“蚕用解氟剂”研究报告

 
                  陶 明  陶有龄 祁力言 方荣俊 王建宏 陈丙由 顾小山
                                                     (江苏省镇江蚕种场  212018)

  由于我国工业与环保工作未能协调发展,大气污染已成公害之一,工厂废气中的氯化物使养蚕业屡遭其害,为此,江浙等省先后开展了氟污染发病规律,防治技术,桑、蚕品种耐氟性能及抗氟品种的培育等一系列研究,生产上也曾有过石灰水喷洒,清水洗叶,测氟选叶季节性停产等综合防治措施,但这些措施因存有效果或操作上的问题,尚不十分理想。为能寻求更好的解决办法,多年来,课题组一直致力于家蚕解氟剂的研究,现将研究进展情况报告如下:
  1  材料与方法:
     1.l  供试蚕品种  实验室以苏5、苏6及其杂交种,农村临床以当地当季生产品种为供试材料。
     1.2  氟源  添食用氟源均为市售A、R级 NaF。
    1.3  试验方法  实验室试验采用人为添氟的方法,一般掌握标准,1一2龄50PPm、3—4龄80PPm、5龄100PPm,每日一回解氟(6小时),同时设氟和清水两种对照。农村临床选择氟污染严重的县、乡、村、户进行,以自然氟污染叶添氟,每日一回解氟(6小时),以不解氟为对照。
     1.4  调查及测试项目  龄期经过、眠起情况、眠蚕体重、生命力、茧质、卵质和经济产量、蚕沙、蚕皮、蚕体、中肠、血液的含量、血液过氧化氢酶的活力等。
  l.5 成绩比较
     主要依据生命力和经济指标进行,杂交种以单位收茧量、原种以单位制种量为经济指标。
  为比较正确地反映解氟剂改善蚕的氟中毒症状,恢复正常的水平,特设计“康复系数”一 值,定义为:康复系数(K)=(解氟区成绩一添氟区成绩)/(对照区成绩一添氟区成绩)=(X 解一Xf)/(XCk-Xf)。理论上,如果有效,K值一般应:0≤K≤1,K值越大,解效果越好。若K<0,说明有副作用存在,故当K<0,以K=0计,若K>l,则除了解氟作用外,还可能有促进机体代谢功能,故当K>1时,以K=l计。
  1.6  测试方法:含氟量均以离子选择电极法测定:过氧化氢酶活力以碘量法进行;龄期经过以50%个体所达发育度计;称量均用进口岛津EB—280电子天平(灵敏度0.001g);生物统计参照刘权著《蚕桑试验设计与统计》 
    2  研究结果
    2.l  配方筛选
    由于氟与钙有很强的亲和力,当氟化物进入蚕体后,就与体内的钙形成难溶的CaF,且 因钙与磷的平衡作用,而使蚕体的钙、磷代谢和功能发生紊乱,因此,当家蚕氟中毒后,表现出食欲降低,行动迟缓、呆状,蚕体细小、松软、抗病性低,续发细菌病等症状。
    基于这种理解及对氟化学性质的掌握,我们从补钙和补充能与钙竞争氟的其它物质;促 进代谢功能,增强整体免疫能力;抑制细菌繁殖 等诸多方面,广泛收集各种解氢材料,进行单剂筛选,再将其中效果较好的单剂,组成一系列复方进行比较。在试验中为客观公正地评价效果,常采用双育法进行试验。经多年38轮计七百余区试验,终于确定了首选配方,并将此命名为:“蚕用解氟剂”。
    2.2  解氟试验实绩

    表1显示,与添氟区相比,解氟区全龄经过明显缩短,生命力、茧质、克蚁收茧量、卵质及合格蛾圈率等经济性状指标全面大幅度提高,以康复系数K测试,其主要经济性状指标的K值在0.34-l.0之间,特别与产量相关的虫蛹率,收茧量及卵质等成绩,其K值均在0.63以上,各项平均达0.69,即使乘以0.75保守系数,也达0.52,表明本剂可以改善蚕的氟中毒症状,挽回氟污染造成的一半损失。
    为进一步阐明其解氟机理,又对其消化管血液、蚕沙、4龄眠蚕、5龄起蚕的含氟量及血液过氧化氢酶的活力进行了测定,汇成表2。


    表2说明:蚕用解氟剂可以促进氟的排泄,阻碍氟的吸收,维持体内酶系活动的正常,而且,它还保持住了象健康蚕那样,通过蜕皮向外大量排氟的功能,而添氟区的这些功能均受到了明显的障碍,分析认为,这些就是本剂能够缓解氛中毒症状的原因。
    值得注意的是:其生化测试的K值也在0.5一l.0之间,均数为0.77,乘以0.75保守系数 为:0.57,与蚕期经济性状的K值相接近,这似乎是在某种程度上暗示其解氟机理所在。
    2.3  临床试验成绩:
    为进一步验证其实验室成绩,于93、94两年中秋进行了两期临床试验。 
    2.3.l  种茧育临床试验:现将两期种茧育稚蚕解氟临床试验中有关制种产量的成绩汇成表3。

    从表3可见:在1一3龄桑叶含氟量分别为62.22、73.56、95.87PPm情况下,解氟区的虫 蛹率、发蛾率、蚕种合格率和单蛾良卵数分别为添氟对照的121.04%、103.54%、127.78%、106.95%、几项指数相乘,则得解氟区的制种成绩为解氟对照的171.27%,乘以0.75的保守系数。解氟区也可比添氟对照提高单位制种成绩53.45%,为考察其试验结论的可信程度,特将两期种茧育临床试验中解氟区与添氟区虫蛹率的成对数据,制成表4。进行成对数据的t测验。经计算t=3.5。查表得:df=5.t0.05=2.571,故认为解氟处理与添氟对照有显著水平的差异,蚕用解氟剂确实有明显的解氟效果。

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    2.3.2  丝茧育临床选择氟污染严重的江苏武进、东台和浙江菱湖进行。临床时间:94年中秋。由于东台富安(17张林),该季氟污染很轻,全龄平均仅34.28PPm,由此,现以武进、菱湖两点的成绩来考察其解氛效果。江苏武进点以解氟户桑园四周、养蚕水平相当的四户养蚕农户平均成绩为对照,浙江菱湖点以同户对照;以成对数据t测验进行统计分析。两地解氟14.2张,对照35.6张,共计48.8张。经测定:武进、菱湖两地收蚁叶及l-5龄桑叶含氟量分别为43.52、51.30、73.76、120.46、164.87、216.37PPm,全龄平均 111.71PPm。
    现将各试验户解氟与对照张种产茧量成对成绩制成表5。经计算其t=6.57,查表:f=7

叶。t0.05一2.365、t0.01=3.499,因此认为,解氟与对照张种产茧量有极显著差异,解氟剂在丝茧育临床试验中,也确实有显著的解氟效果。 两地蚕农反映:使用解氟剂后,较不解氟对照,蚕体匀正、眠起较齐、经过缩短、蚕期发病减少、茧形偏大、茧层稍厚、张种产量提高,在本次临床情况下(全龄桑叶平均含氟量110PPm),解氟区张种产茧量43.76斤,比不解氟对照29.49斤提高指数48.39%,提高张产茧14.26斤,受到蚕农和蚕技员的肯定。
    2.4  毒副作用 
    经多年实验室前后38轮试验,两期计54区种茧育临床和65.55张丝茧育临床试验中, 均未发现该配方有任何毒性作用。
    根据93年中秋杂交种解氟试验缫丝成绩,及94年春对上代解氟处理的蚕儿进行次代饲 育观察,也均未发现添食本剂对当代丝质和次代成绩有何不良影响。
    3  分析与讨论
    3.l  氟中毒蚕的致病机理分析;
    氟化物经口食下,由肠道吸收并进入血液,再达其它靶组织,使中肠、血液乃至整个蚕体的含氟量升高;由于氟与钙有很强的亲和力,当过量的氟存在时,就与体内的钙形成CaF,而使体内钙的正常代谢受到干扰,并因Ca—P平衡,又使磷的代谢和功能发生紊乱,而钙和磷的代谢及功能的这种异常变化,又将影响到酶的活性和其它物质及能量代谢,严重影响机体正常的生理活动。因为钙以各种离子形式参与生理功能和生化过程,特别是对钙结合蛋白的研究不断深入,更认为钙参与机体内各生化过程;而磷以磷酸根形式,参与生物大分子的组成和能量代谢,在生命活动中起着重要的作用。最近,在家蚕氟病机理研究方面已有报道:氟化物中毒将使中肠碱性磷酸化酶α、β型的活力受到影响,干扰中肠组织中糖原分解,使细胞能量供应减少、还将使中肠中(钙、镁)一三磷酸腺苷酶活性受到影响,使体内钙平衡失调。而影响细胞正常功能;氟还会影响谷一丙转氨酶及蛋白酶活性,引起血淋巴中钙、镁离子和蛋白质含量的下降。同时,我们还发现,氟中毒蚕通过蜕皮向外排氟的功能受到了障碍。正因为氟化物在蚕体内的这种对物质及能量代谢的广泛而深刻的影响,所以使氟中毒蚕主要表现为一种慢性中毒症状;龄期延长、眠起不齐、群体大小开差较大,蚕体细小、呆伏、行动迟缓、食欲不振、易起缩和续发细菌病而死亡、当然,含氟量过高也会出现急性中毒症状。简言之,过量的氟离子与钙离子形成CaF2,而影响到钙的活动性和机体内的Ca一P平衡,并经Ca、P再影响到其它物质及能量代谢,从而引起氟中毒症状。
    3.2  蚕用解氟剂的解氟机理:
    很据氟的性质;氟中毒蚕的症状和对氟病机理的认识,我们从补钙和补充能与钙竞争氟的其它物质、促进代谢功能、增强整体免疫能力;抑制细菌繁殖等几个方面进行配方筛选,实行综合防治。
    从测试结果看,本剂降低了组织及整个蚕体的含氟量,并能保持住蚕体本身通过蚕沙和蜕皮向外排氟的正常功能,维持体内酶系活动正常,加之,与一些增强免疫功能,促进生长的物质和抗生素的配合施用更使这种作用得到增强,从而发挥解氟作用,使中毒症状得以缓解。实际上,这些测试数据和实验临床试验成绩,均是对我们”综合防治”这一指导思想的肯定。
    3.3  蚕用解氟剂的解氟效果
    经38轮近七百余区试验、筛选出的蚕用解氟剂对于种茧育和丝茧育中的氟污染均有明显的防治作用,并经两期多点临床试验得以验证;可以挽回种茧育和丝茧育生产中氟污染所造成的一半损失,且安全、无毒,对当代丝质和次代饲育成绩亦无不良影响,为蚕桑生产提供了一种防治氟污染的新途径,达到了课题设计要求。 
    然而,现在还只是完成了课题研究,今后,我们还将在进一步提高效果,改进包装和解决生产、推广中的具体问题方面,继续开展研究工作。以让这一成果,能在生产中切实发挥效用。