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农药应用:开启高效低风险新时代

 发布者:农业部  发布时间:2017年1月22日 作者:  来源:农民日报

农作物要稳产增产,离不开农药。然而,农药却是一把“双刃剑”,用得好,可以防治病虫害,提高农产品的产量;用得不好,残留超标,影响农产品的质量安全,甚至对生态环境造成危害。如何才能让这把“双刃剑”趋利避害,造福百姓?
    今后,随着一项全新技术的推广应用,农药这把“双刃剑”将真正实现“正面作用可期,负面影响可控”,从而帮助我国进入农药应用的高效低风险时代。在日前刚刚举行的2016 年度国家科技奖励大会上,这项名为“农药高效低风险技术体系创建与应用”的科研成果获得2016年度国家科学技术进步奖二等奖。

 1  不仅要高效低毒低残留更要强调低风险

 农药的使用每年可挽回全球粮食损失约30%左右,农药在保障我国粮食生产安全上贡献巨大。然而农药同样隐藏着风险,不科学合理的使用依然带来许多负面问题。

  “我们的农业生产离不开农药,但必须要割断农药危害之索,尽可能降低农药可能产生的风险。”中国农业科学院植物保护研究所副所长郑永权研究员是该项目的负责人,他向记者介绍,农药发展经历了低效高毒、高效高毒、高效低毒和现在的高效低毒低残留等4个阶段,而一度先进的“高效低毒低残留”的农药概念如今也已无法满足现代社会发展需求。

  “‘一高两低’的农药概念主要是针对人类而言,侧重人体健康,而没有涵盖跟人类生活密切相关的生物环境。同时,‘一高两低’侧重农药成分,不包括农药使用环节。”郑永权举例解释道,比如,氟虫腈是一种高效低毒低残留农药,正确使用对哺乳动物不会产生不良影响,但仅仅是微量的接触,却会导致蜜蜂整箱死亡。同样高效低毒低残留的磺酰脲类除草剂,每亩仅用1至2克,效果很好,却会对土壤中的后茬作物产生毒害,并导致死亡。“如今的农药使用,不仅要高效低毒低残留,更要强调低风险。”

 在实际生活中,要快速判别一种农药是不是低风险并不容易。即便是同一种农药分子,由于具备不同的空间结构,很可能产生完全不同的毒性机理,对生物和生态环境造成危害。“我们把这种相同分子式、不同空间结构的农药叫做‘手性农药’。作为农药使用大国,我国手性农药约占40%。要推行高效低风险的农药使用概念,准确识别手性农药风险也是一个重要的突破口。”郑永权对记者说。

伴随着人们对农残问题关注度的不断提高,农药产业迫切需要转型升级,农药应用既要除病虫保产量,又要减少对环境的危害,成为摆在科学家面前的难题。

2    研创科学施药新技术帮农民精准用药

从1998年起,郑永权率领科研团队开始科研攻关。经过十多年努力,团队不仅率先在国内提出农药高效低风险理念,而且创建了以有效成分、剂型设计、施用技术及风险管理为核心的农药高效低风险技术体系,将风险控制贯穿农药研发、加工、应用及管理全过程。

识别手性农药的活性和毒性是农药降低风险的重要一环。目前,我国手性农药的识别和分析,存在对映体分离难、过程繁琐、检测灵敏度低等技术问题,而利用科研团队创建的手性农药风险识别技术,能迅速有效地识别手性农药的毒性,这也为该类农药产品性能优化和登记管理提供了数据支持。

而为了方便技术推广和农民使用,科研团队还研发出了一整套“科学选药、合理配药、精准喷药”的高效低风险施药技术。这套简单好用的技术,成为整个科研成果中的一大亮点。

“过去,农民选药都是凭经验,准确性差,有些药在不同地区抗性都不一样,有的药施用了并一定会见效,尤其是随着土地规模经营的推行,一次喷洒农药的使用量增大,在喷洒前都需要提前做检测。”团队成员、中国农科院植保所研究员蒋红云告诉记者,过去即便采用实验室检测的方法,需要3~7天才能出结果,检测出来后可能已经耽误了农时。现在,利用团队研制出来的26套精准选药试剂盒,只需把田间害虫捕捉放到试剂盒内,1~3小时内观察其死亡率就能判断这种农药是否有效,并且可以实时跟踪,及时调整用药,这就使选药准确率提高到80%以上,降低了“选药不当”带来的农药应用风险。

选药科学了,配药也需要更加合理。记者采访了解到,团队为此发明的药液沾着展布比对卡,能指导田间配药合理选择助剂类型和用量,解决了之前配药粗放的问题,使农药利用率提高30%。而在喷药环节,以雾滴密度指导农药施用的精准喷药技术的问世,则让农民实现精细化用药。“原来农民用药,都是‘喷淋式’的,非常容易过量。现在利用雾滴密度测试卡、比对卡、指导卡的联合应用,‘用雾滴个数’来指导农民用药,能直接减少药液喷施量30%~70%。而且,好学好用。”郑永权介绍说。

3    成果推广效益显著

作为一项全新的技术体系,团队开展的高风险农药风险监测、风险评估、风险控制研究,提出的三唑磷、毒死蜱等农药风险管理措施,如今早已经被农业部等相关部门采纳,并以公告形式发布,这也为我国农药风险管理提供了科学支撑。

早在2014年10月,以吴孔明院士为组长、宋宝安院士和乔雄梧研究员为副组长的成果评价专家组认为,成果整体处于国际同类研究先进水平,在手性农药对映体识别与风险评价、靶向沉积技术方面达到国际领先水平。陈剑平、蔡道基、刘旭3位院士则认为,成果对我国农药发展和应用具有很强的实用性和指导性。

好技术好理念,自然还要推广应用出去才能产生效益。中国农科院植保所研究员黄启良介绍说,他们设计开发出水基替代油基的高效氯氰菊酯、烯酰吗啉、苯醚甲环唑等水基化新产品,其中有10个产品已经获得了农药登记并实现了产业化。

从1998年起,伴随着科研攻关的进行,农药技术和产品也开始陆续试验示范和推广应用。据统计,目前成果已经在全国28个省市自治区推广应用1.8亿亩次,新增农业产值149.9亿元,新增效益达107.0亿元。农业部种植业司相关负责人认为,此项研究成果不仅为农药管理为国家农药禁限用政策提供了技术支撑,同时也有力指导了虫害防控实践。

“高效低风险是现代农药发展方向,获奖只是一个起步,我们希望能将这种理念推广出去,带动我国农药产业的转型升级,为农业可持续发展做出强有力的技术支撑。”郑永权说,未来,针对农药高效低风险技术体系的研究还将在作物种类、防治对象、施药方式等方面进一步拓展延伸。

★创新点1:创建了手性农药风险识别技术,识别了三唑类手性农药的隐性风险。为高效低风险手性农药的研发、应用及风险控制提供了技术指导。

★创新点2:创建了双因子对靶润湿识别及荷电匹配对靶沉积新技术,创新性地研制出定向对靶吸附新产品。通过水基化技术创新、有害溶剂替代、专用剂型设计、功能助剂优化,研发了10个高效低风险制剂并产业化。

★创新点3:创建了以试剂盒为核心的科学选药技术,研发了以药液沾着展布比对卡为指导的合理配药技术,发明了以雾滴密度指导农药施用的精准喷药技术,系列施药技术物化产品填补国内空白,实现了农药“选、配、喷”环节的风险控制。

★创新点4:系统开展了高风险农药对后茬作物药害、环境生物毒性、农产品残留超标等风险控制研究,提出的三唑磷、毒死蜱等农药风险管理措施被行业主管部门采纳。

 

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