PSZCZELNICZE ZESZYTY NAUKOWE Rok XXXVII 1993 Z LABORATORYJNYCH BADAŃ TOKSYCZNOŚCI SYNTETYCZNYCH PYRETROlDÓW DLA PSZCZÓL z o f i a G r o m i s z, M i c h a ł G r o m i s z Instytut Sadownictwa i Kwiaciarstwa, Oddział Pszczelnictwa ul. Kazimierska 2, 24-100 Puławy Streszczenie Badano laboratoryjnie w temperaturze 26 C wrażliwość pszczół na szkodliwe działanie preparatu Sherpa, Ripcord, Corsair i Ambusz. W działaniu żołądkowym dwa pierwsze z nich okazały się wysoce toksyczne, natomiast Corsair i Ambusz były praktycznie nieszkodliwe. Użycie wszystkich tych preparatów w stężeniu wyższym (0,03 %) prowadziło do silnego wzrostu śmiertelności pszczół. Toksyczne działanie kontaktowe wszystkich badanych preparatów było bardzo silne i długotrwałe. Właściwości toksyczne najszybciej tracił Ripcord (po 2 tygodniach), następnie Sherpa, natomiast Corsair i Ambusz jeszcze po upływie 17 dni istotnie zagrażały pszczołom. Słowa kluczowe: pyretroidy, pszczoła miodna, toksyczność. WPROW ADZE NIE Już od dawna był znany środek owadobójczy pochodzenia roślinnego, rozpowszechniany pod nazwą piretrum. W ochronie roślin nie zyskał on jednak większego znaczenia, gdyż bardzo szybko tracił właściwości toksyczne w świetle słonecznym. Dopiero po otrzymaniu przez firmy farmaceutyczne syntetycznych odpowiedników piretrum zainteresowanie preparatami z tej grupy bardzo wzrosło. Syntetyczne pyretroidy odznaczają się bardzo dużą aktywnością w stosunku do owadów, co pozwala stosować je w bardzo małych stężeniach. Wiadomo, że działają silnie kontaktowo, gdyż łatwo przenikają przez kutikulę owadów, a także żołądkowo. Ich wadą jest mała selektywność, wskutek czego są niebezpieczne dla owadów pożytecznych, w tym także pszczół, ale pod tym względem nie zostały jeszcze dokładnie poznane (B o c z e k, D a v i s 1987, G r o m i s z 1991; G r o m i s z Z., G r o m i s z M. 1980, F r i e s, W i b r a n 1987; R i e t h, L e v i n 1987; W i l k a n i e c 1980; W i l k a n i e c, W ó j t o w s k i 1979). Syntetyczne pyretroidy produkuje obecnie wiele firm zagranicznych, a według ich licencji preparaty pyretroidowe wytwarza się w Polsce. Substancją 145
czynną pyretroid6w mogą być r6żne związki chemiczne o nazwach zwyczajowych na przykład alfametryna, bioresmetryna, cypermetryna, deltametryna, fenwalerat, permetryna. W niniejszej pracy pragniemy przedstawić wyniki badań toksyczności żołądkowej i kontaktowej dla pszcz6ł czterech preparat6w z tej grupy, zawierających permetryne i cyperrnetryne, jako substancje biologicznie czynne. METODYKA Badania przeprowadzono w sezonie 1983 roku oznaczając szkodliwe działanie żołądkowe i kontaktowe dla pszcz6ł czterech preparatów z grupy pyretroid6w. Pszczoły do badań pobierano z 5 rodzin pszczelich należących do rasy kaukaskiej, traktowanych jako powt6rzenia. Preparaty wybrano zaś następujące: Corsair 20 - zawierający 20% permetryny, Sherpa 25 EC - zawierający 25 cypermetryny, Ambusz 25 EC - zawierający 25 permetryny, Ripcord 10 EC - zawierający 10% cypermetryny. Działanie żoładkowe. Pszczoły umieszczano w klateczkach (wymiary: 13xllx4,5 cm), po 20 sztuk w każdej. Preparaty podawano w syropie cukrowym, w stężeniu 0,015% (Ripcord 0,02%) i 0,03% na przeciąg jednej doby. Syrop sporządzany z wody i cukru w stosunku l:l stanowił pokarm pszcz6ł w klateczkach. W obrębie każdego poziomu stężenia przeprowadzono trzy serie badań w kilkudniowych odstępach (0,015% - 8, 15 i 20 czerwca; 0,03% - 24 i 29 czerwca oraz 6 lipca). W sumie objęły one 150 klateczek z pszczołami. Przetrzymywano je w cieplarce, utrzymującej temperaturę na poziomie 26 C. Codziennie usuwano z klateczek i liczono martwe pszczoły. Dawki preparatu, kt6ry pobierały pszczoły z syropem, obliczano poprzez oznaczanie jego spożytej masy. Dostęp do syropu był nieograniczony. Pszczoły grupy kontrolnej otrzymywały wyłącznie syrop czysty. Działanie kontaktowe. Pszczoły nakładano na bibułę filtracyjną wyścielającą szalki Petriego, po 10 sztuk do każdej, i przetrzymywano je tam przez 24 godziny w pomieszczeniu o temperaturze 26 C. Bibułę nasączano uprzednio roztworem wodnym preparatu w stężeniu 0,015% (Ripcord 0,02 %) lub czystą wodą w grupie kontrolnej, zużywając na l dm? bibuły 2 cm' roztworu. Ubytki wśród pszczelej obsady szalek interpretowano jako skutek kontaktu ze skażoną bibułą. Drogą pr6b starano się ustalić okres czasu, po upływie którego kontakt pszcz6ł ze skażoną bibułą był dła nich bezpieczny. Do każdego nałożenia pszczół przygotowywano inną bibułę. Bibułę po nasączeniu suszono na wolnym powietrzu. Pszczoły nakładano w następujących odstępach czasu: na świeżo nasączoną bibułę, po l i 3 godzinach oraz po 3, 12 i 17 dniach suszenia. Badaniami objęto ogółem pszczoły w 250 szalkach. 146
W badaniach szkodliwości żołądkowej jako wskaźnikowy przyjęto poziom śmiertelności pszczół po 72 godzinach od podania syropu skażonego, a w badaniach szkodliwości kontaktowej - po 24 godzinach. Wskaźnik przeżywalności pszczół określano zaś liczbą dni, w ciągu których ginie ich w klateczkach 50%. W celu wyeliminowania wpływu na wyniki naturalnych ubytków pszczół, korzystano w przeliczeniach z wzoru Abbotta: p = 100(P o -c) : (100-c) gdzie: P odpowiada śmiertelności skorygowanej, P, - śmiertelności obserwowanej i c - śmiertelności stwierdzonej w grupie kontrolnej. Ocenę statystyczna oparto na analizie zmienności, w razie potrzeby dokonując transformacji cechy według wzoru Freemana-Tukey'a (śmiertelność pszczół), W ocenie istotności rożnie zastosowano test Duncana, przyjmując poziom wiarygodności 0,05. Różnice istotne symbolizowano literami a-b (nieistotne a-a). Średni poziom śmiertelności pszczół podano w tekście w wartościach rzeczywistych (nie z przeliczenia wartości transformowanych). WYNIKI Zachowanie się pszczół grupy kontrolnej stanowiło odniesienie do oceny skutków działania badanych preparatów. Śmiertelne przypadki w tej grupie przyjmowano jako naturalne ubytki. W serii badań toksyczności żołądkowej śmiertelność pszczół w grupie kontrolnej po upływie pierwszej i drugiej doby wynosiła 0,7%, a po trzeciej sięgała 1,7%. Do ubytku 50% obsady klateczek upłynęło 29 dni. Natomiast w szalkach Petry'ego, gdzie oznaczano działanie kontaktowe preparatów, ubytek naturalny po 24 godzinach równał się praktycznie zero. W każdym przypadku działanie preparatów prowadziło do przekroczenia ubytku naturalnego pszczół. Poziom śmiertelności przypisywany toksycznemu działaniu poszczególnych badanych preparatów był jednak bardzo zr6żnicowany. Pszczoły pobierały także rożne ilości syropu skażonego, zawsze niższe niż w grupie kontrolnej (tab. 1). Corsair. Preparat ten poddany do syropu cukrowego w stężeniu 0,015% przyczyniał się nieznacznie i nieistotnie do wzrostu śmiertelności pszczół, po upływie 72 godzin o 2,7%. Zwiększenie jednak stężenia do 0,03 % prowadziło do wzrostu śmiertelności o 20,7%, co było już wielkością istotną w analizie statystycznej. Natomiast w działaniu kontaktowym Corsair okazał się wysoce niebezpieczny. Bibuła nasączona 0,015% roztworem tego preparatu jeszcze po 17 dniach suszenia prowadziła w kontakcie do śmierci 40% pszczół (ryc. 1). Sherpa. Preparat ten cechuje się dość wysoką toksycznością żołądkową. Po wyeliminowaniu ubytków naturalnych ginęło jeszcze po 72 godzinach 23, 1% pszczół gdy użyto go w stężeniu 0,015%. Ze zwiększeniem stężenia do 0,03% odsetek ten wzrastał do 41,2%. Natomiast jego szkodliwe działanie kontaktowe 147
Tabela I Spożycie pokarmu skażonego i przeżywalność pszczół Ingestion of contaminated food and bee survival rate Preparat Formuła Stężenie Spożycie syropu Śmiertelność Liczba dni do (%) skażonego pszczół po 72 śmierci 50% mg/pszczołę godzinach (%) pszczół Cencentra- Ingestion of Bee mortałity Days to death tion (%) contaminated after 72 hr. (%) of 50% of bees syrup (mglbec) Corsair 0,015 45,14 c 3,0 a 28,4 c Sherpa 0,015 26,32 b 24,7 b 17,3 b Ambusz 0,015 39,69 c 3,3 a 26,6 c Ripcord 0,02 18,84 a 56,7 c 7,6 a kontrolne control O 55,45 d 1,7 a 29,0 c 100 smlertelnoao % - mortallty %. 80... ~....... 60... 40 c'...,,------ 20 c ------------- El O~~r.--._~--,_~--_.--. r--.-_.--_.--._~--,_~r_~ o 3 12 17 dni - daye -- Corsalr -+- Sherpa...... Arr>busz - J- Rlpoord Ryc.l. Szkodliwość kontaktowa pyretroidów, śmiertelność pszczół po 24 godzinach kontaktu w %) - śmiertelność w grupie kontrolnej = O. Contact toxicity of pyretroids, honey bee mortality after 24 hr. of contact (%) - mortality in control group = O. przez pierwsze dni suszenia bibuły nie było wprawdzie tak radykalne jak. preparatu Corsair (śmiertelność na poziomie 80% wobec 95 %), ale zachowywał on nadal swoje trujące właściwości, które dopiero po upływie 2 tygodni traciły istotne znaczenie. 148
Ambusz. Ten preparat w omawianiu wymaga specjalnego potraktowania. W naszych badaniach okazał się on praktycznie nieszkodliwy dla pszcz6ł w żołądkowym działaniu (śmiertelność 2,7%, brak istotności). Przy zastosowaniu w stężeniu wyższym (0,03 %) niż 0,015 % ilościowe ubytki pszcz6ł nabierały już cech istotności (śmiertelność 15,3%). Pod względem toksyczności kontaktowej okazał się on najgroźniejszy z opisywanych tutaj pyretroid6w, zar6wno poziom śmiertelności, jak i długotrwałego utrzymywania się aktywności preparatu. Po 17 dniach od nasączenia bibuły śmiertelność wynosiła jeszcze 60%. Trzeba tutaj jednak wskazać, że toksyczne działanie tego preparatu uzależnione jest od temperatury otoczenia. W późniejszych naszych badaniach (G r o m i s z Z., G r o m i s z M. 1992) stwierdziliśmy, że w działaniu żołądkowym Ambusz był groźny dla pszcz6ł w temperaturach niższych (14 C), natomiast w temperaturach wyższych (34 "C) praktycznie nie szkodził im. Załamanie toksycznego działania następowało dość gwałtownie gdzieś w przedziale temperatur 24 "C - 34 "C. W opisywanym tutaj doświadczeniu klateczki z pszczołami przetrzymywane były w cieplarce, kt6ra utrzymywała temperaturę na poziomie 26 C. Ripcord. Ten preparat w działaniu żołądkowym okazał się najgroźniejszy z badanych pyretroid6w. Użyty w stężeniu 0,02 % powodował w ciągu 72 godzin w ujęciu średnim śmierć 54,7% pszcz6ł, ale w poszczeg61nych seriach (3 serie) przeciętny poziom śmiertelności był wysoce zr6żnicowany (87%, 43 %, 31 %), wo wiele większym stopniu niż w przypadku pozostałych preparat6w. Ten układ wyjaśnia nam pozorną sprzeczność, gdy w tabeli l odczytujemy dla tego preparatu, że do śmierci 50 pszcz6ł mija 7,6 dnia. Tego rodzaju wskaźnik dla pszcz6ł grupy kontrolnej jest 3,8 raza większy. W działaniu kontaktowym Ripcord wypadał nieco odmiennie od pozostałych badanych pyretroid6w. Generalnie jego szkodliwość była naj niższa. Pszczoły naniesione na świeżo nasączoną bibułę nie ginęły w 100%, ale niekt6re z nich przeżywały (6%), co było ewenementem w tych badaniach. Już po 2-godzinnym suszeniu bibuły ale aż do 3 dni śmiertelność kontaktujących się z nią pszcz6ł kształtowała się na poziomie około 30%. Przy dalszym wydłużaniu okresu suszenia bibuły groźba zatrucia pszcz6ł traciła cechy istotności, aczkolwiek w czasie do dw6ch tygodni nie możemy wykluczyć całkowicie realności zagrożenia. W tabeli l możemy odczytać, że syrop skażony był spożywany w mniejszych ilościach niż syrop czysty. W krańcowym przypadku, jaki wystąpił przy dodatku preparatu Ripcord, spożycie zmalało do 34,0%. W innej serii badań, w kt6rej stężenie preparat6w w syropie wynosiło 0,03 %, otrzymano podobne proporcje w ilości zużytego pokarmu, aczkolwiek pszczoły spożyły go przeciętnie nieco mniej (o 9,6%). W konsekwencji więc dawki preparatu, jakie przypadły na pojedynczą pszczołę, były większe przy stężeniu 0,03 %. Podajemy poniżej te dawki przeliczone na ilość substancji czynnej preparat6w oraz odpowiadający im poziom śmiertelności pszcz6ł po 24 godzinach (wyeliminowano ubytki naturalne): 149
permetryna (Corsair) 1,092 ng 2,0% 1,717 ng 19,6% permetryna (Ambusz) 1,200 ng 3,0% 2,038 ng 15,3% cypermetryna (Sherpa) 0,796 ng 21,0% 1,274 ng 41,1 % cypermetryna (Ripcord) 0,304 ng 46,0% 0,569 ng 42,7% Z praktycznego punktu widzenia jest to dobra ilustracja, jak może niewsp6łmiernie silnie wzrastać zagrożenie dla pszcz6ł na skutek zwiększania stężenia preparatu w cieczy roboczej. W przypadku permetryny tego rodzaju skutecznosc preparat6w Corsair i Ambusz kształtuje się dość klarownie i na zbliżonym poziomie: użyte w stężeniu 0,015% praktycznie nie szkodziły pszczołom, natomiast w stężeniu 0,03 % stawały się istrotnie groźne. Co do cypermetryny, kt6ra już w niższych stężeniach była szkodliwa dla pszcz6ł, nie można było powiązać w spos6b prostolinijny wielkości jej dawek ze zmianami poziomu śmiertelności tych owad6w. Og61ny rachunek wskazuje na to, że cypermetryna jako składnik preparatu Ripcord działała bardziej toksycznie niż podana pszczołom w preparacie Sherpa. Można tu się dopatrywać zależności synergetycznych, kt6rych śladów trudno wykluczyć także w relacji wzajemnej preparat6w Corsair i Ambusz. We wszystkich kombinacjach doświadczalnych syrop skażony był spożywany w znacznie mniejszych ilościach niż syrop czysty w grupach kontrolnych. Był on zatem dla pszcz6ł mniej atrakcyjny, co wskazuje między innymi na właściwości repelencyjne preparat6w. W naszym doświadczeniu występowanie tej cechy można wiązać jedynie z preparatami Corsair i Ambusz, kt6re w niższym stężeniu nie przedstawiały istotnego zagrożenia pszczołom. Natomiast ir6dła tendencji hamujących spożywanie syropu skażonego preparatem Sherpa i Ambusz trzeba w pierwszym rzędzie upatrywać w ich dość wysokim działaniu toksycznym. W serii badań preparat6w w stężeniu 0,015% (Ripcord 0,02 %) w grupie kontrolnej spożycie syropu czystego wynosiło 55,45 mg w przeliczeniu na jedną pszczołę, a przy stężeniu 0,03% - 61,37 mg. Natomiast wskaźniki spożycia odpowiadające badanym preparatom były następujące: Corsair Sherpa Ambusz Ripcord 0,015% 81,4% 47,5% 71,6% 34,0% 0,03% 57,8% 34,8% 54,9% 38,4% 150
WNIOSKI Z badanych laboratoryjnie w temperaturze 26 C pyretroid6w preparaty Sherpa i Ripcord wykazywały dość wysokie działanie toksyczne żołądkowe dla pszczół, natomiast preparaty Corsair i Ambusz użyte w niższym stężeniu (0,015%) były praktycznie nieszkodliwe. W każdym przypadku zwiększanie stężenia preparatów prowadziło do silnego wzrostu śmiertelności pszczół. Należy zatem w warunkach polowych unikać używania cieczy roboczej o zbyt wysokim stężeniu preparatów, Toksyczne działanie kontaktowe wszystkich badanych pyretroid6w utrzymywało się na wysokim poziomie poprzez 2 tygodnie, po czym w r6żnym stopniu traciły one tę cechę. Po upływie 17 dni preparaty Ambusz i Corsair wywoływały jednak nadal wysoką śmiertelność pszczół. Preparat Ripcord natomiast wyr6żniał się najszybszą utratą właściwości toksycznych, które już po upływie 2 tygodni wyraźnie się załamywała. W praktyce rolniczej powinno się zwracać uwagę na te właściwości badanych pyretroid6w, gdyż mogą one istotnie zmieniać stopień zagrożenia dla pszczół. LITERATURA B o c z e k J., O a v i s R. (1987): Wpływ subłetałnych dawek pestycydów na oawdy. Wiad. Ent. 7(1-2):39-44. F r i e s 1., W i b r a n K. (1987): Effects on honeybee coloies following appłication of the pyrethroids cypennethrin and PP 321 in Ilowering oilseed rape. Am.Bee J. 127(4):266-269. G r o m i s z Z. (1991): Wpływ temperatury na działanie preparatu Decis na pszczoły. Pszczeln.Zesz.Nauk. 35:63-68. G r o m i s z Z., G r o m i s z M. (1980): Szkodliwość pestycydu Ambusz i Zolone w stosunku do pszczół różnych ras. Pszczeln.Zesi.Nauk. 24:61-67. G r o m i s z Z., G r o m i s z M. (1992): Wpływ temperatury na szkodliwe działanie dla pszczół preparatu Ambusz. Pszczeln.Zesz.Nauk. 36:20-25. R i e l h J.P., L e v i n M.O. (1987): The pyrethroid insecticyde hazard lo honey bees. Am.Bee J. 127(11):789-790. W i I k a n i e c Z. (1980): Toksyczność niektórych pestycydów dla pszczół w badaniach laboratoryjnych. Rocz..AR Pozn. 70:147-151. W i łka n i e c Z., W Ó j t o w s k i F. (1979): Z badań nad szkodliwością niektórych insektycydów dla pszczoły miodnej. Materiały IX Sesji Naukowej Instytutu Ochrony Roślin, Poznań, s. 103-114. 151
SOME LABORATORY INVESTIGATIONS INTO THE TOXICITY OF CERTAIN PYRETROIDS TO THE HONEY BEE z o f i a G r o m i s z, M i c h a ł G r o m i s z Summary The investigations incłuded four pyretroid formulas contammg permetrin and cipermetrin. Gastric and contact toxicities at an ambient temperaturę of 26 C were examined. The addition of 0,015% of the formulas (Ripcord added at 0,02%) to the syrup caused the following bee losses: Corsair - 2,7%, Sherpa 23,1 %, Ambusz - 2,7%, Ripcord - 53,7%. When used at a higher concentration (0,03%) all formulas caused a heavy mortality rate of the treated bees. Contact toxicity of all formulas was very high and persistent. Loss of toxicity on the surface of filter paper soaked with a pyretroid was fastest for Ripcord (after 2 wks) and then for Sherpa (18% of bees died after 17 days). The mortality rates after 17 days for Corsair and Ambush were as high as 40 and 60%, respectively. Keywords: pyretroids, honey bee, toxicity. 152