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农药快讯:2020年第1期
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信息素类农药极受青睐,登记为何寥寥无几...

作者:于荣, 杨硕, 赵永辉, 嵇莉莉 更新时间:2020-01-16 点击量:3216

杜塞尔多夫学派 www.fqakf.com.cn 我国全面推行化肥、农药零增长行动,全面实施农业绿色可持续发展战略的大背景下,由于性诱剂、性迷向素等信息素类农药产品具有绿色、环保的优势,受到各级地方政府、农业技术推广部门和种植业大户的极大青睐,国内部分企业登记热情浓厚。为了让农药企业、农药使用者对信息素类农药有客观的认识,笔者通过调查研究和查询资料,现就国内外信息素类农药登记情况进行梳理,并提出相关登记建议。

 

信息素农药即我国《登记资料要求》中生物化学农药中第一类:化学信息物质。但是它与一般的生物化学农药不同,主要的不同在于信息素农药的用量极低(与自然界中昆虫的排放浓度基本一致)且专一性很强,一般不会对人体、环境及非靶标环境生物造成影响。但是,在《登记资料要求》中信息素农药的登记要求与生物化学农药一致,对于生产企业来说成本较高,因此登记积极性不高。

 

1  信息素农药主要途径

信息素(又称化学信息物质)由动植物腺体、肠或表皮产生,包括性引诱剂(一般由雌性产生)、集合信息素(两性都可产生,用于聚集饮食或繁殖)、警告信息素(受攻击时产生,用于警告)、踪迹信息素(用于定位食物来源或群体搬迁)。

 

多数信息素的有效成分是烯烃,还有一些小分子易挥发的酯类,一些信息素为手性。研究发现,鳞翅目信息素一般为中长链1020个碳原子含氧碳氢化合物,有13个双键。信息素中化学成分的相对含量决定了控制害虫种类。

 

目前,农业上利用信息素作为农药产品的主要用途有3。

 

1诱捕。通过加入人工信息素诱使并困住雄性昆虫,使雌性找不到交配对象,从而控制种群数量。这种方法对数量低的种群有效,对数量高的无效;这种方法也可以用来估计昆虫种群数量。通常在使用中比较常见的方式有制作房子式样的陷阱,困住雄虫;或采用粘板粘住雄虫;或采用放置水盆等方式淹死雄虫等。

 

2引诱杀死。通过信息素和杀虫剂混合,喷施在作物上,诱使昆虫到来并杀死,使得减少杀虫剂使用量。

 

3干扰交配即迷向技术)。通过在目标地域充分喷洒人工信息素,使雄性昆虫无法准确找到雌性交配。迷向技术有两种干扰方式竞争干扰和非竞争干扰。竞争干扰是通过喷洒的性引诱剂使雄性昆虫找不到正确的方向。非竞争干扰通常是通过掩盖昆虫自身的信息素来扰乱雄性昆虫的方向感,阻止或延迟昆虫交配,这种信息素一般人工合成,成本较高,通常在杀虫剂产生抗性或在一些环境敏感地区使用。

 

2  国外信息素农药登记情况

据文献报道,最早的信息素是1959年德国科学家A.Butenandt由雌蛾家蚕中提取、分离,鉴定为蚕蛾醇;1978年,全球第一个迷向产品(棉红铃虫)在美国登记;1979年,美国正式批准了红铃虫、家蝇、舞毒蛾和日本丽金蝇4种昆虫性信息素用于防治农业害虫;1983年,日本第一个迷向产品(茶小卷叶蛾)登记;1991年,第一个苹果蠹蛾迷向散发器在美国登记。

 

目前,全世界已经鉴定合成的昆虫信息素及其类似物达2 000多种。2016年底,全球已商品化昆虫信息素产品超过了600多种。美国EPA的化学信息素的登记数量超过70种活性化合物,300多个产品。仅迷向产品就超过120个,针对靶标害虫20余种,其中用于防治梨小食心虫和苹果蠹蛾的产品有分别有24个。

 

2.1  美国信息素农药管理政策

1994年美国国家环保局EPA就开始制订相应政策和法规,同时通过与经济合作组织OECD以及加拿大等研讨,于1997年出台登记资料要求,2001年进行修订。

 

EPA对信息素登记资料有较多的减免政策。例如1仅用于诱捕类信息素产品不需要登记(与传统农药复配的除外);2昆虫信息素每年使用剂量≤150 g a.i./英亩,减免植物中的残留代谢资料;3直链鳞翅目信息素每年使用量≤150 g a.i./ac,或用于仓储食品用量≤3.5 g a.i./1 000平方英尺,豁免制定残留限量;4直链鳞翅目信息素每年使用量≤150 g a.i./ac,减免毒理学资料;5节肢类动物信息素减免环境资料,如果使用剂量≥150 g a.i./ac/年,且预计鸟类有可能会接触到此类产品,需要有相关环境资料。

 

2.2  欧盟信息素农药管理政策

欧盟认为,为了改变害虫的行为,信息素农药的释放不太可能超过高密度目标种群的自然排放,并且依赖于嗅觉和其他适应自然排放速率的受体系统。例如,雄性鳞翅目昆虫通常对环境信息素浓度的离散范围有反应,因此高的信息素释放率可能不如中等释放率有效。控制释放技术对于在适当的时间内减缓和延长有效信息素的释放至关重要。因此,欧盟规定,如果信息素仅作为引诱剂,然后通过其方法杀死害虫,那么此种信息素不作为农药管理;另外,仅用作监测用的信息素也无需登记。当使用某种信息素产品导致与自然界中的信息素物质(或一组相关的信息素物质)的自然暴露水平相似(通过相同的途径,在一个数量级内)时,就能知道风险特征。除了定性、特征和分析方法外,不需要进一步的信息。因此,欧盟建立了估计密集种群源生物释放的信息素的方法,通过天然暴露量与农药产品相关暴露量的比较,并建立数学模型预测使用的信息素农药释放的最终浓度。

 

提供关于自然暴露水平的信息:建议采用以下方法(第步)。该方法用于从现有的实验数据估计自然中信息素的暴露水平。该计算方法可获得实际的参考值,并与农药的使用率进行比较。

 

步:估计密集种群源生物释放的信息素的方法(自然暴露水平)。

 

通常无法现场测量空气中信息素浓度或总释放率(例如,虫害的严重爆发时)。但是,可以利用以下公式来估计。

 

PRR=RIO×NRO

 

其中:PRR(种群释放率)是高密度种群源生物释放信息素的速率ng/ha/h);RIO为单个生物体在一小时内释放信息素速率ng/h);NRO为每公顷中源生物体的数量,源生物的数量可以通过各种估计种群密度方法来估算,例如监测陷阱、作物监测和损害评估。当源生物体的数量未知时,可以用以下方程来估计。

 

NRO=YLD/MPY×(INF/1OO)%×OCC

 

其中:NRO为每公顷中源生物体的数量;YLD为作物在一个种植周期内的总产量(kg/ha);MPY为每株作物的平均产量kg);INF(侵扰率)是受生物体影响百分比(%,无量纲)。OCC(占用率)是每个植株上生物体的数量(无量纲)。

 

此公式可适用于其他情况。例如当害虫不影响收获的单位时。方程式的输数据最好取自官方来源,例如粮农组织或同行评议的科学文献。

 

第二步:天然暴露量与植保产品相关暴露量的比较。植保产品的释放率应采用与第一步中公式1相同的单位和类似的方法计算。如果使用信息素农药产品引起的(通过同一途径)接触量不低于该自然界信息素(或一组相关信息素)然接触量PRR或不同类或不能比较,则应使用第三步计算接触量。重要的是,来自信息素农药产品和PRR的暴露水平要用相同的单位表示。

 

第三步:建立数学模型预测使用的信息素农药释放的最终浓度。可以选择一个合适的数学模型来预测信息素产品处理过的田块空气中的浓度。该模型通常用于获得与扩散排放相关的污染浓度,如城市或田野的情况下,扩散排放散布在给定的表面。这个模型是为户外应用而设计的。它可以与其他情况下的参数一起使用?;褂衅渌P?,但一般来说,它们被用来计算更大区域的浓度,比如泄漏或其他大规模释放的点源。

 

在相关专业方面,欧盟对于信息素农药给出了以下减免政策:1定性和理化性质方面,如果能提供合理的理由,信息素可以减免定性和理化性质资料;2当评价信息素产品是否为相同产品时,异构体比例不要求与对照产品相同;3如果仅通过挥发产生暴露及产品暴露(相同途径)与自然界信息素(或一组信息素)接近,毒理、残留、环境风险可以根据以上数学模型推断;4如果能证明,残留量不超过自然界中虫害爆发时的量,则无需提交残留数据。

 

由于信息素类农药属于天然化合物或人工合成但其结构与天然化合物相同,普遍认为安全性较好,因此,查询到的相关登记资料比较局限。

 

3  我国信息素类农药登记存在问题及建议

2019年8月,我国共登记信息素产品16个。有效成分有2种,分别是梨小性迷向素斜纹夜蛾诱集性信息素,农药类别有按照昆虫信息素分类,也有为杀虫剂,剂型有原药、饵剂、缓释管、缓释剂、挥散芯、诱芯1。

 

1  我国登记的信息素产品(截2019年8月)

 

为进一步鼓励生物农药登记,保持我国农药零增长目标稳步推进,借鉴美国及其他国家登记经验,结合国内实际情况,特提出以下信息素登记管理建议。

 

1关于信息素命名的建议。由于很多不同的昆虫信息素会有部分有效成分相同,因此建议由农药登记评审委员会对信息素产品名称进行审议,但信息素产品中的有效成分应命名。

 

2关于信息素登记剂型的建议。由于很多信息素产品的外观不同,但内部液体完全一致,因此建议将内部液体一致的产品归类为一个产品管理,登记剂型统一为挥散芯。

 

3关于信息素原药登记的建议。考虑到诱捕技术信息素的使用量极低,且美国EPA不要求仅用于诱捕类信息素产品登记(与传统农药复配的除外),建议仅要求迷向产品原药登记。

 

4关于信息素农药登记类别的建议。现我国已登记的农药产品类别有除草剂、杀虫剂、杀螨剂、杀软体动物剂、杀菌剂、杀线虫剂、植物生长调节剂、杀鼠剂、杀虫/杀菌剂,建议增加昆虫信息素农药类别。

 

5关于信息素登记试验要求的建议。由于信息素产品对昆虫的专一性很强,对作物安全及环境安全没有影响,建议减免环境、残留资料,并相应减少药效资料,仅登记防治对象,不登记作物。

 

6建议对检疫用监测产品简化登记要求,做相关豁免。


来源:《农药科学与管理》2019年第10期

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