姜洪雪,姚丹丹,馮志勇
(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/廣東省植物保護(hù)新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510640)
【研究意義】嚙齒動(dòng)物是哺乳動(dòng)物中種類最多、分布最廣、數(shù)量最大的類群,其中一些種類對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人類健康及公共安全造成巨大危害[1-3]。為控制害鼠,通常采用以生態(tài)調(diào)控為基礎(chǔ)的綜合治理技術(shù),其中化學(xué)防治是極其重要的防控措施。而抗凝血類殺鼠劑是一類慢性化學(xué)藥劑,相對(duì)比較安全、適口性好、滅鼠效率高,自20世紀(jì)80年代,在我國(guó)農(nóng)牧區(qū)和城市廣泛使用[4-6],是當(dāng)前最主要的殺鼠劑。但是連續(xù)使用超過(guò)6年的地區(qū)陸續(xù)報(bào)道了鼠類抗藥性的產(chǎn)生,抗藥性、交互抗性和抗性種群的出現(xiàn),大大降低了滅鼠效果,增加了滅鼠難度和成本[7-9]。而新藥創(chuàng)制難度大,且必須同時(shí)滿足“高效、安全、經(jīng)濟(jì)”的特點(diǎn)[10-11]。如何延緩鼠類抗藥性、提高殺鼠劑的利用率、降低殺鼠劑的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)成為亟待解決的問(wèn)題。【前人研究進(jìn)展】已有研究發(fā)現(xiàn)一些藥物等能增強(qiáng)抗凝血?jiǎng)┑淖饔茫?2-15],馮志勇等[14]將增效劑S和增效劑A按照一定比例分別配制成增效滅鼠劑Ⅰ和增效滅鼠劑Ⅱ用于滅鼠試驗(yàn),結(jié)果表明,復(fù)配增效滅鼠劑顯著降低抗凝血滅鼠劑的用量,適口性好、安全性高,不僅對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)的小白鼠和小家鼠控制效果好,而且對(duì)農(nóng)田的鼠類滅效也較高。王俊超等[15]研究發(fā)現(xiàn)添加了雙氯芬酸鈉、丙三醇等輔料配制的溴敵隆液劑和粉劑能有效毒殺大白鼠、小白鼠、褐家鼠、大倉(cāng)鼠和布氏田鼠,適口性良好,既降低了溴敵隆的濃度,又保證了滅效。而在我國(guó)南方地區(qū),氣候潮濕多雨,稻谷具有適口性好、保鮮期長(zhǎng)和來(lái)源廣泛的優(yōu)點(diǎn),是農(nóng)區(qū)滅鼠的最適誘餌。但是抗凝血?dú)⑹髣╇y溶于水,稻殼對(duì)抗凝血?dú)⑹髣┻M(jìn)入米粒具有阻滯作用。張美文等[16]通過(guò)生物測(cè)定及光譜分析表明,谷殼對(duì)敵鼠鈉鹽進(jìn)入米粒中具有50%左右的阻滯率。鼠類只取食稻谷中的米粒,藥物主要粘附在稻谷表層,殘留在田間、戶外的毒谷和毒殼易造成環(huán)境污染及非靶標(biāo)動(dòng)物中毒的風(fēng)險(xiǎn)[17-19]。【本研究切入點(diǎn)】針對(duì)稻谷毒餌利用率低、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)大的問(wèn)題,以溴敵隆殺鼠劑的溶解性及稻谷毒餌的特性為切入點(diǎn),研究農(nóng)藥助劑如滲透劑對(duì)抗凝血?dú)⑹髣┑臐B透作用和增效作用,揭示抗凝血?jiǎng)┑脑鲂C(jī)制?!緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究擬通過(guò)篩選助劑增加抗凝血類殺鼠劑的滲透能力,提高稻谷毒餌的利用率,室內(nèi)生測(cè)試驗(yàn)驗(yàn)證助劑對(duì)抗凝血類殺鼠劑控制小白鼠的增效作用,為科學(xué)精準(zhǔn)治理鼠害提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。
主要試劑:大衛(wèi)溴敵隆母液(有效成分含量0.5%,商丘市大衛(wèi)化工廠),溴敵隆標(biāo)準(zhǔn)品(美國(guó)AccuStandard公司),色譜純甲醇(美國(guó)Fisher公司),乙酸(色譜純,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司),二甲基亞砜(天津市富宇精細(xì)化工有限公司),N, N-二甲基甲酰胺(天津市富宇精細(xì)化工有限公司)。
主要儀器:Dionex ultimate 3000高效液相色譜工作站,配熒光檢測(cè)器(Dionex,美國(guó)),HY-5回旋式振蕩器(常州澳華儀器有限公司),KQ2200B型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。
試驗(yàn)動(dòng)物:昆明小白鼠,雌雄各半,共154只,于2019年12月購(gòu)自廣州市黃埔區(qū)長(zhǎng)勝養(yǎng)殖場(chǎng)。
試驗(yàn)于2019年12月至2020年4月在廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所大豐試驗(yàn)基地進(jìn)行。
1.2.1 常規(guī)稻谷毒餌及添加助劑后的稻谷毒餌配制方法 0.01%溴敵隆稻谷毒餌:有效成分含量0.5%的溴敵隆母液50 mL兌水200 mL,充分?jǐn)嚢璧谷?.5 kg稻谷中,混勻,待藥液被吸干后,曬干。
0.0025%溴敵隆稻谷毒餌:有效成分含量0.5%的溴敵隆母液5 mL兌水80 mL,充分?jǐn)嚢璧谷?.0 kg稻谷中,混勻,待藥液被吸干后,曬干。
添加1%、2%、4%、8%、24%N,N-二甲基甲酰胺的0.01%溴敵隆稻谷毒餌:準(zhǔn)確稱量5、10、20、40、120 mL二甲基甲酰胺,再分別與35、30、20、0、0 mL水混合,再加入10 mL有效成分含量0.5%的溴敵隆母液,混勻后與500 g稻谷攪拌,混合均勻,待藥液吸干后曬干,配制成濃度為1%、2%、4%、8%、24%的N,N-二甲基甲酰胺0.01%溴敵隆稻谷毒餌。不同濃度二甲基亞砜的0.01%溴敵隆稻谷毒餌的配制方法與N,N-二甲基甲酰胺相同。
添加4%N,N-二甲基甲酰胺的0.0025%溴敵隆稻谷毒餌:準(zhǔn)確稱取40 mL N,N-二甲基甲酰胺與40 mL水混合均勻,再加入5 mL有效成分含量0.5%的溴敵隆母液,混勻后與1.0 kg稻谷攪拌,再次混勻,待藥液吸干后曬干,配制成濃度為添加4%N,N-二甲基甲酰胺的0.0025%溴敵隆稻谷毒餌。添加4%二甲基亞砜的0.0025%溴敵隆稻谷毒餌的配制方法與該濃度N,N-二甲基甲酰胺相同。
1.2.2 溴敵隆稻谷毒餌樣品前處理 將溴敵隆普通毒谷稻殼與糙米手工分離,分別用粉碎機(jī)研磨,過(guò)0.250 mm篩。準(zhǔn)確稱取1 g殼粉及4 g米粉,置于100 mL具塞離心管中,加入甲醇40 mL,加塞后振蕩15 min,超聲提取15 min,3 000 r/min離心5 min。預(yù)先以5 mL甲醇活化中性氧化鋁柱(AL5006-N,Alumina N SPE,500 mg/6mL),棄流出液,分別取殼粉上清液4 mL,米粉上清液5 mL上樣,用10 mL甲醇-乙酸(95:5)溶液洗脫,收集洗脫液,在60℃下用氮?dú)獯蹈?,再? mL甲醇溶解殘?jiān)?,過(guò)有機(jī)濾頭(0.2 μm,13 mm),供高效液相色譜儀測(cè)定。添加助劑的毒谷中溴敵隆樣品前處理方法與普通毒谷相同。
1.2.3 添加助劑的毒谷對(duì)小白鼠的毒殺作用 選擇成年、健康、非孕、無(wú)外傷的個(gè)體,雌性36只,雄性38只,稱量體重,采用無(wú)選擇定量攝食試驗(yàn),單籠飼養(yǎng)。先用稻谷飼養(yǎng)2 d,然后按體重15%提供毒谷連續(xù)飼喂小白鼠,每天稱毒谷的消耗量,更換新餌。3 d后,清除毒谷,改用飼料正常飼養(yǎng),觀察14 d,記錄小白鼠死亡時(shí)間,計(jì)算死亡率。
1.2.4 添加助劑的毒谷對(duì)小白鼠的適口性試驗(yàn) 選擇成年、健康、非孕、無(wú)外傷的個(gè)體,雌性41只,雄性39只,稱量體重,采用有選擇攝食試驗(yàn),單籠飼養(yǎng)。先用稻谷飼養(yǎng)2 d,然后分別將5 g稻谷和5 g溴敵隆毒谷對(duì)角線放入飼養(yǎng)籠內(nèi),讓小白鼠自由選擇取食,每天稱稻谷和毒谷的消耗量,更換新餌并交換位置。連續(xù)選擇攝食3 d后,清除毒谷,改用飼料正常飼養(yǎng),觀察14 d,記錄小白鼠死亡時(shí)間,計(jì)算攝食系數(shù)。
(1)毒餌中溴敵隆含量測(cè)定方法:采用高效液相色譜法,色譜柱C18(4.6 mm×250 mm,5μm);柱溫:30℃;流速:0.5 mL/min;進(jìn)樣量:20 μL;檢測(cè)器:熒光檢測(cè)器,激發(fā)波長(zhǎng)310 nm,發(fā)射波長(zhǎng)390 nm;流動(dòng)相A:水+0.25%乙酸;流動(dòng)相B:甲醇+ 0.25%乙酸,梯度洗脫:0~5 min,B保持25%,5~20 min,B升高至95%,20~25 min,B由95%升至100%。
(2)添加助劑后毒餌生物測(cè)定指標(biāo):毒殺試驗(yàn)中測(cè)定毒餌每天的消耗量,計(jì)算致死時(shí)間及死亡率;適口性試驗(yàn)中測(cè)定無(wú)毒餌和毒餌每天的消耗量,計(jì)算致死時(shí)間及死亡率。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010、SPSS 16.0進(jìn)行處理和分析,采用LSD最小顯著性差異法進(jìn)行多重比較。
添加不同濃度N,N-二甲基甲酰胺配制的0.01%毒谷與對(duì)照(0.01%毒谷)糙米中溴敵隆含量之間有顯著差異(F=455.064,df=5,P≤0.001)。添加8%N,N-二甲基甲酰胺配制的0.01%毒谷糙米中溴敵隆含量最高,但與添加4%N,N-二甲基甲酰胺的無(wú)顯著差異,添加助劑后糙米中溴敵隆含量均顯著高于對(duì)照糙米中的含量(表1)。
添加不同濃度二甲基亞砜配制的0.01%毒谷與對(duì)照(0.01%毒谷)糙米中溴敵隆含量之間有顯著差異(F=76.887,df=5,P≤0.001)。添加4%二甲基亞砜配制的0.01%毒谷糙米中溴敵隆含量最高,顯著高于其他處理。除添加1%二甲基亞砜配制的毒谷糙米中溴敵隆含量與對(duì)照無(wú)顯著差異外,其他濃度二甲基亞砜配制的毒谷糙米中溴敵隆含量均顯著高于對(duì)照(表1)。
表1 添加不同濃度N, N-二甲基甲酰胺及二甲基亞砜配制的0.01%毒谷糙米中溴敵隆含量Table 1 Content of bromadiolone in the brown rice of 0.01% poison grins prepared by different concentrations of N, N-dimethylformamide and dimethyl sulfoxide
表2展示了常規(guī)毒谷(0.01%)、低濃度毒谷(0.0025%)及添加兩種助劑配制的低濃度毒谷中溴敵隆的分布。常規(guī)毒谷中殼含藥量為88.37 μg/g,占總藥量的92.99%,糙米含藥量為6.66 μg/g,占總藥量的7.01%。低濃度毒谷中稻殼含藥量為21.74 μg/g,占總藥量的95.39%,糙米含藥量為1.05 μg/g,占總藥量的4.61%。4%N,N-二甲基甲酰胺配制的0.0025%毒谷中稻殼含藥量為18.11 μg/g,占總藥量的76.38%,糙米含藥量為5.60 μg/g,占總藥量的23.62%。4%二甲基亞砜配制的0.0025%毒谷中稻殼含藥量為17.99 μg/g,占總藥量的77.39%,糙米含藥量為5.26 μg/g,占總藥量的22.61%。經(jīng)4%N,N-二甲基甲酰胺及4%二甲基亞砜處理后,0.01%溴敵隆毒谷糙米中藥物含量均顯著提高,比常規(guī)的0.01%溴敵隆毒谷分別增加271.17%和163.51%。與低濃度毒谷相比,添加兩種助劑配制的低濃度毒谷中糙米的含藥量顯著提高(4%N,N-二甲基甲酰胺配制的0.0025%溴敵隆毒谷,t=-10.110,df=2.038,P=0.009;4%二甲基亞砜配制的0.0025%溴敵隆毒谷,t=-7.722,df=4,P=0.002),分別增加433.33%和400.95%。添加兩種助劑配制的低濃度毒谷之間糙米中含藥量沒(méi)有顯著差異(t=0.488,df=4,P=0.651)。
如表3所示,添加兩種助劑的低濃度毒谷對(duì)小白鼠的毒殺效果顯著高于未加助劑的低濃度毒谷(4%N,N-二甲基甲酰胺配制的0.0025%溴敵隆 毒 谷,X2=19.259,df=1,P=0.000;4%二甲基亞砜配制的0.0025%溴敵隆毒谷,X2=15.824,df=1,P≤0.001),與未加助劑的高濃度毒谷(0.01%溴敵隆毒谷)作用效果相當(dāng)。平均致死時(shí)間,4%二甲基亞砜配制的0.0025%溴敵隆毒谷顯著長(zhǎng)于0.01%溴敵隆毒谷(F=12.818,df=3,P≤0.001),其他處理之間沒(méi)有顯著差異,組內(nèi)雌雄個(gè)體沒(méi)有顯著差異。由此可見(jiàn),添加助劑的毒谷具有明顯的毒殺作用和增效作用。
適口性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4,兩種助劑的毒谷攝食系數(shù)表現(xiàn)不同,添加4%二甲基甲酰胺的0.0025%毒谷攝食系數(shù)與兩種未添加助劑的對(duì)照沒(méi)有差異(與0.01%毒谷相比:t=-0.474,df=38,P=0.639;與0.0025%毒谷相比:t=-1.699,df=25.899,P=0.101),而添加4%二甲基亞砜的0.0025%毒谷攝食系數(shù)顯著低于兩種未添加助劑的對(duì)照(與0.01%毒谷相比:t=6.301,df=20.599,P≤0.001;與0.0025%毒谷相比:t=7.132,df=23.624,P≤0.001)??傮w而言,攝食系數(shù)均超過(guò)0.3的適口性標(biāo)準(zhǔn),適口性良好,且雌雄之間差異不大。毒殺率結(jié)果與毒殺作用試驗(yàn)結(jié)果一致,添加助劑的毒谷毒殺率顯著高于同樣濃度未添加助劑的毒谷(4%N,U-二甲基甲酰胺配制的0.0025%溴敵隆毒谷,X2=32.727,df=1,P≤0.001;4%二甲基亞砜配制的0.0025%溴敵隆毒谷,X2= 25.6,df=1,P≤0.001),與高濃度未添加助劑的毒谷效果相當(dāng)。平均致死時(shí)間,兩種助劑配制的0.0025%溴敵隆毒谷與0.01%溴敵隆毒谷之間無(wú)顯著差異。
表2 0.01%毒谷及4%兩種助劑配制的0.0025%毒谷中溴敵隆含量Table 2 Content of bromadiolone in 0.01% poison grains and 0.0025% poison grains prepared by 4% two adjuvants
表3 兩種助劑配制的溴敵隆毒谷的毒殺效果Table 3 Toxic effect of the bromodiolone poison grains with two adjuvants
表4 兩種助劑配制的溴敵隆毒谷適口性試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Test result of palatability of the bromodiolone poison grains with two adjuvants
殺鼠劑與其他化學(xué)農(nóng)藥不同,必須依賴靶標(biāo)鼠類取食才能發(fā)揮作用,因而毒餌取食效率是關(guān)鍵。稻谷是適合南方滅鼠采用的毒餌,鼠類剝殼食米,米中的含量對(duì)于藥效起到至關(guān)重要的作用,而以往的研究沒(méi)有針對(duì)稻谷毒餌中溴敵隆含量分布展開(kāi)研究。相關(guān)研究報(bào)道發(fā)現(xiàn),敵鼠納鹽在沸水中具有一定的溶解度,通過(guò)浸泡法配制稻谷毒餌,經(jīng)測(cè)定米中含有敵鼠鈉鹽含量達(dá)到43%,接近一半[16]。本研究結(jié)果表明,0.01%溴敵隆毒谷中90%以上的藥量粘附稻殼上,僅7%的含量存在米中,溴敵隆難溶于水,稻殼的阻滯作用導(dǎo)致藥物難以到達(dá)米粒中,因此,溴敵隆毒谷的利用率有待提高。
阿斯匹林[20-21]、水楊酸鈉[12]、雙氯苯酸鈉[15]等抗凝血?dú)⑹髣┑脑鲂湓鲂C(jī)制是通過(guò)加速動(dòng)物體內(nèi)血液循環(huán),加快中毒鼠出血速度,從而達(dá)到協(xié)同抗凝血的作用。不同于前人對(duì)于殺鼠劑增效劑的研究,本研究的目的是針對(duì)溴敵隆毒谷糙米中含量偏低這一問(wèn)題,通過(guò)篩選助劑及其適宜的濃度,增加溴敵隆的溶解性和滲透性,提高米粒中的含藥量,從而減低殺鼠劑用量,提高殺鼠劑的利用率。本研究采用的兩種助劑,二甲基亞砜、N,U-二甲基甲酰胺均為用途很廣的優(yōu)良溶劑,能與水及大部分有機(jī)溶劑互溶。通過(guò)高效液相色譜熒光檢測(cè),發(fā)現(xiàn)4%濃度的兩種助劑滲入米中的溴敵隆含量更高,推斷低濃度的助劑可能滲透力不足,而更高濃度的助劑滲透力已經(jīng)達(dá)到飽和,也可能與其他因素有關(guān)。
從實(shí)驗(yàn)室內(nèi)生物測(cè)定結(jié)果可見(jiàn),添加兩種助劑對(duì)低濃度的溴敵隆毒谷增效明顯,與常規(guī)0.01%濃度相比,添加4%助劑的0.0025%溴敵隆毒谷無(wú)論毒殺效果及適口性方面都表現(xiàn)良好,驗(yàn)證了兩種助劑的滲透能力及增效作用,達(dá)到了預(yù)期目的。另外,4%助劑用量配制的稻谷單獨(dú)飼喂對(duì)小白鼠沒(méi)有毒性,而且不影響適口性。與協(xié)同增效的藥物不同,本研究添加了助劑沒(méi)有顯著縮短小白鼠的致死時(shí)間,可能與增效機(jī)制不同有關(guān),抗凝血?dú)⑹髣儆诼詺⑹髣?,助劑的作用仍然保持抗凝血?jiǎng)┑闹滤罊C(jī)理,但是增加了殺鼠劑在水中的溶解性,提高了殺鼠劑的利用率。類似地,應(yīng)用于害蟲(chóng)防治的殺蟲(chóng)劑,滲透劑類助劑可促進(jìn)有效組分滲透到靶標(biāo)生物體內(nèi),或者溶解昆蟲(chóng)體壁的蠟質(zhì)層,增強(qiáng)藥液透過(guò)生物表面的能力,從而提高殺蟲(chóng)劑的藥效和降低用量[22-23]。
抗凝血?dú)⑹髣┤匀皇俏磥?lái)一段時(shí)間控制鼠害的重要技術(shù)措施,在抗藥性問(wèn)題日益突出、新藥研制困難的形勢(shì)下,通過(guò)合理使用抗凝血?dú)⑹髣┰鲂?,可以大幅降低殺鼠劑的用量,減少殺鼠劑的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),延緩鼠類對(duì)抗凝血?dú)⑹髣┑目顾幮裕娱L(zhǎng)現(xiàn)有抗凝血?dú)⑹髣┑氖褂脡勖?。本研究后續(xù)將深入開(kāi)展農(nóng)田滅鼠試驗(yàn)及對(duì)非靶標(biāo)生物的安全性試驗(yàn),以期獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
利用各種農(nóng)藥助劑可以將農(nóng)藥活性成分輸送到作物、雜草、害蟲(chóng)和其他有害生物的靶標(biāo)位點(diǎn),使其充分發(fā)揮藥效,減少用量,減輕污染。本研究結(jié)果表明,經(jīng)4%N, N-二甲基甲酰胺及4%二甲基亞砜處理后,0.01%溴敵隆毒谷糙米中的藥物含量均顯著提高,添加4%N, N-二甲基甲酰胺和4%二甲基亞砜配制的0.0025%溴敵隆毒谷,糙米中的藥物含量也均顯著增加;而且用4%的兩種助劑配制的0.0025%溴敵隆毒谷,對(duì)小白鼠均具有較好的適口性及毒殺效果。因此,4%N, N-二甲基甲酰胺或4%二甲基亞砜作為助劑對(duì)溴敵隆毒餌均有顯著的增效作用,并可顯著降低殺鼠劑的使用濃度。