氟啶虫酰胺和联苯菊酯及其复配剂对非靶标节肢动物的风险评估

周知恩，林 涛，曾兆华，游 泳，田厚军，魏 辉,

（1. 闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室/福建农林大学，福建 福州 350002；2. 福建省农业科学院植物保护研究所/福建省作物有害生物监测与治理重点实验室/农业农村部福州作物有害生物科学观测实验站，福建 福州 350013）

0 引言

【研究意义】联苯菊酯（bifenthrin）是一种拟除虫菊酯类内分泌干扰剂和神经毒剂，用于防治叶螨及多种鳞翅目幼虫，对地下水污染的风险低，在土壤中易降解[1]。氟啶虫酰胺（flonicamid）是一种吡啶酰胺类昆虫生长调节剂，具有触杀和胃毒作用，还有很好的神经毒剂和快速拒食作用，可用于防治苹果、桃子、小麦、蔬菜上的蚜虫、蓟马和粉虱等害虫[2-3]。捕食性天敌和寄生蜂等有益节肢动物在害虫综合治理（IPM）中起到了重要作用，已成为我国现代绿色植物保护体系中的重要内容之一。七星瓢虫（Coccinella septempunctata）是鞘翅目瓢虫科的捕食性天敌昆虫，幼虫和成虫可捕食小麦、棉花、油料和蔬菜等作物上的麦蚜、棉蚜、槐蚜、桃蚜、介壳虫等害虫[4]。玉米螟赤眼蜂（Trichogramma ostriniae）是膜翅目赤眼蜂科的寄生性天敌，寄主主要为玉米螟、棉铃虫、小地老虎等害虫[5]，也是国内外监测农药环境风险的指示昆虫[6]。影响非靶标天敌昆虫是化学农药污染生态环境的主要表现形式之一，化学农药长期不合理使用使环境中有益生物种群特征改变，破坏自然生态的相对平衡[7]。急性毒性结果是评价化学农药对天敌昆虫毒性效应的基础要求。【前人研究进展】现有研究表明，联苯菊酯对眼斑瓢虫（Nephaspis oculata）的存活率无显著影响[8]，但对斯氏钝绥螨（Amblyseius swirskii）和蒙氏桨角蚜小蜂（Eretmocerus mundus）的急性毒性较高[9]。联苯菊酯对通草蛉（Chrysoperla rufilabris）、毛斑长足瓢虫（Hippodamia convergens）、 美 洲 小 花 蝽 （Orius insidiosus）均有一定毒性，而氟啶虫酰胺则对这3种天敌的毒性较低[10-11]。联苯菊酯能显著降低七星瓢虫幼虫的存活率[12-13]，但氟啶虫酰胺对七星瓢虫却相对安全[14]。通过对不同化学农药品种进行复配，不仅能够提高对有害生物的防效，而且能够延缓单一有效成分的使用寿命[15]。【本研究切入点】然而，复配制剂对非靶标节肢动物的毒性风险却随农药品种的不同而差异较大[16-17]。明确农药单剂及其复配剂对非靶标节肢动物的毒性风险具有重要意义。【拟解决的关键问题】本研究旨在明确氟啶虫酰胺和联苯菊酯及其复配剂对玉米螟赤眼蜂和七星瓢虫的急性毒性，并对其风险性做出初步评价，以期为氟啶虫酰胺和联苯菊酯及其复配剂的合理使用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试生物 七星瓢虫最初虫源从福建省闽侯县野外采集，在室内喂食豆蚜，并驯养2年以上。取24 h内产下的卵，待卵孵出后饲喂豆蚜至2龄幼虫备用。

玉米螟赤眼蜂购自山东省农业科学院植物保护研究所。赤眼蜂寄主为米蛾（Corcyra cephalonica）卵，试验前将玉米螟赤眼蜂卵卡置于（25±2）℃、相对湿度50%～80%、避光条件的人工气候箱内培养；供试用蜂为羽化后48 h内的成蜂。

1.1.2 供试药剂 10%氟啶虫酰胺水分散粒剂（日本石原产业株式会社），田间推荐有效成分用量为75 g ·hm-2。登记用于黄瓜，喷雾施药，施药次数不超过3次，安全间隔期为3 d。

10%联苯菊酯水乳剂（江苏辉丰生物农业股份有限公司），田间推荐有效成分用量为28 g·hm-2。登记用于小麦，喷雾施药，施药次数不超过3次，最小施药间隔为7 d。

20%氟啶虫酰胺·联苯菊酯悬浮剂（江西海阔利斯生物科技有限公司），两个有效成分的比例为10∶10，田间推荐有效成分用量为60 g·hm-2。登记用于茶树，喷雾施药，施药次数为1次。

1.1.3 试验设备 人工气候箱（上海一恒科学仪器有限公司，saMGC-450HP-2）；闪烁瓶（直径2.6 cm，高5.3 cm）；电子天平[梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司，AL204]；自动药膜滚制机（自制）；温湿度表（天津风洋仪器仪表工贸有限公司，WS-1）。

1.2 试验方法

1.2.1 七星瓢虫试验 试验采用药膜法[18]。分别将供试农药稀释成系列梯度浓度的溶液。移取0.7 mL药液置于内壁面积为36.9 cm2试管中，充分滚动均匀，待药液完全挥发即得相应浓度的药膜管。10%联苯菊酯水乳剂有效成分用量为0.280、0.560、1.120、2.239 和 4.478 g·hm-2；25% 氟啶虫酰胺·联苯菊酯水分散粒剂有效成分用量为0.237、0.474、0.948、1.897和 3.794 g·hm-2；10% 氟啶虫酰胺水分散粒剂为限度试验，且受限于药剂的剂型，只能配制到最大田间推荐有效成分用量75 g·hm-2。设置空白对照组及溶剂对照组，设3个重复，每个重复10头七星瓢虫幼虫，每天清除猎物尸体并饲喂足量豆蚜，观察并记录成虫至羽化，记录死亡数和中毒症状。试验温度23℃～27℃，湿度60%～90%，光暗比为16 h:8 h，光照强度不低于1 000 lx。

1.2.2 玉米螟赤眼蜂试验 试验采用药膜法[6]，分别将供试农药稀释成系列梯度浓度的溶液。移取0.7 mL药液置于内壁面积为36.9 cm2试管中，充分滚动均匀，待药液完全挥发即得相应浓度的药膜管。10%联苯菊酯水乳剂有效成分用量为0.106、0.159、0.239、0.359、0.538 和 0.807 g·hm-2；25% 氟啶虫酰胺·联苯菊酯水分散粒剂为1.198、1.802、2.703、4.052、6.078、9.114 g·hm-2；10%氟啶虫酰胺水分散粒剂为限度试验，且受限于药剂的剂型，只能配制到最大田间推荐有效成分用量75 g·hm-2。试验设空白对照组及溶剂对照组，对照组和每个处理组均设3个重复，每个重复（100±10）头玉米螟赤眼蜂，然后将供试玉米螟赤眼蜂放入药膜管中爬行1 h后转入无药闪烁瓶中，饲喂10%蜂蜜水，并封紧管口。对照组的成蜂数量与处理组相同，对照组与处理组同时进行。在转入无药闪烁瓶中24 h后检查并记录管中死亡和存活蜂数。将闪烁瓶对着灯光，轻敲闪烁瓶后玉米螟赤眼蜂不动，则判定死亡。试验在温度（25 ±2）℃、相对湿度50%～80%、光暗比为0 h∶24 h的人工气候箱内进行。

1.3 数据处理

用SPSS19.0 统计软件对数据进行回归分析，计算半致死用量（LR50）、回归方程及其95%置信限。若LR50值在95%置信限上没有重叠，则表示不同药剂的毒性差异显著。

1.4 风险评估

根据《农药登记环境风险评估指南》[19]的要求，分别对农田内和农田外2个场景进行风险评估。

1.4.1 暴露分析

（1）农田内暴露场景

农田内预测暴露量（PERin）按以下公式计算：

式中，PERin表示农田内预测暴露量，其有效成分含量单位为g·hm-2，AR表示推荐的农药有效成分单位面积最高施药量，单位为g·hm-2，MAF为多次施药因子。MAF的计算公式如下：

式中，k为农药在植株表面的降解速率常数，n表示施药次数，i为施药间隔，单位为d。降解速率常数k的计算公式如下：

式中，DT50为农药在植株表面的降解半衰期，单位为d。本试验采用默认值10 d。

（2）农田外暴露场景

农田外预测暴露量PERoff按以下公式计算：

式中，PERoff为农田外预测暴露量，其有效成分含量单位为g·hm-2；PDF表示农药漂移因子，本试验中10%氟啶虫酰胺水分散粒剂、10%联苯菊酯水乳剂、20%氟啶虫酰胺·联苯菊酯悬浮剂的PDF分别为2.01、2.01、2.77；VDF为农药植被分布因子，本试验采用默认值5。

1.4.2 风险表征 采用危害商值HQ进行风险表征，HQ≤5，表明风险可接受；HQ＞5，则表明风险不可接受。农田内危害商值HQin的计算公式如下：

农田外危害商值HQoff的计算公式如下：

式中，HQ为危害商值，UF表示不确定因子，本试验采用默认值5。

2 结果与分析

2.1 杀虫剂对玉米螟赤眼蜂和七星瓢虫的毒性试验结果

3种杀虫剂对玉米螟赤眼蜂和七星瓢虫的急性毒性分别见表1。10%氟啶虫酰胺水分散粒剂对七星瓢虫和玉米螟赤眼蜂均为限度试验，但受限于药剂的剂型，只能配制到最大田间推荐有效成分用量，七星瓢虫LR50＞75 g·hm-2，玉米螟赤眼蜂LR50＞75 g·hm-2。10%联苯菊酯水乳剂对玉米螟赤眼蜂毒性最大，LR50为0.237 g·hm-2，对七星瓢虫表现为中等毒性。20%氟啶虫酰胺·联苯菊酯悬浮剂对七星瓢虫为中等毒性，对玉米螟赤眼蜂毒性较低。

2.2 风险评估结果

分别计算杀虫剂对七星瓢虫和玉米螟赤眼蜂在不同场景（农田内、农田外）下的危害商值（HQ），结果如表2所示。

初级风险评估结果表明，无论是玉米螟赤眼蜂还是七星瓢虫，10%氟啶虫酰胺水分散粒剂农田内HQin和农田外HQoff均小于5，因此10%氟啶虫酰胺水分散粒剂农田内和农田外的风险均可接受；10%联苯菊酯水乳剂对七星瓢虫和玉米螟赤眼蜂农田内HQin均大于5，农田外HQoff均小于5，故10%联苯菊酯水乳剂在农田内风险不可接受，农田外风险可接受；对20%氟啶虫酰胺·联苯菊酯悬浮剂而言，氟啶虫酰胺和联苯菊酯对七星瓢虫和玉米螟赤眼蜂农田内HQin均大于5，农田外HQoff分别均小于5，故20%氟啶虫酰胺·联苯菊酯悬浮剂农田内风险不可接受，农田外风险可接受。

表1 杀虫剂对玉米螟赤眼蜂和七星瓢虫的毒性试验结果Table1 Toxicity of insecticides to Trichogramma ostriniae and Coccinella septempunctata

表2 杀虫剂对玉米螟赤眼蜂和七星瓢虫的风险表征Table2 Risk characterization of insecticides to Trichogramma ostriniae and Coccinella septempunctata

3 讨论与结论

氟啶虫酰胺和联苯菊酯及其复配剂对七星瓢虫和玉米螟赤眼蜂的急性毒性测试结果显示，除了10%氟啶虫酰胺水分散粒剂外，其余两种杀虫剂对七星瓢虫和玉米螟赤眼蜂均有一定毒性。联苯菊酯对玉米螟赤眼蜂的LR50（有效成分）为0.237 g·hm-2；氟啶虫酰胺对七星瓢虫和玉米螟赤眼蜂的LR50较高。由于受限于药剂的剂型，天敌昆虫暴露浓度只能配制到最大田间推荐用量，其对七星瓢虫和玉米螟赤眼蜂的有效成分LR50值（有效成分）均大于75 g·hm-2。20%氟啶虫酰胺·联苯菊酯悬浮剂对七星瓢虫和玉米螟赤眼蜂的LR50值高于10%联苯菊酯水乳剂，说明两种杀虫剂经复配后有效降低了单剂的LR50。分别评估了3种杀虫剂在农田内和农田外的风险性，氟啶虫酰胺在农田内和农田外的风险均可接受；联苯菊酯在农田内风险不可接受，农田外风险可接受；然而，现有的评价体系与标准并未就复配剂的评估做出规范，本研究对复配剂各成分分别进行效应和暴露分析及风险表征，认为20%氟啶虫酰胺·联苯菊酯悬浮剂在农田外风险可接受，农田内风险不可接受，需要采取风险减缓措施。

联苯菊酯和氟啶虫酰胺对不同环境生物的毒性差异较大。联苯菊酯对鸟类、蜜蜂和蚯蚓以及多数水生生物都有一定毒性[20]；而氟啶虫酰胺对鸟、鱼、蜜蜂、蚯蚓、水生植物浮萍、藻类均为低毒[3]。本研究结果显示，在3种杀虫剂中联苯菊酯对玉米螟赤眼蜂的毒性最大，对七星瓢虫为中等毒性，可能是由于膜翅目寄生蜂比捕食性昆虫更敏感，对杀虫剂耐受力更低[21]。此外，暴露时间、暴露方法等因素也可能会导致急性毒性产生差异。联苯菊酯对七星瓢虫和玉米螟赤眼蜂的风险极高。经复配后的20%氟啶虫酰胺·联苯菊酯悬浮剂显著降低对玉米螟赤眼蜂和七星瓢虫的风险。

有资料表明，氟啶虫酰胺对非靶标生物的风险都很低[22]。在好氧条件下，联苯菊酯在土壤中表现出中等到高等的持久性，联苯菊酯及其降解产物对蚯蚓的风险较低，对鸟类和哺乳动物的风险较低，但是对非靶标节肢动物有很高的风险；对鱼类和水生无脊椎动物以及蜜蜂都具有较高风险[23]。本研究的风险评估结果表明，氟啶虫酰胺对非靶标节肢动物风险可接受；联苯菊酯在农田内风险不可接受，农田外风险可接受。尽管氟啶虫酰胺对非靶标节肢动物风险较低，但是低浓度的氟啶虫酰胺显著延长了七星瓢虫的幼虫期，降低了成虫的总寿命，对其净生育率、内禀增长率、周限增长率和平均每代时间等生命表参数均有显著影响[24]。因此，进一步评估氟啶虫酰胺对天敌昆虫的亚致死效应对于完善其风险具有重要的意义。