidae）壁蜂屬（Osmia）[1]，常應(yīng)用于蘋果樹、梨樹、桃樹、櫻桃樹、杏樹、李樹等薔薇科果樹和獼猴桃等授粉領(lǐng)域[2-4]，是多種果樹的傳粉者，具有良好的應(yīng)用前景。壁蜂在訪花頻率、訪花時間、訪花數(shù)量以及訪花動作上都比蜜蜂優(yōu)越，而且在用于設(shè)施蔬菜授粉過程中，蜜蜂在密閉的溫室中會出現(xiàn)迷失方向、撞棚等現(xiàn)象[5]，因此壁蜂授粉效果遠遠好于蜜蜂。與自然授粉相比，利用凹唇壁蜂授粉果樹的坐果率提高了35%以上[6]，且單果重大幅提高。壁蜂授粉不僅提高果實的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且代替了人工授粉，減少人工耗時，降低了水果的生產(chǎn)成本。

農(nóng)藥的使用可以抑制或控制有害生物，減少植物病蟲害的發(fā)生，但是非科學(xué)、不安全地使用農(nóng)藥給農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和現(xiàn)代化推進、食品安全、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展甚至是人類健康都帶來了很多負面影響[7，8]。農(nóng)藥的不合理使用，往往造成不同程度的農(nóng)藥殘留，不可避免地會對授粉昆蟲造成一定的傷害，如長時間暴露在殘留化學(xué)物質(zhì)中會使蜜蜂中毒，壽命縮短，蜂群數(shù)量大幅減少，且棲息地的生態(tài)環(huán)境和食物源受到嚴重威脅[9];接觸過農(nóng)藥的熊蜂表現(xiàn)出反應(yīng)遲鈍、不活躍甚至嘔吐等現(xiàn)象[10]，且農(nóng)藥會引起花器官氣味變化，降低熊蜂授粉的效果[11];壁蜂在活動中吸食或接觸到農(nóng)藥會中毒，表現(xiàn)出震顫、不協(xié)調(diào)的運動、無法站立、精神異常以及腿部長時間瘋狂的運動等[12]。

目前國內(nèi)已有研究系統(tǒng)評估了六種新煙堿類殺蟲劑對凹唇壁蜂的生態(tài)風(fēng)險性[13]，但常用于果樹蟲害防治的甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、阿維菌素、乙基多殺菌素、蘇云金桿菌、石硫合劑和氟吡呋喃酮6種殺蟲劑對凹唇壁蜂的生態(tài)風(fēng)險評估未見報道。為了明確這6種果園常用殺蟲劑對凹唇壁蜂的影響，本試驗采用經(jīng)口毒性和接觸毒性兩種方法探究了這6種殺蟲劑對凹唇壁蜂雌性成蜂的毒性，并利用危害熵值評估其對凹唇壁蜂的生態(tài)風(fēng)險，以期為果園壁蜂授粉期間常用殺蟲劑的合理使用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

凹唇壁蜂雌性成蜂，購于煙臺市棲霞市春杰果壁蜂授粉銷售中心。雌蜂腹部有多排排列整齊的金黃色“腹毛刷”，腹毛刷是各種壁蜂采集攜帶花粉的主要器官;而雄性成蜂沒有腹毛刷，不采集花粉和營巢，只吸食少量的花蜜[14]。本試驗試蟲選擇凹唇壁蜂雌性成蜂。

1.2 供試藥劑

5.7%甲氨基阿維菌素懸浮劑（山東海利爾化工有限公司），1.8%阿維菌素乳油（華北制藥集團愛諾有限公司），60 g/L乙基多殺菌素懸浮劑（廣東德力生物科技有限公司），8 000 IU/μL 蘇云金桿菌懸浮劑（山東魯抗生物農(nóng)藥有限責(zé)任公司），29%石硫合劑水劑（天津市天環(huán)藥業(yè)有限公司），20%氟吡呋喃酮水劑（拜耳作物科學(xué)公司），純凈水，50%蔗糖水（本實驗室自行配制）。

1.3 供試儀器

人工氣候箱（北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司），試驗蜂籠（13 cm×6 cm×10 cm的長方體鋼盒，正面插入玻璃板，頂部有飼喂孔，四周有通風(fēng)孔，每次使用前清洗干凈并用75%乙醇消毒），電子天平，微量點滴儀，飼喂器等。

1.4 試驗條件

試驗溫度控制在（25±2）℃，相對濕度控制在50%～70%，光周期控制在16 L∶ 8 D。

1.5 6種殺蟲劑對凹唇壁蜂的毒力測定

本試驗主要參考《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗準則第10部分：蜜蜂急性毒性試驗》[15]。按照蜜蜂急性經(jīng)口和接觸的毒性半致死劑量LD50 （48 h），將農(nóng)藥對蜜蜂的毒性分為四個等級：LD50 ≤0.001 μg a.i./bee，為劇毒;0.001 μg a.i./bee11.0 μg a.i./bee，為低毒。

1.5.1 急性接觸毒性試驗 通過預(yù)實驗得到每種供試藥劑的最高全存活劑量和最低全致死劑量。將配制好的不同藥品母液在最高全存活劑量和最低全致死劑量之間設(shè)置7個濃度梯度（見表1），將凹唇壁蜂放置于0℃冰箱中冷藏5 min，用微量點滴儀將不同濃度藥品按照每頭蜂1 μL的量點滴到凹唇壁蜂的中胸背板處，待晾干后轉(zhuǎn)入試驗蜂籠中，并用充足的50%蔗糖水溶液飼喂。每個濃度設(shè)置3組重復(fù)，每個重復(fù)放置10頭蜂，同時設(shè)置清水為空白對照組。48 h后記錄凹唇壁蜂的死亡數(shù)，并計算死亡率。

1.5.2 急性經(jīng)口毒性試驗 通過預(yù)實驗得到每種供試藥劑的最高全存活劑量和最低全致死劑量。將配制好的不同藥品母液在最高全存活劑量和最低全致死劑量之間設(shè)置7個濃度梯度（見表1），每個濃度設(shè)置3組重復(fù)，每組重復(fù)設(shè)置10頭壁蜂。按照每頭壁蜂取食10 μL的量，用移液槍將不同藥品移入飼喂器，藥液與50%的蔗糖水比例為1∶ 1;待藥液被壁蜂取食完后再加入充足的蔗糖水飼喂。設(shè)置50%蔗糖水為空白對照組。48 h后記錄凹唇壁蜂的死亡數(shù)，并計算死亡率。

1.6 6種殺蟲劑對凹唇壁蜂的風(fēng)險評估

主要參照歐洲和地中海植物保護組織[16]所采用的危害熵（hazard quotient，HQ）值。HQ值為農(nóng)藥田間推薦用量（AR，g a.i./hm2） 與農(nóng)藥對凹唇壁蜂急性經(jīng)口或接觸LD50 （μg a.i./bee）值的比值：HQ=AR/LD50。HQ>2 500，高風(fēng)險;50

1.7 數(shù)據(jù)處理

記錄48 h凹唇壁蜂的死亡數(shù)量，使用DPS統(tǒng)計軟件處理數(shù)據(jù)，并進行回歸分析，得到回歸方程、LD50、LD95以及50%和95%置信區(qū)間，分析每種農(nóng)藥的毒性等級。據(jù)此計算噴施農(nóng)藥暴露場景下的危害熵值，并進行生態(tài)風(fēng)險評估。

2 結(jié)果與分析

2.1 6種殺蟲劑對凹唇壁蜂急性接觸毒性

由表2可知，果樹常用的6種殺蟲劑對凹唇壁蜂雌蜂48 h急性接觸毒性大小的順序為：阿維菌素>乙基多殺菌素>甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽>氟吡呋喃酮>石硫合劑>蘇云金桿菌。因為6種農(nóng)藥的LD50>11 μg a.i./蜂，所以果樹常用的這6種農(nóng)藥對凹唇壁蜂的急性接觸毒性等級均為低毒。阿維菌素為生物制劑，雖然毒性等級表現(xiàn)為低毒，但對凹唇壁蜂的急性接觸毒性相較于其他藥劑要高。

2.2 6種殺蟲劑對凹唇壁蜂急性經(jīng)口毒性

由表3可知，果樹常用的6種殺蟲劑對凹唇壁蜂雌蜂48 h急性經(jīng)口毒性大小順序為：阿維菌素>氟吡呋喃酮>甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽>蘇云金桿菌>乙基多殺菌素>石硫合劑，且LD50>11 μg a.i./蜂，所以果樹常用的這6種殺蟲劑對凹唇壁蜂的急性飼喂毒性等級也均為低毒。阿維菌素對凹唇壁蜂急性經(jīng)口毒性最高，較新煙堿類殺蟲劑氟吡呋喃酮毒性差異不顯著，因此，在使用阿維菌素和氟吡呋喃酮時應(yīng)盡量避開壁蜂釋放期。

2.3 6種殺蟲劑對凹唇壁蜂的風(fēng)險評估

由表4可知，果園常用的6種殺蟲劑接觸法和飼喂法的危害熵值均低于50，因此對凹唇壁蜂的風(fēng)險性均為低風(fēng)險。

3 討論與結(jié)論

本研究采用接觸法和飼喂法測定了6種果園常用殺蟲劑（甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、阿維菌素、乙基多殺菌素、蘇云金桿菌、石硫合劑以及氟吡呋喃酮）對凹唇壁蜂雌性成蜂的毒力，結(jié)果顯示，處理48 h，6種殺蟲劑對凹唇壁蜂的毒性均表現(xiàn)為低毒;接觸法和飼喂法測定中，阿維菌素毒性均最高;接觸法測定中，蘇云金桿菌毒性最低，而飼喂法測定中，石硫合劑毒性最低，這與殺蟲劑的作用機制和作用方式有關(guān)。根據(jù)危害熵值的評估結(jié)果，這6種殺蟲劑采用飼喂法和接觸法對凹唇壁蜂的風(fēng)險性皆為低風(fēng)險。而且采用《農(nóng)藥登記 環(huán)境風(fēng)險評估指南 第4部分：蜜蜂》[17]的風(fēng)險商值（RQsp）進行評估，這6種殺蟲劑對凹唇壁蜂的風(fēng)險商值均低于1，表明在生態(tài)環(huán)境中的風(fēng)險均為可接受，無需進行高級風(fēng)險評估。

甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、阿維菌素、乙基多殺菌素以及氟吡呋喃酮都是作用于昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)的殺蟲劑，以胃毒和觸殺方式為主;蘇云金桿菌是一種微生物源殺蟲劑，作用機制為內(nèi)毒素，以胃毒方式為主;石硫合劑是一種保護型殺蟲劑，作用于昆蟲的呼吸系統(tǒng)，主要以內(nèi)吸方式為主。本研究結(jié)果顯示，乙基多殺菌素、石硫合劑毒性均表現(xiàn)為急性接觸毒性高于急性經(jīng)口毒性，說明凹唇壁蜂通過表皮吸收途徑較吸食途徑更容易吸收這兩種藥劑，在施藥時應(yīng)盡量減少將其直接噴施到凹唇壁蜂的表皮。而甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、蘇云金桿菌、氟吡呋喃酮毒性均表現(xiàn)為急性經(jīng)口毒性高于急性接觸毒性，說明這三種藥劑對凹唇壁蜂來說通過吸食途徑較表皮吸收途徑更容易吸收，因此，在施藥時應(yīng)盡量減少其在附近野花花蕊以及果樹上的殘留，以避免壁蜂吸食中毒。

盡管這6種殺蟲劑的毒性等級為低毒，風(fēng)險性為低風(fēng)險，但是已有研究表明阿維菌素中毒不僅對意大利蜜蜂的覓食與攝食能力影響嚴重[18]，對凹唇壁蜂的覓食與攝食能力也有影響。氟吡呋喃酮對凹唇壁蜂的毒性影響為低毒，對蜜蜂也不是完全無害的，當達到一定的濃度時仍會對蜜蜂產(chǎn)生毒害性[19]。在實際應(yīng)用時，應(yīng)嚴格遵照殺蟲劑使用說明正確噴施，以降低殺蟲劑的使用對凹唇壁蜂授粉效果的影響，促進綠色農(nóng)業(yè)健康發(fā)展。

在果樹開花之前施藥時，藥劑可能會被噴施到附近的野花上，凹唇壁蜂釋放后會不可避免地將殘留農(nóng)藥的花粉采回并筑巢產(chǎn)卵，以供幼蟲吸食[20]。因此，開展殺蟲劑毒性試驗時，也要考慮凹唇壁蜂幼蟲接觸到藥劑的可能性。目前此類研究大多集中在蜜蜂上，對凹唇壁蜂研究的還較少，今后將關(guān)注并開展深入研究。

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