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农药流失怎么办?提高利用效率是关键

放大字体  缩小字体发布日期:2018-09-21  来源:www.ttcshops.com  作者:中国特产网  浏览次数:797
核心提示:  近年来我国的粮食生产迎来多年连续的丰收,在这其中农药起到的作用不可忽视。但在农田中大量使用农药杀灭病虫害外,也造成一

  近年来我国的粮食生产迎来多年连续的丰收,在这其中农药起到的作用不可忽视。但在农田中大量使用农药杀灭病虫害外,也造成一定量的农药流失。所谓“农药流失”广义上是指田间喷洒农药作业时,由于风、降雨、挥发漂移等因素导致的农药损失现象,狭义是指土壤中残留的农药随径流从地表流走的现象。

  农药流失是水体农药污染的主要来源,根据2014年发布的《全国土壤污染状况调查公报》,我国耕地土壤点位超标率为19.4%,污染物包括已禁用30多年的有机氯农药DDT,这些残留于土壤中的农药将成为临近区域地表水和地下水新的污染源。因此,针对农药污染物的农业面源污染防治和水环境管理成为相关治理工作的重点之一。

  笔者从事多年的农业科研工作,在生产实践中接触到较多的农药流失的实例,为此通过查阅资料,并与有关的专家座谈,就农药流失的原因与防治方法作一综述,希望对减少农药流失有所帮助。

  我国农田农药流失现状

  1.流失量

  农业生产中使用化学投入品,在带来高产的同时也导致诸多环境问题,其中农药污染是人类面临的主要生态环境问题之一。我国是仅次于美国的农药生产大国,也是农药消费大国。据农业部全国农业技术推广服务中心统计,我国2010~2014年常年农药使用量约为32万吨(折百量,下同)。2015年农药使用量为30万吨,其中杀虫剂、杀菌剂、除草剂和其他类型农药(植物生长调节剂和杀鼠剂等)分别占总量的36.3%、26.7%、35.7%和1.3%。2016年,农药使用量首次在全国实现了零增长。

  作物类型不同,农药使用强度也不同,按使用量排列依次为蔬菜>果树>水稻>茶园>经济作物>旱作粮食作物。农业部公布的数据显示,2015年我国水稻、玉米、小麦3大粮食作物的农药利用率为36.6%,虽然比2013年提高了1.6个百分点,但仍低于欧美发达国家15~25个百分点。即使在规范操作和理想气象条件下,茎叶喷雾的农药在土壤中的残留量仍可达施用量的5.8%~6.6%,有的甚至高达41.1%~88.8%,成为农药进入其他环境介质的重要来源。

  尽管降雨引发的农药流失量一般仅为施用量的0.5%或更低,但仍会导致受纳水体农药含量超过饮用水标准,而强降雨会带来10%或更高的流失量。灌溉引发的农药流失量一般低于使用量的1%,土壤处理的农药可达2%,流失量与土壤0cm~2cm表土层的农药残留量关系密切。

  流入水体的农药给我国诸多流域的水环境质量带来了很大影响。研究发现,有机磷农药敌敌畏在长江流域、黄河流域等江河流域具有潜在生态风险。苏州市沿长江、太湖和阳澄湖流域农药的流失量为28吨。另外,农药流失对我国一些水库的水质也构成了严重威胁。南水北调工程渠首丹江口水库位于水土流失较为严重的地区,淹没区农田土壤和径流中的农药有对水库水质造成负面影响的风险。

  2.流失的主要农药品种

  我国农药流失的主要品种与用药历史和特点密切相关。20世纪50年代为无机农药时代,以砷、铅、汞制剂为代表,后因其环境污染问题而禁用。1960年后进入有机合成农药时代,其中1983年前以使用有机氯农药为主,后因其在环境中的长期残留和较强的生物毒性而禁用,之后进入以有机磷农药为主的各类取代农药阶段。

  自20世纪80年代中后期以来,除草剂用量的增长速度居农药家族之首,其中长残效除草剂的施用面积约占除草施用总面积的32%。长残效除草剂的施用不仅对后茬作物不安全,而且进入非靶标环境具有潜在生态风险。

  (1)有机氯农药

  有机氯农药难降解,生态毒性高,对环境和人类健康具有较大的潜在威胁。有机氯农药于20世纪70年代初在全球范围内陆续被禁用,我国于1983年停止生产,并于1986年在农业上全面禁用。国际社会共同签署的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》将9种有机氯农药列入首批控制名单。我国有大量生产和使用有机氯农药的历史,造成其在土壤中大量累积。

  近年来,大部分地区的土壤中仍可检出有机氯农药残留,水体中的检出也有报道,虽然对人体健康风险较低,但其潜在生态风险不容忽视。

  (2)有机磷农药

  有机磷农药是一类高效、广谱化学杀虫剂,因其在环境中易降解、存留期较短而逐步取代有机氯农药。而在适宜条件下,有机磷农药可在环境中长期存留,使用时隔数年之后仍可在土壤中检出,如乙基对硫磷在6℃条件下半衰期长达542天。1993年,有研究筛选出我国环境优先监测的10个农药品种分别为杀虫脒、除草醚、敌百虫、敌敌畏、乐果、氧化乐果、对硫磷、甲基对硫磷、甲胺磷和杀虫双,其中7个为有机磷农药。

  我国作为缔约国之一的《鹿特丹公约》将甲胺磷、对硫磷、甲基对硫磷、久效磷和磷胺列入严格控制名单。自2007年1月1日起,我国全面禁止这5种高毒有机磷农药在国内销售和使用,足见其对生物和环境的潜在危害。

  (3)长残效除草剂

  我国使用的长残效除草剂品种主要有咪唑乙烟酸、氯嘧磺隆、异噁草松、唑嘧磺草胺、烟嘧磺隆、嗪草酮、阿特拉津、绿磺隆、甲磺隆、甲氧咪草烟等。其中阿特拉津成本低且除草效果好,已在世界各国得到大面积的推广使用,每年用量以平均20%的速度递增,是目前应用广泛的化学除草剂之一。我国作为农业大国,也有近40年的阿特拉津应用历史,曾经大量使用阿特拉津的国家在地表水和地下水中均发现其残留,阿特拉津成为水体残留检出频率和检出量最高的除草剂之一。

  美国、欧盟和日本均将阿特拉津列为内分泌***化合物;德国和意大利于1991年开始禁用该除草剂,且未导致玉米产量下降或收获面积减少。美国仍在使用阿特拉津,而公众要求修改现有管理规定的呼声很高。目前,我国有关阿特拉津的管理规定已难以规避其潜在的生态风险。

  减控策略

  减少和控制农田农药流失的方法很多,最有效和最经济的方法是采取适当的农田管理方式,如少耕、免耕、喷灌、滴灌、农作物间作套种、控制农药使用方式等。采用保护性耕作可减少20%的农药流失。改变土地利用方式,陡坡耕地实行还林还草,利用自然之力恢复自然,增加地表植被覆盖,也可有效减少农药流失。此外,还可采用坡改梯工程措施、植物缓冲带等减控技术,减少农药流失进入受纳水体。

  1.减少化学农药施用量,限制有毒农药的施用,研制开发安全高效的新型农药

  在今后很长一段时间内,使用农药仍将是病虫草害防治的最有效手段之一,农药在保障农业生产安全中的地位目前不可替代。然而,农业生产中作物的病虫草害防治不能过度依赖化学农药,可优先应用农业防治、生物防治、物理防治等绿色防控技术,创建有利于作物生长、天敌保护而不利于病虫害发生的环境条件,预防控制病虫发生,从而达到少用农药的目的。

  合理调整农药品种结构,选择低毒、易降解的农药品种,推行精准科学施药,对症适时适量施药,实现农药减量使用,从源头上减少农药的流失量,最大限度地降低农药对环境污染的风险。

  此外,还应加强新型农药创制工作,将一些新技术引入农药生产和加工中,如新化合物合成、新剂型及控释、玉米油甲酯等对人体和环境影响小且易降解的绿色助溶增效剂的研制,均为新农药创制提供了保障。2015年,农业部发布了农业面源污染防治的目标和任务,并开始实施到2020年农药零增长战略。随着该行动计划的推进,以及农药减量控害和科学使用目标的实现,农药流失影响生态环境安全的问题会逐渐得以缓解。

  2.规范农药喷洒器械和施药技术

  利用率低是农药流失量大的主要原因之一,而农药喷洒器械和施药技术是农药利用率的直接影响因素。就农药品种而言,我国与世界同步,而作物病虫草害防治水平却较为落后,其中简陋的喷药器械和粗放的施药技术是主要制约因素。约占我国90%的农药喷洒工具,发达国家早于20世纪50年代初即已基本淘汰,施药的土方法浪费极大,也极易导致人员中毒和环境风险。

  就此问题,我国相关管理部门做了大量工作,不断完善农药监管体系,2017年新修订的《农药管理条例》为加强农药管理提供了法律依据。研究证实,通过优化喷雾技术,可以显著提高农药利用率,减少农药流失。用喷杆喷雾代替手动摆动喷雾,可极大改善农药在田间的分布均匀性;变量施药控制系统可以实现植物机械大面积作业时的精准施药;隧道式雾滴回收施药车克服了大量农药流失到地面或飘失到空气中的缺点。

  此外,在施用农药时添加有机硅表面活性剂聚乙氧基改性三硅氧烷-1、聚乙氧基改性三硅氧烷-2等,可显著提高表面张力较大的药液在作物叶片上的最大稳定持留量,从而提高农药有效利用效率,并可显著提高农药在作物叶片上的沉积量及耐雨水冲刷的能力。上述技术成果为实现农药减量施用提供了可靠保障。

  3.防控技术

  针对农药流失的防控技术较多,常用的有植物缓冲带和保护性耕作措施。植物缓冲带是利用植物减少农药进入地表水和地下水的一种可持续防控技术,其形式多样,有等高植物篱、草地化径流带、农田边缘植物缓冲带、人工湿地和水体滨岸植物缓冲带等。

  植物缓冲带是目前最为常用且效果较好的一种植物防控农药流失技术,也是美国农业部推荐的防治农业非点源污染的最好方法。利用植物缓冲带技术防控农药流失,指在易发生农药流失的土地上种植覆盖度高、根系发达、固土能力强的植物,通过植物冠层对雨滴击溅的保护作用、植物根系对土壤的固持作用,以及植物茎秆对径流泥沙的拦截作用等途径减少农药流失。

  与坡改梯等工程措施相比,利用该技术防控农药流失具有成本低廉、操作简便、管理粗放、效果显著、持续时间长、可自我修复等优点。若在防治农药流失中使用具有经济价值的植物,则在发挥其水土保持功能的同时,还可产生一定的经济效益。

  在我国西北黄土高原区、西南岩溶区、西南紫色土区、东北黑土区、南方红壤区、北方土石山区等以坡耕地农业为主的地区,水土流失严重,植物篱是阻截控制农田面源污染物的重要措施之一。而在介于水体和高地之间的生态过渡区,建植滨岸植物缓冲带可有效拦截污染物进入受纳水体。此外,还可利用土著厌氧菌,对残留于土壤中的有机氯农药进行原位修复。

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