14种高效低风险农药在水稻安全生产中的应用

王思威，孙海滨，段劲生，高同春，逯 州

（1.广东省农业科学院植物保护研究所/广东省植物保护新技术重点试验室，广东 广州 510640；2.安徽省农业科学院植物保护与农产品质量安全研究所/农业农村部农产品质量安全风险评估实验室（合肥），安徽 合肥 230031；3.农业农村部参茸产品质量监督检验测试中心，吉林 长春 130118）

【研究意义】中国是世界上水稻生产和消费大国，水稻年种植面积2 860万～3 000万 hm2，约占粮食作物种植面积的1/3，稻谷产量占粮食总产量的45%，有65%以上的人口以水稻产品即稻米为主食，水稻是关系国计民生的重要粮食作物，具有不可替代的重要战略地位［1-2］。我国水稻病害有约61种、虫害约78种，每年因病虫害造成的粮食损失仍然较高［3］。因此，必须提高水稻安全生产中病虫害的有效防治水平。农药在水稻产业中应用可防控病虫害、节约劳动投入和提高水稻经济效益；然而未科学、合理、有效应用农药不仅会导致病虫为害频发、抗性增强，而且严重影响稻米的食品安全和加速产地环境污染，对消费者健康产生影响。【前人研究进展】我国水稻生产中的主要病虫害包括稻飞虱、稻纵卷叶螟、三化螟、二化螟、稻瘟病、纹枯病、稻曲病、细菌性条斑病等，均严重影响水稻的产量和质量。水稻病虫害的防治是保证农业增产丰收的重要环节，化学防治则是水稻病虫害防控最有效的措施，科学、合理、安全地使用农药，不仅能有效防治病虫害，最大限度确保粮食生产和农业产量的稳定和丰收，最重要的是可保障稻米、产地环境、非靶标生物的安全［4-6］。因此，在我国稻区使用高效低风险农药防控病虫害，并确保稻米优质安全尤为重要。目前已报道关于水稻上病虫害的化学防治药剂较多，如戊唑醇、乙酰甲胺磷、吡虫啉、杀虫双、呋虫胺等［7-9］，但研究内容主要为防治效果和残留动态终残结果，未有机结合稻区病虫害发生规律、药剂特性等生产实际参数，综合评价农药的高效和低风险特性。【本研究切入点】针对水稻产区病虫害化学防治有效利用率低、环境风险性高等突出问题，研究14种农药在稻区的残留归趋特性，并结合病虫害为害规律，综合建立14种高效低风险农药的准入谱。【拟解决的关键问题】通过研究14种农药在稻区的归趋特性，明确药剂的持效期，同时结合稻区病虫害的灾变规律，建立高效低风险农药准入谱，确保在有效防治病虫害的同时，保证稻米的优质安全和产地环境无污染，为实现稻区农药使用的高效化、标准化、安全化和数据化提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试水稻品种为Y两优1928、粤香粘、增城丝苗、盐丰47、冈优363、番桂丝苗，试验地点为广东、安徽、四川、山东等地，防治对象为水稻二化螟、三化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱、稻蓟马、稻瘟病、稻曲病、纹枯病、细菌性条斑病等，供试农药见表1。

仪器和试剂：Agilent LC-1200高效液相色谱串联AB Sciex 4000Q Trap 质谱仪，配电喷雾离子源（ESI）；岛津2010plus，配电子捕获检测器（ECD，日本岛津公司）；Milii-Q超纯水机（美国Millipore公司）；LD5-2A离心机（雷勃尔医药公司）；OA-SYS氮吹仪（美国）；XW-80A涡旋仪（上海精科有限公司）。乙腈（色谱纯，美国Fisher公司）；甲酸（色谱纯，美国Fluka公司）；无水MgSO4、NaCl（国药集团化学试剂有限公司）；十八烷基键合硅胶吸附剂 （C18）、乙二胺N-丙基硅烷吸附剂 （PSA，上海安谱实验科技股份有限公司）。

表1 14种供试农药及使用量Table 1 Fourteen tested pesticides and their dosage in the experiment

1.2 残留试验

供试药剂14种，每种药剂设高剂量、低剂量和清水空白对照3个处理，每个处理3次重复，施药2次，施药间隔10～15 d，处理间设隔离保护行。

样品预处理：在收获期间，每个处理小区随机多点割取地上部分水稻植株，进行脱谷粒，谷粒晾干后，脱壳，并将脱壳米和谷壳粉碎过筛；将脱谷后的植株切碎，最后分别取处理后的各类样品0.5 kg贮存在-20 ℃低温冰箱中待测。

样本分析：糙米、稻壳、稻秆样品经样品前处理后，供超高效液相色谱串联质谱和气相色谱测定农药含量。

1.3 药效试验

供试药剂14种，每种药剂设高剂量、低剂量和清水空白对照3个处理，每个处理3次重复，随机区组排列，小区面积50 m2，施药2次，施药间隔10～15 d。采用背负电动式喷雾器，每667 m2兑水45 kg。

虫害防效调查：分别调查药前、药后水稻二化螟、三化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱、稻蓟马活虫数，计算虫口减退率和防治效果［8，10-12］。

病害防效调查：分别调查稻瘟病、稻曲病、纹枯病、细菌性条斑病各级病叶数，计算病情指数和防治效果［13-16］。

2 结果与分析

2.1 14种农药的消解及终残结果

2%阿维菌素水乳剂、70%噻嗪酮水分散粒剂、0.4%氯虫苯甲酰胺颗粒剂、5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐悬浮剂、25%噻虫嗪可湿性粉剂、10%烯啶虫胺水剂、25%吡蚜酮可湿性粉剂、20%呋虫胺水分散粒剂、25%杀虫单·毒死蜱可湿性粉剂等9种杀虫剂和50%苯醚甲环唑水乳剂、5%稻瘟灵展膜油剂、40%嘧菌酯可湿性粉剂、75%肟菌酯可湿性粉剂、20%噻森酮悬浮剂等5种杀菌剂在水稻上使用后，其相关降解速率、半衰期等参数见表2。氯虫苯甲酰胺颗粒剂药后5～6 d，药剂浓度在植株体内达到最高，因此，建议在钻蛀性害虫发生高峰期前5～6 d施药，以达到理想的防治效果。

2.2 14种农药的防治效果

2.2.1 虫害防治效果 稻纵卷叶螟：通过卵孵盛期用药1次，药后3 d、7 d或14 d调查杀虫效果、药后13～16 d调查保叶效果，筛选出氯虫苯甲酰胺、阿维菌素等单剂及复配剂防治效果较好的药剂，杀虫、保叶防效均达90%以上。

表2 13种农药在水稻上的降解速率、半衰期等参数Table 2 Dissipation rate, half-life and other parameters of 13 pesticides in rice

（续表2）

二化螟：通过低龄幼虫高峰期用药1次，药后3 d、7 d分别调查杀虫效果，药后18～20 d调查保苗或保穗效果，筛选出杀虫单、氯虫苯甲酰胺等单剂及复配剂防治效果较好的药剂，杀虫、保叶防效均达90%以上。

稻飞虱：在若虫盛期施药1次，药后1 d、2 d或3 d调查杀虫速效性和药后7 d、10 d、14 d或21 d调查杀虫可持效性，筛选获得杀虫速效性较好的噻虫嗪，防治效果达87%以上；杀虫可持效性较好的药剂有新烟碱类杀虫剂噻虫嗪、烯啶虫胺呋虫胺等，防治效果达90%以上。

2.2.2 病害防治效果 水稻纹枯病：防治适期选择水稻破口前施药1次、间隔7～10 d后即水稻齐穗期再施药1次。嘧菌酯单剂及其复配剂是当前防治水稻纹枯病效果较好的药剂，药后14 d防治效果可达85%以上。

稻瘟病：嘧菌酯、稻瘟灵等单剂及复配剂是防治稻瘟病的主要代表性药剂，药后15 d防治效果达79%以上。

稻曲病：筛选出嘧菌酯、苯醚甲环唑等单剂及复配剂是防治稻曲病效果较理想的药剂，嘧菌酯防治效果较突出、持效性较好，药后28 d防治效果达85%以上。

2.3 水稻上高效低风险农药准入谱的建立

针对水稻不同生长发育时期、病虫害的为害特征和发病规律［17-23］，结合农药的作用方式、施药方法、残效期等特征，制定出防治病虫害的关键适期、农药最大使用剂量、最多施药次数、施药间隔期、以及采收间隔期等关键性技术指标建立高效低风险农药准入谱（表3）［24-28］。高效低风险农药准入谱是以高效低风险农药的安全使用技术为核心的参数数据库。

表3 14种高效低风险农药准入谱Table 3 Access spectrum of 14 pesticides with high-efficiency and low-risk

3 讨论

水稻病虫害是限制水稻种植产量与品质的重要因素，年发生面积超过6 667万公顷次，损失率达15%～30%，严重影响水稻产业的绿色可持续发展，生产上病虫害防控仍主要依赖化学农药，然而农药是把双刃剑，在挽回损失的同时，也会给农产品质量和环境安全带来影响。针对我国水稻自身生长发育、生理结构特征，结合农药的作用方式、持效期等参数，筛选出田间防治效果突出、稻米质量安全，且易降解，降解产物安全的高效低风险农药品种14个，14种农药在水稻生产上具有重要应用价值。

防治稻飞虱单剂产品中效果较好的以新烟碱类产品为主，第一代新烟碱类产品烯啶虫胺在田间对稻飞虱有较高的防治效果；噻虫嗪作为第二代新烟碱类高效低毒杀虫剂，对害虫具有胃毒、触杀及内吸活性，用药量较低但防治效果速效性和持效性均较好；作为第三代新烟碱类杀虫剂呋虫胺对稻飞虱的防治效果虽不比第一、二代新烟碱类高［29］，但广谱性和内吸性好。

稻瘟病是目前分布最广泛、危害最严重的水稻病害之一, 我国几乎所有水稻栽培地区都有该病害的发生, 为水稻三大病害之一，易引起区域性暴发流行［30］，水稻中后期穗颈瘟发生程度对产量影响较大，流行年份一般减产10%～20%，严重的减产40%～50%，甚至颗粒无收。

随着水稻种植粳稻化和氮肥施用水平的提高，稻曲病在各地稻区均有发生，尤其是长江中下游地区发生较为普遍［31］，在安徽的沿淮地区发生较严重，病害逐年加重，由次要病害逐渐上升为主要病害，并常导致大流行，通常在中、晚稻上发生。稻曲病不但破坏病粒本身，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，一般产量损失约3%～5%，重的可达50%～70%；同时稻曲病可产生真菌毒素，对人、畜、禽的健康也有不良影响。化学药剂防治是控制稻曲病发生发展的有效手段，但稻曲病的侵染循环目前还不清楚，有研究表明：在孕穗前和破口后喷药进行防治几乎没有防治效果，而破口前10 d左右进行药剂防治效果较好，孕穗期到破口期是稻曲病菌侵染的关键时期。

“高效低风险农药”是指在防治病虫草害有效的基础上，以合理的农药使用量，既可保证产品质量安全，又能达到对非靶标生物、生态环境以及人类膳食暴露等安全的一类农药。其特点表现为：对靶标生物活性高、易降解、降解产物安全、稻米中农药残留水平低于最大残留限量标准、延缓抗性、对人畜低毒；对农作物本身安全，无药害；对环境有益生物安全等。

“高效低风险”的界定是对农药概念的最新演绎和发展，高效低风险农药是现代农业发展的重要支撑。本研究筛选出的高效低风险农药达到了既能有效地防治水稻病虫草害，又可使稻米中农药残留量低于我国规定的最大残留限量标准要求，为确保稻米质量安全提供技术支撑。

4 结论

水稻生产中存在病虫草发生演变复杂、高效安全选药依据缺乏、防效与农药有效量脱节、精准防治技术不足、农药利用率低等突出问题，本研究通过农药在水稻上的残留试验、药效试验数据结果，结合水稻病害虫害的发生规律、植保站的预测预报等信息，建立了水稻上高效低风险农药准入谱14项，该准入谱包含农药防效、有效作用量、持效期、降解率、K值等技术参数，有效地将水稻自身的生长发育特征、病虫害发生规律与农药使用技术参数三者有机结合起来，保障了农药对水稻病虫害防治的精准化、高效低风险化以及稻米产品安全化，确保了消费者食用的稻米优质安全。农产品质量安全关系公众健康和生命安全、关系农民增收和农业发展，是农业现代化建设的重要内容，是我国绿色农业的重要目标，水稻上高效农药准入谱未来可以扩展到水果、蔬菜等其他作物上，确保消费者食用的所有农产品均达到优质安全的标准。