农药不再是那个农药

2017-03-24 09:09:00  来源:经济日报


  
  郑永权(右)现场讲解农药高效安全科学施用技术。 (资料图片)
  

  曾几何时,农药残留、农药超标等话题频繁地进入公众视野,消费者一度“谈药色变”,好像使用过农药的农产品就是“有毒”的。

  实际上,农药并没有那么可怕。“人生病了要吃药、植物生病了要打药,道理是一样的。”中国农业科学院植物保护研究所副所长郑永权说,农药只要科学合理地应用,其对人体带来的副作用是可控的,而且大大有助于农业生产。

  郑永权及其团队一直以来致力于农药应用方面的相关研究。前不久,他们承担的“农药高效低风险技术体系创建与应用”项目获得了2016年度国家科学技术进步奖二等奖。

  科学使用益处多

  “植物跟人类一样,在生长过程中会遭受病菌、害虫、杂草以及害鼠的侵袭,如不进行有效保护和救治,则会影响生长、减少产出,甚至导致作物死亡颗粒无收。”郑永权说。

  当前,我国病虫害现象频发,飞虱、粉虱等害虫肆虐,水稻黑条矮缩病、水稻条纹叶枯病、玉米粗缩病、番茄黄化曲叶病毒病等毁灭性植物病害暴发流行,对我国农业生产构成了巨大威胁。

  本土病虫害在作怪,“进口”病虫也“不消停”。美洲斑潜蝇自入侵后不到10年间,就已遍布全国,严重危害百余种农作物,受害面积130多万公顷,导致减产30%至50%,每年防治费用达4亿元人民币。

  在长期的历史发展中,人类曾尝试过不使用农药,而此举带来的损失也是巨大的。20世纪末,美国呼吁不使用农药,而那段时间美国粮食产量降低了30%,价格提高50%至70%。

  郑永权认为,科学使用农药可以保证粮食的产量。我国是农业大国,更是人口大国,资源环境相对紧缺。要保证“中国人的饭碗牢牢地握在中国人自己手里”,除了依靠改进栽培技术、改良品种提高单位产量以外,减少单位面积的损失也是重要手段。

  据世界粮农组织估计,通过正确使用农药可以挽回作物40%左右的损失。诺贝尔奖获得者、小麦育种学家Noman K. Borlang曾说,没有化学农药,人类将面临饥饿的危险。

  科学使用农药还可有效解决农产品免受生物毒素污染问题。农产品因真菌感染而产生的人体有害物质——真菌毒素约有300多种。如黄曲霉毒素B1,毒性比砒霜大68倍,是I类致癌物,应用含有黄曲霉毒素的饲料喂食给奶牛后,牛奶中可以检测出黄曲霉毒素。

  同时,农产品在贮藏、运输过程中,如果不进行防腐保鲜处理,极易感染食源性疾病微生物而发生腐烂,消费者食用被大肠杆菌等污染的农产品后会引发急性肠炎等疾病。“因此,农药可通过控制病菌的危害来减少生物毒素的产生和食源性疾病微生物的污染,保障农产品质量安全。”郑永权告诉记者。

  从低毒到低风险

  在人们传统的印象里,农药危害极大,几乎“等同于”毒药。而实际上,经过多年发展,农药经历了低效高毒、高效高毒、高效低毒和高效低毒低残留4个阶段。现在,农业生产中所应用到的农药,已经不是过去传统意义上的农药了。

  最大的不同是化学成分和结构不一样了,过去的农药多为含氯、砷以及有机磷,现在多为仿生农药,毒性大大降低;同时,农药的作用机理也不同,过去多为神经毒剂,容易引发人类中毒,现在有影响昆虫能量代谢、物质合成的新农药,对人体影响相对较小,并且效果好、用量少。目前,我国含有高毒农药成分的产品比例不到2%,低毒和微毒农药产品达75%以上。

  尽管如此,随着人类对环境质量、农产品质量安全等方面要求越来越高,“高效低毒低残留”农药也已无法满足现代社会发展需求了。

  郑永权打了几个比方,氟虫腈是一种典型的高效低毒低残留农药,可有效杀死蚜虫、飞虱、鳞翅目幼虫、蝇类等害虫,一度广受欢迎。然而,人们深入研究后发现,蜜蜂对氟虫腈非常敏感,蜜蜂在采集带有极微量的氟虫腈花粉后,很可能会造成整箱或整窝蜜蜂的死亡;再比如磺酰脲类除草剂,也是一种高效低毒低残留的产品,每亩地仅用1到2克就可有效去除杂草,但是长期使用后,会留在土壤中造成后茬作物死亡或植株矮小。

  此外,郑永权指出,即使是同一种农药分子,在空间中可能造成相互影响,从而产生完全不同的毒性机理,对非标靶生物和生态环境造成不同程度的危害。例如,S-异丙甲草胺和R-异丙甲草胺,两种分子互为作用,都可除草,但后者在使用中存在致癌风险。这种相同分子式、不同空间结构的农药被称为“手性农药”。目前,手性农药约占现有农药的40%,将这些隐藏在分子中的风险进行分解、剖析并加以防范,是非常重要的事情。

  在此背景下,郑永权及其团队提出的“高效低风险”农药概念非常符合当前人们对农药使用的要求。据悉,该体系通过低风险剂型设计、低风险应用技术和管理政策引导,把农药对作物、农产品、人畜、环境等的风险控制在人类可以接受的范围,从而实现农产品质量安全、生态安全和现代农业的可持续发展。

  同时,在国家大力倡导绿色发展,推动农业发展方式转变的背景下,农药的“高效低风险”也符合农业可持续发展的需要。

  农业部制定的《到2020年农药使用量零增长行动方案》就提出,“到2020年,初步建立资源节约型、环境友好型病虫害可持续治理技术体系,科学用药水平明显提升,单位防治面积农药使用量控制在近3年平均水平以下,力争实现农药使用总量零增长”。

  亟待产业化推广

  为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。

  中国农科院植保所研究员蒋红云介绍说,第一个环节是选药。过去农民使用农药凭经验,准确性低。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至3小时内观察其死亡率就能判断这种农药是否有效,并且可以实时跟踪调整用药,这就使选药准确率提高到80%以上。其次是配药。科研团队通过研究发明了药液沾布比对卡,指导田间合理配药,农药利用率因此提高30%。再次是喷药。研究团队发明了农药雾滴密度指导卡、测试卡、比对卡的“三卡”联用,实现了精准喷药,从而减少农药喷施量30%至70%。

  技术有了,但仅仅停留在试验阶段是不够的,关键是能否进行产业化推广。据悉,研究团队设计了高效低风险农药剂型并进行了产业化应用。负责此项工作的中国农科院植保所研究员黄启良告诉记者,通过高效低风险农药有效成分、助剂的筛选,研究了配方组分之间的相互作用与增效关系,评价了配方组合的生物活性及安全性,他们研发出可分散油悬浮剂新产品。这种新产品使用植物油等低风险溶剂,可完全替代乳油中苯类有害溶剂。

  目前,科研团队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个获得了农药登记并实现了产业化。2013年至2015年期间,项目成果推广应用面积1.8亿亩次,新增农业产值149.9亿元,新增效益 107亿元,经济、社会、生态效益显著。

 


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