三唑和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的复配制剂登记现状分析

王祥云,王卢燕,张昌朋,李艳杰,赵学平,蒋金花

(省部共建农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室,浙江省农业科学院 农产品质量安全与营养研究所,浙江 杭州 310021)

农药作为防治病虫害的主要手段,在保障作物稳产高产方面十分重要。农业种植中往往有多种病害同时发生,在倡导农药减量增效的大背景下,农药混配药剂(含两种或两种以上有效成分的多组分农药)已成为农药研发与使用的一个重要趋势[1]。三唑类杀菌剂和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂因具有良好的内吸性、预防活性和治疗作用而被广泛使用,是目前市场上应用最广泛、品种最多的两类杀菌剂[2]。随着传统三唑类杀菌剂长期广泛使用,在中国和不同国家多个地区均检测到对其产生抗性的病原菌,其抗性问题日益严峻[3-5]。因此,三唑类杀菌剂常与甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂复配使用,以有效延缓抗性、扩大防治范围、增强防治效果[6-9]。

三唑类杀菌剂为甾醇生物合成抑制剂,通过抑制甾醇14-α-去甲基化酶活性来抑制麦角甾醇的合成,从而影响病菌生长[5]。目前销售量较高的品种有苯醚甲环唑、戊唑醇、氟环唑、环丙唑醇等。现有研究表明,三唑类杀菌剂对多种非靶标水生生物具有一定的环境毒性风险,戊唑醇对羊角月芽藻和大型溞的急性毒性均为中毒,苯醚甲环唑对斜生栅藻具有中等毒性[10-12]。环丙唑醇对斑马鱼的急性毒性为低毒,苯醚甲环唑、戊唑醇、氟环唑对斑马鱼的毒性为中毒,且苯醚甲环唑和戊唑醇的联合毒性表现为协同作用,长期暴露易造成生物体繁殖力下降、氧化应激、内分泌紊乱等毒性效应[13-16]。

甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂通过阻止病原菌细胞色素bc1 Qo位点的电子传递来抑制线粒体的呼吸作用从而起到抑菌效果,对哺乳动物、鸟类、蜜蜂和蚯蚓等环境生物相对安全,但对水生生物具有中毒以上毒性[17]。嘧菌酯、吡唑醚菌酯、肟菌酯、啶氧菌酯为销售较高的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂。研究表明,嘧菌酯和吡唑醚菌酯对大型溞、羊角月牙藻的急性毒性分别为高毒和剧毒、高毒和中毒[11,18]。肟菌酯对稀有鮈鲫、虹鳟鱼的急性毒性均为剧毒,对大型溞、羊角月牙藻的急性毒性均为高毒[18-20]。此外,嘧菌酯、肟菌酯、吡唑醚菌酯、啶氧菌酯对斑马鱼不同生命阶段的急性毒性为高毒到剧毒,且在低浓度下可产生较强致死效应并影响其生长、发育和繁殖[21-22]。

三唑和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂在水体和土壤中滞留时间较长,过量、频繁使用容易造成农药残留、环境污染等一系列问题[10,17,23]。农药登记作为我国农药管理的重要手段,保障农药安全地进入市场,保护使用者、作物和环境安全。目前关于三唑和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂复配制剂的登记现状研究较少。因此,本文以三唑类杀菌剂和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的复配制剂为例,从剂型、毒性、施用方式、登记作物和防治对象等方面进行统计分析,以期减少使用中存在的问题,为科学合理使用农药提供参考。

1 材料与方法

根据中国农药信息网(http://www.chinapesticide.org.cn),对三唑和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的复配制剂登记情况进行查询(截至2022年4月11日),并对其登记数量、剂型、毒性、施用方式、登记作物、防治对象等进行统计,采用Excel等数据处理软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 登记数量分析

如表1所示,三唑和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂复配制剂的登记有效成分共计45种,登记数量达到489个。从登记数量看,苯醚甲环唑与甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的复配制剂登记数量最多,高达194个,占复配制剂总数的39.7%。其次为戊唑醇,高达152个,占复配制剂总数的31.3%。其余依次为氟环唑、丙环唑、己唑醇、四氟醚唑、氟硅唑、氯氟醚菌唑、粉唑醇、戊菌唑、环丙唑醇。腈菌唑和种菌唑登记数量最少,仅有1个复配制剂。甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂中嘧菌酯的复配制剂登记数量为190个,位列第一,占复配制剂总数的38.9%。其次为吡唑醚菌酯,登记数量为143个,占复配制剂总数的29.2%。其余依次为肟菌酯、醚菌酯、啶氧菌酯、烯肟菌胺。登记数量最少的是丁香菌酯、烯肟菌酯和氟嘧菌酯,仅有1种复配制剂。

根据登记数量,选出苯醚甲环唑·嘧菌酯、苯醚甲环唑·醚菌酯、苯醚甲环唑·吡唑醚菌酯、苯醚甲环唑·肟菌酯、氟环唑·嘧菌酯、氟环唑·醚菌酯、氟环唑·吡唑醚菌酯、己唑醇·嘧菌酯、丙环唑·嘧菌酯、戊唑醇·嘧菌酯、戊唑醇·醚菌酯、戊唑醇·吡唑醚菌酯、戊唑醇·肟菌酯13种复配制剂424个登记条目进一步分析其在剂型、毒性、施用方式、登记作物、防治对象的差异。

2.2 剂型分析

据图1统计,复配制剂登记的农药剂型共10种,占比最高的4种剂型分别为悬浮剂、水分散粒剂、可湿性粉剂、乳油。其中苯醚甲环唑·嘧菌酯、苯醚甲环唑·醚菌酯、苯醚甲环唑·吡唑醚菌酯、苯醚甲环唑·肟菌酯、氟环唑·嘧菌酯、氟环唑·醚菌酯、氟环唑·吡唑醚菌酯、己唑醇·嘧菌酯、丙环唑·嘧菌酯、戊唑醇·嘧菌酯、戊唑醇·吡唑醚菌酯11种复配制剂登记剂型均以悬浮剂为主,分别占该产品登记数量的98.0%、39.1%、80.8%、72.7%、76.9%、84.6%、97.1%、92.3%、85.7%、74.2%、79.1%。戊唑醇·醚菌酯、戊唑醇·肟菌酯2种复配制剂登记剂型则以水分散粒剂为主,分别占50.0%、59.6%。

SC, Suspension concentrate; EC, Emulsifiable concentrate; WP, Wettable powder; WG, Water dispersible granule; HN, Hot fogging concentrate; FS, Flowable concentrate for seed coating; UL, Ultra-low volume liquid agent; ME, Microemulsion; GR, Granule agent; CS, Microcapsule suspension. DIF·AZO, Difenoconazole·azoxystrobin; DIF·KRE, Difenoconazole·kresoxim-methyl; DIF·PYR, Difenoconazole·pyraclostrobin; DIF·TRI, Difenoconazole·trifloxystrobin; EPO·AZO, Epoxiconazole·azoxystrobin; EPO·KRE, Epoxiconazole·kresoxim-methyl; EPO·PYR, Epoxiconazole·pyraclostrobin; HEX·AZO, Hexaconazole·azoxystrobin; PRO·AZO, Propiconazol·azoxystrobin; TEB·AZO, tebuconazole·azoxystrobin; TEB·KRE, tebuconazole·kresoxim-methyl; TEB·PYR, tebuconazole·pyraclostrobin; TEB·TRI, Tebuconazole·trifloxystrobin. The same as below.图1 十三种复配制剂的剂型登记情况Fig.1 Registered formulations of 13 compound preparations

2.3 毒性分析

据图2统计,从毒性级别分析,13种复配制剂毒性均以低毒为主,登记条目高达390个,占登记总数的92.0%。中等毒性的登记条目为16个(占比3.8%),包含戊唑醇·吡唑醚菌酯、丙环唑·嘧菌酯、氟环唑·吡唑醚菌酯、苯醚甲环唑·吡唑醚菌酯4个复配制剂。微毒毒性的登记条目为18个(占比4.2%),包含戊唑醇·肟菌酯、丙环唑·嘧菌酯、氟环唑·吡唑醚菌酯、氟环唑·醚菌酯、苯醚甲环唑·肟菌酯、苯醚甲环唑·吡唑醚菌酯、苯醚甲环唑·醚菌酯、苯醚甲环唑·嘧菌酯8个复配制剂。

图2 十三种复配制剂的毒性情况Fig.2 Registered toxicity of 13 compound preparations

2.4 使用方式分析

据图3统计,复配制剂的施用方式有喷雾、种子包衣、基质拌药、沟施、撒施5种。丙环唑·嘧菌酯中仅有2个登记条目采用撒施方式,3个采用基质拌药方式,其余皆为喷雾方式(占比达78.3%)。苯醚甲环唑·吡唑醚菌酯几乎都为喷雾方式(占比达98.1%),仅有1个采用种子包衣方式。苯醚甲环唑·嘧菌酯中只有2个登记条目采用沟施方式,1个采用种子包衣方式,其余皆为喷雾方式(占比96.2%)。另外11种复配制剂的施用方式均为喷雾,登记条目高达249个,表明复配制剂的施药方式还是以喷雾为主。

2.5 登记作物-防治对象分析

复配制剂的登记作物共49种,防治对象共30种。为便于分析,将复配制剂的登记作物整体归为10个大类,分别为水果、蔬菜、林木、花卉、药材、草坪、烟草、水稻、小麦、花生。水果包括香蕉、葡萄、西瓜、草莓、石榴、柑橘、杧果、冬枣、甘蔗、苹果,蔬菜包括辣椒、黄瓜、马铃薯、番茄、蒜、姜、大豆、豇豆、玉米,林木包括桃树、苹果树、柑橘树、梨树、芒果树、山核桃树,花卉包括蔷薇科观赏花卉、食用玫瑰,药材包括枸杞、贝母、麦冬、三七、百合、人参、苍术。

据表2统计,从登记作物上分析,苯醚甲环唑·嘧菌酯的登记作物范围最广,涵盖10大类;其次为戊唑醇·吡唑醚菌酯,涵盖水果、蔬菜、林木等8大类;己唑醇·嘧菌酯的登记作物最少,仅有水果和水稻。从防治对象上分析,戊唑醇·肟菌酯的防治对象种类最多,涵盖叶斑病、白粉病、褐斑病等22种病害;其次为苯醚甲环唑·嘧菌酯,涵盖炭疽病、霜霉病、黑星病等21种病害;苯醚甲环唑·醚菌酯、苯醚甲环唑·肟菌酯和己唑醇·嘧菌酯的防治对象最少,仅对5种病害具有较好的防治效果。此外,由于白粉病潜育期短、繁殖率高,已成为农业生产中严重病害之一[24]。因此,13种复配制剂的防治对象都包含白粉病。从登记作物-防治对象上分析,复配制剂的数量和其登记作物范围、防治对象呈一定的相关性。苯醚甲环唑·肟菌酯的登记数量最少,其登记作物和防治对象均较少;己唑醇·嘧菌酯的登记数量倒数第二,其登记作物和防治对象均最少。相反,苯醚甲环唑·嘧菌酯的复配制剂数量最多,其登记作物范围最广,防治对象较多;戊唑醇·肟菌酯的登记数量次之,其登记作物范围较广,防治对象种类最多。

表2 十三种复配制剂在不同作物和防治对象上登记情况

3 结论与讨论

苯醚甲环唑、戊唑醇和嘧菌酯、吡唑醚菌酯、肟菌酯的单剂销售量在同类型杀菌剂中位居前列,而苯醚甲环唑·嘧菌酯、苯醚甲环唑·吡唑醚菌酯和戊唑醇·肟菌酯的登记数量在三唑和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂复配制剂中占比最高,复配制剂登记数量和单剂销售量成正比。其中,苯醚甲环唑·嘧菌酯、苯醚甲环唑·吡唑醚菌酯的剂型以悬浮剂为主,戊唑醇·肟菌酯以水分散粒剂为主,悬浮剂和水分散粒剂皆为环保型剂型且可直接喷雾使用,经统计发现,3种复配产品的毒性都以低毒为主,施用方式以喷雾为主。此外,复配制剂的登记作物、防治对象和登记数量正相关,苯醚甲环唑·嘧菌酯的登记作物范围最广,戊唑醇·肟菌酯的防治对象种类最多。

苯醚甲环唑·嘧菌酯、苯醚甲环唑·吡唑醚菌酯、戊唑醇·吡唑醚菌酯和戊唑醇·肟菌酯4种产品登记数量占复配制剂的50%以上,而三唑类杀菌剂中烯唑醇、三唑酮、三唑醇、丙硫菌唑、种菌唑存在复配制剂,但未有与甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂复配的产品,表明复配制剂的登记种类和数量有限,相同有效成分的重复登记情况多。此外,已登记的复配制剂主要集中在水果、林木、蔬菜、小麦、水稻等作物,用于防治炭疽病、纹枯病、白粉病、稻瘟病、叶斑病等病害,登记用途相似。农药经历了低效高毒、高效高毒、高效低毒、高效低残留的发展历程,开发高效低风险农药是未来的发展趋势[25]。经统计,三唑类和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的复配制剂在剂型上,以悬浮剂、水分散粒剂为主;在毒性上,以低毒为主,表明其复配制剂中环境友好型产品增多,并逐步向水基化、颗粒化、低毒化方向发展。复配制剂施用方式以喷雾为主,相对简单易操作,也有利于实际生产中大面积实施。

目前,不同农产品中已存在三唑和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂多残留现象,对环境生物和人体健康存在潜在的毒性风险[26-27]。研究表明,三唑和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂对水生生物具有较高的毒性,对水生生物的生长发育具有显著的致畸效应[16-17]。三唑醇、三唑酮、戊唑醇等被美国环保署(EPA)列入可能的人类致癌物名单[10]。随着三唑和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的广泛应用,将会有更多的复配剂型登记应用于作物中,进而对水生态系统安全和物种多样性造成较大的风险。研究发现,新型三唑类杀菌剂氯氟醚菌唑对鱼类、藻类、溞类等水生生物的急性毒性较其他三唑类杀菌剂低[28],而吡唑醚菌酯对非靶标水生生物具有高毒或者剧毒[17]。经统计发现,目前混剂登记中有4个氯氟醚菌唑和吡唑醚菌酯复配的产品,剂型为悬浮剂和乳油,毒性均为低毒,主要用于防治玉米大斑病、小麦白粉病、花生褐斑病、马铃薯早疫病、苹果树炭疽病等。可见,随着农药减量增效的推广,将会有更多绿色高效低毒的复配剂型登记应用于作物中。

农药在真实环境中多数以混合物的状态存在,研究表明,即使多种农药都处于基准的“安全”水平,也可能对生物产生显著的联合毒性和累积性风险,引起比单种污染物毒性更高的联合效应[29]。农药的复合毒性效应相比单一农药可能发生很大变化,因此环境中农药残留复合污染风险评估成为近年来国际关注的焦点和研究热点。目前对于三唑和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的研究主要围绕单剂的环境风险评估和复配制剂的田间药效评价,以及农药多残留检测技术的开发,对于两种农药混合污染产生的联合毒性效应及其作用机制研究,目前基本没有研究报道。因此,随着三唑和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂复配剂型的大量登记和广泛使用,需要深入研究环境中两种杀菌剂多残留的毒性作用和风险评估,对其环境风险进行全面评估以提高复配制剂使用的安全性和合理性。