楊同金　滕晶晶　鄭思雨　馮學(xué)慶　鮑軍輝　王巖

摘要：利用安徽省疾病預(yù)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(jīng)口毒性試驗(yàn)及評(píng)價(jià)要求》（NY 1980—2010）進(jìn)行急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)，比較5種不同類型水溶肥料對(duì)小鼠的急性經(jīng)口毒性，為肥料選擇及肥料中毒人員的救治提供依據(jù)。結(jié)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(shí)際無(wú)毒，中量元素水溶性肥料屬實(shí)際無(wú)毒或低毒，微量元素水溶性肥料屬低毒。

關(guān)鍵詞：水溶性肥料;急性經(jīng)口毒性;小鼠

中圖分類號(hào)：R114? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2020）03-0067-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.03.013

Comparative study on acute oral toxicity of water-soluble

fertilizers of different types in mice

YANG Tong-jin，TENG Jing-jing，ZHENG Si-yu，F(xiàn)ENG Xue-qing，BAO Jun-hui，WANG Yan

（Anhui Provincial Center for Disease Control and Prevention，Hefei 230601，China）

Abstract： Using the commissioned samples of water-soluble fertilizers received by Anhui Provincial Center for Disease Control and Prevention， the acute oral toxicity tests were carried out according to Fertilizer Registration-Determination and Evaluation of Acute Oral Toxicity（NY 1980—2010）， and then the acute oral toxicity of five different types water-soluble fertilizers in mice were compared， so as to provide the basis for fertilizer selection and treatment of fertilizer poisoning personnel. The results showed that the major element water-soluble fertilizers， amino acid water-soluble fertilizers and humic acid water-soluble fertilizers were actually non-toxic， the medium element water-soluble fertilizers were actually non-toxic or low toxicity， and the trace element water-soluble fertilizers belonged to low toxicity.

Key words： water-soluble fertilizer; acute oral toxicity; mice

中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，耕地總面積較大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依賴粗放型的生產(chǎn)方式，導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中用水量、用肥量的大量增加。而中國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家，人均水資源擁有量在全球倒數(shù)，一直面臨著水資源匱乏的問(wèn)題。水資源的短缺加上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)水資源需求的不斷增加，使得合理用水顯得尤為重要。中國(guó)農(nóng)村普遍存在大水漫灌、盲目施肥等現(xiàn)象，不僅造成水肥資源的巨大浪費(fèi)，還帶來(lái)了水質(zhì)、土壤污染等問(wèn)題。噴灌、微噴灌、滴灌等新技術(shù)的應(yīng)用能發(fā)揮水、肥的最大效益，在提高農(nóng)作物產(chǎn)量的同時(shí)可保護(hù)生態(tài)環(huán)境。水溶性肥料作為一種可以完全溶于水的多元復(fù)合肥料，可應(yīng)用于噴、滴灌等新技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)水肥一體化，達(dá)到省水省肥省工的目的。因此對(duì)水溶性肥料的研究成為業(yè)內(nèi)人士的重點(diǎn)項(xiàng)目[1]。

水溶性肥料按照營(yíng)養(yǎng)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(nèi)含量較低但是必需的營(yíng)養(yǎng)元素的肥料，這些營(yíng)養(yǎng)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(yīng)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(fù)合速效肥料，易被作物吸收，吸收率為普通化肥的2～3倍，營(yíng)養(yǎng)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(yǎng)分含量高且全面、配方可靈活調(diào)整、施用方便、經(jīng)濟(jì)安全、用量少的特點(diǎn)。有研究顯示，施用大量元素水溶性肥料較之習(xí)慣施肥能使辣椒顯著增產(chǎn)[3]，中量元素水溶性肥料在棉花上施用取得了明顯的增產(chǎn)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(chǎn)效果[5]。王穎等[6]系統(tǒng)研究了不同水溶性肥料在葡萄上的應(yīng)用效果，結(jié)果顯示施用大量元素水溶性肥比施用有機(jī)水溶肥或含氨基酸水溶性肥具有更好的增產(chǎn)效果和更高的經(jīng)濟(jì)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(jī)會(huì)也越來(lái)越多，更有一些群眾有意或者無(wú)意直接食用了水溶性肥料，因此對(duì)于水溶性肥料急性毒性的研究就顯得更加重要。本試驗(yàn)對(duì)5種類型水溶性肥料的小鼠急性經(jīng)口毒性進(jìn)行了系統(tǒng)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(yù)防控制中心2016—2017年接收的委托檢測(cè)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?；蚍勰┕?5份，液體共16份，用去離子水按照設(shè)定劑量配制成所需濃度供試。

1.2? 試驗(yàn)動(dòng)物

1.2.1? 動(dòng)物來(lái)源? SPF級(jí)健康成年昆明種小鼠（雌、雄各半），體重18～22 g，皆為有資質(zhì)的試驗(yàn)動(dòng)物中心提供，所有批次試驗(yàn)動(dòng)物皆有生產(chǎn)許可證號(hào)和動(dòng)物質(zhì)量合格證號(hào)，確認(rèn)健康后進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)于患病小鼠及時(shí)剔除。

1.2.2? 飼養(yǎng)條件? 試驗(yàn)動(dòng)物使用許可證編號(hào)為SYXK（皖）2013-006。小鼠飼養(yǎng)于SPF環(huán)境，動(dòng)物飼養(yǎng)環(huán)境溫度為20～25 ℃、濕度為40%～70%。所有動(dòng)物試驗(yàn)前進(jìn)行適應(yīng)性飼養(yǎng)3～7 d，自由飲水、攝食（試驗(yàn)前受試動(dòng)物隔夜禁食）。飼料由江蘇協(xié)同醫(yī)藥生物工程有限責(zé)任公司提供，審查合格證明編號(hào)為蘇飼審（2008）01008。試驗(yàn)前及正式試驗(yàn)觀察過(guò)程中按照每籠5只，預(yù)試驗(yàn)按照不同劑量和性別分籠飼養(yǎng)。

1.3? 試驗(yàn)方法

根據(jù)受試物的性質(zhì)和相關(guān)文獻(xiàn)及資料，分別采用限量法或霍恩氏法進(jìn)行試驗(yàn)。限量法預(yù)試驗(yàn)和正式試驗(yàn)均以5 000 mg/kg b.wt.劑量一次灌胃染毒;霍恩氏法預(yù)試驗(yàn)設(shè)3個(gè)劑量組（每組3只動(dòng)物，均有雌、雄性），根據(jù)染毒后24 h中毒表現(xiàn)及死亡情況確定正式試驗(yàn)劑量，一般設(shè)4個(gè)劑量組。動(dòng)物分組、觀察周期和指標(biāo)、試驗(yàn)記錄內(nèi)容及結(jié)果評(píng)定等所有操作均按照相關(guān)《肥料登記急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)及評(píng)價(jià)要求》（NY 1980—2010）[7]和筆者所在試驗(yàn)室相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序（SOP）執(zhí)行。

2? 結(jié)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(xiàn)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(duì)小鼠染毒，受試小鼠染毒后均未見明顯中毒表現(xiàn)，觀察期內(nèi)無(wú)受試動(dòng)物死亡，觀察期結(jié)束處死動(dòng)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(duì)小鼠染毒，受試動(dòng)物染毒后均未見明顯中毒表現(xiàn)，觀察期內(nèi)無(wú)受試動(dòng)物死亡，觀察期結(jié)束處死動(dòng)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(duì)小鼠染毒，中、高劑量組均于染毒后不久出現(xiàn)萎靡、少動(dòng)、伏臥等癥狀并出現(xiàn)死亡，存活小鼠分別于24、48 h后恢復(fù)正常;低劑量組小鼠均未見明顯中毒癥狀，無(wú)死亡。中毒死亡動(dòng)物大體解剖肉眼檢查主要臟器均未發(fā)現(xiàn)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(duì)小鼠染毒。10 000、4 640 mg/kg b.wt.組動(dòng)物均于染毒后10～20 min后出現(xiàn)少動(dòng)、震顫、豎毛等中毒表現(xiàn)，并進(jìn)一步出現(xiàn)倒伏、抽搐、口鼻出血等體征，多數(shù)動(dòng)物在2～4 h后出現(xiàn)死亡;2 150 mg/kg b.wt.組動(dòng)物出現(xiàn)中毒表現(xiàn)時(shí)間較遲，死亡數(shù)量較少;1 000 mg/kg b.wt.組動(dòng)物均未見中毒表現(xiàn)，無(wú)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(jīng)口LD50及毒性分級(jí)

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(duì)小鼠急性經(jīng)口LD50雌、雄性均大于5 000 mg/kg b.wt.，均屬實(shí)際無(wú)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(duì)小鼠急性經(jīng)口LD50雌、雄性均大于5 000 mg/kg b.wt.，屬實(shí)際無(wú)毒;中量元素水溶性肥料4對(duì)小鼠急性經(jīng)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(duì)小鼠急性經(jīng)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(jù)農(nóng)業(yè)部的相關(guān)規(guī)定，肥料在正式投產(chǎn)之前需要在農(nóng)業(yè)相關(guān)管理部門進(jìn)行登記備案，就需要提交毒性檢測(cè)報(bào)告?！斗柿系怯浖毙越?jīng)口毒性試驗(yàn)及評(píng)價(jià)要求（NY 1980—2010）》于2011年2月1日正式實(shí)施，所有在中國(guó)境內(nèi)登記的肥料和土壤調(diào)理劑均需按此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行毒性檢測(cè)，對(duì)于檢測(cè)項(xiàng)目、試驗(yàn)動(dòng)物、試驗(yàn)方法及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，并將急性經(jīng)口毒性評(píng)價(jià)分為符合和基本符合兩級(jí)。

本試驗(yàn)按照規(guī)范方法并結(jié)合2年多的實(shí)際工作情況，對(duì)于5種不同類型的水溶性肥料進(jìn)行了系統(tǒng)的比較，從劑型上來(lái)說(shuō)，大量元素水溶性肥料以顆?；蚍勰罟腆w為主，而含氨基酸和含腐植酸肥料則以液體為主，這可能是由于不同肥料的生產(chǎn)工藝要求不同所致。水溶性肥料的生產(chǎn)工藝主要包括物理混配型和化學(xué)合成型，前者的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是肥料純度不足，雜質(zhì)相對(duì)較多;后者純度高、外觀好，缺點(diǎn)是生產(chǎn)工藝復(fù)雜[8]。

對(duì)小鼠經(jīng)口急性毒性以微量元素水溶性肥料毒性最大，為低毒類;大多數(shù)中量元素水溶性肥料屬實(shí)際無(wú)毒，另有小部分中量元素水溶性肥料屬低毒;大量元素水溶性肥料、含氨基酸水溶性肥料、含腐殖酸水溶性肥料3類肥料均屬實(shí)際無(wú)毒。不同類型肥料的毒性機(jī)理有很多，可能是由于不同元素對(duì)細(xì)胞的毒性不同，比如銅離子有較強(qiáng)的細(xì)胞毒性;也可能與不同肥料中的重金屬含量不同有關(guān)系，還可能與生產(chǎn)過(guò)程中摻入的雜質(zhì)的多少有關(guān)。閆湘等[9]以5種水溶性肥料為研究對(duì)象，采用原子熒光光譜法和原子吸收分光光度法檢測(cè)了As、Hg和Pb、Cd、Cr含量，結(jié)果顯示不同種類肥料中重金屬含量差別很大，但具體是哪一種重金屬或哪幾種重金屬是導(dǎo)致急性中毒的主要因素還有待于進(jìn)一步研究。

結(jié)合農(nóng)業(yè)部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，本研究結(jié)果認(rèn)為微量元素水溶性肥料基本符合肥料登記急性毒性評(píng)價(jià)要求;大多數(shù)的中量元素水溶性肥料符合肥料登記急性毒性評(píng)價(jià)要求，另有小部分中量元素水溶性肥料基本符合肥料登記急性毒性評(píng)價(jià)要求;大量元素水溶性肥料、含氨基酸水溶性肥料、含腐殖酸水溶性肥料3種肥料符合肥料登記急性毒性評(píng)價(jià)要求。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于肥料的研究多集中在生產(chǎn)工藝的改善和肥料增產(chǎn)效能的提高等方面，對(duì)于肥料對(duì)人和動(dòng)物的急性毒性及慢性毒性則研究較少，盡管在肥料登記時(shí)需要提供相應(yīng)的毒性檢測(cè)報(bào)告，但是尚無(wú)學(xué)者在此方面進(jìn)行系統(tǒng)的分析和比較。于長(zhǎng)青等[10]研究了礦源性黃腐酸（腐殖酸的一種）的急性毒性和遺傳毒性，結(jié)果表明礦源性黃腐酸對(duì)大、小鼠LD50均大于 5 000 mg/kg b.wt.，且微核試驗(yàn)和精子畸形試驗(yàn)皆為陰性，這一結(jié)果與本研究結(jié)果較為一致。吳爭(zhēng)等[11]研究了一種新型含腐殖酸水溶性肥料的經(jīng)口急性毒性，結(jié)果顯示該含腐殖酸水溶性肥料的毒性分級(jí)為低毒，這與本研究結(jié)果有一定出入，其原因可能是廠家的生產(chǎn)工藝不同，其在生產(chǎn)過(guò)程中帶入了有毒雜質(zhì)，導(dǎo)致肥料的毒性增強(qiáng)。

本研究首次對(duì)5種類型水溶性肥料的急性經(jīng)口毒性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究與分析，分析結(jié)果可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和從事肥料生產(chǎn)的一線工人的自我保護(hù)提供理論依據(jù)，還可以為臨床醫(yī)生救治因誤食肥料或因職業(yè)而中毒的病人提供重要的參考信息。廣大普通群眾及農(nóng)業(yè)工作者在肥料的選用時(shí)應(yīng)盡量選擇大量元素和中量元素水溶性肥料，確實(shí)因土壤條件需要而施用微量元素水溶性肥料時(shí)要注意個(gè)人防護(hù)。農(nóng)業(yè)人員在施肥過(guò)程中要穿工作服，帶防護(hù)手套，在噴灑葉面肥時(shí)一定要戴口罩，作業(yè)人員要位于上風(fēng)口，且要確保下風(fēng)口近距離沒(méi)有人畜的存在。施肥時(shí)要嚴(yán)格按照肥料說(shuō)明書要求進(jìn)行稀釋和施肥，以免對(duì)農(nóng)作物造成損害，施肥結(jié)束要做好自我清潔，剩余肥料要妥善保存，以免誤食。施肥過(guò)程中或施肥后有任何不適感要及時(shí)就醫(yī)，并告知醫(yī)生所施用的肥料名稱及施肥的具體過(guò)程，以利于醫(yī)生的診斷和治療。

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收稿日期：2019-07-15

作者簡(jiǎn)介：楊同金（1982-），男，安徽淮南人，主管技師，碩士，主要從事毒理學(xué)研究工作，（電話）0551-63674886（電子信箱）270811832@qq.com。