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专业视角(1号)
 
 
绿色植保技术研究及应用
背 景


  众所周知,世界人口逐年增加,据联合国预测,2050年世界人口将达到97亿。1960-2050年间,世界人均耕地面积持续下降。要在不断减少的耕地面积上养活更多的人口,粮食供需矛盾日趋激烈。据美国农业部资料,停止使用农药将导致作物产量降低30%,农产品价格提高50%~70%。世界人工组织数据显示,使用农药能挽回全世界农作物总产30%~40%的损失。诺贝尔奖获得者、小麦育种学家Noman K.Borlang表示:“没有农药,人类将面临饥饿的危险。”由此可见,农药对农作物的健康、丰产有着重要的作用。
  我国是农业大国,实施病虫草害防治可挽回大量损失,农药作为病虫草害防治的有效措施,发挥着重要的作用。据统计,2017年水稻病虫害防治面积19.1亿亩次,小麦12.5亿亩次;挽回水稻损失2,645万余吨,小麦1,815万余吨,成效显著。由此可见,农药工业是关系我国实现农业生产可持续发展的重大关键问题。数据显示,2017年我国农药使用量8,533.728吨,用量相对较高,尤其是有机磷农药、氨基甲酸酯类农药、吡虫啉等菊酯类农药用量较大,这是一个不可忽视的问题。
  生态农业是实现中国梦的重要方式,因此绿色发展、化学减量是农业现代化的要求。2011年,农业部办公厅以农办厅【2011】54号文件印发意见;2012年,农业部于南宁召开绿色防控工作会,提出“绿色植保”的理念和“防灾减损、提质增效、保障安全”的目标,即以确保农业生产、农产品质量、农业生态环境安全为目标,以减少化学农药使用为目的,优先采取生态控制、生物防治和物理防治、科学用药等环境友好型技术措施控制农作物病虫为害。

绿色防控取得的成效


  1.农药创制经历了漫长、痛苦的过程,由传统农药到绿色农药,到生态农药,到高效低风险小分子农药,拜耳、杜邦、先正达、陶氏等公司凭借雄厚的实力,引领了国际市场新潮流。
  2.近年来,高效环保剂型登记和使用比例逐步增加,为发展减施增效及统防统治奠定了良好的基础。
  3.我国近年来在农药高效化利用方面取得了重要进展:(1)植保机械种类渐趋齐全,如植保无人机、对靶喷雾机等;(2)高效植保机械市场竞争白热化,大型植保机械国内保有量4万多,植保无人机厂家100多家,年销售量8,000多架;(3)大型农场植保机械化程度高,主力植保喷雾机以进口为主。新型高效喷药设备的推广,很大深度上提高了农药利用率,如田间自走式喷药机、弥雾机、植保无人机等,为减施增效、绿色防控及统防统治奠定良好基础。
  4.经科学测算,2017年我国水稻、玉米、小麦三大作物农药利用率为38.8%,比2015年提高2.2个百分点,相当于减少农药使用量3万吨,减少生产投入约12亿元。目前,我国农药使用量已连续三年负增长。

绿色防控存在的问题


  尽管肥药双减经济生态效益显著,但我们还面临诸多问题。
  1.生态环境风险凸显。如吡虫啉、阿维菌素等大品种杀虫剂对蜜蜂的毒性引起全球关注;氟苯虫酰胺因对水生无脊椎动物的毒性而被EPA取消登记。此外,农药的大量不规范使用,也使农田生态环境遭到严重破坏。
  2.抗药性持续加剧。稻飞虱、看麦娘等有害生物的抗药性呈指数增长,田间种群褐飞虱最高抗性倍数为吡虫啉>3,000倍、噻虫嗪>500倍。
  3.药剂与剂型老化。据统计,我国农药年使用量90万吨,传统农药占主体;其中,杀虫剂比例较大,乳油制剂产品占整个产品的1/3以上。
  4.替代品种缺乏。百草枯等一批问题农药被禁用,缺少有效替代品种。
  5.我国现阶段施药技术落后、植保机械少、作业效率低、农药利用率低。
  6.我国与发达国家和组织在农残限量标准数量和检测农药数据库数量存在差距。
  7.绿色防治没有“立竿见影 ”的效果,防治成本高,农户不易接受。
  8.缺少对农田生态系统安全性的评价指标,生物农药对生态环境的安全性、对农产品的安全性等优点难以凸显出来。
  9.植保技术人员、经销商和农民使用农药时,注重防治效果,忽视生态安全和病虫害的可持续控制。
  10.采用绿色防控技术的农产品,在市场上不能体现优质优价,小规模农户没有积极性。
  11.缺少精准施药技术和高工效施药技术及航空植保技术。

绿色防控的实践应用


  农作物病毒病(如南方水稻黑条矮缩病)是农业生物灾害防治中的世界性重大难题,以往防治病毒病用药量大、成本高、防效不理想。2007年,贵州大学以天然氨基磷酸酯、氨基酸为模板,创制出国内首个免疫诱抗型农作物病毒病害调控剂——毒氟磷。在此基础上,发展了天然源活性物的仿生型农药分子设计新方法,创新了清洁生产新工艺,实现了毒氟磷产业化。中国疾控中心、国家沈阳新药安全评价中心等历时十年(2004-2014)试验确认:毒氟磷是低毒、低残留、对非靶标生物安全、环境友好的绿色农药。在我国水稻主产区大面积应用推广后,农药使用量下降30%,病毒病防效达到80%以上,增产显著,基本解决了南方水稻黑条矮缩病的防控技术难题。
  此外,氨基寡糖素+大蒜素+枯草芽孢杆菌防治稻瘟病,苏云金杆菌、多杀菌素防治稻飞虱和稻纵卷叶螟,稻田边种植香根草诱集二化螟,稻蛙共生控草和稻鱼鳖控草等水稻病虫草害生态调控技术的试验示范成效显著。
  茶产业是贵州深入实践大扶贫战略、重点发展的“五张名片”之一,当前贵州茶园面积已达700万亩,连续三年居全国第一。小绿叶蝉、茶蓟马、黑翅粉虱、茶螨等小虫是贵州茶园发生最为普遍的茶树害虫;丽纹象甲、毛股沟臀肖叶甲、网蝽等害虫的危害逐年加重、蔓延;茶毛虫、茶黑毒蛾、茶尺蠖等害虫每年都有茶园爆发成灾。通过生物天敌(如瓢虫、捕食螨)资源的引入,减少茶园害虫大面积爆发,减少了化学农药的使用剂量和次数,对无公害、绿色茶园的生态平衡起到调节作用。茶圆赤星病、茶白星病、茶饼病等病害对中高海拔茶园的危害一年比一年严重,通过生物农药或植物免疫诱抗剂结合化学农药,在防治病害的同时提高植物本身的抗病性,达到较好的治疗效果。在茶园间作白三叶草是一项安全、简便、经济的茶园绿色防控措施,其控草和生态调控机理值得深入研究,值得在茶园中推广应用。

结论与展望


  推动新农药的创制,新的高效、高选择性、作用机制独特的农药品种必将出现,并服务于现代化农业。
  当今国际新农药创制研究趋势有三大特点:(1)新的生物技术引领:以功能基因组学、蛋白质组学以及结构生物学为代表的生命科学前沿技术,尤其是以基因编辑为代表的颠覆性技术与新农药创制研究的结合日益紧密。(2)生物信息技术应用:高性能计算、大数据以及人工智能等新兴技术开始应用于新农药创制研究,极大地提高了农药创制效率。(3)多学科发展的推进:世界农药科技的发展已经开始进入一个新时代,多学科之间的协同与渗透、新技术之间的交叉与集成、不同行业之间的跨界和整合已经成为新一轮农药科技创新浪潮的鲜明特征。
  而我国应如何促进绿色防控技术的推广应用?这四点很重要:(1)研发高工效农药和航空新型制剂,加强药种肥一体化进程,提高作物农药利用率和精准化率及省力化。(2)推动企业与高校融合,研发作物高工效免疫诱抗剂和使用技术,提高免疫诱抗剂市场占有率,产生“重磅炸弹”的国际著名品牌。(3)强调“农艺措施、生态防控、物理防控和化学减量防控”相结合的作物综合防控集成,实现“绿色防控为主、化学减量防控应急”。(4)推进绿色免疫诱抗剂全程植保技术和体系建设,为以区域和作物健康为代表的重大病虫害防控提供全程免疫解决方案。
  由上述不难看出,RNA农药将是农业上又一次新的革命浪潮;植物免疫诱抗控害技术的发展,将大幅度减少化学农药的用量;农业领域新兴的“颠覆性”企业,将或多或少影响农药行业的发展。
口/《农化市场十日讯》编辑部整理
 
 
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