來源:《農藥》2020年第11期
作者:瀋陽中化農藥化工研發有限公司 蘆志成 劉長令
在人類與有害生物爭奪糧食的競爭中,農藥的重要性不言而喻。在農藥發展初期,一方面,由於人們對其研究不夠完善,導致部分有機氯、有機磷、有機砷、有機汞類農藥對非靶標生物也產生了巨大的影響;另一方面,早期農藥主要用於防治害蟲,尤其是以高毒性的有機磷殺蟲劑為主,故而某些名詞術語都帶有「毒」字,並被一直沿用承繼。例如,美國最早稱農藥為「經濟毒劑」(economic poisons)。其中關於對農藥活性評價時所涉及的毒力(toxicity)、聯合毒力(combined toxicity)、生物活性(biological activity)、農藥毒性(toxicity of pesticide)和毒理(toxicology)等專業名詞,是農藥界先輩們結合我國當時農藥領域發展現狀從國外翻譯而來的舶來品,給我國農藥研究帶來了長足的發展和進步。
現如今,農藥已然不是以前印象中的「毒藥」,高毒或劇毒農藥早已被淘汰或限制使用,使用劑量也已經降到很低的水平。目前獲準在中國登記銷售的所有原藥和製劑中,高毒及以上登記數量只佔6.10%,在農業生產上使用比例僅為2%,並且其銷售和使用都受到嚴格的限制。國外雜誌《Pesticide Science》於1999年底更名為《Pest Management Science》,從命名上也可以看出現代農藥更加強調對病蟲草害的預防、控制和調節,已不是一味地消滅病蟲草害。所以,某些名詞若不規範使用,對於大眾或本專業入門人員極易產生歧義和謬誤,例如毒力一詞,不管專業人士如何解釋,大眾理解就是有毒,甚至部分專業人士(主要是指大多數非農藥專業人士)同樣認為農藥就是毒藥(普遍認為農藥就是指高毒有機磷殺蟲劑,其實不然),因此某些不合時宜的農藥名詞亟需訂正。
01
毒力(toxicity)
19世紀末,有文獻使用「toxicity」描述蛇毒、動物血液以及無機鹽離子對動植物的傷害。在農藥領域,Trillat等於1909年首次使用了「toxicity」一詞,介紹了喹啉蒸氣能在短時間內殺滅蚊子,且對小動物沒有任何不良影響,如小鼠和大鼠。1913年,Demolon從農業的角度探討了含氮化合物的組成、毒力及生物化學性質。隨後有關氫氰酸、苯類衍生物、砷和煤油等對昆蟲的毒力研究相繼被報導。
中國最早有關農藥「toxicity」的記錄是「毒性」「殺蟲效力」和「毒力」,但使用界定十分模糊。1950年3月,任明道首次使用「毒力」一詞,用來描述不同濃度的雷藤提取液對綠豆蚜的殺蟲毒力。同年5月,胡秉方對毒性、殺蟲效力和毒力分別進行了表述,毒性是針對人或其他動物等非靶標生物,而殺蟲效力和毒力用來表示有機磷類殺蟲劑對昆蟲的毒害作用。1993年出版的《中國農業百科全書·農藥卷》中,將毒力定義為衡量藥劑對有害生物毒作用大小的指標之一,表示藥劑對有害生物所具有的內在致死能力。在另一部2005年版的《中國百科大辭典》中,毒力被定義為藥劑的有效成分對有害生物直接作用的性質和程度,一般指室內條件下測定的結果。2015年頒布的國家標準,將毒力規定為殺蟲藥劑對病媒生物的生物活性大小。毒力主要反映農藥本身這一單因素的作用效果,並且測定藥劑毒力與藥效試驗不同,指在室內一定的控制條件下(如溫度、溼度、光照等),採用精確的儀器和規範的操作技術,使用標準化培養或飼養出的供試生物群體進行測定,其毒力值大小通常使用致死中量(LD50)、致死中濃度(LC50)、有效中量(ED50)、有效中濃度(EC50)和擊倒中量(KD50)等來表示。
從上述文獻和定義可以確定,毒力只是表示對靶標生物的效力,其誕生是伴隨著當時有機磷類等高毒殺蟲劑的廣泛使用。後續相繼衍生出殺菌毒力、除草毒力、胃毒毒力、觸殺毒力以及毒力回歸方程名詞等。但毒力及其派生名詞在現代農業中是否繼續使用,值得商榷。
早期殺蟲劑主要是以作用於乙醯膽鹼酯酶的有機磷類為主,選擇性差,對高等動物毒性高,故使用「毒 力」。但隨著農藥品種不斷更替,作用靶標與作用機理變得更加精確和明了,選擇性也更高。例如,新菸鹼類殺蟲劑對昆蟲活性高,對哺乳動物毒性卻很低,正是利用哺乳動物和昆蟲乙醯膽鹼受體的差異;作用於魚尼丁受體的高效雙醯胺類殺蟲劑也是利用昆蟲與哺乳動物受體的不同;又如擬除蟲菊酯類殺蟲劑,作用於昆蟲更為敏感的電壓敏感鈉通道靶標,對哺乳動物和魚類毒性特別低。還有些殺蟲劑是作用於昆蟲特有而人體沒有的專一性受體,如抑制幾丁質合成的苯甲醯脲類殺蟲劑;破壞昆蟲發育的蛻皮激素類似物雙醯肼類殺蟲劑;作用於昆蟲中腸細胞的蘇雲金桿菌(B.t.),這些對人體的毒性都非常低,甚至無毒。至於除草劑和殺菌劑,作用靶標與人體差異更大,可以說現代農藥的作用已經與「毒力」的含義相差甚遠。所以繼續使用毒力等詞明顯與綠色農藥發展的事實不符,更不利於公眾對農藥的正確認識。實際上,現在使用「生物活性(biological activity)」表述農藥對靶標生物的作用更為普遍,如殺蟲(蟎)活性、殺菌活性、除草活性等,至於其派生的名詞也建議用胃毒效力、觸殺效力以及燻蒸效力等代替毒力。
02
聯合毒力(combined toxicity)和共毒係數(co-toxicity coefficient)
混配農藥是我國農藥工業的特色之一,我國絕大部分中小型農藥企業以生產混配製劑為主,登記的混配藥劑數量佔銷售總數的1/3,由於對混劑的研究十分廣泛,所以聯合毒力和共毒係數會經常被使用在文獻和教材中。聯合毒力是指2種或2種以上藥劑混用時對有害生物的毒力,有增效作用、相加作用和拮抗作用3種結果。共毒係數由孫雲沛先生於1960年首先提出運用,用來評價毒力變化的係數,有固定的計算公式,後續對該係數又有補充和修正。
其實這2個名詞含義本身沒有問題,主要是毒力已不符合現代綠色農藥的發展,建議可用聯合作用(效力)和聯合作用係數替換也許會更合適。
03
農藥毒性(toxicity of pesticide)
農藥的毒性表示農藥對生物體的損害能力,但農業上更習慣於把毒性稱為對非靶標生物的傷害,是農藥的副作用。例如,農藥通過口服、皮膚接觸或呼吸道進入生物體內(如蜜蜂、蚯蚓、魚或人等),對生理機能或器官的正常活動產生不良影響,導致人或動物中毒。
相關教材和文獻中指出:毒性與毒力沒有必然聯繫,針對的對象更是不同。不能用毒性高低去推測毒力,也不能用毒力大小去衡量毒性,好的農藥品種應該是毒力高,藥效高而毒性小,即所謂「高效、低毒」的綠色農藥。然而從大眾的角度出發,這樣的敘述確實會產生歧義,毒力高也許會被認為是毒性大,危害大。但如果修改為「毒性與活性沒有必然聯繫,針對的對象更是不同。不能用毒性高低去推測活性,也不能用活性高低去衡量毒性,好的農藥品種應該是活性好,藥效高而毒性小,即所謂「高效、低毒」的綠色農藥」。這樣則更有利於公眾對農藥的正確了解。
另外,有些農藥名稱也不合時宜,令人望文生義。如殺蟲劑毒死蜱(chlorpyrifos)常用的30%微囊懸浮劑(登記證號:PD20183505)其實是低毒農藥,0.5%顆粒劑(登記證號:PD20183475)更是屬於微毒;除草劑毒草胺(propachlor)原藥(登記證號:PD20140326)也屬於低毒;抗病毒劑毒氟磷原藥(登記證號:PD20160339)屬於低毒,其名稱中「毒」字本意指病毒。但只因這些名稱中含有毒字,就會留下「有毒」的印象,使得大眾敬而遠之,所以農藥命名也需要更加合理和完善。
04
生物活性(biological activity)與藥效(effectiveness of pesticide)
生物活性是源於醫藥,其定義為內源性或外源性物,與機體相互作用後能引起各種生物效應的特性。在農藥領域,一般指室內藥劑對靶標生物的作用大小,反映的是藥劑對蟲、菌、草等有害生物的活性。農藥的功能就是防治病蟲草害,所以其對靶標的作用是正向的,故稱作活性;而其可能對周圍環境和非靶標生物造成的不利影響,則稱為毒性。
藥效是指藥劑在各種環境因素下,對有害生物綜合作用的效果,其不僅取決於農藥的性質,還包括其他條件的多因子綜合作用。不同劑型、不同施藥技術、不同寄主植物、不同靶標生物(或稱防治對象)以及各種田間環境條件等,都與藥劑作用的效應有密切關係。因此建議將相關教材中描述的「藥效和毒力是2個不同的概念,但其結果通常是一致的,即毒力大者藥效高」修改為「藥效和活性是2個不同的概念,但其結果通常是一致的,即活性高者藥效好」,也許更為恰當。
05
毒理(toxicology)
毒理是研究毒物對生物有機體毒殺作用的機理,包括藥劑的穿透與分布、生物轉化與代謝、靶標部位的作用以及選擇性與抗藥性等內容。在農藥範疇,即是指農藥分子對靶標有害生物的作用機理和代謝等研究,也可以是研究農藥分子對非靶標生物的危害。毒理的研究可以確定農藥在分子水平的作用機制,可以指導化合物的分子設計,快速幫助獲得選擇性更好、安全性更高的農藥。
06
結 語
綜上所述,毒力是中國農藥發展初期代表高毒殺蟲劑對有害生物毒作用的大小。隨著時代的變化和農藥的發展,農藥的作用靶標越來越明確,選擇性更高,毒性也更小。故毒力、殺菌毒力、除草毒力、毒力回歸方程、聯合毒力以及共毒係數等是否仍然繼續使用,值得商榷。並且如活性、藥效和毒性等名詞,也都應明確了解其定義與內涵,合理使用。
每一個專業術語的內涵和適用範圍都與其所處的特定時代有關,公眾對農藥已經有太多的誤解與偏見,只有與時俱進,完善、修訂相關不合時宜的農藥專用名詞,併合理使用,才能避免歧義與誤導,既可推動學科的良性發展與交流,更可以促進綠色農藥發揮更大的作用,確保農業可持續發展。喜歡此內容的人還喜歡
原標題:《為農藥正名:建議修改和完善這些農藥專業術語》
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