卜元卿：確保農(nóng)藥安全，她有“獨門秘笈”

文/金鳳

卜元卿

11月，剛剛獲得2021年江蘇省“最美科技工作者”稱號的卜元卿像往常一樣，奔波在城市的長江口、內(nèi)湖口，一次次采集水樣，檢測其中是否含有農(nóng)藥等污染物……“如果沒有農(nóng)藥，不僅農(nóng)業(yè)安全會受巨大影響，生態(tài)安全甚至國家安全也會受到威脅。但想用好農(nóng)藥并不容易，中國作為農(nóng)藥生產(chǎn)和使用大國，一定要有自己的關(guān)鍵核心技術(shù)?！辈吩涫菄噎h(huán)境保護農(nóng)藥環(huán)境評價與污染控制重點實驗室、有毒有害化學(xué)品生態(tài)效應(yīng)與環(huán)境健康研究中心副主任。十余年來，她和團隊創(chuàng)建了微生物農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險評價和安全使用技術(shù)體系，完善了化學(xué)農(nóng)藥對環(huán)境生物的毒理學(xué)測試方法與標準體系，并用環(huán)境安全評價引導(dǎo)農(nóng)藥企業(yè)科技創(chuàng)新。

想做研究先當(dāng)好“馴獸員”

走進生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所，在國家環(huán)境保護農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險與污染控制重點實驗室，你一定能與魚、溞、藻、蜜蜂、鵪鶉、蚯蚓、線蟲等生物不期而遇。

卜元卿的工作之一，就是在新農(nóng)藥上市前研究這些環(huán)境生物通過取食、接觸農(nóng)藥后的中毒反應(yīng)，判斷其是否具有毒性、是否會影響生態(tài)系統(tǒng)，為農(nóng)藥登記上市提供環(huán)境安全性和生態(tài)風(fēng)險評價依據(jù)。

要驗證農(nóng)藥對環(huán)境生物是否有毒副作用，首先要學(xué)會照料這些特殊的小生物，減少外界因素對它們的干擾。

“有段時間做蜜蜂幼蟲毒性試驗，一開始我們按照國際通行準則做，但發(fā)現(xiàn)空白對照組蜜蜂存活率很低，試驗結(jié)果很不理想。我們不斷向國內(nèi)外養(yǎng)蜂學(xué)專家請教，通過試驗反復(fù)測試飼料配方、飼料溫度、加料順序、移蟲裝置、培養(yǎng)裝置等，終于摸索出一套方法，最終將蜜蜂幼蟲巢外存活率提高到97%以上，試驗可重復(fù)性和可靠性大大提高?！痹诓吩淇磥?，要掌握這些環(huán)境生物的生命密碼，首先要讓這些充滿野性的小生命“聽話”，這既需要有足夠的耐心，也需要“獨門法器”。

做蜜蜂半田間試驗時，要觀察農(nóng)藥噴灑后對蜜蜂個體和蜂群的影響，但蜜蜂可不會對打擾它們的人客氣，蜇人是常有的事。

如何讓蜜蜂“淡定”如常？“此前，有研究者用二氧化碳麻醉昆蟲，是否也能用二氧化碳麻醉蜜蜂？”卜元卿和同事為蜜蜂蜂群量身定制了麻醉箱，通入二氧化碳麻醉蜜蜂，這樣不僅能方便地測量蜜蜂群落數(shù)量、幼蟲發(fā)育等參數(shù)，還能對蜜蜂個體進行精細化的試驗操作。

如今，卜元卿帶領(lǐng)團隊自主研發(fā)的蜜蜂群體麻醉法、蜜蜂自動收集裝置、陸生生態(tài)模擬裝置等一批配套設(shè)備和方法，在農(nóng)藥生態(tài)毒理學(xué)研究和農(nóng)藥登記測試試驗中發(fā)揮了重要作用。

為起草標準一步一個腳印

“微生物農(nóng)藥不易使作物病蟲害產(chǎn)生抗藥性，在環(huán)境中毒性物質(zhì)殘留率低，是最具潛力和價值的化學(xué)農(nóng)藥替代產(chǎn)品?！辈吩涫诌叿胖惶住吨腥A人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準（微生物農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險評價試驗準則NY/T3152-2017、微生物農(nóng)藥環(huán)境增殖試驗準則NY/T3278-2018）》（以下簡稱《準則》），這是我國首部微生物農(nóng)藥登記環(huán)境評估技術(shù)標準?！芭c化學(xué)農(nóng)藥使用后會不斷降解不同，微生物農(nóng)藥可能會在環(huán)境中增殖，還可能具有傳染性，做風(fēng)險評價就是要發(fā)現(xiàn)該農(nóng)藥在什么樣的條件下最具危害?！?/p>

作為《準則》的主要起草者，卜元卿回憶，如何確定微生物農(nóng)藥施用的風(fēng)險最大，是標準制訂必須突破的關(guān)鍵問題，但是由于當(dāng)時缺乏相關(guān)的基礎(chǔ)研究和數(shù)據(jù)，標準制訂的難度極大。球孢白僵菌是我國主要的真菌微生物農(nóng)藥品種，在馬尾松毛蟲和玉米螟防控方面具有良好的效果，但是球孢白僵菌也是廣譜性昆蟲病原真菌，對一些有益昆蟲也有毒性作用?！叭砸悦鄯涠拘詼y試為例，蜜蜂在不同生長期、在不同環(huán)境條件下對球孢白僵菌侵染的抵抗和響應(yīng)能力都不同?！彼貞浀馈?/p>

那段時間，卜元卿和同事們穿梭于蜂箱和實驗室之間，已經(jīng)不記得用了多少箱蜜蜂，她和同事們終于發(fā)現(xiàn)了蜜蜂和球孢白僵菌最敏感的生長期、最合適的巢外生長環(huán)境。

經(jīng)過一個又一個試驗的摸索，十年磨一劍，該團隊突破了細菌型、真菌型、病毒性微生物農(nóng)藥對不同環(huán)境生物毒性的物種敏感性、染毒途徑和作用條件等關(guān)鍵問題，最終制訂了微生物農(nóng)藥對環(huán)境生物毒性測試標準方法。

行使好產(chǎn)品登記“一票否決權(quán)”

“在我國，對于有充分數(shù)據(jù)證實的、具有危及環(huán)境、健康或農(nóng)產(chǎn)品安全的農(nóng)藥采取一票否決制。這要求我們的工作必須嚴謹，不能出一點差錯?！辈吩湔f。如何讓企業(yè)巨大的研發(fā)投入不付諸東流，又能確保農(nóng)藥使用后對生態(tài)環(huán)境安全？卜元卿的方法是，為農(nóng)藥做“CT”，幫企業(yè)完善產(chǎn)品。

卜元卿在評估一家國外企業(yè)創(chuàng)制的芽孢桿菌農(nóng)藥時發(fā)現(xiàn)，該產(chǎn)品對溞類和魚類毒性特別大，“跟企業(yè)溝通后，我們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中含有很高比例的尿素，企業(yè)將尿素作為助劑成分為芽孢桿菌提供氮源，但尿素對水生生物具有毒性。最終，企業(yè)根據(jù)我們的試驗數(shù)據(jù)調(diào)整了產(chǎn)品配方，降低了毒性風(fēng)險?！?/p>

事實證明，用環(huán)境安全評價的視角將生態(tài)風(fēng)險前置，不僅利于環(huán)保，也帶來了廣闊的市場前景。卜元卿課題組曾聯(lián)合江西一家業(yè)內(nèi)大型企業(yè)開展球孢白僵菌菌劑創(chuàng)制研究和環(huán)境安全使用技術(shù)推廣示范，雙方在江西、安徽、廣西等地采集了64株來自松毛蟲和家蠶的球孢白僵菌，通過生物測定、ISSR遺傳結(jié)構(gòu)分析，篩選得到了既對家蠶低毒、又有商品開發(fā)價值的松毛蟲?；跃?。

隨后，企業(yè)自主創(chuàng)制十余個新母藥和新制劑，獲得農(nóng)藥登記證，并在江西、安徽等地水稻二化螟、稻縱卷葉螟、番茄煙粉虱、林木松沫蟬、林木柳毒蛾等蟲害防治中得到大規(guī)模使用。

相較于看得見的危險，那些看不到、聞不到卻無處不在的污染物可能更具危險性，挑戰(zhàn)著人類的認知和防御能力。2014年起，卜元卿帶領(lǐng)團隊利用生物效應(yīng)導(dǎo)向分析、質(zhì)譜技術(shù)等先進方法，嘗試識別環(huán)境中對生物和人類有毒有害的污染物。

“最初，我們只是利用靶向分析技術(shù)建立農(nóng)藥多殘留分析方法，但農(nóng)藥在不同的環(huán)境條件下會產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物，而大多數(shù)代謝物沒有標樣，傳統(tǒng)的靶向分析技術(shù)無法識別。”為突破非靶向環(huán)境污染物全組分檢測技術(shù)，卜元卿團隊找到了國內(nèi)質(zhì)譜儀器研發(fā)公司，成立聯(lián)合研發(fā)中心，一方負責(zé)儀器開發(fā)，一方負責(zé)應(yīng)用研究，目前建立了近4000種污染物數(shù)據(jù)庫，并且將污染物與污染源進行對應(yīng)，開發(fā)出了環(huán)境污染物精準溯源軟件和應(yīng)用技術(shù)。

目前，該技術(shù)已在內(nèi)蒙古呼倫湖、浙江臺州和江蘇無錫等地應(yīng)用，為當(dāng)?shù)亟鉀Q了水質(zhì)指標異常、污染物來源不確定等問題，取得了較好的效果。

如今，卜元卿每周仍需用兩三天時間到野外開展調(diào)研，以發(fā)現(xiàn)、甄別環(huán)境中的新污染物，并持續(xù)在農(nóng)藥的環(huán)境安全性方面進行深入研究。提及這份工作的意義，她略顯羞澀地笑著說：“其實，我做的都是芝麻大小的事，但做多了也許能變成一瓶芝麻油?！?/p>

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