加拿大在高密度種植地區(qū)附近的水域中檢測(cè)到高濃度的吡蟲啉?紤]到新煙堿類殺蟲劑吡蟲啉對(duì)水生昆蟲的風(fēng)險(xiǎn),加拿大有害生物管理局(PMRA)建議在未來3~5年內(nèi)逐步淘汰吡蟲啉的大部分用途。目前該議案正在向公眾進(jìn)行為期90天的公開評(píng)議以完成終的決定,拜耳對(duì)此進(jìn)行申辯。
拜耳一直確信按照產(chǎn)品標(biāo)簽上的說明合理使用吡蟲啉不會(huì)對(duì)水生昆蟲造成危害,并且表示愿意與加拿大有害生物管理局一同開展工作,消除認(rèn)識(shí)上的分歧,基于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。拜耳認(rèn)為,PMRA的風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃中為了降低對(duì)水生昆蟲的風(fēng)險(xiǎn)而逐步淘汰吡蟲啉的農(nóng)業(yè)用途,對(duì)發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)、保護(hù)環(huán)境來說,不是建設(shè)性的解決方案。拜耳指出,已經(jīng)有很多權(quán)威的實(shí)驗(yàn)室在實(shí)地條件下研究了吡蟲啉在地表水中的濃度限值,相關(guān)數(shù)據(jù)已經(jīng)提交至監(jiān)管機(jī)構(gòu)。拜耳的專家正在仔細(xì)地研讀PMRA的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告,基于初的分析,拜耳稱,吡蟲啉在大部分地區(qū)河水中的濃度高這一情況與溫室作物和大田作物施用吡蟲啉有關(guān),但是在小麥等大田作物田的附近,吡蟲啉在河水中的濃度不高,這清楚地說明吡蟲啉的用途不同時(shí),其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需要區(qū)別對(duì)待。此外,拜耳關(guān)心的是,PMRA的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很多是不可靠的,計(jì)算采用的是不利條件下的數(shù)據(jù),而不是吡蟲啉在環(huán)境中的真實(shí)水平,這導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果過于保守。
加拿大蒙特利爾市出臺(tái)法規(guī)禁止新煙堿類殺蟲劑的使用,安大略省政府也出臺(tái)法規(guī)限制新煙堿類殺蟲劑在農(nóng)業(yè)中的使用,魁北克省的官員也在考慮是否出臺(tái)類似的法規(guī),但是整個(gè)聯(lián)邦政府并沒有禁用該產(chǎn)品?笨耸〉酿B(yǎng)蜂聯(lián)合會(huì)LéoButeau向蒙特利爾公報(bào)表示,新煙堿類殺蟲劑使用后,其成分會(huì)滲入土壤和水中,雖然新煙堿類殺蟲劑可在環(huán)境中降解,但從政府近期對(duì)16條河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果來看,魁北克省的河流均檢測(cè)出新煙堿類殺蟲劑成分?笨耸缀跛杏衩缀60%的大豆種子都使用新煙堿類殺蟲劑進(jìn)行處理,每年約影響55萬公頃的農(nóng)作物,同時(shí)對(duì)蜜蜂、鳥類、蚯蚓和水生無脊椎動(dòng)物也造成不良影響。
新煙堿類殺蟲劑近年來一直是國內(nèi)外市場(chǎng)上增長(zhǎng)快的殺蟲劑品種之一,但新煙堿類殺蟲劑對(duì)蜜蜂等傳粉昆蟲的危害越來越引起世界范圍的關(guān)注,世界多個(gè)國家和組織已經(jīng)開始采取行動(dòng),對(duì)一些新煙堿類殺蟲劑的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行重新評(píng)審。巴西對(duì)吡蟲啉、噻蟲嗪、噻蟲胺進(jìn)行重新評(píng)價(jià)。法國取消了先正達(dá)的CruiserOSR(噻蟲嗪+咯菌腈+R-甲霜靈)產(chǎn)品登記。2004年,因?yàn)榭紤]到吡蟲啉對(duì)蜜蜂的毒性,法國暫停將吡蟲啉用于玉米。2013年,美國環(huán)保署推出了新的農(nóng)藥標(biāo)簽,標(biāo)簽上標(biāo)注禁止在蜜蜂出沒的地區(qū)使用新煙堿類農(nóng)藥產(chǎn)品。由于擔(dān)心對(duì)環(huán)境的影響,歐盟于2014年禁止將吡蟲啉、噻蟲嗪和噻蟲胺用于蜜蜂采蜜的作物。2014年,新西蘭環(huán)保署拒絕進(jìn)口或生產(chǎn)種子處理殺蟲劑Ortus(噻蟲嗪)。
吡蟲啉是個(gè)商品化的新煙堿類殺蟲劑,用于作物蟲害管理。吡蟲啉具有內(nèi)吸和胃毒作用,作用于乙酰膽堿酯酶的受體,阻斷昆蟲正常的神經(jīng)傳導(dǎo),使其麻痹致死,且對(duì)乙酰膽堿受體的作用在昆蟲和哺乳動(dòng)物之間有較好的選擇性,性好,藥后1天即有較高的防效,殘效期長(zhǎng)達(dá)25天左右。吡蟲啉與傳統(tǒng)殺蟲劑作用機(jī)制不同,無交互抗性,對(duì)甘藍(lán)蚜蟲有較好防效。適用于水稻、棉花、禾谷類作物、玉米、甜菜、馬鈴薯、蔬菜、柑橘、梨樹、核果、煙草、番茄、落葉果樹等。施用方式為土壤處理(水稻、蔬菜、馬鈴薯、草坪、觀賞植物)、種子處理(谷物、玉米、大豆、油菜、甜菜、向日葵、棉花)、葉面噴施(仁果、大豆、棉花、葡萄)。該殺蟲劑還可用于防治貓、狗寵物的跳蚤。
吡蟲啉進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)后,僅有15%以母體化合物直接排出,大多數(shù)代謝途徑是通過咪唑啉環(huán)羥基化,水解為6-氯煙酸,失去硝基形成胍,6-氯煙酸和甘氨酸結(jié)合。在動(dòng)物的可食用器官和組織中發(fā)現(xiàn)的所有代謝物都含有6-氯煙酸。在植物體內(nèi),吡蟲啉通過脫去硝基、咪唑啉環(huán)羥基化,水解為6-氯煙酸和形成結(jié)合物進(jìn)行代謝,所有代謝物中含有6-氯吡啶亞甲基成分。吡蟲啉在土壤中重要的代謝途徑為:咪唑啉環(huán)氧化、還原或脫去硝基,水解為6-氯煙酸和礦物質(zhì),植物加快了這些代謝過程。吡蟲啉在土壤中屬于中度吸附,吡蟲啉和代謝物是穩(wěn)定的。吡蟲啉對(duì)家蠶有毒,使用過程中不可污染養(yǎng)蜂、養(yǎng)蠶場(chǎng)所及相關(guān)水源。
拜耳于2015年在美國上市殺線蟲劑Velum(氟吡菌酰胺+吡蟲啉),用于棉花和花生,對(duì)線蟲和早期害蟲具有廣譜和長(zhǎng)殘效防治作用。2016年10月,印度中央殺蟲劑理事會(huì)及登記委員會(huì)批準(zhǔn)登記吡蟲啉產(chǎn)品Willowood。在印度,吡蟲啉是主要的農(nóng)藥品種,用于棉花、水稻、蔬菜等,防治葉蟬、粉虱、褐飛虱等刺吸式口器害蟲。拜耳印度公司的環(huán)境科學(xué)部門在印度上市了一款新殺蟲劑Temprid(高效氟氯氰菊酯+吡蟲啉),用于防控住宅區(qū)及商業(yè)區(qū)的蟑螂。Temprid是印度含有兩種有效成分的住宅用殺蟲劑,吡蟲啉能夠刺激害蟲神經(jīng)系統(tǒng),打開鈉離子通道,然而高效氟氯氰菊酯通過結(jié)合鈉離子通道,造成神經(jīng)元去極化。兩種有效成分相輔相成,帶來的防效。此外,該款殺蟲劑的制劑無氣味,作用譜廣,既可在室內(nèi)使用,也可在室外使用。即使對(duì)那些產(chǎn)生抗性的害蟲,Temprid也具有一定的防效。
安道麥(Adama)加拿大公司推出新產(chǎn)品SOMBRERO600FS,有效成分為吡蟲啉,在種植季的初期使用,主要控制谷物、玉米、大豆中的金線蟲以及油菜中的跳甲。
表1吡蟲啉銷售額前十位的國家和作物(百萬美元)
近年來,新煙堿類殺蟲劑銷售額不斷提升,2009—2014年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為6.8%,2014年銷售額33.45億美元,在殺蟲劑中的比例為18.0%,占農(nóng)藥市場(chǎng)5.3%。其中,吡蟲啉2009—2014年的復(fù)合年增長(zhǎng)率4.1%,在新煙堿類殺蟲劑中的份額為34.7%。
噻蟲嗪是第二代新煙堿類殺蟲劑中個(gè)商品化的品種,但噻蟲嗪具有更高的活性、更高的性、更廣的殺蟲譜。
呋蟲胺為第三代新煙堿類殺蟲劑,其結(jié)構(gòu)特殊,性能與傳統(tǒng)新煙堿類殺蟲劑相比更為優(yōu)異。呋蟲胺不僅具有觸殺、胃毒作用,還具有的內(nèi)吸、滲透作用,能被水稻、蔬菜、觀賞植物等的根部和莖葉迅速吸收,并向頂傳導(dǎo)。呋蟲胺具有高效、廣譜、持效期長(zhǎng)、低毒、低殘留、對(duì)害蟲天敵等特點(diǎn),與有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類殺蟲劑以及昆蟲生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑無交互抗性。
近年來,隨著環(huán)保要求越來越高,農(nóng)藥開發(fā)的方向呈現(xiàn)高效、低毒、低殘留和低風(fēng)險(xiǎn)等特點(diǎn),殺蟲劑亦是如此。一些外企已經(jīng)開始尋找新煙堿類殺蟲劑的替代化合物,陶氏的氟啶蟲胺腈即是其中之一。拜耳作物科學(xué)于2015年在美國、加拿大和歐盟登記了對(duì)蜜蜂的新型殺蟲劑flupyradifurone,并以Sivanto200SL為商品名在美國上市,用于果樹、蔬菜和大豆等作物,防治多種刺吸式口器害蟲,對(duì)抗新煙堿類殺蟲劑的害蟲效果特別好,對(duì)蜜蜂(蜜蜂經(jīng)口LD50為1.2μg/只,接觸LD50為122μg/只),有望替代吡蟲啉。氯蟲酰胺(蜜蜂經(jīng)口LD50>104μg/只,接觸LD50>4μg/只)和氟蟲酰胺(蜜蜂經(jīng)口或接觸LD50>200g/只)等新型殺蟲劑不斷涌現(xiàn),也有望替代吡蟲啉。隨著農(nóng)藥行業(yè)的發(fā)展,會(huì)不斷開發(fā)出新的替代化合物,這也是未來的研究方向之一。