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摘要[目的]探讨4种农田常用除草剂对家蚕生长发育和产茧的影响，筛选适宜的桑园除草剂。[方法]采用毒叶添食法研究目前常用除草剂莠去津、烟嘧磺隆、硝磺草酮和草甘膦对家蚕生长发育及茧质的影响。[结果]莠去津对家蚕的毒性最大，取食毒叶第7天全部死亡；烟嘧磺隆对家蚕的毒性也较大，家蚕的死亡率高达80%，虽然有部分蚕能够泌丝结茧，但所结茧的茧质极差；硝磺草酮和草甘膦毒性较小，家蚕的存活率超过70%，大部分都能泌丝结茧；硝磺草酮和草甘膦低浓度处理基本不影响茧质，而高浓度处理降低了家蚕茧的全茧量和茧层量，对茧长和茧幅基本无影响。[结论]莠去津和烟嘧磺隆对家蚕毒性大，不适宜用于桑园除草；低浓度硝磺草酮和草甘膦对家蚕相对安全。
关键词 除草剂；家蚕；死亡率；茧质；生长发育
中图分类号 S482.4 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）02-0174-03
Abstract[Objective] The aim was to explore effects of four common herbicides on the growth of silkworm to screen out suitable mulberry field herbicide.[Method] We studied effects of four common herbicides like atrazine，nicosulfuron，mesotrione and glyphosate on the growth and cocoon quality of silkworm.[Result] The atrazine had the maximum toxicity to silkworm，and all silkworm fed with poisonous leaf died in seven days.The nicosulfuron had relatively heavy toxicity to silkworm，and the mortality of silkworm reached 80%；although some silkworm could secrete silk cocoon，the cocoon was very bad.Both mesotrione and glyphosate had light toxicity to silkworm，and the survival rate of silkworm was over 70%，furthermore most silkworm could secrete silk cocoon.The low concentrations of mesotrione and glyphosate almost had no effect on cocoon quality，while high concentrations of mesotrione and glyphosate could reduce whole cocoon weight and cocoon layer amount of silkworm，but had no influence in length and width of cocoon.[Conclusion] The atrazine had nicosulfuron large toxicity to silkworm，so they were not suitable mulberry field herbicide.The low concentrations of mesotrione and glyphosate were relatively safe to silkworm.
Key words Herbicides；Silkworm；Mortality；Cocoon quality；Growth
除草劑在现代农业生产中发挥的作用越来越大[1]，能够显著降低劳动成本，提高作物产量，从而增加农民的收入[2]。同时，除草剂大量使用易造成环境污染，影响粮食的品质和土壤环境，进而对动物和人体造成危害[3-4]。目前，东北地区农田常用除草剂莠去津、烟嘧磺隆、硝磺草酮和草甘膦等使用量越来越大，超量使用对土壤环境、土壤微生物和周边其他作物造成影响，有的甚至威胁动物和人类的健康[5-7]。
家蚕是重要的经济昆虫，是农业生态系统中对农药十分敏感的昆虫，也是我国农药登记中所列环境生态的非靶标生物之一，常用来评价新型农药毒性大小[8]。桑园管理是一项费时费力的工作，除草剂的使用可大大降低蚕农除草的工作量，但易造成除草剂在桑园土壤残留，进而吸收到桑叶中，可能对蚕造成危害，影响蚕茧产量和质量。鉴于此，笔者研究了4种农田常用除草剂对家蚕生长发育和产茧的影响，以期为蚕农合理选用桑园除草剂以及评价除草剂对动物和人类的毒性提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试除草剂。
38%莠去津悬浮剂、4%烟嘧磺隆悬浮剂、15%硝磺草酮可分散油悬浮剂和40%草甘膦异丙胺盐水剂均为辽宁省大连市瑞泽化工有限公司产品。
1.1.2 供试蚕种。春蕾×镇珠购自山东广通蚕种集团有限公司。
1.1.3 供试桑树。桑树品种为铁耙，试验在沈阳农业大学蚕学楼养蚕室进行。
1.2 方法
1.2.1 除草剂配制。根据4种除草剂农田（桑园）使用浓度（38%莠去津悬浮液6.00 mL/L，4%烟嘧磺隆悬浮液3.50 mL/L，15%硝磺草酮悬浮液3.00 mL/L，40%草甘膦异丙胺盐水剂12.00 mL/L，按照用水量450 L/hm2计算），配制了4种药剂的5个浓度梯度，莠去津浓度为2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL/L，烟嘧磺隆浓度为1.17、2.34、3.50、4.67、5.84 mL/L，硝磺草酮浓度为1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL/L，草甘膦异丙胺盐浓度为4.00、8.00、12.00、16.00、20.00 mL/L。药剂配制完成后密封低温保存。 1.2.2 桑叶处理。
桑叶处理采用定时定量处理，每次根据蚕的食叶量称取一定量桑叶，然后将桑叶完全浸入事先配制好的药剂或清水中，取出后置于装有塑料薄膜的蚕匾中阴干。
1.2.3 桑蚕处理及饲喂。
试验从2龄起蚕开始饲喂除草剂处理叶片，选取发育一致的2龄起蚕，每个处理选20头，3次重复。饲喂毒叶的次数和时间分别为：2、3龄，分别在眠起和盛食期各1次，其余饲喂正常叶片；4、5龄，起蚕、盛食前期、盛食期、盛食后期各饲喂1次毒叶，其余饲喂正常叶片。每次添食有毒叶片时，把上次未吃完的正常叶片清理干净；每次用正常叶片饲喂时，把上次饲喂的有毒叶片也清理干净。处理后蚕在室内正常饲养管理，不同处理饲养条件基本一致。
1.2.4 调查方法。试验过程中调查幼虫的生长发育和死亡情况，能够上蔟结茧的，在采茧后调查茧长、茧幅、全茧量、茧层量和茧层厚。
1.3 数据处理 试验结果统计分析采用SPSS 17.0软件进行。
2 结果与分析
2.1 除草剂对家蚕生长发育的影响
家蚕添食毒叶后，相比对照取食量明显减少，除草剂浓度越高，取食量越少；不同除草剂处理家蚕取食量由大到小依次为草甘膦、硝磺草酮、烟嘧磺隆、莠去津。添食毒叶后，烟嘧磺隆和莠去津处理的家蚕在第1天就表现出中毒症状，第3天烟嘧磺隆和莠去津处理的家蚕开始死亡，第7天莠去津处理的家蚕除低浓度处理外，其他全部死亡（图1）。由此可见，莠去津对桑蚕的毒性大，严重影响家蚕的生长发育。烟嘧磺隆处理的家蚕死亡率也较高，达80%，说明烟嘧磺隆对家蚕的毒性也较大。硝磺草酮和草甘膦处理的家蚕死亡率较低，仅30%左右，说明这2种除草剂对家蚕的毒性较小，较适宜作桑园除草剂。
2.2 烟嘧磺隆、硝磺草酮、草甘膦对家蚕各龄期时长的影响
不同除草剂在不同浓度条件下对家蚕龄期经过时间长短的影响不同（表1）。除草剂处理后，所有家蚕的各龄龄期都有明显增长，其中烟嘧磺隆浓度越高，龄期经过时间越长，蚕体质越弱，最后大部分蚕死亡。硝磺草酮、草甘膦对家蚕各龄龄期影响相对最小，各龄龄期稍长于清水对照。
2.3 除草剂处理对家蚕茧茧质的影响
对家蚕毒性小的硝磺草酮和草甘膦处理家蚕结茧后，硝磺草酮处理对家蚕茧全茧量、茧层量和茧长有显著影响，对茧幅无显著影响。硝磺草酮低浓度（1.00 mL/L）处理提高了家蚕茧的全茧量、茧层量和茧长，而高浓度（超过田间正常使用量）处理明显降低了全茧量、茧层量和茧长（表2），表明硝磺草酮在田间正常使用情况下，对家蚕的茧质影响较小，可用于桑园除草。草甘膦处理对家蚕茧全茧量和茧层量有显著影响，而对茧长和茧幅无显著影响。草甘膦处理降低了家蚕全茧量和茧层量，但整体看，草甘膦浓度对家蚕全茧量和茧层量影响不大，处理间无显著差异（表3）。
3 结论与讨论
莠去津、烟嘧磺隆、硝磺草酮、草甘膦4种除草剂在世界上广泛使用，近几十年在我国也大量使用，是目前农民常用除草剂品种，而且农民在使用过程中出现超量和不规范使用的现象，易对环境和其他生物产生不良影响[5-7]。该试验研究表明，莠去津对家蚕幼虫的生长发育有明显影响，易造成家蚕死亡，而且随莠去津浓度增加死亡越快，这与陈剑秋等[9]的研究结果基本一致。烟嘧磺隆对家蚕的毒性也较大，死亡率超过80%，游文宇等[10]也发现啶嘧磺隆除草剂对家蚕毒性为高毒，同时烟嘧磺隆是长残留除草剂[11]，因此，在桑园施用时要注意不要喷施到桑叶上，以免造成家蚕中毒。硝磺草酮和草甘膦对家蚕的毒性较小，大部分蚕都能正常生长发育到上蔟结茧，但影响了家蚕茧的全茧量和茧层量，说明这2种除草剂对家蚕生长有一定的影响。尽管陈小平等[12]研究草甘膦对家蚕的半致死剂量（LD50=17.773 μg）较大，说明草甘膦对蚕的毒性较小，与该研究结果基本一致；陈小平等[12]、卢信等[13]认为草甘膦是一种高效、低毒、广谱和内吸传导非选擇性叶面喷施芽后除草剂，不在生物体内积累，对人类和哺乳动物的发育、繁殖和内分泌系统也不会产生负面影响。另外，家蚕的抗药性与龄期有关，一般随着龄期增加抗性增强，但5龄中后期抗性较低，对化学农药敏感，此时接触农药，易影响产量、茧质和繁殖[6，14]。
参考文献
[1] GALHANO V，GOMESLARANJO J，FERNNDEZVALIENTE，et al.Impact of herbicides on nontarget organisms in sustainable irrigated rice production systems：State of knowledge and future prospects[J/OL].Herbicides and environment，2011：46-74[2016-10-11].http：//xueshu.baidu.com/s？wd=paperuri：（b093d64b24e8d83358a56b401ac6b3e4）&filter=sc_long_sign&tn=SE_xueshusource_2kduw22v&sc_vurl=http：//citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download？doi=10.1.1.461.3124&rep=rep1&type=pdf&ie=utf-8&sc_us=10488278765593215578.
[2] JURADO A S，FERNANDES M A S，VIDEIRA R A，et al.Herbicides： The face and the reverse of the coin.An in vitro approach to the toxicity of herbicides in nontarget organisms[J/OL].Herbicides and environment，2011：3-43[2016-10-11].http：//xueshu.baidu.com/s？wd=paperuri：（116b3efd6bf6fbc4d5684ee98113fd36）&filter=sc_long_sign&tn=SE_xueshusource_2kduw22v&sc_vurl=http：//citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download？doi=10.1.1.472.8514&rep=rep1&type=pdf&ie=utf-8&sc_us=10553667188195851314.
[3] 张辉，唐国强.除草剂产生危害的原因及其防控措施[J].现代农业科技，2011（17）：174-175.
[4] TEJADA M.Evolution of soil biological properties after addition of glyphosate，diflufenican and glyphosate + diflufenican herbicides[J].Chemosphere，2009，76（3）：365-373.
[5] 张越，全焕荣，段志文，等.阿特拉津对小鼠微核及精子畸形率的影响[J].沈阳医学院学报，2000，3（2）：72-73.
[6] 滕国琴，戴璇颖，徐世清.阿特拉津对家蚕生殖发育的影响[J].生态毒理学报，2007，3（2）：315-321.
[7] 周垂帆，李莹，张晓勇，等.草甘膦毒性研究进展[J].生态环境学报，2013，22（10）：1737-1743.
[8] 张骞，姜辉，肖斌，等.29种农药对家蚕的急性毒性评价[J].蚕业科学，2011，37（2）：343-346.
[9] 陈剑秋，戴璇颖，徐世清.环境激素除草剂阿特拉津对家蚕生长发育的影响[J].中国蚕业，2007，28（4）：13-17.
[10] 游文宇，陈晓枫，宋敏，等.16 种除草剂对家蚕的毒性评价研究[J].生态毒理学报，2010，5（1）：91-94.
[11] 王险峰，关成宏，范志伟.磺酰脲类除草剂安全性评价[J].农药，2010，49（8）：547-551.
[12] 陈小平，严欲民，黄世群，等.家蚕对8 种除草剂农药的毒性反应[J].西南农业学报，2000，13（3）：117-120.
[13] 卢信，赵炳梓，张佳宝，等.除草剂草甘膦的性质及环境行为综述[J].土壤通报，2005，36（5）：785-789.
[14] 马惠，姜辉，陶传江，等.27种农药对家蚕的毒性评价研究[J].农药学学报，2005，7（2）：156-159.
关键词 除草剂；家蚕；死亡率；茧质；生长发育
中图分类号 S482.4 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）02-0174-03
Abstract[Objective] The aim was to explore effects of four common herbicides on the growth of silkworm to screen out suitable mulberry field herbicide.[Method] We studied effects of four common herbicides like atrazine，nicosulfuron，mesotrione and glyphosate on the growth and cocoon quality of silkworm.[Result] The atrazine had the maximum toxicity to silkworm，and all silkworm fed with poisonous leaf died in seven days.The nicosulfuron had relatively heavy toxicity to silkworm，and the mortality of silkworm reached 80%；although some silkworm could secrete silk cocoon，the cocoon was very bad.Both mesotrione and glyphosate had light toxicity to silkworm，and the survival rate of silkworm was over 70%，furthermore most silkworm could secrete silk cocoon.The low concentrations of mesotrione and glyphosate almost had no effect on cocoon quality，while high concentrations of mesotrione and glyphosate could reduce whole cocoon weight and cocoon layer amount of silkworm，but had no influence in length and width of cocoon.[Conclusion] The atrazine had nicosulfuron large toxicity to silkworm，so they were not suitable mulberry field herbicide.The low concentrations of mesotrione and glyphosate were relatively safe to silkworm.
Key words Herbicides；Silkworm；Mortality；Cocoon quality；Growth
除草劑在现代农业生产中发挥的作用越来越大[1]，能够显著降低劳动成本，提高作物产量，从而增加农民的收入[2]。同时，除草剂大量使用易造成环境污染，影响粮食的品质和土壤环境，进而对动物和人体造成危害[3-4]。目前，东北地区农田常用除草剂莠去津、烟嘧磺隆、硝磺草酮和草甘膦等使用量越来越大，超量使用对土壤环境、土壤微生物和周边其他作物造成影响，有的甚至威胁动物和人类的健康[5-7]。
家蚕是重要的经济昆虫，是农业生态系统中对农药十分敏感的昆虫，也是我国农药登记中所列环境生态的非靶标生物之一，常用来评价新型农药毒性大小[8]。桑园管理是一项费时费力的工作，除草剂的使用可大大降低蚕农除草的工作量，但易造成除草剂在桑园土壤残留，进而吸收到桑叶中，可能对蚕造成危害，影响蚕茧产量和质量。鉴于此，笔者研究了4种农田常用除草剂对家蚕生长发育和产茧的影响，以期为蚕农合理选用桑园除草剂以及评价除草剂对动物和人类的毒性提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试除草剂。
38%莠去津悬浮剂、4%烟嘧磺隆悬浮剂、15%硝磺草酮可分散油悬浮剂和40%草甘膦异丙胺盐水剂均为辽宁省大连市瑞泽化工有限公司产品。
1.1.2 供试蚕种。春蕾×镇珠购自山东广通蚕种集团有限公司。
1.1.3 供试桑树。桑树品种为铁耙，试验在沈阳农业大学蚕学楼养蚕室进行。
1.2 方法
1.2.1 除草剂配制。根据4种除草剂农田（桑园）使用浓度（38%莠去津悬浮液6.00 mL/L，4%烟嘧磺隆悬浮液3.50 mL/L，15%硝磺草酮悬浮液3.00 mL/L，40%草甘膦异丙胺盐水剂12.00 mL/L，按照用水量450 L/hm2计算），配制了4种药剂的5个浓度梯度，莠去津浓度为2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL/L，烟嘧磺隆浓度为1.17、2.34、3.50、4.67、5.84 mL/L，硝磺草酮浓度为1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL/L，草甘膦异丙胺盐浓度为4.00、8.00、12.00、16.00、20.00 mL/L。药剂配制完成后密封低温保存。 1.2.2 桑叶处理。
桑叶处理采用定时定量处理，每次根据蚕的食叶量称取一定量桑叶，然后将桑叶完全浸入事先配制好的药剂或清水中，取出后置于装有塑料薄膜的蚕匾中阴干。
1.2.3 桑蚕处理及饲喂。
试验从2龄起蚕开始饲喂除草剂处理叶片，选取发育一致的2龄起蚕，每个处理选20头，3次重复。饲喂毒叶的次数和时间分别为：2、3龄，分别在眠起和盛食期各1次，其余饲喂正常叶片；4、5龄，起蚕、盛食前期、盛食期、盛食后期各饲喂1次毒叶，其余饲喂正常叶片。每次添食有毒叶片时，把上次未吃完的正常叶片清理干净；每次用正常叶片饲喂时，把上次饲喂的有毒叶片也清理干净。处理后蚕在室内正常饲养管理，不同处理饲养条件基本一致。
1.2.4 调查方法。试验过程中调查幼虫的生长发育和死亡情况，能够上蔟结茧的，在采茧后调查茧长、茧幅、全茧量、茧层量和茧层厚。
1.3 数据处理 试验结果统计分析采用SPSS 17.0软件进行。
2 结果与分析
2.1 除草剂对家蚕生长发育的影响
家蚕添食毒叶后，相比对照取食量明显减少，除草剂浓度越高，取食量越少；不同除草剂处理家蚕取食量由大到小依次为草甘膦、硝磺草酮、烟嘧磺隆、莠去津。添食毒叶后，烟嘧磺隆和莠去津处理的家蚕在第1天就表现出中毒症状，第3天烟嘧磺隆和莠去津处理的家蚕开始死亡，第7天莠去津处理的家蚕除低浓度处理外，其他全部死亡（图1）。由此可见，莠去津对桑蚕的毒性大，严重影响家蚕的生长发育。烟嘧磺隆处理的家蚕死亡率也较高，达80%，说明烟嘧磺隆对家蚕的毒性也较大。硝磺草酮和草甘膦处理的家蚕死亡率较低，仅30%左右，说明这2种除草剂对家蚕的毒性较小，较适宜作桑园除草剂。
2.2 烟嘧磺隆、硝磺草酮、草甘膦对家蚕各龄期时长的影响
不同除草剂在不同浓度条件下对家蚕龄期经过时间长短的影响不同（表1）。除草剂处理后，所有家蚕的各龄龄期都有明显增长，其中烟嘧磺隆浓度越高，龄期经过时间越长，蚕体质越弱，最后大部分蚕死亡。硝磺草酮、草甘膦对家蚕各龄龄期影响相对最小，各龄龄期稍长于清水对照。
2.3 除草剂处理对家蚕茧茧质的影响
对家蚕毒性小的硝磺草酮和草甘膦处理家蚕结茧后，硝磺草酮处理对家蚕茧全茧量、茧层量和茧长有显著影响，对茧幅无显著影响。硝磺草酮低浓度（1.00 mL/L）处理提高了家蚕茧的全茧量、茧层量和茧长，而高浓度（超过田间正常使用量）处理明显降低了全茧量、茧层量和茧长（表2），表明硝磺草酮在田间正常使用情况下，对家蚕的茧质影响较小，可用于桑园除草。草甘膦处理对家蚕茧全茧量和茧层量有显著影响，而对茧长和茧幅无显著影响。草甘膦处理降低了家蚕全茧量和茧层量，但整体看，草甘膦浓度对家蚕全茧量和茧层量影响不大，处理间无显著差异（表3）。
3 结论与讨论
莠去津、烟嘧磺隆、硝磺草酮、草甘膦4种除草剂在世界上广泛使用，近几十年在我国也大量使用，是目前农民常用除草剂品种，而且农民在使用过程中出现超量和不规范使用的现象，易对环境和其他生物产生不良影响[5-7]。该试验研究表明，莠去津对家蚕幼虫的生长发育有明显影响，易造成家蚕死亡，而且随莠去津浓度增加死亡越快，这与陈剑秋等[9]的研究结果基本一致。烟嘧磺隆对家蚕的毒性也较大，死亡率超过80%，游文宇等[10]也发现啶嘧磺隆除草剂对家蚕毒性为高毒，同时烟嘧磺隆是长残留除草剂[11]，因此，在桑园施用时要注意不要喷施到桑叶上，以免造成家蚕中毒。硝磺草酮和草甘膦对家蚕的毒性较小，大部分蚕都能正常生长发育到上蔟结茧，但影响了家蚕茧的全茧量和茧层量，说明这2种除草剂对家蚕生长有一定的影响。尽管陈小平等[12]研究草甘膦对家蚕的半致死剂量（LD50=17.773 μg）较大，说明草甘膦对蚕的毒性较小，与该研究结果基本一致；陈小平等[12]、卢信等[13]认为草甘膦是一种高效、低毒、广谱和内吸传导非选擇性叶面喷施芽后除草剂，不在生物体内积累，对人类和哺乳动物的发育、繁殖和内分泌系统也不会产生负面影响。另外，家蚕的抗药性与龄期有关，一般随着龄期增加抗性增强，但5龄中后期抗性较低，对化学农药敏感，此时接触农药，易影响产量、茧质和繁殖[6，14]。
参考文献
[1] GALHANO V，GOMESLARANJO J，FERNNDEZVALIENTE，et al.Impact of herbicides on nontarget organisms in sustainable irrigated rice production systems：State of knowledge and future prospects[J/OL].Herbicides and environment，2011：46-74[2016-10-11].http：//xueshu.baidu.com/s？wd=paperuri：（b093d64b24e8d83358a56b401ac6b3e4）&filter=sc_long_sign&tn=SE_xueshusource_2kduw22v&sc_vurl=http：//citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download？doi=10.1.1.461.3124&rep=rep1&type=pdf&ie=utf-8&sc_us=10488278765593215578.
[2] JURADO A S，FERNANDES M A S，VIDEIRA R A，et al.Herbicides： The face and the reverse of the coin.An in vitro approach to the toxicity of herbicides in nontarget organisms[J/OL].Herbicides and environment，2011：3-43[2016-10-11].http：//xueshu.baidu.com/s？wd=paperuri：（116b3efd6bf6fbc4d5684ee98113fd36）&filter=sc_long_sign&tn=SE_xueshusource_2kduw22v&sc_vurl=http：//citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download？doi=10.1.1.472.8514&rep=rep1&type=pdf&ie=utf-8&sc_us=10553667188195851314.
[3] 张辉，唐国强.除草剂产生危害的原因及其防控措施[J].现代农业科技，2011（17）：174-175.
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[6] 滕国琴，戴璇颖，徐世清.阿特拉津对家蚕生殖发育的影响[J].生态毒理学报，2007，3（2）：315-321.
[7] 周垂帆，李莹，张晓勇，等.草甘膦毒性研究进展[J].生态环境学报，2013，22（10）：1737-1743.
[8] 张骞，姜辉，肖斌，等.29种农药对家蚕的急性毒性评价[J].蚕业科学，2011，37（2）：343-346.
[9] 陈剑秋，戴璇颖，徐世清.环境激素除草剂阿特拉津对家蚕生长发育的影响[J].中国蚕业，2007，28（4）：13-17.
[10] 游文宇，陈晓枫，宋敏，等.16 种除草剂对家蚕的毒性评价研究[J].生态毒理学报，2010，5（1）：91-94.
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[14] 马惠，姜辉，陶传江，等.27种农药对家蚕的毒性评价研究[J].农药学学报，2005，7（2）：156-159.