不同類型水溶肥料對小鼠的急性經口毒性比較研究

　　摘要：利用安徽省疾病預防控制中心接收到的水溶性肥料委托樣品，按照《肥料登記急性經口毒性試驗及評價要求》(NY 1980—2010)進行急性經口毒性試驗，比較5種不同類型水溶肥料對小鼠的急性經口毒性，為肥料選擇及肥料中毒人員的救治提供依據。結果顯示，大量元素水溶性肥料、含氨基酸水溶性肥料、含腐植酸水溶性肥料屬實際無毒，中量元素水溶性肥料屬實際無毒或低毒，微量元素水溶性肥料屬低毒。

　　關鍵詞：水溶性肥料;急性經口毒性;小鼠

　　中國是一個農業大國，耕地總面積較大，農業生產主要依賴粗放型的生產方式，導致生產過程中用水量、用肥量的大量增加。而中國是一個嚴重缺水的國家，人均水資源擁有量在全球倒數，一直面臨著水資源匱乏的問題。水資源的短缺加上農業生產對水資源需求的不斷增加，使得合理用水顯得尤為重要。中國農村普遍存在大水漫灌、盲目施肥等現象，不僅造成水肥資源的巨大浪費，還帶來了水質、土壤污染等問題。噴灌、微噴灌、滴灌等新技術的應用能發揮水、肥的最大效益，在提高農作物產量的同時可保護生態環境。水溶性肥料作為一種可以完全溶于水的多元復合肥料，可應用于噴、滴灌等新技術中，實現水肥一體化，達到省水省肥省工的目的。因此對水溶性肥料的研究成為業內人士的重點項目[1]。

　　水溶性肥料按照營養成分可大致分為大量元素水溶性肥料、中量元素水溶性肥料、微量元素水溶性肥料、含腐植酸水溶性肥料和含氨基酸水溶性肥料5類[2]。大量元素水溶性肥料指肥料中主要含有碳、氫、氧、氮、磷、鉀等元素，其他元素含量較少的肥料;中量元素水溶性肥料指肥料中主要含有鈣、鎂、硫3種元素，主要包括鈣肥、鎂肥和硫肥;微量元素水溶性肥料指肥料中主要含有土壤和植物體內含量較低但是必需的營養元素的肥料，這些營養元素主要包括B、Mo、Zn、Mn、Fe、Cu;含腐植酸和含氨基酸水溶性肥料指相應的配方中含有腐植酸或氨基酸成分的水溶性肥料。

　　水溶性肥料是一種可以完全溶于水的多元復合速效肥料，易被作物吸收，吸收率為普通化肥的2～3倍，營養更全面，不僅能作用于作物的根系，還可以作用于葉面，被葉面直接吸收利用。水溶性肥料具有肥效快、利用率高、養分含量高且全面、配方可靈活調整、施用方便、經濟安全、用量少的特點。有研究顯示，施用大量元素水溶性肥料較之習慣施肥能使辣椒顯著增產[3]，中量元素水溶性肥料在棉花上施用取得了明顯的增產效果[4]，微量元素水溶性肥料在小麥上施用亦取得了顯著的增產效果[5]。王穎等[6]系統研究了不同水溶性肥料在葡萄上的應用效果，結果顯示施用大量元素水溶性肥比施用有機水溶肥或含氨基酸水溶性肥具有更好的增產效果和更高的經濟效益。

　　隨著水溶性肥料使用量的不斷增加，人群暴露于水溶性肥料中的機會也越來越多，更有一些群眾有意或者無意直接食用了水溶性肥料，因此對于水溶性肥料急性毒性的研究就顯得更加重要。本試驗對5種類型水溶性肥料的小鼠急性經口毒性進行了系統的比較研究。

　　1 材料與方法

　　1.1 受試水溶性肥料

　　31份水溶性肥料樣品為安徽省疾病預防控制中心2016—2017年接收的委托檢測樣品，其中大量元素水溶性肥料10份，中量元素水溶性肥料4份，微量元素水溶性肥料3份，含氨基酸水溶性肥料6份，含腐植酸水溶性肥料8份。從劑型上分類，固體顆粒或粉末共15份，液體共16份，用去離子水按照設定劑量配制成所需濃度供試。

　　1.2 試驗動物

　　1.2.1 動物來源 SPF級健康成年昆明種小鼠(雌、雄各半)，體重18～22 g，皆為有資質的試驗動物中心提供，所有批次試驗動物皆有生產許可證號和動物質量合格證號，確認健康后進行試驗，對于患病小鼠及時剔除。

　　1.2.2 飼養條件 試驗動物使用許可證編號為SYXK(皖)2013-006。小鼠飼養于SPF環境，動物飼養環境溫度為20～25 ℃、濕度為40%～70%。所有動物試驗前進行適應性飼養3～7 d，自由飲水、攝食(試驗前受試動物隔夜禁食)。飼料由江蘇協同醫藥生物工程有限責任公司提供，審查合格證明編號為蘇飼審(2008)01008。試驗前及正式試驗觀察過程中按照每籠5只，預試驗按照不同劑量和性別分籠飼養。

　　1.3 試驗方法

　　根據受試物的性質和相關文獻及資料，分別采用限量法或霍恩氏法進行試驗。限量法預試驗和正式試驗均以5 000 mg/kg b.wt.劑量一次灌胃染毒;霍恩氏法預試驗設3個劑量組(每組3只動物，均有雌、雄性)，根據染毒后24 h中毒表現及死亡情況確定正式試驗劑量，一般設4個劑量組。動物分組、觀察周期和指標、試驗記錄內容及結果評定等所有操作均按照相關《肥料登記急性經口毒性試驗及評價要求》(NY 1980—2010)[7]和筆者所在試驗室相關標準作業程序(SOP)執行。

　　2 結果與分析

　　2.1 樣品性狀分析

　　31份肥料從劑型分為固體15份和液體16份，但是不同種類肥料之間劑型差別較大，其中大量元素水溶性肥料以固體為主，而含氨基酸和含腐植酸水溶性肥料則以液體為主，中量元素和微量元素水溶性肥料在劑型上差別不大，各種類型肥料的劑型分布情況詳見表1。

　　2.2 小鼠中毒表現及大體解剖觀察

　　2.2.1 大量元素水溶性肥料、含氨基酸水溶性肥料、含腐植酸水溶性肥料 10份大量元素水溶性肥料、6份含氨基酸水溶性肥料和8份含腐植酸水溶性肥料均采用限量法以5 000 mg/kg b.wt.對小鼠染毒，受試小鼠染毒后均未見明顯中毒表現，觀察期內無受試動物死亡，觀察期結束處死動物大體解剖肉眼觀察未見異常病理改變。

　　2.2.2 中量元素水溶性肥料 中量元素水溶性肥料1、中量元素水溶性肥料2采用限量法以5 000 mg/kg b.wt.劑量對小鼠染毒，受試動物染毒后均未見明顯中毒表現，觀察期內無受試動物死亡，觀察期結束處死動物大體解剖肉眼觀察亦未見異常病理改變。

　　中量元素水溶性肥料3和中量元素水溶性肥料4采用霍恩氏法分別以10 000、4 640、2 150、1 000 mg/kg b.wt.劑量和4 640、2 150、1 000、464 mg/kg b.wt.劑量對小鼠染毒，中、高劑量組均于染毒后不久出現萎靡、少動、伏臥等癥狀并出現死亡，存活小鼠分別于24、48 h后恢復正常;低劑量組小鼠均未見明顯中毒癥狀，無死亡。中毒死亡動物大體解剖肉眼檢查主要臟器均未發現有明顯異常。

　　2.2.3 微量元素水溶性肥料 3份微量元素水溶性肥料均采用霍恩氏法以10 000、4 640、2 150、1 000 mg/kg b.wt.劑量對小鼠染毒。10 000、4 640 mg/kg b.wt.組動物均于染毒后10～20 min后出現少動、震顫、豎毛等中毒表現，并進一步出現倒伏、抽搐、口鼻出血等體征，多數動物在2～4 h后出現死亡;2 150 mg/kg b.wt.組動物出現中毒表現時間較遲，死亡數量較少;1 000 mg/kg b.wt.組動物均未見中毒表現，無死亡。中毒死亡小鼠大體解剖肉眼觀察可見消化道出血及肺臟、肝臟淤血等病理改變。

　　2.3 急性經口LD50及毒性分級

　　2.3.1 大量元素水溶性肥料、含氨基酸水溶性肥料、含腐植酸水溶性肥料 共24份樣品對小鼠急性經口LD50雌、雄性均大于5 000 mg/kg b.wt.，均屬實際無毒。

　　2.3.2 中量元素水溶性肥料 中量元素水溶性肥料1、中量元素水溶性肥料2及中量元素水溶性肥料3對小鼠急性經口LD50雌、雄性均大于5 000 mg/kg b.wt.，屬實際無毒;中量元素水溶性肥料4對小鼠急性經口LD50雌、雄性分別為1 470、2 000 mg/kg b.wt.，屬低毒(表2)。

　　2.3.3 微量元素水溶性肥料 3份微量元素水溶性肥料對小鼠急性經口LD50雌、雄性均小于5 000 mg/kg b.wt.、大于500 mg/kg b.wt.，屬低毒(表3)。

　　3 討論

　　根據農業部的相關規定，肥料在正式投產之前需要在農業相關管理部門進行登記備案，就需要提交毒性檢測報告。《肥料登記急性經口毒性試驗及評價要求(NY 1980—2010)》于2011年2月1日正式實施，所有在中國境內登記的肥料和土壤調理劑均需按此標準進行毒性檢測，對于檢測項目、試驗動物、試驗方法及分級標準進行了詳細的規定，并將急性經口毒性評價分為符合和基本符合兩級。

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