中國農(nóng)業(yè)科學院“農(nóng)藥高效低風險技術體系創(chuàng)建與應用”項目獲得國家科學技術進步獎二等獎
2017-03-24 08:56:48 記者 常 理
鄭永權（右）現(xiàn)場講解農(nóng)藥高效安全科學施用技術。 （資料圖片）
曾幾何時，農(nóng)藥殘留、農(nóng)藥超標等話題頻繁地進入公眾視野，消費者一度“談藥色變”，好像使用過農(nóng)藥的農(nóng)產(chǎn)品就是“有毒”的。
實際上，農(nóng)藥并沒有那么可怕。“人生病了要吃藥、植物生病了要打藥，道理是一樣的。”中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所副所長鄭永權說，農(nóng)藥只要科學合理地應用，其對人體帶來的副作用是可控的，而且大大有助于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
鄭永權及其團隊一直以來致力于農(nóng)藥應用方面的相關研究。前不久，他們承擔的“農(nóng)藥高效低風險技術體系創(chuàng)建與應用”項目獲得了2016年度國家科學技術進步獎二等獎。
對此，《經(jīng)濟日報》記者采訪了鄭永權及其團隊主要成員。
科學使用益處多
“植物跟人類一樣，在生長過程中會遭受病菌、害蟲、雜草以及害鼠的侵襲，如不進行有效保護和救治，則會影響生長、減少產(chǎn)出，甚至導致作物死亡顆粒無收。”鄭永權說。
當前，我國病蟲害現(xiàn)象頻發(fā)，飛虱、粉虱等害蟲肆虐，水稻黑條矮縮病、水稻條紋葉枯病、玉米粗縮病、番茄黃化曲葉病毒病等毀滅性植物病害暴發(fā)流行，對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)構成了巨大威脅。
本土病蟲害在作怪，“進口”病蟲也“不消停”。美洲斑潛蠅自入侵后不到10年間，就已遍布全國，嚴重危害百余種農(nóng)作物，受害面積130多萬公頃，導致減產(chǎn)30％至50％，每年防治費用達4億元人民幣。
在長期的歷史發(fā)展中，人類曾嘗試過不使用農(nóng)藥，而此舉帶來的損失也是巨大的。20世紀末，美國呼吁不使用農(nóng)藥，而那段時間美國糧食產(chǎn)量降低了30%，價格提高50％至70%。
鄭永權認為，科學使用農(nóng)藥可以保證糧食的產(chǎn)量。我國是農(nóng)業(yè)大國，更是人口大國，資源環(huán)境相對緊缺。要保證“中國人的飯碗牢牢地握在中國人自己手里”，除了依靠改進栽培技術、改良品種提高單位產(chǎn)量以外，減少單位面積的損失也是重要手段。
據(jù)世界糧農(nóng)組織估計，通過正確使用農(nóng)藥可以挽回作物40%左右的損失。諾貝爾獎獲得者、小麥育種學家Noman K. Borlang曾說，沒有化學農(nóng)藥，人類將面臨饑餓的危險。
科學使用農(nóng)藥還可有效解決農(nóng)產(chǎn)品免受生物毒素污染問題。農(nóng)產(chǎn)品因真菌感染而產(chǎn)生的人體有害物質——真菌毒素約有300多種。如黃曲霉毒素B1，毒性比砒霜大68倍，是I類致癌物，應用含有黃曲霉毒素的飼料喂食給奶牛后，牛奶中可以檢測出黃曲霉毒素。
同時，農(nóng)產(chǎn)品在貯藏、運輸過程中，如果不進行防腐保鮮處理，極易感染食源性疾病微生物而發(fā)生腐爛，消費者食用被大腸桿菌等污染的農(nóng)產(chǎn)品后會引發(fā)急性腸炎等疾病。“因此，農(nóng)藥可通過控制病菌的危害來減少生物毒素的產(chǎn)生和食源性疾病微生物的污染，保障農(nóng)產(chǎn)品質量安全。”鄭永權告訴記者。
從低毒到低風險
在人們傳統(tǒng)的印象里，農(nóng)藥危害極大，幾乎“等同于”毒藥。而實際上，經(jīng)過多年發(fā)展，農(nóng)藥經(jīng)歷了低效高毒、高效高毒、高效低毒和高效低毒低殘留4個階段?，F(xiàn)在，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所應用到的農(nóng)藥，已經(jīng)不是過去傳統(tǒng)意義上的農(nóng)藥了。
最大的不同是化學成分和結構不一樣了，過去的農(nóng)藥多為含氯、砷以及有機磷，現(xiàn)在多為仿生農(nóng)藥，毒性大大降低；同時，農(nóng)藥的作用機理也不同，過去多為神經(jīng)毒劑，容易引發(fā)人類中毒，現(xiàn)在有影響昆蟲能量代謝、物質合成的新農(nóng)藥，對人體影響相對較小，并且效果好、用量少。目前，我國含有高毒農(nóng)藥成分的產(chǎn)品比例不到2%，低毒和微毒農(nóng)藥產(chǎn)品達75%以上。
盡管如此，隨著人類對環(huán)境質量、農(nóng)產(chǎn)品質量安全等方面要求越來越高，“高效低毒低殘留”農(nóng)藥也已無法滿足現(xiàn)代社會發(fā)展需求了。
鄭永權打了幾個比方，氟蟲腈是一種典型的高效低毒低殘留農(nóng)藥，可有效殺死蚜蟲、飛虱、鱗翅目幼蟲、蠅類等害蟲，一度廣受歡迎。然而，人們深入研究后發(fā)現(xiàn)，蜜蜂對氟蟲腈非常敏感，蜜蜂在采集帶有極微量的氟蟲腈花粉后，很可能會造成整箱或整窩蜜蜂的死亡；再比如磺酰脲類除草劑，也是一種高效低毒低殘留的產(chǎn)品，每畝地僅用1到2克就可有效去除雜草，但是長期使用后，會留在土壤中造成后茬作物死亡或植株矮小。
此外，鄭永權指出，即使是同一種農(nóng)藥分子，在空間中可能造成相互影響，從而產(chǎn)生完全不同的毒性機理，對非標靶生物和生態(tài)環(huán)境造成不同程度的危害。例如，S-異丙甲草胺和R-異丙甲草胺，兩種分子互為作用，都可除草，但后者在使用中存在致癌風險。這種相同分子式、不同空間結構的農(nóng)藥被稱為“手性農(nóng)藥”。目前，手性農(nóng)藥約占現(xiàn)有農(nóng)藥的40%，將這些隱藏在分子中的風險進行分解、剖析并加以防范，是非常重要的事情。
在此背景下，鄭永權及其團隊提出的“高效低風險”農(nóng)藥概念非常符合當前人們對農(nóng)藥使用的要求。據(jù)悉，該體系通過低風險劑型設計、低風險應用技術和管理政策引導，把農(nóng)藥對作物、農(nóng)產(chǎn)品、人畜、環(huán)境等的風險控制在人類可以接受的范圍，從而實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質量安全、生態(tài)安全和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
同時，在國家大力倡導綠色發(fā)展，推動農(nóng)業(yè)發(fā)展方式轉變的背景下，農(nóng)藥的“高效低風險”也符合農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。
農(nóng)業(yè)部制定的《到2020年農(nóng)藥使用量零增長行動方案》就提出，“到2020年，初步建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型病蟲害可持續(xù)治理技術體系，科學用藥水平明顯提升，單位防治面積農(nóng)藥使用量控制在近3年平均水平以下，力爭實現(xiàn)農(nóng)藥使用總量零增長”。
亟待產(chǎn)業(yè)化推廣
為方便技術推廣和農(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。
中國農(nóng)科院植保所研究員蔣紅云介紹說，第一個環(huán)節(jié)是選藥。過去農(nóng)民使用農(nóng)藥憑經(jīng)驗，準確性低。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至3小時內(nèi)觀察其死亡率就能判斷這種農(nóng)藥是否有效，并且可以實時跟蹤調(diào)整用藥，這就使選藥準確率提高到80%以上。其次是配藥?？蒲袌F隊通過研究發(fā)明了藥液沾布比對卡，指導田間合理配藥，農(nóng)藥利用率因此提高30%。再次是噴藥。研究團隊發(fā)明了農(nóng)藥霧滴密度指導卡、測試卡、比對卡的“三卡”聯(lián)用，實現(xiàn)了精準噴藥，從而減少農(nóng)藥噴施量30%至70%。
技術有了，但僅僅停留在試驗階段是不夠的，關鍵是能否進行產(chǎn)業(yè)化推廣。據(jù)悉，研究團隊設計了高效低風險農(nóng)藥劑型并進行了產(chǎn)業(yè)化應用。負責此項工作的中國農(nóng)科院植保所研究員黃啟良告訴記者，通過高效低風險農(nóng)藥有效成分、助劑的篩選，研究了配方組分之間的相互作用與增效關系，評價了配方組合的生物活性及安全性，他們研發(fā)出可分散油懸浮劑新產(chǎn)品。這種新產(chǎn)品使用植物油等低風險溶劑，可完全替代乳油中苯類有害溶劑。
目前，科研團隊設計開發(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個獲得了農(nóng)藥登記并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。2013年至2015年期間，項目成果推廣應用面積1.8億畝次，新增農(nóng)業(yè)產(chǎn)值149.9億元，新增效益 107億元，經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益顯著。
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