中外科研团队应用大数据分析技术解码农药生态风险

中新网上海2月20日电 (姚雪 许婧)华东理工大学20日发布消息称，该校药学院万年峰教授课题组联合中国、意大利、丹麦、英国、法国、德国的科研人员，在国际综合性著名期刊Nature子刊—Nature Communications(《自然—通讯》)上以长文形式，发表了研究成果“大数据解析生物多样性控害的依据与时代背景：农药对非靶标生物具有负面效应”，以极其庞大的数据量回答了“农药是否安全”这一话题。

自人类发明农药以来，农药对人类摆脱饥饿饥荒、维系全球粮食安全、缓解人口增长带来的食物资源短缺功不可没。然而，随着人类认知范围的扩大以及人类大健康观和大安全观的广泛传播，农药对非靶标生物安全性(尤其是人畜健康)与生态环境的影响，逐渐受到重视。当前，各利益群体对农药的安全性问题(尤其农药是否对非靶标生物具有负面影响)争论不休、各自为政。

图为万年峰(左)在指导研究生做实验。　　受访者供图　　在该项研究中，万年峰课题组率先利用大数据思维，联合6个国家11个机构的科研人员，筛查了全球88.75万个农药使用案例，构建了杀虫剂、杀菌剂和除草剂影响非靶标动物、植物与微生物的生长、繁殖、行为和生化指标数据库。该数据库包括243种杀虫剂、104种杀菌剂、124种除草剂共471种农药以及560种动物、192种植物、78种微生物和129类非物种水平的非靶标生物。

研究结果显示：杀虫剂、杀菌剂和除草剂显著抑制非靶标动物的生长、繁殖与行为，扰乱了动物的神经生理反应、细胞代谢、呼吸反应、生理生化响应等生化指标；抑制了植物的生长、繁殖，干扰了植物的光合作用、蒸腾作用、细胞代谢、呼吸反应、生理生化响应等生化指标；也抑制了微生物的生长、繁殖，破坏了微生物代谢、细胞膜通透性、生理生化响应等生化指标。

为防止过分夸大农药剂量对非靶标生物的负面影响，研究人员构建了田间推荐使用农药剂量、水域推荐农药使用剂量如何影响非靶标生物的数据库，结果显示：尽管推荐农药使用剂量的数据样本量不如所有农药使用剂量(所有农药使用剂量包括：不高于推荐农药使用剂量和高于推荐农药使用剂量)的样本量，但将农药使用剂量固定在推荐剂量范围内，杀虫剂、杀菌剂、除草剂对非靶标动物、植物、微生物的负面效应仍旧出现。

研究结果表明：随着农药剂量的加大，杀虫剂、杀菌剂、除草剂对非靶标动物、植物、微生物的负面效应逐渐加剧。

“我们这项研究还构建了迄今全球信息量最大、最健全、内容最丰富的农药影响非靶标生物的数据库，辅助材料近50万字。研究成果为在全国与全球范围内开展利用生物多样性控制植物病虫害的工作提供了科学依据。该项研究的结论，事关普通老百姓的生活，将有助于推进科学家的研究方向，美国《科学》杂志、英国BBC等国际主流媒体对我们的成果进行了专题报道。”万年峰介绍说。

如何降低农药生态风险？研究人员就此也提出了相应的政策意见，呼吁管理部门制定相关政策，在将“山水林田湖草”一起纳入生命共同体的大背景下，紧密围绕国家农药使用量零增长和生物多样性保护的方针政策，加快高效低毒低残留的绿色农药研发与应用，巧用生物各类群之间的相生相克原理，大力推广应用基于生物多样性的植物病虫害绿色防控体系(如合理的间套作、稻渔共生)，以便更好保护生物多样性，保护人类居住的地球家园。(完)