水稻田农药面源污染状况调查分析及防控

徐炜枫

(江苏省农产品质量检验测试中心,江苏 南京 210036)

江苏是农业大省，自古以来的鱼米之乡。随着农业绿色化发展的新要求，江苏省原来粗放式农业生产方式造成的问题也日益突出。十九大报告中明确要推进农业绿色发展，必须加强农业环境突出问题治理和进行农药肥料减量施用等，本文通过对江苏省水稻田农药面源污染的调查分析，得出水稻田农药面源污染的规律，对水稻田农药面源污染提出对应的防控措施。

1 江苏省水稻田农药面源污染的情况

农业面源污染是指由沉积物、农药、废料、致病菌等分散污染源引起的对水层、湖泊、河岸、滨岸、大气等生态系统的污染，其中化学农药过量使用与不当利用造成的面源污染是农业面源污染一大方面。中国是一个农药生产和使用大国，农药产量居世界第1。江苏省是我国农药生产和消费大省，国内31家农药上市公司，江苏省占了32%，产业地位举足轻重。江苏省农药施用强度远高于全国平均水平，部分地区达全国平均水平3.57倍[10]。在农药使用中有效利用率低，仅20%～30%的农药有效利用，而70%～80%的农药直接散落到环境中[1]，对土壤、地表水、地下水和农产品造成污染，并进一步进入生物链，这些直接形成了农药面源污染的主要来源。

江苏是水稻种植大省，水稻种植面积在2.2×106hm2以上。由于水稻的生长环境中水环境充足，条件温热，因此病虫草害也会比其它农作物多，所施用的化学农药也相应增多。且水稻生产地为河网地区，生产采用漫灌模式，大量农药等会渗入底泥及排出至河湖江海，水稻农药造成的面源污染已经不容小觑。

1.1 水稻生产中主要农药种类

江苏水稻田上经常发现的病害有水稻纹枯病、水稻稻瘟病、水稻稻曲病。江苏水稻田上经常发现的虫害有稻飞虱、稻螟虫。

水稻纹枯病防治的主要药剂有井冈霉素等生物源农药，持效期较短，多和唑类杀菌剂复配制剂；己唑醇、戊唑醇、烯唑醇、苯甲·丙环唑等唑类杀菌剂，防治效果较好，成本较为适中，农户选用的较多；噻呋酰胺、肟菌酯、烯肟菌胺等药剂成本高，但防效好。

水稻稻瘟病防治的主要药剂有三环唑、稻瘟灵、异稻瘟净、咪鲜胺等，前3种有良好的内吸传导性，施药后1～2h内不下雨即不影响防效，三环唑只有保护效果，没有治疗效果，但病菌对该药没有抗性，破口期用药宜优先选用该药。肟菌酯、烯肟菌胺，作为新药在江苏的推广力度比较大。

水稻稻曲病防治的主要药剂有己唑醇、戊唑醇、烯唑醇等唑类杀菌剂；井冈霉素、肟菌·戊唑醇、烯肟·戊唑醇等复配制剂。

稻飞虱防治的主要药剂有噻嗪酮、吡虫啉等杀虫剂。

稻螟虫防治的主要药剂有噻嗪酮、速灭威、吡蚜酮、哒螨灵等杀虫剂。

2016年，水稻田使用的农药统计数据(按商品量计)[2]，杀虫剂占41.66%、杀菌剂占40.67%、除草剂占17.66%、植物生长调节剂占0.01%，其中低毒微毒农药占总量的90.33%。

1.2 农药在水稻及其环境中的消解规律

不同土壤类型以及pH值会影响农药的降解规律[3-5]，不同温度条件也会影响农药的降解规律[6,7]。但不同农药在水稻及其环境中的分布、迁移与残留规律类似，一般为在土壤中降解速率最慢，其次为在植株中降解速率，田水中降解速率最快。2015—2016年，在江苏、湖南和黑龙江3地选择水稻试验点，进行丙环唑在水稻上的消解动态试验。施药2h后进行残留检测，发现丙环唑在各介质中的分布规律为：植株残留量>土壤残留量>田水残留量。施药7d后进行残留检测，发现丙环唑在各介质中的分布规律为：土壤残留量>植株残留量>田水残留量。

在江苏试验点，丙环唑在水稻田水上施药后21d后降解率为96%，水稻田水中丙环唑平均半衰期T1/2为4.9d；丙环唑在水稻植株上施药后21d后降解率为93%，水稻植株丙环唑中平均半衰期T1/2为7.7d；丙环唑在水稻土壤上施药后21d后降解率为77%，水稻土壤中平均半衰期T1/2为8.2d。

通过半衰期比较得出，丙环唑在土壤中降解速率最慢，其次为在植株中降解速率，田水中降解速率最快。马新生等人试验表明三唑磷在水稻田中也符合此规律[8]。

1.3 重要生产基地环境(土壤、水)中残留状况

为了解农业环境中农药残留状况，2010—2013年，农业部针对使用农药进行了农药安全性监测与评价项目。2010年安评对象是噻嗪酮、硫丹、三唑磷；2011年选择噻嗪酮、多菌灵；2012年选择多菌灵、百菌清；2013年选择苯醚甲环唑、丙环唑。试验地点选择了水稻面积较大的4个县——兴化、姜堰、东台、大丰，为样品采样点，当年大面积施用对象农药的稻田临近有地表水体的区域作为采样区域进行取样。采样时期选择了4个时期，分别为第1次施药前(本底)、第1阶段施药高峰结束后2d、第1阶段施药高峰结束后3d、本季稻最后1次施药结束后2d。采集样品为稻田土、稻田水、地表水、底泥。

安评结果总体状况为，多年常用的农药会有残留，稻田土中农药残留相对较高，稻田水、底泥中、地表水中相对低。不同农药的降解速率不同，半衰期不同，会出现不同的残留量。

硫丹是禁用农药，自2018年7月1日起撤销所有硫丹产品的农药登记证，在江苏省早就停用，施药最早可以追溯到2009年。在项目采集的稻田土、稻田水、地表水、底泥中均未检测出残留。

三唑磷是有机磷类杀虫剂，由于用药时间较长，药效明显下降，且刺激稻飞虱的增殖，江苏省基本停用三唑磷。在项目采集的稻田土、稻田水、地表水、底泥中均未检测出残留。

多菌灵是苯并咪唑类杀菌剂，百菌清是有机氯类杀菌剂，都是易降解农药，在项目采集的稻田土、稻田水、地表水、底泥中均未检测出残留。这部分原因是因为这2种农药的半衰期较短，还有可能是因为试验期近几年，小麦、水稻的病害较轻，单剂或复配制剂的使用次数相对减少，在防治上，实施交替使用杀菌剂，有效减少了环境中的残留。如，轮换使用氰烯菌酯、咯菌腈等不同作用机制、无交互抗性的杀菌剂等，严禁同一作用机理药剂在水稻生长期内连续多次使用[11]。

噻嗪酮是噻二嗪类杀虫剂，各地的用药习惯有差别，不同地区稻田土、稻田水、地表水和底泥中噻嗪酮的残留量表现不等，但均能检测出。其中稻田土残留检出量最高，底泥中其次，稻田水、地表水中相对较低。随着施药次数的增加和时间的推移，稻田土中噻嗪酮的残留量明显成递增趋势。在稻田水、地表水和底泥中相对稳定。部分地区地表水中检测浓度高于稻田水中残留浓度，说明施用噻嗪酮对水生生态系统有一定影响。第2年，部分县的稻田水、地表水本底中含有噻嗪酮，说明多次施用噻嗪酮，高频率使用会导致噻嗪酮在环境中的污染。因此对于噻嗪酮使用上，需要注意轮换使用，减少施药次数，降低施药剂量。

苯醚甲环唑、丙环唑是三唑类杀菌剂，在江苏是主力药剂，虽然在地表水、稻田水、底泥中均未检出苯醚甲环唑和丙环唑，但在稻田土中大部分均检出苯醚甲环唑和丙环唑，部分县的稻田土的本底中就有检出。说明苯醚甲环唑、丙环唑会大部分残留在土壤中。

因此，通过安评项目调查分析后，发现农药面源污染主要残留于土壤，农药造成的水体环境的污染相对较好。

2 防控措施

治理农药面源污染，要从源头减少农药使用，要进行农药污染修复。源头减少农药使用，要在生产中进行合理科学有效的防治，要提供农药合理使用方案以及农药减量使用方案。

2.1 有效防治

在水稻生产过程中通过农业防治、生物防治、物理防治、化学防治相结合，目的是减少化学农药的使用量[9]。农业防治，品种选择采用高产抗病优质品种，在耕种方式上合理轮作，有效控制水肥；生物防治，利用天敌防治，稻鸭共育等，多采用生物农药如苏云金杆菌等；物理防治，利用杀虫灯、杀虫板等；化学防治，采用环保农药组合施用，统防统治，减少施药次数，混配用药、交替用药等。2018年如皋市进行水稻农药减量技术集成与推广，建立了水稻化学农药减量控害集成技术体系，集成了预警系统、生态调控、理化诱控、生物防治、科学化防等技术，取得很好成效。2019年化学农药年使用量比2011年减少28.90%，统计2016—2019年由于减药节省成本5000多万，新增经济效益总计达10000多万元。水稻农药减量控害，既改善了生态环境，也减少了农业面源污染，使水稻生产可持续发展。

2.2 技术规范

农业部门应制定合理农药使用的规范准则等技术规范，可以让农户简洁明了使用农药。对于登记农药，除了宣传农药安全间隔期等农药的使用准则外，还应在目前的防治条件下，提供有效的优化减量方案，可以根据农药残留的特性进行方案制定。如，使用植保无人机施药可以达到减量增效的作用，利用了无人机可以更好地附着在作物的优势，而可较少的残留在环境中，因此可以减量增效。陈豪明[16]等人发现使用植保无人机全程解决水稻病虫草害，农药使用量明显少于常规用药处理，减量达42.80%。

目前大多对农药毒性研究较多，而对农药在环境行为考虑较少。农药可否使用主要看毒性，应该将环境行为纳入风险考虑，如，有些农药在水环境中残留较长，那么在进行风险评估时应该提高风险值，以保护地下水，降低面源污染。

加大对环境行为的研究，除了研究环境降解的原理有助于污染修复手段研发，还可以通过了解农药在各种介质中的残留状况，根据生产环境推荐农药，如，有些农药在酸性土壤中降解较快，在确保药效的情况下，更推荐在酸性环境下施用。

2.3 土壤修复

目前发现，农药残留集中在土壤中，水环境中相对较低。在使用科技污染修复中，可以先将重点关注在土壤环境修复上。目前进行农药污染土壤修复的技术手段，如，微生物降解农药技术[12]、表面活性剂强化微米Cu/Fe双金属还原降解技术[13]。表面活性剂强化微米Cu/Fe双金属还原降解技术是一种有效的有机氯农药污染土壤修复技术。2018年，习近平总书记指出，要全面落实土壤污染防治行动计划，推动制定和实施土壤污染防治法。突出重点区域、行业和污染物，强化土壤污染管控和修复，有效防范风险，让老百姓吃得放心、住得安心。因此要重视土壤污染修复。

我国土壤修复技术于2006年左右开始。相比较于国外，我国起步较晚，且土壤修复技术水平也偏低，在关键性的修复药剂上，也多依赖进口，目前情形下，需要投入研发及研究人员[14]。

了解水稻农药面源污染的情况，从污染源头和技术源头进行污染控制和污染修复。水稻生产良性循环，可持续发展，保障了农产品质量安全，是农业高质量发展之路。