在进行农药喷洒前,将农药助剂加入药箱中,搅拌均匀,可以改进药液的物化性能,如表面张力、防飘移、润湿性、铺展性、黏附性等。利用助剂,实现了无人机超低量喷施,既能保证防效,又能降低农药用量以及对环境的污染。
虽然新的无人机适用农药制剂的开发周期比较漫长,但是可以在已有的药剂中加入无人机农药助剂来缓解其挥发和飘移,从而推动航空喷雾技术更好地为我国的农业提供服务,这不失为一种有效措施。另外,在施药过程中,因为无人机施用农药药液的浓度比较高,所以当多种农药混合使用时,会产生絮凝、沉淀等问题,这时加入一些具有兼容作用的助剂,可以增加药液的稳定性。无人机农药助剂可以加速农药雾滴的沉降,从而有效降低农药飘移损失,同时也减少了农药重喷、漏喷等现象,还可以防止药剂挥发,增强药液的润湿渗透性,极大地促进了药液的吸收。
随着我国农药减施增效技术的不断发展,人们对无人机农药助剂的认知不断加深。根据近年来助剂品种发展和使用情况,无人机农药助剂主要可以划分为有机硅类、矿物油类、植物油类、表面活性剂类、无机盐类等,其使用所需的环境条件见表1。
表1 常见助剂的使用环境条件
19世纪末期,桶混助剂开始出现,但没有应用于农业;20世纪早期,有研究表明,在农药中加入油作为助剂,可以提高药剂的杀虫和灭菌效果;1940—1950年,由于人们对表面活性剂的进一步研究,农药助剂被大量用于农业领域;1960—1970年,发现加入农药助剂可以降低农药用量,在农药中加入有机硅助剂可以提高药液在叶片上的吸附能力。
近年来,在精准农业需求和政府支持下,农业航空迅速发展起来。“十三·五”期间(2016—2020年),我国科技部、农业农村部均将农业航空技术列为重点支持项目,例如“十三·五”国家重点研发计划课题“基于低空遥感的作物追肥变量管理技术与装备”和“无人机变量喷药控制分析平台的研发”。早在“十二·五”期间(2011—2015年),国家已经启动了“微小型无人机遥感信息获取与作物养分管理技术”和“主要粮食作物航空植保无人机”两个项目。“十四·五”期间(2021—2025年),随着我国各级政府部门、农机器械企业以及高校、研究机构等的大力支持,植保无人机技术在国内迅速发展,而无人机农药助剂技术也获得了相当程度的发展。
国内喷雾助剂的发展相对滞后,目前以地面常规喷雾助剂为主。尽管在人工施肥体系中曾有添加沉降剂的报道,但其尚未实现大规模应用。近年来,为了满足植保无人飞机喷雾的技术需求,国内外的农药助剂企业先后研发出了一批无人机喷雾专用助剂,并在应用中取得了较好的成效。
无人机农药助剂优异的理化性能及喷雾性能能够充分满足药效稳定及增效需求,带动无人机施药技术的进步。针对各种应用需要,市面上可供选择的飞防助剂品种日益增多。无人机农药专用助剂已成飞防植保绿色防控体系建设中的“幕后英雄”。
在国际上,美国、澳大利亚、德国、加拿大等均对无人机农药助剂进行了登记和使用,取得了一定的管理经验。对于助剂所涉及的成分和在无人机上应用的助剂,都要提交相关的数据,并在获得登记后方可使用。
美国是国际上第1个对助剂进行规范的国家。20世纪80年代早期,美国环保署(EPA)按照不同物质的毒性及接触危险程度,将农药助剂划分成4类。澳大利亚农兽药管理局(APVMA)公布了《澳大利亚农药助剂产品登记管理指南》,自2009年2月9日后允许对其单用和商品化的农用助剂进行登记。德国将农药助剂分成两类,即桶混助剂和加工助剂,按照《植物保护法》的要求,桶混助剂实施注册许可证和正向列表,加工助剂实施负向列表,而加工型杀虫剂实施负向列表。按照欧盟SANCO/12638/2011的指导方针,德国对已注册的商品构成改变实行分级管理,按其改变的程度将其划分为2种类型,即显著改变和非显著改变。加拿大有害生物管理局在2004年颁布了一项关于农用助剂的监管规定,该规定于2005年1月9日生效。
自实施农药登记管理以来,我国主要关注的是对活性物质的监管,而对助剂的安全问题研究与监管则处于初级阶段。农业部农药检定所2010年4月举办的《中美农药助剂管理研讨会》上,首次就农药助剂管理进行了讨论。HG/T 4576—2013《农药乳油中有害溶剂限量》于2013年度颁布,其中对有害溶剂限量作了详细的说明。《禁限用农药助剂名单》(征求意见稿)已于2015年度通过中国农药信息网向公众发布,所涉及的禁限用包括乙二醇甲醚、壬基酚等9种禁用助剂和苯、甲醇等75种限用助剂。值得注意的是,该名单征求意见稿发布至今将近8年,正式稿仍未出台。新《农药管理条例》颁布实施后,《农药登记管理办法》明确规定,要依据助剂的毒性和危害程度,及时调整和更新禁用、限用助剂的目录和限量,并对其进行管理,如需加入该特殊助剂,须提供相关试验数据。虽然目前还没有针对无人机农药助剂使用的规范,但其开发和使用却引起了行业的高度重视。目前,我国已出台了《植物油类植保无人机农药喷洒专用助剂》《农药桶混助剂标签规范》《农药桶混助剂润湿性评价方法及施用限量》《防飘移桶混助剂施用限量及评价方法》等相关团体标准。
国内市场现有助剂难以满足所有飞防实际需求,现阶段,国内用于植保飞防施药的农药制剂、助剂尚无正式登记生产,依然属于空白阶段。沉降性好、安全性高的专用药剂是植保飞防的施药首选,但目前该类超低容量制剂不仅数量少,而且选择性差,已成为提升作业效率的瓶颈。
来源:《现代农药》2023年第3期“植保无人飞机施用农药剂型与助剂现状及进展”;作者:中农立华生物科技股份有限公司 李彦飞 冯泽腾 王国强 张小军*