转基因大豆中草甘膦残留低于小麦限量标准

2015-01-22 | 作者: 陶波 | 标签: 转基因大豆

一、基本情况

1971年Monsanto公司开发出在世界农业中具有时代意义的广谱除草剂草甘膦(Glyphosate),70年代中后期推出草甘膦异丙胺盐、胺盐与钠盐,ICI公司于1989年推出三甲毓盐。目前,草甘膦已成为世上应用最广、产量最大的农药品种,其年销售值一直居农药之首。

草甘膦目前注册登记作物已达50种以上,使用遍及世界各国。中国是草甘膦生产第一大国,到2010年生产企业50多个。目前我国草甘膦产量大的企业主要有浙江新安化工集团、镇江江南农药厂、湖北沙隆达、江苏红太阳公司等。

二、草甘膦的代谢与降解

草甘膦通过植物角质层吸收,异丙胺盐比酸吸收迅速,表面活性剂与硫酸盐能促进异丙胺盐的吸收;草甘膦通过质膜的传导比大多数除草剂,特别是非极性除草剂缓慢。草甘膦通过共质体传导,积累于植物的地上部分生组织,抑制芳香族氨基酸(苯丙氨酸、色氨酸与酪氨酸)的生物合成,导致包括蛋白质合成及次生产物若干代谢反应失调以及莽草酸合成途径受阻,其作用靶点有三:质体EPSP合成酶、胞质EPSP合成酶以及胞质3-脱氧-D-阿拉伯-庚酮-7-磷酸合成酶。

草甘膦通过两种与微生物降解近似的途径被植物代谢,一是C-N键氧化裂解产生AMPA,另一途径是C-P键被C-P裂解酶分解产生N-甲基氨基酸。在河流与缓慢流动的池塘内,草甘膦通过稀释及与土壤结合迅速消失,半衰期<10h;草甘膦与土壤结合,迅速消失。

三、草甘膦毒理及限量制定

(1)毒理学情况

按我国农药毒性分级,草甘膦原药为低毒。其大鼠急性经口LD50>5000(mg/kg),大鼠急性经皮LD50>2000 mg/kg,羊LD50>3530 mg/kg,兔急性经皮LD50>5000 mg/kg,大鼠急性吸入LD50(半致死浓度)>4.43 mg/L(4小时鼻暴露),对兔皮肤无刺激、眼睛有刺激。大鼠2年慢性喂养试验最大无作用剂量100 mg/kg(体重)/天。草甘膦对水生生物毒性较低,对蜜蜂和鸟类无毒害,对天敌及有益生物较安全。在试验剂量范围内,未见对试验动物有蓄积毒性、致突变、致畸、致癌作用。

根据上述实验最大无作用剂量最低值100 mg/kg(大鼠两年慢性喂养试验),除以100倍安全系数,得出人的每日允许摄入量为1 mg/公斤体重。表1列出了草甘膦与其他几种化学物质的毒性比较。

表1草甘膦与其他几种除草剂的毒性比较
除草剂名称
大鼠急性经口LD50mg/kg
家兔急性经皮LD50mg/kg
毒性说明
草甘膦(原粉)
4300
>5000
草甘膦在动物体内不蓄积。在试验条件下对动物未见致畸、致突变、致癌作用。对鱼和水生生物毒性较低;对蜜蜂和鸟类无毒害;对天敌及有益生物较安全。
草甘膦(纯品)
4320
>7940
食盐(氯化钠纯品)
3750
百草枯
150
204
对家禽、鱼、蜜蜂低毒。对眼睛有刺激作用,可引起指甲、皮肤溃烂等;口服3克即可导致系统性中毒,并导致肝、肾等多器官衰竭,肺部纤维化(不可逆)和呼吸衰竭。因中毒前期治疗黄金期内症状不明显,容易误诊或忽视病情
乙草胺
1160
794
 
 

注:在毒理学中,半数致死量(median lethal dose),简称LD50(即Lethal Dose,50'),是描述有毒物质或辐射的毒性的常用指标;指使实验动物一次染毒后,在既定实验期间和条件下统计学上半数实验动物死亡所使用的毒物剂量。

可见,草甘膦作为一种世界范围内广泛使用的除草剂,其毒性是非常低的,就鼠的经口毒性来说,比食盐的还要低。相关研究表明:草甘膦在动物体内不蓄积。在试验条件下对动物未见致畸、致突变、致癌作用。对鱼和水生生物毒性较低;对蜜蜂和鸟类无毒害;对天敌及有益生物较安全。

(2)草甘膦在植物体中的残留标准限量制定

在植物中,草甘膦缓慢代谢,主要代谢物为氨基甲基磷酸(AMPA)。国际食品法典委员会是制定国际食品标准政府间组织。2005年,联合国粮农组织和世界卫生组织专家开展了最近一次草甘膦残留限量评估,经过国际食品法典委员会审议后,发布了干大豆籽粒中草甘膦残留限量为20 mg/kg,全球膳食评估结果认为这个限量不会对公众健康造成危害。美国、欧盟和日本等主要农产品贸易国家和地区都将草甘膦限量标准设定为20 mg/kg。资料表明:不同的国家(地区)和相关机构对植物(食品)中草甘膦的限量标准不同,如:

1、中国:现已制定了草甘膦11项残留限量标准(mg/kg),分别为稻谷0.1、小麦5、小麦粉0.5、全麦粉5、玉米1、水果0.1、甘蔗2、棉籽油0.05、茶叶1、柑橘0.5、苹果0.5。

2、国际食品法典委员会(CAC):制定了草甘膦在大豆等产品上共28项残留限量标准(mg/kg),分别为大豆(干)20、豆类(干)2、豆类饲料200、甘蔗2、谷物30、哺乳动物肉(海洋哺乳动物肉除外)0.05、蛋0.05、干草或干草饲料500、干大麦秸秆400、干高粱秆及饲料50、干燕麦麦秆和草料100、甘蔗糖浆10、家禽肉0.05、可食用家禽内脏0.5、可食用内脏(哺乳动物)5、可食用猪内脏0.5、棉籽40、苜蓿饲料500、奶0.05、豌豆(干)5、豌豆干草或豌豆干饲料500、未加工小麦糠20、香蕉0.05、向日葵籽7、小麦秆及饲料(干)300、油菜籽20、玉米5、玉米饲料(干)150。

3、美国:制定了草甘膦在大豆等产品上共172项残留限量标准(mg/kg),如大豆(干)20、大豆草料100、大豆甘草料200、大豆壳100等等。

4、欧盟:制定了草甘膦在大豆等产品上共340项残留限量标准(mg/kg),如大豆(干)20、豆类蔬菜0.1等。

5、日本:制定了草甘膦在大豆等产品上共205项残留限量标准(mg/kg),如大豆(干)20、蚕豆2、豆类(干)2、其它豆类(豆荚类)2等。表2列出了大豆及其相关制品中的限量情况。
表2大豆及相关产品中草甘膦限量规定情况
产品类别
最大残留限量(mg/kg)
CAC
美国
欧盟
日本
韩国
大豆
20
20
20
20
20
大豆干草
200
100
-
-
-
大豆壳
-
100
-
 
-
大豆青饲料
500
200
-
-
-
大豆种子
20
20
-
--
-


由于我国没有推广抗草甘膦转基因大豆,同时草甘膦也不能在大豆田应用,因此目前尚未制定草甘膦在大豆中的限量标准。

四、抗草甘膦作物的发展

早在80年代初期,Monsanto公司就开始研究抗草甘膦作物。造成作物抗性机制的原理有三:(1)EPSP过量形成;(2)向作物中导人与草甘膦亲和性下降的EPSP;(3)导入降解草甘膦的基因。向作物导人通过基因修饰技术对除草剂不敏感的EPSP成功的获得到了草甘膦的抗性。

从农杆菌(Agrobacterium spp.)菌系CP4中克隆出CP4 EPSP基因,这种基因是由455个氨基酸多肤组成的一种47.6 kDa蛋白质。将Salmonella typhimurjumaroA突变基因导入烟草是第1个获得的转基因抗草甘膦作物,进而将细菌突变体基因与植物EPSP叶绿体融合,然后导人植物中,获得了对草甘磷的高度抗性。从成功的获得抗草甘膦烟草以来,抗草甘膦作物的创制一直成为农业生物技术研究的重点,至今已取得了一系列抗草甘膦作物,它们是:大豆、棉花、玉米、油菜、甜菜、烟草、花生、小麦、向日葵、马铃薯、水稻、番茄、首蓓、百脉根、黑麦草、杨树等,其中以大豆、玉米、棉花与油菜发展最迅速。抗草甘膦大豆的已在许多国家种植,特别是大豆的主产国美国、巴西、阿根廷种植面积已达该国大豆种植面积的80%以上,其它如抗草甘膦玉米、油菜及棉花等作物在美国、阿根廷、加拿大等国均迅速发展。

五、草甘膦使用范围的扩大

草甘膦是内吸、传导性、灭生性除草剂,由于它不具有选择性,故广泛用于非农田、果园、道路、林业等,近年来其应用范围逐步过大。少耕与免耕作物种植前或播种后出苗前喷药,防止已出苗杂草,用量0.20~2.24 kg/hm2。

观赏植物、木本植物与葡萄园杂草出苗后后定向喷药,防治一年生与多年生杂草,是胶园与果园重要除草剂,用量0.85~4.2 kg/hm2。

保护性喷雾在玉米、高粱、大豆等作物株高25~30cm以上时,在喷雾器上安装保护罩进行喷雾,使药液雾滴不接触作物,而喷于杂草植株上。此外,这种喷雾方法也可用来防治稻田田埂杂草。甘蔗增糖:在甘蔗收割前10~15d ,喷洒低剂量草甘膦。

作物干燥与催熟:主要用于小麦、玉米、大豆与棉花等作物,通常在收获期前10~15d左右喷药,小麦、玉米用量0.25~0.85 kg/hm2,棉花用量0.85~4.0kg/hm2。在我国东北地区,由于生育期短,作物收获时籽粒含水量高,出现所谓“水苞米”现象,喷洒草甘膦将有助于解决这一问题。

抑制牧草生长,改进饲料品质:应用草甘膦可抑制禾本科牧草剪股颖抽穗及降低顶端休眠,提高可食性以及干物质与蛋白质含量;抑制草地早熟禾、雀稗、羊茅、狗牙根等生长。提高饲料品质,通常用量0.15-0.20kg/hm2。

六、进口大豆草甘膦的检测

美国(进口大豆主要来源国)大豆草甘磷残留限量为20mg/kg。我国尚未制定该除草剂在大豆中的残留限量。为防止草甘磷残留可能带来的风险,国家质检总局及出入境检验检疫机构将大豆草甘磷残留列为安全卫生监控项目。从抽样检测监控数据分析,大多数批次进口大豆未检出草甘磷,少部分虽有检出,但均低于我国小麦草甘磷限量标准,即5mg/kg。

来源:中国农业科学院生物技术研究所

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