茶园农药的合理选用和使用

周利，郭明明

中国农业科学院茶叶研究所，浙江 杭州 310008

茶叶是世界公认的健康饮品，我国茶叶产量占世界茶叶产量的近一半。由于茶树多生长在热带和亚热带地区，且常连片单一种植，因此茶园易发病虫草害。茶园有害生物的绿色精准防控包括化学生态防治、农业防治、生物防治、物理防治、科学用药等措施[1]。化学防治一直是茶园病虫草害防治的手段之一，尤其在害虫爆发期，化学防治对于保障茶叶的产量和质量至关重要，但化学防治是一柄双刃剑。化学农药的使用，尤其是不合理选用和使用，引起了茶叶中农药残留超标、生态环境的污染及非靶标生物的毒性等问题。我国茶园有害生物的化学防治是随着世界农药的发展而演变的。在该过程中，人们一直在寻求如何既能起到防治有害生物的目的，又能达到保证茶叶质量安全、生态安全的效果。本文在综述茶园病虫害化学防治发展历程的基础上，提出解决上述问题的关键在于选择茶园适宜的化学农药并规范使用，同时介绍了目前我国茶园适用和禁限用农药品种，提出了存在的问题，为茶叶质量安全研究提供参考。

1 茶园有害生物化学防治概述

化学防治是指使用化学农药防治有害生物危害的方法。农业生产中的化学农药可分为杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、除草剂、杀鼠剂等。根据茶园中有害生物发生的种类，茶园中使用的农药多为杀虫剂、杀菌剂、除草剂。由于农药具有高效、速效、低成本、受地区和季节限制小、适合于大面积机械化应用等优点，能以小剂量在短时间内将有害生物密度控制在防治阈值以下。

我国茶园有害生物化学防治的用药种类随着世界农药的发展而演变。随着我国茶园病虫草害防治的需求和茶园有机化学合成农药的广泛应用，我国茶叶用药种类经历了有机氯、有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯及新烟碱类农药等阶段。在20世纪50年代以前，茶园中多使用植物性杀虫剂和矿物性农药，如鱼藤精、石灰硫磺合剂、波尔多液等。20世纪50年代起，有机氯农药在我国农田中广泛应用。由于有机氯农药的高残效期，其使用严重破坏了生态平衡，也造成了我国茶叶中较严重的六氯环己烷（六六六）和1,1,1-三氯-2,2-双（对氯苯基）乙烷（DDT）残留。20世纪60年代至80年代，有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯农药在我国茶园有害生物化学防治中广泛应用。由于农残问题，1999年和2002年，农业部发布了在我国茶园中停止使用氰戊菊酯的公告，联苯菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯等拟除虫菊酯类农药成为我国茶园病虫害防治的主要农药品种；由于有机磷农药的高毒性，在世界范围内部分有机磷农药已被禁止在农业中使用。1991年，吡虫啉上市，开启了新烟碱类农药在全球的推广应用。虽然该类农药具有低毒、高效、广谱的优点，但是由于吡虫啉、啶虫脒在茶叶中的高检出率、高浸出率和高出口通报率，使其在茶园中的使用备受关注。近年来，随着新烟碱农药替代品种的推广及绿色防控技术的应用，我国茶叶中吡虫啉和啶虫脒的检出率和超标率逐渐下降。

2 茶园化学农药的选用原则

据统计，全球农药的活性成分超过900 种[2]。为了快速从大量的活性成分中筛选出适合在茶园中应用的农药，有必要建立茶园化学农药的适用评价体系和选用原则。该原则的建立主要依据农药在茶叶中的转移路径评价其可能被消费者摄入的数量，依据农药的毒理学性质评价残留农药的摄入风险和生态风险，制定出茶园农药选用的参数指标，指导茶园农药的筛选。

2.1 茶叶中农药残留的来源

茶园中喷施的农药，部分会渗入茶树组织内部，成为茶叶中农药残留的主要来源。鲜叶中的农药残留水平一般高于其他茶树组织。此外，茶鲜叶中的农药还可能来自空气飘移和水体污染，如我国茶园禁用六六六后的几年中，由于水稻田中施用的六六六的空气飘移[3]，茶叶中六六六的总体残留水平仍在0.3～0.5 mg/kg；水体污染也是茶叶中农药残留的来源，如内吸性农药乐果可通过根系吸收形成茶鲜叶中的农药残留[4]。茶鲜叶中的部分农药最后进入干茶中，即形成茶叶中的农药残留。

2.2 茶叶中农药残留的转移路径和影响因素

残留在茶鲜叶表面的农药会在种植过程和加工过程发生变化，并随茶叶冲泡进入茶汤，最后随饮茶进入人体，因此厘清残留农药在上述转移路径中的转移规律和影响因素是筛选茶园适用农药的基础。

2.2.1 残留农药在茶园中的降解

沉积在茶树表面的农药在环境和茶树生长因素的影响下发生消解，消解率还受农药性质的影响。茶园环境因素主要包括光照和降雨两个方面。日光可显著影响茶叶中的农药残留量[5]，其影响机理是紫外光的光解作用。降雨的影响主要体现在雨水对农药的淋洗和溶解。生长稀释作用是农药在茶树上的消解半衰期短于其他作物的重要原因。茶树叶片比表面积较大[6]，因此在同样的施药量下，茶叶中农药残留量较高。由于茶芽的生长速度快，由萌动的茶芽生长到一芽三叶时，质量和表面积均增长了2 倍以上，大大降低了单位质量茶鲜叶中的农药残留量。农药本身的物理化学性质是影响其在茶园降解的内在因素。蒸气压低、光稳定性好的农药，如拟除虫菊酯类农药，茶芽的生长稀释作用在其降解中占主导地位；蒸气压高、光稳定性好的农药以热消解为主；辛硫磷、二溴磷等光敏感性农药则以光分解为主；水溶性好的农药，易被雨水淋失[4]。

因此，残留农药在茶园的消解是一个多因素影响的过程，该动态降解过程的快慢通常以农药残留浓度降低一半时所需的时间，即半衰期（DT50）表示。大部分农药的DT50在0.2 d到接近10 d[7-11]。

2.2.2 残留农药在茶叶加工过程中的降解

茶叶加工工艺各步骤对茶叶中农药残留降解均有一定贡献，如微波杀青可降低55%的农药残留[12]，可能是由于微波能引起物质内部的热运动，使得植物组织内残留的农药得以释放；杀青对乌龙茶加工过程中三唑磷残留量的降解显著[13]。在红茶和乌龙茶萎凋过程中，吡虫啉、啶虫脒[14]、克百威和胺甲萘[15]的降解率在16%～41%。各加工工序中干燥对农药降解的贡献最为显著，主要的原因是高温引起的农药挥发和分解。不同农药品种间的降解差异主要与其蒸气压相关。蒸气压愈大的农药品种，在加工过程中的挥发性愈大，降解率愈高。在CTC 红茶的干燥过程中，十三吗啉的总降解率高达46%～57%，而己唑醇、丙环唑、多菌灵的蒸气压相对较低，总降解率为12%～22%[16]。因此，蒸气压是影响加工过程中农药消解程度的主要因素。

2.2.3 残留农药在泡茶过程中的浸出

对于传统茶叶泡饮方式，只有在泡茶过程中进入茶汤中的农药才可能随饮茶进入人体，因此农药在茶汤中的浸出率是评估农药残留对人体危害水平的重要因子。

农药在茶汤中的浸出率与农药性质、冲泡次数、冲泡温度等条件密切相关。农药水溶解度是影响农药水浸出率的关键物化参数[8,17-18]，农药水浸出率随农药水溶解度的增大而增大。低水溶解度的有机氯农药，如DDT、六六六、三氯杀螨醇和硫丹的浸出率低于7%[8,17,19]，远低于高水溶解度新烟碱类农药噻虫嗪、吡虫啉和啶虫脒的水浸出率（62.2%～81.6%）[10]。根据浸出率和水溶解度的正相关关系，可预测农药在泡茶时的水浸出率[20]。多菌灵[21]在泡茶过程中的浸出率随冲泡次数的增加而增加，在高温（80～100 ℃）下的浸出率是常温冲泡的3 倍，且茶叶越碎其浸出率越高。因此在相同的害虫防效下，应选择低水溶解度的农药品种。

2.3 农药的毒理学和生态毒理学性质

评价茶叶中残留农药可能引起的饮茶者健康风险是在毒理学和残留化学评估的基础上进行的，农药毒理学阈值是表征农药健康风险的重要因素。对于慢性风险评估而言，一般用每日允许摄入量（Accepted daily intake，ADI）评价，也称慢性毒性参考剂量（Chronic reference dose，CRfD），指的是终生每日摄入农药残留，而不产生明显有害作用的剂量。对于急性风险的评价，陈宗懋[6]的研究中采用化学农药对大白鼠的口服急性致死中量（LD50）反映对高等动物的急性毒性。

目前国内外对农药的环境生态效应主要考量其对指示生物的安全性，如蜜蜂、鱼、家蚕、鸟、寄生蜂、土壤微生物、蚯蚓、水蚤和藻类等。茶园多连片种植，是联系非茶园生态系统的重要纽带，而蜜蜂的传粉等功能对大生态环境具有重要作用。茶区多丘陵高山，其水土冲刷对当地水体生态影响较大。因此选择蜜蜂和鱼作为茶园环境的指示生物，以其LD50参数作为茶园农药施用的生态毒性效应指标。对于大多数商品化的农药而言，其毒理学ADI 和大鼠LD50值，以及生态毒理学参数均可通过数据库或工具书查找。

2.4 茶园化学农药的选用原则

基于农药在茶园的DT50是表征农药在茶园环境变化的重要参数，蒸气压为表征农药在加工过程消解的关键参数，农药的每日允许摄入量ADI值和大鼠急性致死中量LD50是农药急慢性健康风险的指标，鱼类和蜜蜂的毒理学是农药生态毒性的指标，优化完善了原5个参数4个等级的茶园农药选用原则[6]，建立了农药DT50、蒸气压、水溶解度、大鼠的急性致死中量LD50、ADI、对鱼和蜜蜂的急性毒性7 个参数作为茶园用药安全性评价指标的茶园农药安全选用准则[22]。每个指标按照分级标准进行1～5 分评分，乘以对应因素的权重获得累计值，7个指标的累计值（S）＜25的化学农药可推荐茶园应用。其中农药水溶解度、DT50和ADI 是茶园安全选药中最重要的3 个评价因素，因此高水溶性、长残效期和高毒农药不适于茶园应用[23]。

依据选用原则，筛选出虫螨腈、茚虫威、唑虫酰胺等多种茶园高效低风险化学农药，并经田间药效结果验证，可用于替代新烟碱类等高风险农药品种，但以上原则不适用于产生高度代谢物的化学农药和除草剂等种类。需要强调的是，选择出的农药是否可真正在田间施用，还必须通过田间药效试验，明确农药对防治对象的活性。

3 茶园农药合理使用规范和技术

根据防治指标，掌握茶园化学农药的合理使用技术，严格执行化学农药合理使用准则，是减少茶叶中的农药残留量，保障茶叶质量安全的重要方面。在农药的使用过程中，应严格按照农药合理使用准则国家标准中规定的农药施药量（浓度）、施药方法、施药次数、安全间隔期的规定，适时使用农药，不使用国家规定的禁限用农药。对于特殊茶叶要求，如有机茶或出口茶，则应根据具体需求使用农药。

3.1 农药合理使用准则

为了加强农药管理，我国制定了农药合理使用准则国家标准，严格规定了不同农药制剂的使用浓度、使用次数和安全间隔期等参数。1987年农牧渔业部批准发布了《农药合理使用准则（一）》（GB 8321.1—1987），其中包括溴氰菊酯、氰戊菊酯和喹硫磷3 种农药制剂的使用量、施药方法、使用次数和安全间隔期等参数。2000年，国家质量技术监督局修订并发布《农药合理使用准则（一）》（GB/T 8321.1—2000）、《农药合理使用准则（二）》（GB/T 8321.2—2000）、《农药合理使用准则（三）》（GB/T 8321.3—2000）和《农药合理使用准则（六）》（GB/T 8321.6—2000），增加顺式氰戊菊酯、联苯菊酯、氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、顺式氯氰菊酯、噻嗪酮、硫丹、灭多威8 种农药的使用规范。至2018年，GB/T 8321 已陆续规定了24 种农药制剂在茶叶中的使用准则，部分茶园适用农药品种的使用准则见表1。在预防茶园害虫发生期或靶标害虫未达防治指标时，搭配使用微生物农药、植物源农药等生物农药[24]。

表1 茶园农药安全使用标准

茶园农药需严格按照农药使用准则国家标准规定的使用参数用药，不得随意提高用药的有效剂量和增加使用次数，长期来看，随意提高用药剂量或增加使用次数易加速抗药性的产生，降低防治效果。药后要达到采收间隔期的规定时间，才可采摘。在安全间隔期前采摘鲜叶，往往会造成茶叶中的农药残留超过最大残留限量水平。

3.2 农药的合理使用技术

除GB/T 8321 的规定外，在化学农药的使用过程中，需注意以下几点。

3.2.1 选择恰当的用药时期

根据防治对象的监测结果和防治指标，考虑茶树生长状况进行施药，如小绿叶蝉应掌握在各代若虫孵化盛期，茶毛虫、茶黑毒蛾宜在3 龄幼虫期前，蚧类、黑刺粉虱宜在孵化高峰期用药；病害应掌握在发病初期用药。在天敌高峰期或敏感期，应尽量不用或少用农药，以保护天敌。

3.2.2 选择恰当的施药时间

气温、降雨等天气因素会对药剂的理化性质和活性造成影响，如敌百虫属正温度系数药剂，其防效随气温的升高而提高，因此选用这些药剂时，可选择气温高一些时施药。拟除虫菊酯类农药在气温较低时防效较好，应选择在每天的早晨和傍晚用药，雨前不宜施药。

3.2.3 轮换用药，减缓抗药性的发生

长期连续使用单一农药，害虫易产生抗性，尤其对于菊酯类农药和内吸性杀菌剂。因此，应在短期内不再使用该地区病虫已经产生严重抗药性的农药，选择防治机制不同的农药进行轮换使用。对于由于抗性而停用多年的农药，也可尝试列入轮换名单，轮换周期不宜过短。

3.2.4 严禁使用国家规定的禁限用农药

至2023年1月，我国将禁止60多种/类农药和化学品在茶叶中的使用（表2）。另外，因吡虫啉、啶虫脒、噻虫嗪、呋虫胺等4 种烟碱类农药具有高水溶性，对蜂高毒，茶汤中高残留，建议茶叶生产中停用。

表2 我国颁布的茶叶中禁限用农药和化学品名单

4 茶园农药选用和使用中存在的问题

近年来已建立了茶园化学农药选用准则，筛选出了多种高效低风险茶园适用农药，制定了多种农药的使用规范，化学防治是茶树病虫害防控技术的重要组成部分的理念逐渐被接受。茶园农药的科学使用理念的接受度和使用技术水平进一步提升，但是仍存在高效低风险可替代农药少、省力化施药技术不成熟等问题。

4.1 持续挖掘高效低风险茶园适用农药

持续使用同种或同类别农药，易产生抗性问题；同种农药在不同时期可能随着（MRLs）的严格而不再适宜在部分茶园使用。因此，现有大规模使用的虫螨腈、茚虫威等农药可能不再适用于未来茶园有害生物的防治。所以在农药选择方面，需持续挖掘高效低风险的农药品种，制定相应农药的使用规范。

4.2 加速省力化施药技术的研发

省力化施药技术可缓解茶区劳动力短缺问题。由于植保无人飞机具有作业效率高、机动灵活、复杂地形适应性好的优点[25]，已在我国主粮作物、森林有害生物防治中初步应用[26]。但是对于茶园无人机施药而言，由于缺乏适宜茶园飞防的专用药剂，导致雾滴沉积分布均匀性较差，茶叶中农药残留水平高等问题[27]。因此应加速研发适宜飞防的专用药剂，配套形成飞防施药技术标准。