14種高效低風(fēng)險農(nóng)藥在水稻安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

王思威，孫海濱，段勁生，高同春，逯 州

（1.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所/廣東省植物保護新技術(shù)重點試驗室，廣東 廣州 510640；2.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室（合肥），安徽 合肥 230031；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部參茸產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，吉林 長春 130118）

【研究意義】中國是世界上水稻生產(chǎn)和消費大國，水稻年種植面積2 860萬～3 000萬 hm2，約占糧食作物種植面積的1/3，稻谷產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)量的45%，有65%以上的人口以水稻產(chǎn)品即稻米為主食，水稻是關(guān)系國計民生的重要糧食作物，具有不可替代的重要戰(zhàn)略地位［1-2］。我國水稻病害有約61種、蟲害約78種，每年因病蟲害造成的糧食損失仍然較高［3］。因此，必須提高水稻安全生產(chǎn)中病蟲害的有效防治水平。農(nóng)藥在水稻產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用可防控病蟲害、節(jié)約勞動投入和提高水稻經(jīng)濟效益；然而未科學(xué)、合理、有效應(yīng)用農(nóng)藥不僅會導(dǎo)致病蟲為害頻發(fā)、抗性增強，而且嚴(yán)重影響稻米的食品安全和加速產(chǎn)地環(huán)境污染，對消費者健康產(chǎn)生影響?！厩叭搜芯窟M展】我國水稻生產(chǎn)中的主要病蟲害包括稻飛虱、稻縱卷葉螟、三化螟、二化螟、稻瘟病、紋枯病、稻曲病、細菌性條斑病等，均嚴(yán)重影響水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量。水稻病蟲害的防治是保證農(nóng)業(yè)增產(chǎn)豐收的重要環(huán)節(jié)，化學(xué)防治則是水稻病蟲害防控最有效的措施，科學(xué)、合理、安全地使用農(nóng)藥，不僅能有效防治病蟲害，最大限度確保糧食生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的穩(wěn)定和豐收，最重要的是可保障稻米、產(chǎn)地環(huán)境、非靶標(biāo)生物的安全［4-6］。因此，在我國稻區(qū)使用高效低風(fēng)險農(nóng)藥防控病蟲害，并確保稻米優(yōu)質(zhì)安全尤為重要。目前已報道關(guān)于水稻上病蟲害的化學(xué)防治藥劑較多，如戊唑醇、乙酰甲胺磷、吡蟲啉、殺蟲雙、呋蟲胺等［7-9］，但研究內(nèi)容主要為防治效果和殘留動態(tài)終殘結(jié)果，未有機結(jié)合稻區(qū)病蟲害發(fā)生規(guī)律、藥劑特性等生產(chǎn)實際參數(shù)，綜合評價農(nóng)藥的高效和低風(fēng)險特性?！颈狙芯壳腥朦c】針對水稻產(chǎn)區(qū)病蟲害化學(xué)防治有效利用率低、環(huán)境風(fēng)險性高等突出問題，研究14種農(nóng)藥在稻區(qū)的殘留歸趨特性，并結(jié)合病蟲害為害規(guī)律，綜合建立14種高效低風(fēng)險農(nóng)藥的準(zhǔn)入譜?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過研究14種農(nóng)藥在稻區(qū)的歸趨特性，明確藥劑的持效期，同時結(jié)合稻區(qū)病蟲害的災(zāi)變規(guī)律，建立高效低風(fēng)險農(nóng)藥準(zhǔn)入譜，確保在有效防治病蟲害的同時，保證稻米的優(yōu)質(zhì)安全和產(chǎn)地環(huán)境無污染，為實現(xiàn)稻區(qū)農(nóng)藥使用的高效化、標(biāo)準(zhǔn)化、安全化和數(shù)據(jù)化提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試水稻品種為Y兩優(yōu)1928、粵香粘、增城絲苗、鹽豐47、岡優(yōu)363、番桂絲苗，試驗地點為廣東、安徽、四川、山東等地，防治對象為水稻二化螟、三化螟、稻縱卷葉螟、稻飛虱、稻薊馬、稻瘟病、稻曲病、紋枯病、細菌性條斑病等，供試農(nóng)藥見表1。

儀器和試劑：Agilent LC-1200高效液相色譜串聯(lián)AB Sciex 4000Q Trap 質(zhì)譜儀，配電噴霧離子源（ESI）；島津2010plus，配電子捕獲檢測器（ECD，日本島津公司）；Milii-Q超純水機（美國Millipore公司）；LD5-2A離心機（雷勃爾醫(yī)藥公司）；OA-SYS氮吹儀（美國）；XW-80A渦旋儀（上海精科有限公司）。乙腈（色譜純，美國Fisher公司）；甲酸（色譜純，美國Fluka公司）；無水MgSO4、NaCl（國藥集團化學(xué)試劑有限公司）；十八烷基鍵合硅膠吸附劑 （C18）、乙二胺N-丙基硅烷吸附劑 （PSA，上海安譜實驗科技股份有限公司）。

表1 14種供試農(nóng)藥及使用量Table 1 Fourteen tested pesticides and their dosage in the experiment

1.2 殘留試驗

供試藥劑14種，每種藥劑設(shè)高劑量、低劑量和清水空白對照3個處理，每個處理3次重復(fù)，施藥2次，施藥間隔10～15 d，處理間設(shè)隔離保護行。

樣品預(yù)處理：在收獲期間，每個處理小區(qū)隨機多點割取地上部分水稻植株，進行脫谷粒，谷粒晾干后，脫殼，并將脫殼米和谷殼粉碎過篩；將脫谷后的植株切碎，最后分別取處理后的各類樣品0.5 kg貯存在-20 ℃低溫冰箱中待測。

樣本分析：糙米、稻殼、稻稈樣品經(jīng)樣品前處理后，供超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜和氣相色譜測定農(nóng)藥含量。

1.3 藥效試驗

供試藥劑14種，每種藥劑設(shè)高劑量、低劑量和清水空白對照3個處理，每個處理3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積50 m2，施藥2次，施藥間隔10～15 d。采用背負電動式噴霧器，每667 m2兌水45 kg。

蟲害防效調(diào)查：分別調(diào)查藥前、藥后水稻二化螟、三化螟、稻縱卷葉螟、稻飛虱、稻薊馬活蟲數(shù)，計算蟲口減退率和防治效果［8，10-12］。

病害防效調(diào)查：分別調(diào)查稻瘟病、稻曲病、紋枯病、細菌性條斑病各級病葉數(shù)，計算病情指數(shù)和防治效果［13-16］。

2 結(jié)果與分析

2.1 14種農(nóng)藥的消解及終殘結(jié)果

2%阿維菌素水乳劑、70%噻嗪酮水分散粒劑、0.4%氯蟲苯甲酰胺顆粒劑、5%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽懸浮劑、25%噻蟲嗪可濕性粉劑、10%烯啶蟲胺水劑、25%吡蚜酮可濕性粉劑、20%呋蟲胺水分散粒劑、25%殺蟲單·毒死蜱可濕性粉劑等9種殺蟲劑和50%苯醚甲環(huán)唑水乳劑、5%稻瘟靈展膜油劑、40%嘧菌酯可濕性粉劑、75%肟菌酯可濕性粉劑、20%噻森酮懸浮劑等5種殺菌劑在水稻上使用后，其相關(guān)降解速率、半衰期等參數(shù)見表2。氯蟲苯甲酰胺顆粒劑藥后5～6 d，藥劑濃度在植株體內(nèi)達到最高，因此，建議在鉆蛀性害蟲發(fā)生高峰期前5～6 d施藥，以達到理想的防治效果。

2.2 14種農(nóng)藥的防治效果

2.2.1 蟲害防治效果 稻縱卷葉螟：通過卵孵盛期用藥1次，藥后3 d、7 d或14 d調(diào)查殺蟲效果、藥后13～16 d調(diào)查保葉效果，篩選出氯蟲苯甲酰胺、阿維菌素等單劑及復(fù)配劑防治效果較好的藥劑，殺蟲、保葉防效均達90%以上。

表2 13種農(nóng)藥在水稻上的降解速率、半衰期等參數(shù)Table 2 Dissipation rate, half-life and other parameters of 13 pesticides in rice

（續(xù)表2）

二化螟：通過低齡幼蟲高峰期用藥1次，藥后3 d、7 d分別調(diào)查殺蟲效果，藥后18～20 d調(diào)查保苗或保穗效果，篩選出殺蟲單、氯蟲苯甲酰胺等單劑及復(fù)配劑防治效果較好的藥劑，殺蟲、保葉防效均達90%以上。

稻飛虱：在若蟲盛期施藥1次，藥后1 d、2 d或3 d調(diào)查殺蟲速效性和藥后7 d、10 d、14 d或21 d調(diào)查殺蟲可持效性，篩選獲得殺蟲速效性較好的噻蟲嗪，防治效果達87%以上；殺蟲可持效性較好的藥劑有新煙堿類殺蟲劑噻蟲嗪、烯啶蟲胺呋蟲胺等，防治效果達90%以上。

2.2.2 病害防治效果 水稻紋枯?。悍乐芜m期選擇水稻破口前施藥1次、間隔7～10 d后即水稻齊穗期再施藥1次。嘧菌酯單劑及其復(fù)配劑是當(dāng)前防治水稻紋枯病效果較好的藥劑，藥后14 d防治效果可達85%以上。

稻瘟病：嘧菌酯、稻瘟靈等單劑及復(fù)配劑是防治稻瘟病的主要代表性藥劑，藥后15 d防治效果達79%以上。

稻曲?。汉Y選出嘧菌酯、苯醚甲環(huán)唑等單劑及復(fù)配劑是防治稻曲病效果較理想的藥劑，嘧菌酯防治效果較突出、持效性較好，藥后28 d防治效果達85%以上。

2.3 水稻上高效低風(fēng)險農(nóng)藥準(zhǔn)入譜的建立

針對水稻不同生長發(fā)育時期、病蟲害的為害特征和發(fā)病規(guī)律［17-23］，結(jié)合農(nóng)藥的作用方式、施藥方法、殘效期等特征，制定出防治病蟲害的關(guān)鍵適期、農(nóng)藥最大使用劑量、最多施藥次數(shù)、施藥間隔期、以及采收間隔期等關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo)建立高效低風(fēng)險農(nóng)藥準(zhǔn)入譜（表3）［24-28］。高效低風(fēng)險農(nóng)藥準(zhǔn)入譜是以高效低風(fēng)險農(nóng)藥的安全使用技術(shù)為核心的參數(shù)數(shù)據(jù)庫。

表3 14種高效低風(fēng)險農(nóng)藥準(zhǔn)入譜Table 3 Access spectrum of 14 pesticides with high-efficiency and low-risk

3 討論

水稻病蟲害是限制水稻種植產(chǎn)量與品質(zhì)的重要因素，年發(fā)生面積超過6 667萬公頃次，損失率達15%～30%，嚴(yán)重影響水稻產(chǎn)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展，生產(chǎn)上病蟲害防控仍主要依賴化學(xué)農(nóng)藥，然而農(nóng)藥是把雙刃劍，在挽回損失的同時，也會給農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)境安全帶來影響。針對我國水稻自身生長發(fā)育、生理結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合農(nóng)藥的作用方式、持效期等參數(shù)，篩選出田間防治效果突出、稻米質(zhì)量安全，且易降解，降解產(chǎn)物安全的高效低風(fēng)險農(nóng)藥品種14個，14種農(nóng)藥在水稻生產(chǎn)上具有重要應(yīng)用價值。

防治稻飛虱單劑產(chǎn)品中效果較好的以新煙堿類產(chǎn)品為主，第一代新煙堿類產(chǎn)品烯啶蟲胺在田間對稻飛虱有較高的防治效果；噻蟲嗪作為第二代新煙堿類高效低毒殺蟲劑，對害蟲具有胃毒、觸殺及內(nèi)吸活性，用藥量較低但防治效果速效性和持效性均較好；作為第三代新煙堿類殺蟲劑呋蟲胺對稻飛虱的防治效果雖不比第一、二代新煙堿類高［29］，但廣譜性和內(nèi)吸性好。

稻瘟病是目前分布最廣泛、危害最嚴(yán)重的水稻病害之一, 我國幾乎所有水稻栽培地區(qū)都有該病害的發(fā)生, 為水稻三大病害之一，易引起區(qū)域性暴發(fā)流行［30］，水稻中后期穗頸瘟發(fā)生程度對產(chǎn)量影響較大，流行年份一般減產(chǎn)10%～20%，嚴(yán)重的減產(chǎn)40%～50%，甚至顆粒無收。

隨著水稻種植粳稻化和氮肥施用水平的提高，稻曲病在各地稻區(qū)均有發(fā)生，尤其是長江中下游地區(qū)發(fā)生較為普遍［31］，在安徽的沿淮地區(qū)發(fā)生較嚴(yán)重，病害逐年加重，由次要病害逐漸上升為主要病害，并常導(dǎo)致大流行，通常在中、晚稻上發(fā)生。稻曲病不但破壞病粒本身，而且使病粒附近的稻谷千粒重下降、秕谷、碎米增加，出米率降低，一般產(chǎn)量損失約3%～5%，重的可達50%～70%；同時稻曲病可產(chǎn)生真菌毒素，對人、畜、禽的健康也有不良影響?；瘜W(xué)藥劑防治是控制稻曲病發(fā)生發(fā)展的有效手段，但稻曲病的侵染循環(huán)目前還不清楚，有研究表明：在孕穗前和破口后噴藥進行防治幾乎沒有防治效果，而破口前10 d左右進行藥劑防治效果較好，孕穗期到破口期是稻曲病菌侵染的關(guān)鍵時期。

“高效低風(fēng)險農(nóng)藥”是指在防治病蟲草害有效的基礎(chǔ)上，以合理的農(nóng)藥使用量，既可保證產(chǎn)品質(zhì)量安全，又能達到對非靶標(biāo)生物、生態(tài)環(huán)境以及人類膳食暴露等安全的一類農(nóng)藥。其特點表現(xiàn)為：對靶標(biāo)生物活性高、易降解、降解產(chǎn)物安全、稻米中農(nóng)藥殘留水平低于最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)、延緩抗性、對人畜低毒；對農(nóng)作物本身安全，無藥害；對環(huán)境有益生物安全等。

“高效低風(fēng)險”的界定是對農(nóng)藥概念的最新演繹和發(fā)展，高效低風(fēng)險農(nóng)藥是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要支撐。本研究篩選出的高效低風(fēng)險農(nóng)藥達到了既能有效地防治水稻病蟲草害，又可使稻米中農(nóng)藥殘留量低于我國規(guī)定的最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)要求，為確保稻米質(zhì)量安全提供技術(shù)支撐。

4 結(jié)論

水稻生產(chǎn)中存在病蟲草發(fā)生演變復(fù)雜、高效安全選藥依據(jù)缺乏、防效與農(nóng)藥有效量脫節(jié)、精準(zhǔn)防治技術(shù)不足、農(nóng)藥利用率低等突出問題，本研究通過農(nóng)藥在水稻上的殘留試驗、藥效試驗數(shù)據(jù)結(jié)果，結(jié)合水稻病害蟲害的發(fā)生規(guī)律、植保站的預(yù)測預(yù)報等信息，建立了水稻上高效低風(fēng)險農(nóng)藥準(zhǔn)入譜14項，該準(zhǔn)入譜包含農(nóng)藥防效、有效作用量、持效期、降解率、K值等技術(shù)參數(shù)，有效地將水稻自身的生長發(fā)育特征、病蟲害發(fā)生規(guī)律與農(nóng)藥使用技術(shù)參數(shù)三者有機結(jié)合起來，保障了農(nóng)藥對水稻病蟲害防治的精準(zhǔn)化、高效低風(fēng)險化以及稻米產(chǎn)品安全化，確保了消費者食用的稻米優(yōu)質(zhì)安全。農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全關(guān)系公眾健康和生命安全、關(guān)系農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)發(fā)展，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容，是我國綠色農(nóng)業(yè)的重要目標(biāo)，水稻上高效農(nóng)藥準(zhǔn)入譜未來可以擴展到水果、蔬菜等其他作物上，確保消費者食用的所有農(nóng)產(chǎn)品均達到優(yōu)質(zhì)安全的標(biāo)準(zhǔn)。