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几种杀菌剂对葡萄园典型陆生生物的初级风险评估

2022-11-28吴声敢赵学平徐明飞

浙江农业学报 2022年11期
关键词:节肢动物靶标杀菌剂

吕 露,吴声敢,王 强,赵学平,徐明飞

(浙江省农业科学院 农产品质量安全与营养研究所,农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室,农业农村部农药残留检测重点实验室,浙江 杭州 310021)

葡萄在我国水果产业中具有重要的地位,其主要产区分布在新疆、陕西、河北、江苏等省份。据中华人民共和国农业农村部网站(http://www.moa.gov.cn/)提供的数据,2018年我国葡萄园种植面积达到7.251 0×105hm2,葡萄产量达1.366 68×107t。然而,葡萄在生长过程中易受雨水、高温等影响,病虫害多发,严重制约我国葡萄种植业的发展。葡萄病害多是真菌性病害,如灰霉病、霜霉病、白粉病、褐斑病等[1-2]。据中国农药信息网(http://www.chinapesticide.org.cn)统计,截至2020年11月24日,葡萄上已登记的杀菌剂达79种有效成分共计608个产品。但仍有未登记农药在葡萄上使用或被推荐使用。新疆鲜食葡萄、西安市葡萄上均有三唑酮(triadimefon)检出[3-4]。另外,乙霉威(diethofencarb)和乙烯菌核利(vinclozolin)的相关制剂产品被推荐用于防治葡萄灰霉病[5-6];三唑酮、四氟醚唑(tetraconazole)被推荐用于防治葡萄白粉病、炭疽病及白腐病等[7-9]。由先正达开发的新型琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)类杀菌剂吡唑萘菌胺,对瓜果白粉病防效较好[10-11],且对黄瓜褐斑病菌、黄瓜炭疽病菌、辣椒炭疽病菌、番茄早疫病菌、苹果斑点病菌、辣椒疫霉病菌、马铃薯晚疫病菌、番茄灰霉病菌、番茄菌核病菌、水稻稻瘟病菌和苹果轮纹病菌等多种病菌均具有较高的抑制活性[12]。但截至目前,其相关产品未在葡萄上进行登记。未登记农药产品在葡萄园中施用,对葡萄园中环境生物的危害影响是未知的,可能会威胁葡萄园生态环境健康[13]。

农药环境风险评估是欧美国家评价农药安全性的重要技术手段,已作为农药登记决策的主要依据[14-15]。我国于2016年、2017年陆续发布了《农药登记 环境风险评估指南》 (NY/T 2882),制定了一系列的风险评价方法。2017年8月1日起施行的《农药登记管理办法》中明确要求农药登记申请时,需提交环境风险评估报告。环境风险评估是对农药在环境中的暴露量及农药对环境生物的毒性进行分析比较,以风险商值表示(风险商值RQ=农药的预测环境暴露剂量/农药对环境生物的预测无效应剂量)[16]。当RQ值小于1时,风险可接受;RQ值大于1时,风险不可接受,需采取适当的风险降低措施。其中,非靶标节肢动物的风险以危害商值HQ来表示,其风险阈值为5。本研究针对葡萄上未登记但有残留检出或被推荐使用的杀菌剂三唑酮、乙霉威、四氟醚唑、乙烯菌核利以及吡唑萘菌胺[17],采用农药环境风险评估方法评估其对鸟类、蜜蜂、非靶标节肢动物及土壤生物等陆生生物的初级风险,预测上述杀菌剂可能对陆生生物产生的风险,以期为这些杀菌剂在葡萄上的科学施用及登记管理提供参考依据。

1 研究方法

1.1 所选杀菌剂的施用信息查询

所选杀菌剂在葡萄上均未登记,故检索中国农药信息网(http://www.chinapesticide.org.cn),查询所选杀菌剂的已登记信息,包括登记作物、施用方法、施用量及施药次数等。选择杀菌剂产品标签中推荐的最大施用剂量作为待评估杀菌剂的施用量(表1),其中乙霉威及吡唑萘菌胺最大施药剂量来自于其混配制剂产品,乙烯菌核利没有登记有效期内的产品,参考已过期产品的施用信息。

表1 所选杀菌剂的田间施用信息

1.2 所选杀菌剂的陆生生物毒性数据查询

据《农药登记 环境风险评估指南》(NY/T 2882)中风险评估生态毒性数据的选择依据,查询欧盟食品安全局(European Food Safety Authority,EFSA)的农药风险评估同行评议报告、美国环保署(United States Environmental Protection Agency,EPA)农药数据和农药属性数据库(Pesticide Properties Database,PPDB)等资料,获得所选杀菌剂风险评估用到的相关生态毒性数据(表2)。

表2 所选杀菌剂对陆生生物的毒性效应数据

续表2 Continued Table 2

续表2 Continued Table 2

1.3 所选杀菌剂对鸟类的初级风险评估

根据《农药登记 环境风险评估指南 第3部分:鸟类》(NY/T 2882.3—2016)中的要求及方法,评估所选杀菌剂在葡萄上喷雾施用对鸟类的风险。采用喷施场景,选择的指示物种为小型杂食鸟类。暴露分析根据施药剂量(application rate,AR)等信息计算出急性预测暴露剂量(PEDacute)、短期预测暴露剂量(PEDshort-term)和长期预测暴露剂量(PEDlong-term);效应分析由急性经口、短期饲喂和繁殖毒性试验数据计算得到预测无作用剂量(PNED)。最后,由风险商值RQ来表征农药对鸟类的风险。

1.4 所选杀菌剂对蜜蜂的初级风险评估

根据《农药登记 环境风险评估指南 第4部分:蜜蜂》(NY/T 2882.4—2016)中的要求和方法,评估所选杀菌剂在葡萄上喷雾施用对蜜蜂的风险。喷施场景下,初级暴露分析直接采用农药单次最高施药剂量作为暴露量。初级效应分析使用蜜蜂急性经口或接触毒性中毒性较高的半致死剂量(LD50)。农药对蜜蜂的风险以风险商值RQsp来表征。

1.5 所选杀菌剂对非靶标节肢动物的初级风险评估

根据《农药登记 环境风险评估指南 第7部分:非靶标节肢动物》(NY/T 2882.7—2016)中的要求和方法,同时在农田内暴露场景和农田外暴露场景下,评估所选杀菌剂在葡萄上喷雾施用对非靶标节肢动物的风险。暴露分析根据施药剂量AR等信息计算出农田内预测暴露量(PERin)和农田外预测暴露量(PERoff);初级效应分析分别选择寄生性非靶标节肢动物和捕食性非靶标节肢动物的毒性试验数据。农药对非靶标节肢动物的风险以危害商值HQ来表征。

1.6 所选杀菌剂对土壤生物的初级风险评估

根据《农药登记 环境风险评估指南 第8部分:土壤生物》(NY/T 2882.8—2017)中的要求方法,评估所选杀菌剂在葡萄上喷雾施用对土壤生物的风险。初级暴露分析采用简单模型PECsoil_SFO_China (xls)预测土壤中农药暴露量,模型输入参数见表3。PECsoil_SFO_China (xls)模型没有葡萄作物选项,选择作物选项中与葡萄植株高度相似的烟草。保险起见,作物截留系数以0进行暴露分析计算(作物生长周期选择BBCH0-09)。初级急性暴露分析使用PECmax作为预测土壤环境浓度。初级急性效应评估采用蚯蚓急性毒性试验和土壤微生物毒性试验数据计算预测无效应浓度(PNEC)。农药对土壤生物的风险以风险商值RQ来表征。

表3 土壤生物风险评估PECsoil_SFO_China (xls)模型的输入参数

2 结果与分析

2.1 杀菌剂对鸟类的初级风险

所选杀菌剂对鸟类的急性风险评估结果见表4。三唑酮、乙霉威、吡唑萘菌胺和乙烯菌核利对鸟类的急性毒性结果分别以2 000、2 250、2 000、5 629 mg·kg-1·d-1计,来进行风险评估。评估结果显示,三唑酮、乙霉威、四氟醚唑、吡唑萘菌胺、乙烯菌核利对鸟类的急性风险商值范围为0.019 3~0.163 0,均小于1,因此上述5种杀菌剂在葡萄园喷雾施用,对鸟类的急性风险均可接受。

表4 所选杀菌剂对鸟类的初级急性风险评估结果

所选杀菌剂对鸟类的短期风险评估结果见表5。其中三唑酮的短期饲喂毒性结果为8 392 mg·kg-1,按保守值0.1倍换算至LD50,为839.2 mg·kg-1·d-1。以乙霉威对绿头鸭和山齿鹑的短期饲喂毒性数据(以1 629 mg·kg-1·d-1和1 813 mg·kg-1·d-1计)的几何平均值作为乙霉威对鸟类短期饲喂毒性终点值,为1 719 mg·kg-1·d-1。由于风险评估认可的数据来源数据库中未查询到乙烯菌核利对鸟类的短期饲喂毒性数据,暂不对其初级短期暴露风险进行评估。评估结果显示,三唑酮、乙霉威、四氟醚唑、吡唑萘菌胺等4种杀菌剂喷雾施用,对鸟类的短期暴露风险商值范围为0.016 8~0.212 0,均小于1,故对鸟类的短期风险均可接受。

表5 所选杀菌剂对鸟类的初级短期风险评估结果

所选杀菌剂对鸟类的长期风险评估结果见表6。其中三唑酮的长期繁殖毒性结果为20 mg·kg-1,按保守值0.1倍换算至NOED,为2.0 mg·kg-1·d-1。同样地,乙烯菌核利对鸟类的初级长期暴露风险暂不进行评估。评估结果显示,乙霉威、吡唑萘菌胺对鸟类的长期暴露风险商值分别为0.31和0.18,小于1,两者对鸟类的长期风险可接受;三唑酮和四氟醚唑对鸟类的长期暴露风险商值分别为6.95和1.95,均大于1,故三唑酮和四氟醚唑对鸟类的长期风险不可接受。

表6 所选杀菌剂对鸟类的初级长期风险评估结果

2.2 杀菌剂对蜜蜂的初级风险

所选杀菌剂喷雾场景下对蜜蜂的急性风险评估结果见表7。三唑酮、乙霉威、四氟醚唑、吡唑萘菌胺和乙烯菌核利对蜜蜂的急性毒性结果分别以25.0、100.0、63.0、95.5、100.0 μg·蜂-1计。评估结果显示,三唑酮、乙霉威、四氟醚唑、吡唑萘菌胺、乙烯菌核利对蜜蜂的急性风险商值范围为0.019~0.240,均小于1,故5种杀菌剂对蜜蜂的风险均可接受。

表7 所选杀菌剂对蜜蜂的初级风险评估结果

2.3 杀菌剂对非靶标节肢动物的初级风险

所选杀菌剂在农田内暴露场景下对非靶标节肢动物的急性风险评估结果见表8。风险评估认可的数据来源数据库中未查询到三唑酮和乙烯菌核利对非靶标节肢动物的毒性数据,故暂不对其风险进行评估。乙霉威对蚜茧蜂的急性毒性结果及四氟醚唑对草蛉的急性毒性结果分别以1 500、250 g·hm-2计。评估结果显示,在农田内暴露场景下,四氟醚唑、吡唑萘菌胺对寄生性及捕食性非靶标节肢动物的风险商值范围为0.420~4.88,均小于5,风险均可接受;乙霉威对寄生性非靶标节肢动物的风险商值为0.563,小于5,风险可接受,但对捕食性非靶标节肢动物的风险商值为117,大于5,风险不可接受。

表8 所选杀菌剂在农田内暴露场景下对非靶标节肢动物的初级风险评估结果

所选杀菌剂在农田外暴露场景下对非靶标节肢动物的急性风险评估结果见表9。同样,三唑酮和乙烯菌核利对非靶标节肢动物的风险暂不进行评估。评估结果显示,在农田外暴露场景下,四氟醚唑、吡唑萘菌胺对寄生性及捕食性非靶标节肢动物的风险商值范围为0.029 0~0.337 0,均小于5,风险均可接受;乙霉威对寄生性非靶标节肢动物的风险商值为0.040 7,小于5,风险可接受,但对捕食性非靶标节肢动物的风险商值为8.470 0,大于5,风险不可接受。

表9 所选杀菌剂在农田外暴露场景下对非靶标节肢动物的初级风险评估结果

2.4 杀菌剂对土壤生物的初级风险

所选杀菌剂对土壤生物(蚯蚓和土壤微生物)的风险评估结果见表10。三唑酮、乙霉威、吡唑萘菌胺及乙烯菌核利对蚯蚓的急性毒性结果分别以50、500、500、1 000 mg·kg-1计。同样由于未查询到三唑酮和乙烯菌核利对土壤微生物的毒性数据,暂不对其风险进行评估。评估结果显示,三唑酮、乙霉威、四氟醚唑、吡唑萘菌胺、乙烯菌核利等5种杀菌剂对蚯蚓的初级风险商值范围为0.007 62~0.146 00,均小于1,风险均可接受;乙霉威、四氟醚唑、吡唑萘菌胺对土壤微生物的初级风险商值范围为0.132 00~0.441 00,均小于1,风险均可接受。

表10 所选杀菌剂对土壤生物的初级风险评估结果

3 讨论

环境风险评估相比于单纯以环境生物毒性作为评价指标,可以更科学、更实际地反映农药对环境生物的影响[14-15]。对环境生物高毒或剧毒的农药,若其对环境生物的暴露较小,其实际环境风险不一定大;反之,对环境生物毒性较小的农药,若其暴露剂量很大,其环境风险不一定小。故评估未登记杀菌剂对葡萄园陆生生物的风险,可以更准确地反映其对葡萄园生态环境的危害。本研究从生态环境角度出发,对葡萄上未登记杀菌剂的施用所带来的风险进行了表征,开展了三唑酮、乙霉威、四氟醚唑、吡唑萘菌胺、乙烯菌核利等5种杀菌剂对陆生生物鸟类、蜜蜂、非靶标节肢动物及土壤生物的初级风险评估。结果显示,三唑酮和四氟醚唑对鸟类的初级长期风险不可接受;乙霉威在农田内和农田外场景下对捕食性非靶标节肢动物的初级风险不可接受。

初级风险评估中的效应分析,主要基于实验室毒性数据,与实际田间农药施用对环境生物的毒性效应有差异,不能完全真实反映田间环境风险。当初级风险评估结果为不可接受时,还需进行高级风险评估或者采用有效可行的风险降低措施。对鸟类的高级风险评估,需进一步获取鸟类食物中的农药残留实测数据、植物体内农药半衰期等农药信息以优化部分评估参数,或者采用半田间及田间鸟类毒性试验监测数据等。但由于三唑酮和四氟醚唑的以上相关数据暂无,无法进一步进行高级风险评估,故可采取风险降低措施。根据《农药登记 环境风险评估指南 第7部分:非靶标节肢动物》(NY/T 2882.7—2016)中的要求,非靶标节肢动物初级风险评估不可接受时,首先考虑必要的风险降低措施。

吡唑萘菌胺对所评估的4类陆生生物的风险均可接受,故其以现有登记信息中的最大施用剂量在葡萄上喷施,不会对葡萄园环境生物产生危害影响。乙烯菌核利对鸟类、蜜蜂和蚯蚓的风险均可接受,但由于缺少其对鸟类短期饲喂、鸟类繁殖、非靶标节肢动物及土壤微生物的毒性数据,无法对以上风险进行评估。农药环境风险评估的开展,应以科学、可信的数据为基础[25]。但目前,可采用的农药毒性信息获得途径很有限,尤其是半田间及田间等高级阶段数据更是匮乏,严重影响环境风险评估结果的准确性。

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