2013年欧盟就已发布禁令,禁止吡虫啉、噻虫嗪及噻虫胺这三种新烟碱类农药用于由蜜蜂进行授粉的作物。如今,距离该禁令已过去十年,我们观察在此期间欧美和我国对于新烟碱农药的监管动态,发现欧盟在该领域的监管愈发严格,每年不断重复并更新生物学实验结果,为监管提供证据支持。与此同时,跨国公司为了尽可能地延长产品寿命,持续在新烟碱类产品风险缓解方面进行研究和投入,包括对产品进行全面测试、在监管条件下进行生产制造,为蜜蜂等有益昆虫和环境可持续负责。在此我们探索烟碱类农药对于环境影响的有效解决措施,以及未来可替代性产品的发展趋势。
全球监管趋于严格 欧美及时更新修订法规
近年来随着噻虫嗪等新烟碱类农药在全球大量使用,此类杀虫剂对蜜蜂等非靶标生物造成的负面影响受到了人们的高度关注,相关研究引发了是否需要限制新烟碱类农药使用的广泛讨论。多个国家和组织对部分新烟碱类杀虫剂的环境风险进行再评级或限制使用,甚至禁用。
列举2013年以来这十年间,欧美和我国对于新烟碱类农药的监管政策,总体发现,对蜜蜂的急性毒性为高毒或剧毒的新烟碱农药在部分国家几乎被禁止,欧美十分重视农药对环境的影响,因此对新烟碱农药的禁令和监管政策的出台普遍早于我国,并通过生物学实验不断更新修订,我国同时也在积极跟进。欧盟新烟碱类农药限用措施的实施,势必对我国对欧洲的农药出口贸易,以及出口欧盟的代加工农药的生产产生较大冲击,参考各国禁令有助于我们判断新烟碱类农药的贸易动向。
欧洲：
目前全球对重要媒介昆虫蜜蜂的高毒问题高度重视,欧盟从2013年7月1日起对新烟碱类杀虫剂实施限用政策,以降低或避免对蜜蜂等传粉昆虫的危害。欧盟成员国于2018年5月通过投票,确定于2018年后禁止户外施用对蜜蜂有害的吡虫啉、噻虫胺和噻虫嗪3种新烟碱类杀虫剂。2019年3月欧盟委员会授权 EFSA 对2013年版″PPP蜜蜂环境风评导则″进行更新,此次更新将把利益相关方的意见纳入考量,修订的重点为：蜜蜂自然死亡率、暴露途径(喷雾、种子处理和颗粒剂)、吸引蜜蜂的植物列表以及蜜蜂高阶风评的方法,预计修订稿于 2021年完成。
2022年10月欧盟委员会宣布,从2026年起将禁止进口含有新烟碱类有害杀虫剂残留的产品,此举为″从农场到餐桌″战略增加了极大的全球政治影响力。这项禁令涵盖对蜜蜂及其他授粉昆虫构成高风险的两款杀虫剂：噻虫胺和噻虫嗪。这两款杀虫剂在欧盟已被禁止使用,欧盟委员会承诺,将在2023年之前根据欧盟化学制品战略禁止这两种新烟碱类农药的生产和出口。
过去由于新烟碱类农药没有非常适合的替代品,欧洲曾开放紧急授权使用,欧盟食品安全局(EFSA)也曾评估成员国在2020年授予在甜菜中使用新烟碱类农药的若干紧急授权。例如,这一年英国的甜菜种植者获得一项紧急授权,可在春季使用一款即将被禁用的农药,来保护作物免遭″严重的病害侵袭″。该紧急授权将有助于以有限和针对性的方式抵御病毒性黄化病的威胁,到期后该产品将继续被禁用。
美国：
美国环保署(EPA)取消了12种会伤害蜜蜂的新烟碱类农药产品登记,已于2019年5月20日起生效,其中包括先正达、拜耳旗下的产品,取消包含噻虫胺、噻虫嗪的7项种衣剂产品登记。EPA于2022年6月16日发布了针对噻虫胺、吡虫啉和噻虫嗪这3种新烟碱类杀虫剂的最终生物学评估报告(Biological Evaluations,BEs),发现这些广泛使用的杀虫剂可能会对近四分之三的濒危物种产生不利影响。结果显示：新烟碱类杀虫剂不仅对蜜蜂和其他昆虫有害,而且对绝大多数濒危物种均会造成危害,包括所有两栖动物,大多数已经濒临灭绝的鱼类、鸟类和哺乳动物,以及授粉昆虫和它们授粉的植物。后续需要通过降低新烟碱类农药的施用率和限制施用时间来降低使用风险。
2022年,纽约州环境保护部(DEC)准备将某些含新烟碱类农药产品重新分类为″限制使用″农药,该措施已在2023年1月1日起生效。含吡虫啉、噻虫嗪和啶虫脒的产品,如果标签声明是户外、叶子表面或种子处理用途的都将重新归类为″限制使用″,以确保在特定情况下仅限于有经验的农药施用者正确使用。
中国：
截至2022年10月30日,在我国登记有效期内的新烟碱类杀虫剂产品共3714个,涉及12种主要品种,分别为吡虫啉、噻虫嗪、啶虫脒、噻虫胺、呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫啉、氟啶虫胺腈、哌虫啶、氯噻啉、环氧虫啶和氟吡呋喃酮。近年来国内研究者们也发现,部分新烟碱类杀虫剂(如吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、呋虫胺等)对蜜蜂的急性毒性为高毒或剧毒,且具有亚致死效应。此外,吡虫啉、啶虫脒、烯啶虫胺、噻虫胺、噻虫啉等还对土壤生态系统代表生物蚯蚓高毒。我国农业部农药检定所于2013年7月召开新烟碱类杀虫剂风险分析研讨会,探讨了新烟碱类杀虫剂的具体管理方案,此后我国在农药登记评审工作中更加关注农药对蜜蜂的影响。
十四、五期间,随着我国最后10种高毒农药的全面禁用,高毒农药的替代品数量将会上升。随着转基因作物逐步放开,杀虫剂用药量会进一步下降,但总体而言再减量的空间不会很大。新烟碱类杀虫剂拥有优异的性质和庞大的市场容量,用药量与过去相比有所增加,吡虫啉、啶虫脒、噻虫嗪、烯啶虫胺占据较大份额,噻虫啉、噻虫胺、呋虫胺增幅明显。禁止新烟碱类杀虫剂于我国而言还有很长一段时间,以稻飞虱为例,从当前防治稻飞虱登记农药产品数量上看,已过专利保护期的新烟碱类杀虫剂仍是现阶段稻飞虱化学防控的绝对主力,虽然还有其他抗性治理方案,但在未来,该系列杀虫剂仍将在我国化学防治中存在。
跨国公司积极采取措施 复配法和呋喃烟碱成为有效替代
拜耳2022可持续发展报告中,讨论了有关新烟碱类农药的研究及缓解措施,为减少蜜蜂接触新烟碱类杀虫剂产生的进一步风险,确定了合适的缓解措施或产品更新,改变了研发中对于新产品的风险评估。我们以拜耳为参考,观察跨国公司鉴于保护环境和有益昆虫对新烟碱类杀虫剂实施的改进措施,其中包括：
更新产品标签,以提高授粉昆虫的安全性。含有噻虫胺和/或吡虫啉的产品(叶面和种子处理)的所有标签都改进了对授粉昆虫安全性的使用说明。这些标签包括国际作物生命组织(CropLife International)开发的授粉昆虫安全图标,该图标已获联合国粮食及农业组织(FAO)的批准。
研发时测试并筛选新开发化合物早期阶段对蜜蜂的毒性,从而优化建立对授粉昆虫的安全模式,将其作为产品开发的组成部分。创新种衣剂以提高附着力,种衣剂可保护环境免受灰尘污染,还发明了种子处理终点(STEP)技术,通过避免磨损提高种子处理的质量。拜耳认为,在世界各地监管机构授权的条件下,继续制造和销售新烟碱类药物是负责且有益的,符合联合国的环境原则。
除跨国公司的战略调整外,新烟碱类农药还可通过复配解决方案和采用第三代烟碱类杀虫剂来满足替代需求。
复配解决方案例如以下：
新烟碱类杀虫剂常与马拉硫磷、毒死蜱、辛硫磷、乙酰甲胺磷、三唑磷、敌敌畏等有机磷类农药复配组合,复配后的药剂用量减少、防效提高,有效减轻了对生态环境的影响。目前新烟碱类杀虫剂与拟除虫菊酯类农药复配技术相对成熟,在我国的病虫害防治中广泛应用,此外,通过新烟碱类杀虫剂与溴氰菊酯、增效醚等联合应用可防治耐拟除虫菊酯类农药的埃及伊蚊和冈比亚按蚊,对于全球范围内卫生害虫的防治具有指导性意义。
新烟碱类农药与其他类别农药复配的应用进展,明确了农药复配优势：① 延缓抗药性；② 提高防效；③ 扩大防治谱；④ 增强持效期；⑤ 提高速效性；⑥ 调节作物生长；⑦ 减少农药用量；⑧ 改善环境风险；⑨ 降低经济成本；⑩ 改良化学农药。同时,需要高度关注复配制剂联合环境暴露问题,尤其对非靶标生物(例如害虫天敌)和敏感作物不同生长阶段的安全性,以及农药化学特征改变引起的防效差异等科学问题。不同农药合理复配或研制杀虫增效药剂是延缓抗药性、减施增效的重要举措,也是实际农业生产中该类农药可持续应用的重大策略。
第三代烟碱类杀虫剂：
以呋虫胺为例,呋虫胺是唯一不含氯原子和芳香环的烟碱类杀虫剂,被称为第三代烟碱类杀虫剂,即″呋喃烟碱″。表现出的性能比起其他新烟碱类杀虫剂更为优异,具有更卓越的内吸渗透作用,并在很低剂量下即可显示出更多杀虫活性。由于部分烟碱类杀虫剂(吡虫啉、噻虫嗪、噻虫啉、啶虫脒)在欧盟禁用,以及日本三井化学公司对呋虫胺大力开发和推广应用,加上其高效、广谱、内吸、渗透、毒性低、速效性好、持效期长、使用安全,与常规农药无交互抗性等特点,呋虫胺在农业上广泛用于水稻、蔬菜、果树、花卉等作物杀灭害虫高效,且对蜚镰、白蚁、家蝇等卫生害虫用药也高效。
呋虫胺市场广阔,剂型加工产品多样化,能满足用户施药需求,很可能成为取代第二代烟碱类杀虫剂的主流品种,目前呋虫胺销售市场增长的唯一的阻力来源于原药价格较高。呋虫胺对蜜蜂的经口毒性只有噻虫嗪的1/4.6,接触毒性是噻虫嗪的1/2,呋虫胺对蜜蜂来说仍为高毒产品,但相对其他新烟碱类杀虫剂而言,安全性要强得多。
总结
新烟碱类杀虫剂由于其广谱、高效、内吸好,且与常规农药无交互抗性等特点,深受用户喜爱,在杀虫剂市场占据了主要地位,但是其暴露出来的风险也应引起高度重视。国家应该充分考虑新烟碱类农药对蜜蜂和环境的影响,制定完善的监管政策,并及时修订更新。企业下一步开发农药新产品时,应尽量考虑可替代或交替使用的产品。
近年来复配产品的陆续上市,或许会给新烟碱类杀虫剂带来新的机会和活力,农药复配作为一种有效替代措施,其合理、科学、规范的应用,不仅延长了农药的应用周期,而且推动了有害生物防治良性循环,为生态环境的可持续发展提供了强有力的支撑。第三代烟碱类杀虫剂在某种程度上,同时具有解决新烟碱类农药负面影响的前景。