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摘要 草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda (J.E.Smith)是世界性重大农业迁飞害虫,在我国已呈严重暴发态势,对我国玉米等农作物生产安全构成严重威胁。农药防治是草地贪夜蛾应急防控中最有效的手段之一,但是不合理的使用农药会对环境安全和施药人员带来潜在的风险。本文结合我国田间化学农药防治草地贪夜蛾的实践和效果,评估了8种田间常用防治药剂的环境风险及其对施药人员的健康风险。推荐甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、乙基多杀菌素、氯虫苯甲酰胺、虱螨脲作为草地贪夜蛾应急防控的首推农药,甘蓝夜蛾核型多角体病毒作为首推生物药剂,高效氯氟氰菊酯和乙酰甲胺磷须谨慎使用。本研究从农药应用风险角度提出了具体的草地贪夜蛾合理用药建议,以期为草地贪夜蛾的有效安全防控提供科学依据。
关键词 草地贪夜蛾; 化学防治; 风险评估
中图分类号: S 48, S 435.13
文献标识码: A
DOI: 10.16688/j.zwbh.2020163
Abstract Fall armyworm, Spodoptera frugiperda, is a serious agricultural migratory pests. At present, the population of the fall armyworm is growing at a high-speed, which posed a great threaten to corn production in China. Pesticide is one of the most effective treatments in the emergency prevention and control of this pest, but the improper use of pesticides may result in potential risk to environment and pesticide operators. In this study, combined with the practice and control efficacy of S.frugiperda in field, the health risk to applicators and environmental risk of eight common used pesticides were assessed. As a result, emamectin benzoate, spinetoram, chlorantraniliprole and lufenuron were recommended priority for the control of the fall armyworm, and Mamestra brassicae nuclear polyhedrosis virus was as the preferred biological pesticide. Lambda-cyhalothrin and acephate must be cautiously used. This study proposed the suggestions for rational use of pesticides from the respect of risk assessment, and which is expected to provide scientific basis for effective control of S.frugiperda in China.
Key words Spodoptera frugiperda; chemical control; risk assessment
草地贪夜蛾 Spodoptera frugiperda属鳞翅目夜蛾科,是世界性重大农业迁飞害虫[1-3]。草地贪夜蛾原产于美洲热带和亚热带地区,后迁入非洲和亚洲地区,其具有寄主范围广、繁殖能力强、迁飞扩散快、危害程度高、防控难度大等特点。2019年1月草地贪夜蛾由缅甸侵入我国云南地区,当年发生扩散至全国26个省/市/自治区[4]。鉴于化学农药具有高效、速效、经济方便、不受地域季节影响的特点,化学防治成为应急防控草地贪夜蛾暴发性发生为害的主要手段[5]。我国在尚无登记专用于防治草地贪夜蛾的药剂和缺少相关化学防控经验的情况下,2019年6月,农业农村部根据农药管理条例的有关规定,在专家论证的基础上紧急提出了应急用药措施(农办农[2019]13号),其中应急用药清单主要包括甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、茚虫威、四氯虫酰胺、氯虫苯甲酰胺、高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、甲氰菊酯、溴氰菊酯、乙酰甲胺磷、虱螨脲、虫螨腈、甘蓝夜蛾核型多角体病毒、苏云金杆菌、金龟子绿僵菌、球孢白僵菌、短稳杆菌、草地贪夜蛾性诱剂等17种单剂及其相关的8种复配制剂。2020年2月,农业农村部依据专家评估将推荐用药名单调整为:甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、茚虫威、四氯虫酰胺、氯虫苯甲酰胺、虱螨脲、虫螨腈、乙基多杀菌素、氟苯虫酰胺、甘蓝夜蛾核型多角体病毒、苏云金杆菌、金龟子绿僵菌、球孢白僵菌、短稳杆菌、草地贪夜蛾性诱剂等14种单剂以及相关的14种复配制劑。同时,国内专家结合药剂室内活性筛选和主要发生区云南、广西、广东、海南等地开展的玉米田草地贪夜蛾田间药效试验的研究结果,明确了一批防治效果较好的药剂。其中甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、乙基多杀菌素、乙酰甲胺磷在所有研究结果中表现出较好的速效性和防控效果[6-7];氯虫苯甲酰胺、虱螨脲相对上述药剂的速效性较差,但是具有很好的持效性[8];高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯对草地贪夜蛾的速效性很好,但是持效性较差[9];生物农药整体的速效性和防治效果较差,只有甘蓝夜蛾核型多角体病毒对草地贪夜蛾具有较好的防效,药后10 d的防效仍然高于90%,其表现类似化学农药[9-11];其他如虫酰肼和甲氧虫酰肼等昆虫生长调节剂类杀虫剂对草地贪夜蛾也有良好的防治效果,虽然其杀虫速度较慢,但其作用机理独特,不易和其他常规杀虫剂产生交互抗性[9, 12]。 在目前主要依赖化学农药开展应急防治的条件下,可能出现用药过量的情况,进而引发农产品质量安全、环境安全和施药人员职业健康安全等一系列问题。因此,亟须及时开展农药风险评估研究。农药风险评估是指在特定条件下,评价农药对人类健康和环境安全产生不良影响的可能性和程度,是国际农药科学管理的通用做法[13]。我国在2017年发布了新《农药管理条例》及配套规章,明确提出农药登记需要提供农药风险评估报告,正式确立了风险评估在我国科学用药中的法律地位。本文基于草地贪夜蛾药剂防治风险评估需求,选择田间常用并具有良好防控效果的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、氯虫苯甲酰胺、乙基多杀菌素、虱螨脲、乙酰甲胺磷、高效氯氟氰菊酯、甲氧虫酰肼和虫酰肼等8种杀虫剂品种开展了应用环境风险和职业健康风险的系统评估,以期为我国草地贪夜蛾应急防控提供科学合理的用药建议。
1 试验方法
1.1 环境风险评估
1.1.1 问题描述
甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、氯虫苯甲酰胺、乙基多杀菌素、虱螨脲、乙酰甲胺磷、高效氯氟氰菊酯、甲氧虫酰肼和虫酰肼等8种化学农药在草地贪夜蛾应急防控中主要在玉米拔节期到喇叭口期茎叶喷雾使用。根据NY/T 2882 《农药登记 环境风险评估指南》系列标准[14-17],喷雾施药可能在特定场景下对水生生物、鸟类、蜜蜂、家蚕、地下水、非靶标节肢动物、土壤生物等非靶标生物产生安全影响。因此,针对玉米属于旱田作物的典型施药场景,本研究重点评估了喷雾场景下(单次施药)8种化学农药对鸟类、蜜蜂、地下水、土壤生物等主要非靶标生物的风险。农药化合物基本信息来源于农药电子手册,其环境归趋数据和生态毒性数据源于欧盟委员会(European Commission)、欧洲食品安全局(European Food Safety Authority)以及日本食品安全委员会(Japan’s Food Safety Commission)的评估报告,农药的每日允许摄入量值(ADI)源于《食品安全国家标准-食品中农药最大残留限量》,数据的质量和可靠性符合评估要求(表1)。
1.1.2 暴露分析
根据NY/T 2882 《农药登记 环境风险评估指南》系列标准[14-17],分别计算鸟类急性、短期和长期预测暴露剂量以及蜜蜂的预测暴露剂量;通过China Pearl模型和PECsoil_SFO_China模型预测地下水和土壤中农药暴露浓度。
1.1.3 效应分析
根据NY/T 2882 《农药登记 环境风险评估指南》系列标准[14-17],采用生态毒理学研究得出的环境生物的毒性终点以及相应的不确定因子计算预测无效应浓度。
1.1.4 风险表征
农药应用环境风险系数(RQ)用预测暴露剂量与预测无效应浓度的商值表示,若RQ≤1,则风险可接受;若RQ>1,则风险不可接受。
1.2 健康风险评估
1.2.1 问题描述
用于草地贪夜蛾应急防控的8种药剂主要是田间喷雾使用,对居民影响较小,主要考虑施药过程对施药人员的健康风险。施药过程中施药人员的暴露途径主要为经皮暴露和吸入暴露。
1.2.2 危害评估
根据农药施药人员健康风险评估指南数据筛选要求,主要选择亚急性或亚慢性经皮和吸入毒性试验数据,确定与制定施药人员的允许暴露量(AOEL)和相关的最大无作用剂量(NOAEL)。农药毒理学数据源于欧盟委员会(European Commission)和欧洲食品安全局(European Food Safety Authority)的评估报告(表2),数据的质量和可靠性符合评估要求。在推导AOEL时,采用不确定系数来减少实验动物外推和数据质量等因素引起的不确定性。
1.2.3 暴露评估
根据《农药施用人员健康风险评估指南》[18],分别计算配药过程和施药过程中施药人员的经皮暴露量和吸入暴露量。
1.2.4 风险表征
施药人员健康风险系数(RQ)主要由配药、施药过程中农药经皮暴露量和吸入暴露量与相对应的允许暴露量的商值表示。
一般情况下应将经皮暴露和吸入暴露两种暴露途径的风险系数加和得到综合风险系数,若综合风险系数RQ≤1,则健康风险可接受,若RQ
关键词 草地贪夜蛾; 化学防治; 风险评估
中图分类号: S 48, S 435.13
文献标识码: A
DOI: 10.16688/j.zwbh.2020163
Abstract Fall armyworm, Spodoptera frugiperda, is a serious agricultural migratory pests. At present, the population of the fall armyworm is growing at a high-speed, which posed a great threaten to corn production in China. Pesticide is one of the most effective treatments in the emergency prevention and control of this pest, but the improper use of pesticides may result in potential risk to environment and pesticide operators. In this study, combined with the practice and control efficacy of S.frugiperda in field, the health risk to applicators and environmental risk of eight common used pesticides were assessed. As a result, emamectin benzoate, spinetoram, chlorantraniliprole and lufenuron were recommended priority for the control of the fall armyworm, and Mamestra brassicae nuclear polyhedrosis virus was as the preferred biological pesticide. Lambda-cyhalothrin and acephate must be cautiously used. This study proposed the suggestions for rational use of pesticides from the respect of risk assessment, and which is expected to provide scientific basis for effective control of S.frugiperda in China.
Key words Spodoptera frugiperda; chemical control; risk assessment
草地贪夜蛾 Spodoptera frugiperda属鳞翅目夜蛾科,是世界性重大农业迁飞害虫[1-3]。草地贪夜蛾原产于美洲热带和亚热带地区,后迁入非洲和亚洲地区,其具有寄主范围广、繁殖能力强、迁飞扩散快、危害程度高、防控难度大等特点。2019年1月草地贪夜蛾由缅甸侵入我国云南地区,当年发生扩散至全国26个省/市/自治区[4]。鉴于化学农药具有高效、速效、经济方便、不受地域季节影响的特点,化学防治成为应急防控草地贪夜蛾暴发性发生为害的主要手段[5]。我国在尚无登记专用于防治草地贪夜蛾的药剂和缺少相关化学防控经验的情况下,2019年6月,农业农村部根据农药管理条例的有关规定,在专家论证的基础上紧急提出了应急用药措施(农办农[2019]13号),其中应急用药清单主要包括甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、茚虫威、四氯虫酰胺、氯虫苯甲酰胺、高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、甲氰菊酯、溴氰菊酯、乙酰甲胺磷、虱螨脲、虫螨腈、甘蓝夜蛾核型多角体病毒、苏云金杆菌、金龟子绿僵菌、球孢白僵菌、短稳杆菌、草地贪夜蛾性诱剂等17种单剂及其相关的8种复配制剂。2020年2月,农业农村部依据专家评估将推荐用药名单调整为:甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、茚虫威、四氯虫酰胺、氯虫苯甲酰胺、虱螨脲、虫螨腈、乙基多杀菌素、氟苯虫酰胺、甘蓝夜蛾核型多角体病毒、苏云金杆菌、金龟子绿僵菌、球孢白僵菌、短稳杆菌、草地贪夜蛾性诱剂等14种单剂以及相关的14种复配制劑。同时,国内专家结合药剂室内活性筛选和主要发生区云南、广西、广东、海南等地开展的玉米田草地贪夜蛾田间药效试验的研究结果,明确了一批防治效果较好的药剂。其中甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、乙基多杀菌素、乙酰甲胺磷在所有研究结果中表现出较好的速效性和防控效果[6-7];氯虫苯甲酰胺、虱螨脲相对上述药剂的速效性较差,但是具有很好的持效性[8];高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯对草地贪夜蛾的速效性很好,但是持效性较差[9];生物农药整体的速效性和防治效果较差,只有甘蓝夜蛾核型多角体病毒对草地贪夜蛾具有较好的防效,药后10 d的防效仍然高于90%,其表现类似化学农药[9-11];其他如虫酰肼和甲氧虫酰肼等昆虫生长调节剂类杀虫剂对草地贪夜蛾也有良好的防治效果,虽然其杀虫速度较慢,但其作用机理独特,不易和其他常规杀虫剂产生交互抗性[9, 12]。 在目前主要依赖化学农药开展应急防治的条件下,可能出现用药过量的情况,进而引发农产品质量安全、环境安全和施药人员职业健康安全等一系列问题。因此,亟须及时开展农药风险评估研究。农药风险评估是指在特定条件下,评价农药对人类健康和环境安全产生不良影响的可能性和程度,是国际农药科学管理的通用做法[13]。我国在2017年发布了新《农药管理条例》及配套规章,明确提出农药登记需要提供农药风险评估报告,正式确立了风险评估在我国科学用药中的法律地位。本文基于草地贪夜蛾药剂防治风险评估需求,选择田间常用并具有良好防控效果的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、氯虫苯甲酰胺、乙基多杀菌素、虱螨脲、乙酰甲胺磷、高效氯氟氰菊酯、甲氧虫酰肼和虫酰肼等8种杀虫剂品种开展了应用环境风险和职业健康风险的系统评估,以期为我国草地贪夜蛾应急防控提供科学合理的用药建议。
1 试验方法
1.1 环境风险评估
1.1.1 问题描述
甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、氯虫苯甲酰胺、乙基多杀菌素、虱螨脲、乙酰甲胺磷、高效氯氟氰菊酯、甲氧虫酰肼和虫酰肼等8种化学农药在草地贪夜蛾应急防控中主要在玉米拔节期到喇叭口期茎叶喷雾使用。根据NY/T 2882 《农药登记 环境风险评估指南》系列标准[14-17],喷雾施药可能在特定场景下对水生生物、鸟类、蜜蜂、家蚕、地下水、非靶标节肢动物、土壤生物等非靶标生物产生安全影响。因此,针对玉米属于旱田作物的典型施药场景,本研究重点评估了喷雾场景下(单次施药)8种化学农药对鸟类、蜜蜂、地下水、土壤生物等主要非靶标生物的风险。农药化合物基本信息来源于农药电子手册,其环境归趋数据和生态毒性数据源于欧盟委员会(European Commission)、欧洲食品安全局(European Food Safety Authority)以及日本食品安全委员会(Japan’s Food Safety Commission)的评估报告,农药的每日允许摄入量值(ADI)源于《食品安全国家标准-食品中农药最大残留限量》,数据的质量和可靠性符合评估要求(表1)。
1.1.2 暴露分析
根据NY/T 2882 《农药登记 环境风险评估指南》系列标准[14-17],分别计算鸟类急性、短期和长期预测暴露剂量以及蜜蜂的预测暴露剂量;通过China Pearl模型和PECsoil_SFO_China模型预测地下水和土壤中农药暴露浓度。
1.1.3 效应分析
根据NY/T 2882 《农药登记 环境风险评估指南》系列标准[14-17],采用生态毒理学研究得出的环境生物的毒性终点以及相应的不确定因子计算预测无效应浓度。
1.1.4 风险表征
农药应用环境风险系数(RQ)用预测暴露剂量与预测无效应浓度的商值表示,若RQ≤1,则风险可接受;若RQ>1,则风险不可接受。
1.2 健康风险评估
1.2.1 问题描述
用于草地贪夜蛾应急防控的8种药剂主要是田间喷雾使用,对居民影响较小,主要考虑施药过程对施药人员的健康风险。施药过程中施药人员的暴露途径主要为经皮暴露和吸入暴露。
1.2.2 危害评估
根据农药施药人员健康风险评估指南数据筛选要求,主要选择亚急性或亚慢性经皮和吸入毒性试验数据,确定与制定施药人员的允许暴露量(AOEL)和相关的最大无作用剂量(NOAEL)。农药毒理学数据源于欧盟委员会(European Commission)和欧洲食品安全局(European Food Safety Authority)的评估报告(表2),数据的质量和可靠性符合评估要求。在推导AOEL时,采用不确定系数来减少实验动物外推和数据质量等因素引起的不确定性。
1.2.3 暴露评估
根据《农药施用人员健康风险评估指南》[18],分别计算配药过程和施药过程中施药人员的经皮暴露量和吸入暴露量。
1.2.4 风险表征
施药人员健康风险系数(RQ)主要由配药、施药过程中农药经皮暴露量和吸入暴露量与相对应的允许暴露量的商值表示。
一般情况下应将经皮暴露和吸入暴露两种暴露途径的风险系数加和得到综合风险系数,若综合风险系数RQ≤1,则健康风险可接受,若RQ