卜元卿：確保農藥安全，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、內湖口，一次次采集水樣，檢測其中是否含有農藥等污染物……“如果沒有農藥，不僅農業安全會受巨大影響，生態安全甚至國家安全也會受到威脅。但想用好農藥并不容易，中國作為農藥生產和使用大國，一定要有自己的關鍵核心技術。”卜元卿是國家環境保護農藥環境評價與污染控制重點實驗室、有毒有害化學品生態效應與環境健康研究中心副主任。十余年來，她和團隊創建了微生物農藥環境風險評價和安全使用技術體系，完善了化學農藥對環境生物的毒理學測試方法與標準體系，并用環境安全評價引導農藥企業科技創新。

想做研究先當好“馴獸員”

走進生態環境部南京環境科學研究所，在國家環境保護農藥環境風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，就是在新農藥上市前研究這些環境生物通過取食、接觸農藥后的中毒反應，判斷其是否具有毒性、是否會影響生態系統，為農藥登記上市提供環境安全性和生態風險評價依據。

要驗證農藥對環境生物是否有毒副作用，首先要學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，但發現空白對照組蜜蜂存活率很低，試驗結果很不理想。我們不斷向國內外養蜂學專家請教，通過試驗反復測試飼料配方、飼料溫度、加料順序、移蟲裝置、培養裝置等，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，試驗可重復性和可靠性大大提高。”在卜元卿看來，要掌握這些環境生物的生命密碼，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量、幼蟲發育等參數，還能對蜜蜂個體進行精細化的試驗操作。

如今，卜元卿帶領團隊自主研發的蜜蜂群體麻醉法、蜜蜂自動收集裝置、陸生生態模擬裝置等一批配套設備和方法，在農藥生態毒理學研究和農藥登記測試試驗中發揮了重要作用。

為起草標準一步一個腳印

“微生物農藥不易使作物病蟲害產生抗藥性，在環境中毒性物質殘留率低，是最具潛力和價值的化學農藥替代產品。”卜元卿手邊放著一套《中華人民共和國農業行業標準（微生物農藥環境風險評價試驗準則NY/T3152-2017、微生物農藥環境增殖試驗準則NY/T3278-2018）》（以下簡稱《準則》），這是我國首部微生物農藥登記環境評估技術標準。“與化學農藥使用后會不斷降解不同，微生物農藥可能會在環境中增殖，還可能具有傳染性，做風險評價就是要發現該農藥在什么樣的條件下最具危害。”

作為《準則》的主要起草者，卜元卿回憶，如何確定微生物農藥施用的風險最大，是標準制訂必須突破的關鍵問題，但是由于當時缺乏相關的基礎研究和數據，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。“仍以蜜蜂毒性測試為例，蜜蜂在不同生長期、在不同環境條件下對球孢白僵菌侵染的抵抗和響應能力都不同。”她回憶道。

那段時間，卜元卿和同事們穿梭于蜂箱和實驗室之間，已經不記得用了多少箱蜜蜂，她和同事們終于發現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境。

經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、病毒性微生物農藥對不同環境生物毒性的物種敏感性、染毒途徑和作用條件等關鍵問題，最終制訂了微生物農藥對環境生物毒性測試標準方法。

行使好產品登記“一票否決權”

“在我國，對于有充分數據證實的、具有危及環境、健康或農產品安全的農藥采取一票否決制。這要求我們的工作必須嚴謹，不能出一點差錯。”卜元卿說。如何讓企業巨大的研發投入不付諸東流，又能確保農藥使用后對生態環境安全？卜元卿的方法是，為農藥做“CT”，幫企業完善產品。

卜元卿在評估一家國外企業創制的芽孢桿菌農藥時發現，該產品對溞類和魚類毒性特別大，“跟企業溝通后，我們發現產品中含有很高比例的尿素，企業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，企業根據我們的試驗數據調整了產品配方，降低了毒性風險。”

事實證明，用環境安全評價的視角將生態風險前置，不僅利于環保，也帶來了廣闊的市場前景。卜元卿課題組曾聯合江西一家業內大型企業開展球孢白僵菌菌劑創制研究和環境安全使用技術推廣示范，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遺傳結構分析，篩選得到了既對家蠶低毒、又有商品開發價值的松毛蟲專化性菌株。

隨后，企業自主創制十余個新母藥和新制劑，獲得農藥登記證，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，挑戰著人類的認知和防御能力。2014年起，卜元卿帶領團隊利用生物效應導向分析、質譜技術等先進方法，嘗試識別環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建立農藥多殘留分析方法，但農藥在不同的環境條件下會產生不同代謝產物，而大多數代謝物沒有標樣，傳統的靶向分析技術無法識別。”為突破非靶向環境污染物全組分檢測技術，卜元卿團隊找到了國內質譜儀器研發公司，成立聯合研發中心，一方負責儀器開發，一方負責應用研究，目前建立了近4000種污染物數據庫，并且將污染物與污染源進行對應，開發出了環境污染物精準溯源軟件和應用技術。

目前，該技術已在內蒙古呼倫湖、浙江臺州和江蘇無錫等地應用，為當地解決了水質指標異常、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研，以發現、甄別環境中的新污染物，并持續在農藥的環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。”

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