摘要 化學(xué)農(nóng)藥在除草與稻田病蟲害防治等方面效果明顯，但其遷移轉(zhuǎn)化中未被利用部分對(duì)稻田生物可能具有潛在毒性，可能會(huì)影響其生理功能與作物品質(zhì)安全等。農(nóng)藥殘留除對(duì)水生生物具有急性毒性外，還可能對(duì)其產(chǎn)生長(zhǎng)期的潛在影響，故農(nóng)田環(huán)境中農(nóng)藥殘留與累積風(fēng)險(xiǎn)亟須關(guān)注。本文總結(jié)分析了稻田種養(yǎng)中的農(nóng)藥減量作用、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、毒性效應(yīng)以及降低農(nóng)藥不利影響的具體措施，包括開展稻田生物防治，使用噴霧助劑，研發(fā)低量高效新農(nóng)藥，加強(qiáng)混合藥劑毒理研究等，為稻田種養(yǎng)模式農(nóng)藥施用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系建立提供參考，以促進(jìn)稻田養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展。

關(guān)鍵詞 稻田種養(yǎng)；農(nóng)藥殘留；水生生物；減藥作用；生態(tài)安全

中圖分類號(hào) S949" "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1007-7731（2024）12-0094-04

稻田養(yǎng)殖是利用稻漁共生互利關(guān)系，人為改造環(huán)境構(gòu)建的種養(yǎng)模式，是水稻種植與水產(chǎn)養(yǎng)殖相結(jié)合形成的一種立體化生產(chǎn)的復(fù)合型生態(tài)系統(tǒng)[1]。該種養(yǎng)模式能夠明顯降低農(nóng)田農(nóng)藥和化學(xué)肥料用量，在確保稻米產(chǎn)量穩(wěn)定或提升的同時(shí)，提高綠色水產(chǎn)品產(chǎn)量。近年來，在稻田養(yǎng)殖面積、產(chǎn)量方面取得長(zhǎng)足發(fā)展，養(yǎng)殖模式不斷創(chuàng)新，稻蝦、稻魚和稻蟹等共作模式逐步涌現(xiàn)，共同推動(dòng)了稻田種養(yǎng)產(chǎn)業(yè)的多元化和可持續(xù)發(fā)展[2]。然而，與自然生態(tài)系統(tǒng)相比，稻田養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)受人類活動(dòng)的影響較大，養(yǎng)殖過程較依賴水體環(huán)境，同時(shí)易受水環(huán)境污染物帶來的被動(dòng)影響。基于水稻病蟲害防治的需要，稻田養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中暫不能完全杜絕農(nóng)藥的使用，且在未來相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，農(nóng)藥可能將繼續(xù)作為稻田病蟲害防治主要手段之一[3]，實(shí)踐中部分水稻生產(chǎn)中存在濫用或過量施用農(nóng)藥的情況，導(dǎo)致稻田養(yǎng)殖環(huán)境中農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)增加。

稻田養(yǎng)殖中農(nóng)藥的應(yīng)用在清除雜草、防治病蟲害方面成效明顯，但其殘留部分長(zhǎng)期暴露在稻田水體中，可能對(duì)水生生物存在潛在影響，環(huán)境中農(nóng)藥殘留和累積風(fēng)險(xiǎn)亟待重視。已有多項(xiàng)研究對(duì)農(nóng)藥在水生動(dòng)物體內(nèi)的毒性作用進(jìn)行了探討，研究表明，部分殘留殺蟲劑對(duì)水生動(dòng)物的毒性多為高毒[4-5]，部分殘留除草劑和殺菌劑對(duì)魚蝦蟹的毒性較小[6-7]。化學(xué)農(nóng)藥除對(duì)養(yǎng)殖水生生物具有急性毒性外，還可能會(huì)對(duì)其繁殖、生長(zhǎng)發(fā)育[8]、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[9-10]及免疫系統(tǒng)[11-12]等方面產(chǎn)生長(zhǎng)期影響。目前，有關(guān)稻田種養(yǎng)中常見農(nóng)藥殘留及其應(yīng)對(duì)措施等方面的研究有待進(jìn)一步深入。本文闡述了稻田種養(yǎng)中的農(nóng)藥減量作用、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、毒性效應(yīng)以及降低農(nóng)藥不利影響的具體措施等，為稻田種養(yǎng)模式農(nóng)藥施用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系建立提供參考，以促進(jìn)稻田養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展。

1 稻田種養(yǎng)的減藥作用

稻田種養(yǎng)模式，一方面考慮到農(nóng)藥對(duì)養(yǎng)殖生物的影響，會(huì)針對(duì)不同養(yǎng)殖生物實(shí)施較稻田純種植更嚴(yán)格的禁用或準(zhǔn)用農(nóng)藥品種。另一方面，稻田養(yǎng)殖生物的活動(dòng)可以在一定程度上減少病蟲害數(shù)量，減輕發(fā)病程度。如稻魚綜合種養(yǎng)模式，魚類可以疏松土壤、殺滅害蟲和減少雜草，在一定程度上減少了農(nóng)藥的使用，且多項(xiàng)研究表明稻魚養(yǎng)殖可明顯降低稻飛虱和紋枯病的發(fā)生率[13-14]。

研究表明，稻蟹養(yǎng)殖共作系統(tǒng)對(duì)稻田雜草的防控效率達(dá)26.53%～44.33%[15]，稻田養(yǎng)蟹能夠有效減少稻田雜草，進(jìn)而減少除草劑的用量。稻鴨共生模式中稻飛虱、雜草和紋枯病發(fā)生指數(shù)均明顯降低[16]，農(nóng)藥投入明顯減少。稻蝦共作模式中小龍蝦可在一定程度上去除稻田雜草和降低稻飛虱、二化螟和稻縱卷葉螟等蟲害。綜合來看，稻田種養(yǎng)模式對(duì)減少農(nóng)藥使用、降低農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)具有積極作用，具有較高的稻田綜合效益[17]。

2 稻田環(huán)境中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化分析

作物種植生產(chǎn)過程中增加產(chǎn)量的主要方法之一是加強(qiáng)田間病蟲害管理[18]，為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，農(nóng)藥已成為保護(hù)農(nóng)作物的重要工具之一[19]。稻漁綜合種養(yǎng)模式在減少農(nóng)藥使用方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，目前尚無充分證據(jù)證明該模式能夠完全防治水稻病蟲害。生產(chǎn)上，可能存在部分種植戶只注重對(duì)作物病蟲害的防治效果，而忽視了農(nóng)藥對(duì)水生動(dòng)物的毒性，可能會(huì)導(dǎo)致稻田環(huán)境農(nóng)藥殘留問題。

農(nóng)藥被施入稻田環(huán)境后會(huì)與多種環(huán)境介質(zhì)發(fā)生作用，一部分農(nóng)藥被作物截留，一部分農(nóng)藥進(jìn)入水體環(huán)境與土壤環(huán)境中，一部分農(nóng)藥進(jìn)入大氣環(huán)境。農(nóng)藥在不同環(huán)境中可以相互轉(zhuǎn)移，最終達(dá)到一種相對(duì)穩(wěn)定且平衡的狀態(tài)[20]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，農(nóng)藥進(jìn)入稻田后，部分農(nóng)藥得到有效利用，其余部分進(jìn)入環(huán)境中[21]，可能對(duì)土壤、地表水、地下水和農(nóng)產(chǎn)品造成污染，并進(jìn)一步進(jìn)入生物鏈[22]。如圖1所示，稻田水體中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化主要包括光解、揮發(fā)、水解、水體沉積物的吸附和解吸附，農(nóng)藥進(jìn)入土壤后的遷移轉(zhuǎn)化主要包括吸附、遷移擴(kuò)散和非生物降解等。例如，藥劑毒死蜱進(jìn)入稻田環(huán)境中，會(huì)發(fā)生光化學(xué)降解，但其半衰期較長(zhǎng)，降解速度緩慢；土壤顆粒物會(huì)吸附部分毒死蜱農(nóng)藥，其在土壤中表現(xiàn)出適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性和持久性[23]。研究表明，水解對(duì)藥劑三唑酮和丁草胺的降低效果并不明顯[24]，加之稻田病蟲害交替發(fā)生、世代重疊導(dǎo)致農(nóng)藥的重復(fù)或過量使用，使得農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)增加。有機(jī)氯農(nóng)藥具有低水溶解性和強(qiáng)疏水性，易吸附在懸浮顆粒物上，并最終積蓄在沉積物和土壤中，在適當(dāng)水力條件下，沉積物中的有機(jī)氯農(nóng)藥可能會(huì)被重新釋放，造成二次污染[25]。

3 農(nóng)藥殘留對(duì)稻田水體生物的毒性效應(yīng)分析

農(nóng)藥的施用不僅直接對(duì)水生動(dòng)植物的生存狀態(tài)產(chǎn)生影響，還可通過微生物的降解作用產(chǎn)生一系列具有潛在毒理效應(yīng)的代謝產(chǎn)物。這些物質(zhì)可能會(huì)通過食物鏈及食物網(wǎng)的傳遞對(duì)水生環(huán)境中的各級(jí)生物造成急性、慢性或遺傳毒性，從而引發(fā)水生態(tài)系統(tǒng)中生物種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量發(fā)生改變[26-27]。相對(duì)于自然水體，稻田系統(tǒng)中養(yǎng)殖動(dòng)物對(duì)水體的頻繁攪動(dòng)使得土壤吸附作用減弱，同時(shí)會(huì)使沉積物中的農(nóng)藥釋放進(jìn)入水體，影響水生生物的生長(zhǎng)繁殖及品質(zhì)安全。研究表明，農(nóng)藥可以在水生生物分子、器官、個(gè)體和種群等不同水平上產(chǎn)生影響，包括酶的活性降低、蛋白質(zhì)的合成減少、呼吸急促和死亡等，部分農(nóng)藥還可能經(jīng)食物鏈和食物網(wǎng)威脅高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的安全，例如水生浮游植物個(gè)體或種群結(jié)構(gòu)的變化均可威脅水生浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)[28]。

郭斌[29]通過調(diào)查稻田施用農(nóng)藥對(duì)湖泊環(huán)境的影響發(fā)現(xiàn)，藥劑丁草胺、撲草凈和丙草胺對(duì)藻類和水生植物影響相對(duì)較大，可能對(duì)湖泊浮水植物、藻類等的生長(zhǎng)及群落安全造成威脅。許超[30]研究表明，高效氯氰菊酯對(duì)蛋白核小球藻生理生化指標(biāo)、葉綠素含量和細(xì)胞膜通透性影響明顯。陳誠(chéng)等[31]研究發(fā)現(xiàn)，稻田排水溝中，藥劑毒死蜱對(duì)16種魚中的8種具有較高風(fēng)險(xiǎn)性，對(duì)5類蝦、蟹均表現(xiàn)為高或極高風(fēng)險(xiǎn)。趙穎等[32]研究表明，毒死蜱對(duì)稻田水域中12種淡水魚表現(xiàn)為高毒或劇毒，毒死蜱在魚體內(nèi)表現(xiàn)為中等或高富集性。此外，研究表明，三唑磷、伏殺硫磷、喹硫磷和毒死蜱等農(nóng)藥會(huì)在水產(chǎn)品體內(nèi)積累[33]。以上研究表明稻田農(nóng)藥施用可能對(duì)稻田水生動(dòng)物存在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，亟待開展更加細(xì)致的稻田養(yǎng)殖水體的農(nóng)藥監(jiān)測(cè)研究，以對(duì)稻田養(yǎng)殖農(nóng)藥生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行科學(xué)評(píng)估。

4 稻田種養(yǎng)模式降低農(nóng)藥不利影響的措施

為降低稻田種養(yǎng)中農(nóng)藥殘留對(duì)水生生物的影響，需圍繞優(yōu)化稻田種養(yǎng)模式，從源頭減少農(nóng)藥施用，提升農(nóng)藥使用效率及科學(xué)用藥等方面展開研究。

4.1 開展稻田生物防治

稻田種養(yǎng)中可利用生物手段來防治水稻害蟲。例如，水稻牛蛙生態(tài)種養(yǎng)配合釋放天敵赤眼蜂、種植誘蟲植物等防控措施可有效控制稻飛虱[34]。稻鱔種養(yǎng)中可利用黃鱔降低雜草的豐富度、多樣性和均勻度，減少化學(xué)除草劑使用量[35]。稻田種養(yǎng)結(jié)合可有效減少稻田農(nóng)藥使用量，在實(shí)際養(yǎng)殖中篩選對(duì)病蟲害的綜合防治效果明顯的生物天敵品種。

4.2 使用農(nóng)藥噴霧助劑

農(nóng)藥噴霧助劑于農(nóng)藥噴霧前加入噴霧液中，可降低藥液的表面張力，提高藥液在植株表面的滲透性與分布均勻性，延長(zhǎng)霧滴保濕時(shí)間，促進(jìn)藥液的吸收，可有效提高稻田農(nóng)藥的利用率，從而降低農(nóng)藥使用量。在病蟲害防治適期選擇合適的藥劑組合進(jìn)行防治，同時(shí)科學(xué)合理添加助劑，使混合藥液的表面張力低于稻葉的臨界表面張力，讓藥液更易黏附稻葉，減少農(nóng)藥用量的同時(shí)，有效控制病蟲害的發(fā)生和確保水稻穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)[36]。

4.3 研發(fā)低量高效新農(nóng)藥

在保障人類健康和自然生態(tài)安全的前提下，有選擇性地開發(fā)使用效果好且對(duì)人畜及作物安全的新型農(nóng)藥，達(dá)到超低用量，易降解，不影響環(huán)境和生態(tài)平衡的目的。如面向稻田養(yǎng)殖模式研發(fā)對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物毒性小的生物農(nóng)藥等。

4.4 加強(qiáng)混合農(nóng)藥毒理研究

現(xiàn)有的對(duì)聯(lián)合農(nóng)藥毒性的評(píng)價(jià)各自針對(duì)不同組合的混合農(nóng)藥，暫缺少典型施用場(chǎng)景下對(duì)農(nóng)藥聯(lián)合毒性的定量測(cè)算方法，需要持續(xù)探討，進(jìn)而建立稻田養(yǎng)殖過程中農(nóng)藥施用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，進(jìn)一步指導(dǎo)生產(chǎn)安全用藥。

5 結(jié)語

稻田種養(yǎng)除考慮經(jīng)濟(jì)效益外，環(huán)境毒性、生物安全等因素也應(yīng)引起重視。本文闡述了稻田種養(yǎng)中的農(nóng)藥減量作用、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、毒性效應(yīng)以及降低農(nóng)藥不利影響的具體措施等，為保障稻田種養(yǎng)水產(chǎn)品質(zhì)量安全提供參考，為稻田種養(yǎng)模式農(nóng)藥施用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系建立提供參考。

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（責(zé)編：何 艷）