本報記者吳佩
農(nóng)作物要穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，離不開農(nóng)藥。然而，農(nóng)藥卻是一把“雙刃劍”，用得好，可以防治病蟲害，提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量；用得不好，殘留超標，影響農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全，甚至對生態(tài)環(huán)境造成危害。如何才能讓這把“雙刃劍”趨利避害，造福百姓？
今后，隨著一項全新技術(shù)的推廣應用，農(nóng)藥這把“雙刃劍”將真正實現(xiàn)“正面作用可期，負面影響可控”，從而幫助我國進入農(nóng)藥應用的高效低風險時代。在日前剛剛舉行的2016 年度國家科技獎勵大會上，這項名為“農(nóng)藥高效低風險技術(shù)體系創(chuàng)建與應用”的科研成果獲得2016年度國家科學技術(shù)進步獎二等獎。
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不僅要高效低毒低殘留更要強調(diào)低風險
農(nóng)藥的使用每年可挽回全球糧食損失約30%左右，農(nóng)藥在保障我國糧食生產(chǎn)安全上貢獻巨大。然而農(nóng)藥同樣隱藏著風險，不科學合理的使用依然帶來許多負面問題。
“我們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開農(nóng)藥，但必須要割斷農(nóng)藥危害之索，盡可能降低農(nóng)藥可能產(chǎn)生的風險。”中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所副所長鄭永權(quán)研究員是該項目的負責人，他向記者介紹，農(nóng)藥發(fā)展經(jīng)歷了低效高毒、高效高毒、高效低毒和現(xiàn)在的高效低毒低殘留等4個階段，而一度先進的“高效低毒低殘留”的農(nóng)藥概念如今也已無法滿足現(xiàn)代社會發(fā)展需求。
“‘一高兩低’的農(nóng)藥概念主要是針對人類而言，側(cè)重人體健康，而沒有涵蓋跟人類生活密切相關的生物環(huán)境。同時，‘一高兩低’側(cè)重農(nóng)藥成分，不包括農(nóng)藥使用環(huán)節(jié)。”鄭永權(quán)舉例解釋道，比如，氟蟲腈是一種高效低毒低殘留農(nóng)藥，正確使用對哺乳動物不會產(chǎn)生不良影響，但僅僅是微量的接觸，卻會導致蜜蜂整箱死亡。同樣高效低毒低殘留的磺酰脲類除草劑，每畝僅用1至2克，效果很好，卻會對土壤中的后茬作物產(chǎn)生毒害，并導致死亡。“如今的農(nóng)藥使用，不僅要高效低毒低殘留，更要強調(diào)低風險。”
在實際生活中，要快速判別一種農(nóng)藥是不是低風險并不容易。即便是同一種農(nóng)藥分子，由于具備不同的空間結(jié)構(gòu)，很可能產(chǎn)生完全不同的毒性機理，對生物和生態(tài)環(huán)境造成危害。“我們把這種相同分子式、不同空間結(jié)構(gòu)的農(nóng)藥叫做‘手性農(nóng)藥’。作為農(nóng)藥使用大國，我國手性農(nóng)藥約占40%。要推行高效低風險的農(nóng)藥使用概念，準確識別手性農(nóng)藥風險也是一個重要的突破口。”鄭永權(quán)對記者說。
伴隨著人們對農(nóng)殘問題關注度的不斷提高，農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)迫切需要轉(zhuǎn)型升級，農(nóng)藥應用既要除病蟲保產(chǎn)量，又要減少對環(huán)境的危害，成為擺在科學家面前的難題。
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研創(chuàng)科學施藥新技術(shù)幫農(nóng)民精準用藥
從1998年起，鄭永權(quán)率領科研團隊開始科研攻關。經(jīng)過十多年努力，團隊不僅率先在國內(nèi)提出農(nóng)藥高效低風險理念，而且創(chuàng)建了以有效成分、劑型設計、施用技術(shù)及風險管理為核心的農(nóng)藥高效低風險技術(shù)體系，將風險控制貫穿農(nóng)藥研發(fā)、加工、應用及管理全過程。
識別手性農(nóng)藥的活性和毒性是農(nóng)藥降低風險的重要一環(huán)。目前，我國手性農(nóng)藥的識別和分析，存在對映體分離難、過程繁瑣、檢測靈敏度低等技術(shù)問題，而利用科研團隊創(chuàng)建的手性農(nóng)藥風險識別技術(shù)，能迅速有效地識別手性農(nóng)藥的毒性，這也為該類農(nóng)藥產(chǎn)品性能優(yōu)化和登記管理提供了數(shù)據(jù)支持。
而為了方便技術(shù)推廣和農(nóng)民使用，科研團隊還研發(fā)出了一整套“科學選藥、合理配藥、精準噴藥”的高效低風險施藥技術(shù)。這套簡單好用的技術(shù)，成為整個科研成果中的一大亮點。
“過去，農(nóng)民選藥都是憑經(jīng)驗，準確性差，有些藥在不同地區(qū)抗性都不一樣，有的藥施用了并一定會見效，尤其是隨著土地規(guī)模經(jīng)營的推行，一次噴灑農(nóng)藥的使用量增大，在噴灑前都需要提前做檢測。”團隊成員、中國農(nóng)科院植保所研究員蔣紅云告訴記者，過去即便采用實驗室檢測的方法，需要3~7天才能出結(jié)果，檢測出來后可能已經(jīng)耽誤了農(nóng)時。現(xiàn)在，利用團隊研制出來的26套精準選藥試劑盒，只需把田間害蟲捕捉放到試劑盒內(nèi)，1~3小時內(nèi)觀察其死亡率就能判斷這種農(nóng)藥是否有效，并且可以實時跟蹤，及時調(diào)整用藥，這就使選藥準確率提高到80%以上，降低了“選藥不當”帶來的農(nóng)藥應用風險。
選藥科學了，配藥也需要更加合理。記者采訪了解到，團隊為此發(fā)明的藥液沾著展布比對卡，能指導田間配藥合理選擇助劑類型和用量，解決了之前配藥粗放的問題，使農(nóng)藥利用率提高30%。而在噴藥環(huán)節(jié)，以霧滴密度指導農(nóng)藥施用的精準噴藥技術(shù)的問世，則讓農(nóng)民實現(xiàn)精細化用藥。“原來農(nóng)民用藥，都是‘噴淋式’的，非常容易過量?，F(xiàn)在利用霧滴密度測試卡、比對卡、指導卡的聯(lián)合應用，‘用霧滴個數(shù)’來指導農(nóng)民用藥，能直接減少藥液噴施量30%~70%。而且，好學好用。”鄭永權(quán)介紹說。
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成果推廣效益顯著
作為一項全新的技術(shù)體系，團隊開展的高風險農(nóng)藥風險監(jiān)測、風險評估、風險控制研究，提出的三唑磷、毒死蜱等農(nóng)藥風險管理措施，如今早已經(jīng)被農(nóng)業(yè)部等相關部門采納，并以公告形式發(fā)布，這也為我國農(nóng)藥風險管理提供了科學支撐。
早在2014年10月，以吳孔明院士為組長、宋寶安院士和喬雄梧研究員為副組長的成果評價專家組認為，成果整體處于國際同類研究先進水平，在手性農(nóng)藥對映體識別與風險評價、靶向沉積技術(shù)方面達到國際領先水平。陳劍平、蔡道基、劉旭3位院士則認為，成果對我國農(nóng)藥發(fā)展和應用具有很強的實用性和指導性。
好技術(shù)好理念，自然還要推廣應用出去才能產(chǎn)生效益。中國農(nóng)科院植保所研究員黃啟良介紹說，他們設計開發(fā)出水基替代油基的高效氯氰菊酯、烯酰嗎啉、苯醚甲環(huán)唑等水基化新產(chǎn)品，其中有10個產(chǎn)品已經(jīng)獲得了農(nóng)藥登記并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。
從1998年起，伴隨著科研攻關的進行，農(nóng)藥技術(shù)和產(chǎn)品也開始陸續(xù)試驗示范和推廣應用。據(jù)統(tǒng)計，目前成果已經(jīng)在全國28個省市自治區(qū)推廣應用1.8億畝次，新增農(nóng)業(yè)產(chǎn)值149.9億元，新增效益達107.0億元。農(nóng)業(yè)部種植業(yè)司相關負責人認為，此項研究成果不僅為農(nóng)藥管理為國家農(nóng)藥禁限用政策提供了技術(shù)支撐，同時也有力指導了蟲害防控實踐。
“高效低風險是現(xiàn)代農(nóng)藥發(fā)展方向，獲獎只是一個起步，我們希望能將這種理念推廣出去，帶動我國農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出強有力的技術(shù)支撐。”鄭永權(quán)說，未來，針對農(nóng)藥高效低風險技術(shù)體系的研究還將在作物種類、防治對象、施藥方式等方面進一步拓展延伸。
★創(chuàng)新點1：創(chuàng)建了手性農(nóng)藥風險識別技術(shù)，識別了三唑類手性農(nóng)藥的隱性風險。為高效低風險手性農(nóng)藥的研發(fā)、應用及風險控制提供了技術(shù)指導。
★創(chuàng)新點2：創(chuàng)建了雙因子對靶潤濕識別及荷電匹配對靶沉積新技術(shù)，創(chuàng)新性地研制出定向?qū)Π形叫庐a(chǎn)品。通過水基化技術(shù)創(chuàng)新、有害溶劑替代、專用劑型設計、功能助劑優(yōu)化，研發(fā)了10個高效低風險制劑并產(chǎn)業(yè)化。
★創(chuàng)新點3：創(chuàng)建了以試劑盒為核心的科學選藥技術(shù)，研發(fā)了以藥液沾著展布比對卡為指導的合理配藥技術(shù)，發(fā)明了以霧滴密度指導農(nóng)藥施用的精準噴藥技術(shù)，系列施藥技術(shù)物化產(chǎn)品填補國內(nèi)空白，實現(xiàn)了農(nóng)藥“選、配、噴”環(huán)節(jié)的風險控制。
★創(chuàng)新點4：系統(tǒng)開展了高風險農(nóng)藥對后茬作物藥害、環(huán)境生物毒性、農(nóng)產(chǎn)品殘留超標等風險控制研究，提出的三唑磷、毒死蜱等農(nóng)藥風險管理措施被行業(yè)主管部門采納。
