“工欲善其事,必先利其器”。農(nóng)用植保無(wú)人飛機(jī)以其噴霧效率高、適用性好、節(jié)水、節(jié)藥和省工等優(yōu)點(diǎn)而在農(nóng)作物病蟲(chóng)害防治中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年我國(guó)用植保無(wú)人飛機(jī)防治有害生物已經(jīng)達(dá)到10億畝次。與傳統(tǒng)地面常規(guī)植保裝備相比,植保無(wú)人飛機(jī)載重小、飛行快、噴頭距離作物冠層較高,同時(shí)植保無(wú)人飛機(jī)施藥采取低容量噴霧方式,農(nóng)藥?kù)F滴沉降過(guò)程中蒸發(fā)萎縮快、飄移風(fēng)險(xiǎn)大,例如,2018年新疆和碩縣發(fā)生一起在小麥地用無(wú)人飛機(jī)噴灑除草劑導(dǎo)致附近農(nóng)戶的枸杞發(fā)生藥害,被判賠償 75萬(wàn)。隨著植保無(wú)人飛機(jī)的迅速推廣,無(wú)人飛機(jī)低容量噴霧造成的藥害問(wèn)題和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)時(shí)有發(fā)生。因此,研發(fā)推廣適合植保無(wú)人飛機(jī)的專用藥劑和助劑已經(jīng)成為植保無(wú)人飛機(jī)低容量施藥技術(shù)的關(guān)鍵。

基于此,國(guó)家航空植保科技創(chuàng)新聯(lián)盟于2018年成立了“飛防專用藥劑.助劑專業(yè)委員會(huì)” (簡(jiǎn)稱“專委會(huì)”),組織專家調(diào)研了日本在農(nóng)用無(wú)人飛機(jī)專用藥劑登記管理方面的經(jīng)驗(yàn)與做法,并進(jìn)行了多次討論和認(rèn)真梳理,希望對(duì)我國(guó)飛防藥劑的研發(fā)及管理起到一定的借鑒作用。

1  飛防制劑登記情況    

日本是世界上植保無(wú)人飛機(jī)應(yīng)用最早的國(guó)家之一,日本植保無(wú)人飛機(jī)行業(yè)之所以迅速、有序的發(fā)展,主要有兩方面原因：一是近幾年日本農(nóng)業(yè)從業(yè)人口逐年下降,農(nóng)業(yè)從業(yè)人口目前已跌破200萬(wàn),且平均年齡在66歲以上,老齡化嚴(yán)重,因此省時(shí)省力的植保無(wú)人飛機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮出很大優(yōu)勢(shì),大大提高工作效率,減輕環(huán)境和施藥人員的風(fēng)險(xiǎn)；二是日本政府重視并大力推動(dòng)無(wú)人飛機(jī)行業(yè)發(fā)展,無(wú)論是從監(jiān)管部門的管理政策,還是配套藥劑的登記使用等諸多方面,政府和行業(yè)密切配合。    

日本多旋翼無(wú)人機(jī)農(nóng)藥制劑的管理機(jī)構(gòu)是農(nóng)林水產(chǎn)航空協(xié)會(huì),登錄日本“產(chǎn)業(yè)用無(wú)人航空機(jī)用農(nóng)藥”網(wǎng)站(http://mujin-heri.jp/index11.html),截止到2020年11月6日,日本登記用于植保無(wú)人飛機(jī)的農(nóng)藥制劑有316個(gè)(表1),其占所有登記農(nóng)藥制劑數(shù)量的6.2%。      

由表1可以看出,日本登記用于植保無(wú)人飛機(jī)的農(nóng)藥包括殺菌劑、殺蟲(chóng)劑、殺蟲(chóng)殺菌混劑、除草劑和植物生物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,登記作物主要是水稻、小麥、大豆等。除草劑則只登記用于水稻田,并且水稻田除草劑登記的農(nóng)藥劑型以顆粒劑、展膜油劑為主,施藥方法則是采用無(wú)人機(jī)顆粒撒施、無(wú)人機(jī)展膜油劑撒滴施用,基本不采用無(wú)人機(jī)低容量噴霧方式,以避免除草劑霧滴飄移造成藥害。殺菌劑、殺蟲(chóng)劑、殺菌殺蟲(chóng)混劑的登記劑型包括乳油、微乳劑、水乳劑和顆粒劑等劑型,分別采用低容量噴霧或顆粒撒施技術(shù)。日本無(wú)人機(jī)低容量噴霧推薦使用的農(nóng)藥制劑稀釋倍數(shù)一般為稀釋4～16倍,多為稀釋8倍,施藥液量為每公頃8～16升。

表1  日本無(wú)人機(jī)飛防農(nóng)藥登記基本情況(截止到2020年11月)

       *：無(wú)人機(jī)撒施展膜油劑的用藥量為2.5～5.0升/公頃。       

日本植保無(wú)人飛機(jī)主要用于水稻、小麥、大豆等作物病蟲(chóng)害防治,其中尤以水稻上使用最為廣泛,約 36%的水稻植保工作是由無(wú)人飛機(jī)來(lái)完成的,占到了日本無(wú)人飛機(jī)使用面積的87%,其次是小麥和大豆,分別占無(wú)人飛機(jī)使用面積的7%和5%,其它作物只占1%。分析其原因,考慮到無(wú)人飛機(jī)的噴霧霧滴在大田作物冠層沉積分布比較均勻,防治病蟲(chóng)草的效果較好,日本專家認(rèn)為植保無(wú)人飛機(jī)更適合大田條播作物病蟲(chóng)草害防治；而對(duì)于株冠體積大的果樹(shù),無(wú)人飛機(jī)的噴液量較低,藥液難以有較好的潤(rùn)濕和穿透作用,這樣就很難保證對(duì)有害生物的防治效果。       

由于日本登記用于無(wú)人飛機(jī)施藥的藥劑和劑型主要是在已登記的常規(guī)藥劑中篩選并加工出適合航空植保作業(yè)的藥劑,因而具有兩大優(yōu)點(diǎn)；一是登記用于航空植保的藥劑均可作為常規(guī)地面植保藥劑使用,也就是說(shuō)同一藥劑如果是航空植保藥劑,那么也可以作為常規(guī)植保作業(yè)藥劑使用,只不過(guò)作為航空植保藥劑應(yīng)用時(shí),登記適用的防治對(duì)象往往少于常規(guī)地面使用時(shí)的登記作物和防治對(duì)象：二是由于在藥劑配方設(shè)計(jì)和加工時(shí)考慮到了無(wú)人飛機(jī)植保作業(yè)的特點(diǎn),加工成無(wú)人機(jī)撒施用顆粒劑,或者加工成高濃度低稀釋倍數(shù)施用的殺蟲(chóng)殺菌混劑,噴霧作業(yè)時(shí)不再混合使用,不存在多個(gè)藥劑混用時(shí)分層、絮凝、沉淀等藥液穩(wěn)定性問(wèn)題。

2  登記試驗(yàn)要求

日本主要采用增加施藥方式來(lái)登記管理植保無(wú)人飛機(jī)用藥,即在已經(jīng)獲得地面常規(guī)噴霧使用登記前提下,農(nóng)藥企業(yè)申請(qǐng)植保無(wú)人飛機(jī)低容量噴霧使用的擴(kuò)作試驗(yàn)。2019年以前,日本飛防藥劑登記試驗(yàn)包括田間藥效試驗(yàn)、殘留試驗(yàn)、作物安全性試驗(yàn)以及鄰近作物試驗(yàn)等,登記試驗(yàn)工作主要是由農(nóng)業(yè)航空協(xié)會(huì) (JAAA)來(lái)完成的。2019年2月,日本農(nóng)林水產(chǎn)省發(fā)布了《農(nóng)藥使用方法的標(biāo)識(shí)及需要提交的研究報(bào)告》,根據(jù)多年使用無(wú)人飛機(jī)的經(jīng)驗(yàn),簡(jiǎn)化了植保無(wú)人飛機(jī)專用藥劑的藥效和殘留試驗(yàn),但有關(guān)無(wú)人飛機(jī)噴霧的作物安全性和飄移試驗(yàn)仍是需要提交的重要登記試驗(yàn)資料。      

日本無(wú)人飛機(jī)主要機(jī)型為油動(dòng)無(wú)人飛機(jī),開(kāi)發(fā)油動(dòng)無(wú)人飛機(jī)主要目的是為了替代有人駕駛航空飛機(jī),所以油動(dòng)無(wú)人飛機(jī)施用農(nóng)藥的登記資料要求大部分與“有人駕駛航空”相同。日本無(wú)人飛機(jī)施用農(nóng)藥登記對(duì)不同劑型產(chǎn)品采用不同的策略,一是對(duì)于乳油、水乳劑、微乳劑、水分散粒劑等用于對(duì)水稀釋噴霧的農(nóng)藥制劑,采用增加施藥方式登記,即在該產(chǎn)品已經(jīng)獲得了地面常規(guī)噴霧的使用登記前提下,提出增加無(wú)人飛機(jī)低容量噴霧方式用藥；二是對(duì)于顆粒劑、超低容量制劑等無(wú)需對(duì)水稀釋的農(nóng)藥制劑,登記申請(qǐng)者可以直接申請(qǐng)登記用于植保無(wú)人飛機(jī)施藥。

2.1  藥效試驗(yàn)      

常規(guī)噴霧和低容量高濃度噴霧相比,藥效、藥害表現(xiàn)可能不同,因此,需要重新開(kāi)展藥效試驗(yàn)。無(wú)人飛機(jī)田間藥效試驗(yàn),可以參考常規(guī)噴霧的數(shù)據(jù),相應(yīng)減少試驗(yàn)次數(shù)。日本規(guī)定,常規(guī)噴霧登記通常需要完成6個(gè)田間藥效試驗(yàn),一般需2年,每年完成3個(gè)試驗(yàn)。無(wú)人飛機(jī)噴霧的藥效試驗(yàn)數(shù)為2個(gè),可以在1年內(nèi)全部完成。      

日本還規(guī)定,無(wú)人飛機(jī)藥效試驗(yàn)規(guī)程中需要用霧滴卡檢測(cè)霧滴沉積分布情況。無(wú)人飛機(jī)噴霧登記需要完成2種作物的安全性試驗(yàn),試驗(yàn)劑量為推薦劑量的2倍。

2.2  殘留試驗(yàn)       

依照2009年實(shí)施的經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)第509號(hào)試驗(yàn)準(zhǔn)則,如果從地面器械常規(guī)噴霧已經(jīng)有足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù),只要在產(chǎn)品標(biāo)簽標(biāo)明在條播作物上航空噴霧的施藥液量≥18.7升/公頃(1.25升/畝) ,或者在果樹(shù)上航空噴霧的施藥液量≥93.5升/公頃(6.23升/畝),則使用航空設(shè)備的田間試驗(yàn)一般可以減免。但是,在2019年以前,日本的農(nóng)藥監(jiān)管部門認(rèn)為,無(wú)人飛機(jī)采用的是低容量高濃度噴霧作業(yè)方式,其稀釋倍數(shù)和用水量遠(yuǎn)低于常規(guī)噴霧,藥液濃度顯著提高,登記殘留試驗(yàn)不能減免。      

2019年2月22日,日本農(nóng)林水產(chǎn)省(MAFF)食品安全和消費(fèi)事務(wù)局印發(fā)通知,對(duì)2010年11月24日農(nóng)產(chǎn)第8147號(hào)通知《關(guān)于農(nóng)藥登記申請(qǐng)資料要求》進(jìn)行了修訂,明確了無(wú)人飛機(jī)噴灑農(nóng)藥的殘留試驗(yàn)要求：已經(jīng)登記用于地面噴霧的農(nóng)藥,在提出增加無(wú)人飛機(jī)高濃度低稀釋倍數(shù)噴霧登記時(shí),若單位面積有效成分用藥量在原登記范圍內(nèi),則無(wú)需再提交作物殘留試驗(yàn)報(bào)告。

2.3  作物安全性試驗(yàn)      

日本明確要求,無(wú)人飛機(jī)施用農(nóng)藥登記管理需要開(kāi)展作物安全性試驗(yàn)。2019年2月,日本農(nóng)林水產(chǎn)省(MAFF)通知明要求,需要開(kāi)展無(wú)人飛機(jī)施用農(nóng)藥藥害試驗(yàn)研究。登記作物安全性試驗(yàn),一般需要一年兩地,試驗(yàn)劑量為推薦劑量的兩倍；作物安全性試驗(yàn)可以和藥效試驗(yàn)同步進(jìn)行。鄰近作物的安全性試驗(yàn),需要選擇五種敏感作物開(kāi)展試驗(yàn)。

3  標(biāo)簽管理       

農(nóng)藥標(biāo)簽是農(nóng)藥管理的重要內(nèi)容,它可以指導(dǎo)施藥者科學(xué)、合理、安全的使用農(nóng)藥。在日本,獲得無(wú)人飛機(jī)施藥方式登記的農(nóng)藥制劑,都在農(nóng)藥標(biāo)簽中明確標(biāo)明。以某公司生產(chǎn)的24%咯喹銅顆粒劑的產(chǎn)品標(biāo)簽為例,該產(chǎn)品登記用于直升飛機(jī)和植保無(wú)人飛機(jī)撒施防治稻瘟病,標(biāo)明了該農(nóng)藥制劑的兩種施藥方法--空中散布(直升飛機(jī)撒施)和植保無(wú)人飛機(jī)撒施兩種,該制劑的使用量為每1,000平方米,使用500克制劑,即每公頃使用5千克制劑,折算為1千克顆粒劑可以用于3畝水稻田。這種制劑的包裝為15公斤裝,每個(gè)包裝可以用于3公頃水稻稻瘟病防治。     

以日本登記用于水稻飛防的農(nóng)藥制劑14.5%嘧菌酯.噻蟲(chóng)嗪懸浮劑為例,產(chǎn)品標(biāo)簽中明確標(biāo)明了植保無(wú)人飛機(jī)噴霧施藥方法,并分別標(biāo)注了常規(guī)噴霧和植保無(wú)人飛機(jī)低容量噴霧的稀釋倍數(shù)、施藥液量等信息 (表2)。

表2  14.5%嘧菌酯.噻蟲(chóng)嗪懸浮劑標(biāo)簽中有關(guān)無(wú)人機(jī)施藥方法的基本信息

4  討論      

早在1987年,日本研制出了世界上第一臺(tái)農(nóng)業(yè)用無(wú)人飛機(jī),并于次年開(kāi)始限量銷售。目前,日本采用植保無(wú)人飛機(jī)進(jìn)行防治病蟲(chóng)草害的耕地面積接近100萬(wàn)公頃,而日本的總耕地面積不足500萬(wàn)公頃,采用植保無(wú)人飛機(jī)進(jìn)行防治的耕地面積約占總耕地面積的20%。植保無(wú)人飛機(jī)已成為日本最重要的植保技術(shù)措施。     

目前,日本植保無(wú)人飛機(jī)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域主要用于農(nóng)藥、肥料、種子的空中散布或調(diào)查,不僅有系列的航空植保藥劑,在保障作業(yè)人員及周邊環(huán)境設(shè)施安全等方面也積累大量經(jīng)驗(yàn)并不斷完善管理體系,在此基礎(chǔ)上形成了系統(tǒng)的植保作業(yè)規(guī)范和安全操作指南等,通用性較強(qiáng)。在無(wú)人飛機(jī)施用農(nóng)藥的登記管理方面,日本已經(jīng)積累了30多年的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn),并且近年來(lái)一直不斷對(duì)登記資料要求進(jìn)行修訂,值得學(xué)習(xí)借鑒。       

一個(gè)農(nóng)藥?kù)F滴對(duì)防治對(duì)象來(lái)講,可以看作一個(gè)“炸彈”,有其“殺傷半徑”,不同類型和不同特性的農(nóng)藥?kù)F滴對(duì)有害生物的“殺傷半徑”和持效期各異。植保無(wú)人飛機(jī)噴霧是一種低容量噴霧方式,農(nóng)藥?kù)F滴在靶標(biāo)表面的沉積分布只能達(dá)到一定的覆蓋密度,因此,為保證農(nóng)藥防治效果,需要選擇“殺傷半徑”大和持效期長(zhǎng)的農(nóng)藥?kù)F滴,這就需要研究適合無(wú)人飛機(jī)施藥方式的農(nóng)藥制劑。另外,無(wú)人飛機(jī)低容量噴霧霧滴飄移風(fēng)險(xiǎn)大,需要研究強(qiáng)沉降性、耐揮發(fā)性、抗飄移性的農(nóng)藥制劑。隨著我國(guó)植保無(wú)人飛機(jī)應(yīng)用的快速發(fā)展,需要加快推進(jìn)植保無(wú)人飛機(jī)噴施農(nóng)藥的登記管理工作,促進(jìn)植保無(wú)人飛機(jī)噴施農(nóng)藥制劑研發(fā),為植保無(wú)人機(jī)登記藥劑的科學(xué)合理使用提供有力保障。