農藥施用對稻田養(yǎng)殖影響研究

摘要 化學農藥在除草與稻田病蟲害防治等方面效果明顯，但其遷移轉化中未被利用部分對稻田生物可能具有潛在毒性，可能會影響其生理功能與作物品質安全等。農藥殘留除對水生生物具有急性毒性外，還可能對其產生長期的潛在影響，故農田環(huán)境中農藥殘留與累積風險亟須關注。本文總結分析了稻田種養(yǎng)中的農藥減量作用、遷移轉化規(guī)律、毒性效應以及降低農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)低量高效新農藥，加強混合藥劑毒理研究等，為稻田種養(yǎng)模式農藥施用風險評價體系建立提供參考，以促進稻田養(yǎng)殖產業(yè)綠色高質量發(fā)展。

關鍵詞 稻田種養(yǎng)；農藥殘留；水生生物；減藥作用；生態(tài)安全

中圖分類號 S949" "文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2024）12-0094-04

稻田養(yǎng)殖是利用稻漁共生互利關系，人為改造環(huán)境構建的種養(yǎng)模式，是水稻種植與水產養(yǎng)殖相結合形成的一種立體化生產的復合型生態(tài)系統(tǒng)[1]。該種養(yǎng)模式能夠明顯降低農田農藥和化學肥料用量，在確保稻米產量穩(wěn)定或提升的同時，提高綠色水產品產量。近年來，在稻田養(yǎng)殖面積、產量方面取得長足發(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，共同推動了稻田種養(yǎng)產業(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)受人類活動的影響較大，養(yǎng)殖過程較依賴水體環(huán)境，同時易受水環(huán)境污染物帶來的被動影響。基于水稻病蟲害防治的需要，稻田養(yǎng)殖生產過程中暫不能完全杜絕農藥的使用，且在未來相當長一段時間內，農藥可能將繼續(xù)作為稻田病蟲害防治主要手段之一[3]，實踐中部分水稻生產中存在濫用或過量施用農藥的情況，導致稻田養(yǎng)殖環(huán)境中農藥殘留風險增加。

稻田養(yǎng)殖中農藥的應用在清除雜草、防治病蟲害方面成效明顯，但其殘留部分長期暴露在稻田水體中，可能對水生生物存在潛在影響，環(huán)境中農藥殘留和累積風險亟待重視。已有多項研究對農藥在水生動物體內的毒性作用進行了探討，研究表明，部分殘留殺蟲劑對水生動物的毒性多為高毒[4-5]，部分殘留除草劑和殺菌劑對魚蝦蟹的毒性較小[6-7]。化學農藥除對養(yǎng)殖水生生物具有急性毒性外，還可能會對其繁殖、生長發(fā)育[8]、營養(yǎng)品質[9-10]及免疫系統(tǒng)[11-12]等方面產生長期影響。目前，有關稻田種養(yǎng)中常見農藥殘留及其應對措施等方面的研究有待進一步深入。本文闡述了稻田種養(yǎng)中的農藥減量作用、遷移轉化規(guī)律、毒性效應以及降低農藥不利影響的具體措施等，為稻田種養(yǎng)模式農藥施用風險評價體系建立提供參考，以促進稻田養(yǎng)殖產業(yè)綠色高質量發(fā)展。

1 稻田種養(yǎng)的減藥作用

稻田種養(yǎng)模式，一方面考慮到農藥對養(yǎng)殖生物的影響，會針對不同養(yǎng)殖生物實施較稻田純種植更嚴格的禁用或準用農藥品種。另一方面，稻田養(yǎng)殖生物的活動可以在一定程度上減少病蟲害數量，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藥的使用，且多項研究表明稻魚養(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)對稻田雜草的防控效率達26.53%～44.33%[15]，稻田養(yǎng)蟹能夠有效減少稻田雜草，進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)生指數均明顯降低[16]，農藥投入明顯減少。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)模式對減少農藥使用、降低農藥殘留風險具有積極作用，具有較高的稻田綜合效益[17]。

2 稻田環(huán)境中農藥的遷移轉化分析

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

農藥被施入稻田環(huán)境后會與多種環(huán)境介質發(fā)生作用，一部分農藥被作物截留，一部分農藥進入水體環(huán)境與土壤環(huán)境中，一部分農藥進入大氣環(huán)境。農藥在不同環(huán)境中可以相互轉移，最終達到一種相對穩(wěn)定且平衡的狀態(tài)[20]。據統(tǒng)計，農藥進入稻田后，部分農藥得到有效利用，其余部分進入環(huán)境中[21]，可能對土壤、地表水、地下水和農產品造成污染，并進一步進入生物鏈[22]。如圖1所示，稻田水體中農藥的遷移轉化主要包括光解、揮發(fā)、水解、水體沉積物的吸附和解吸附，農藥進入土壤后的遷移轉化主要包括吸附、遷移擴散和非生物降解等。例如，藥劑毒死蜱進入稻田環(huán)境中，會發(fā)生光化學降解，但其半衰期較長，降解速度緩慢；土壤顆粒物會吸附部分毒死蜱農藥，其在土壤中表現出適當的流動性和持久性[23]。研究表明，水解對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、世代重疊導致農藥的重復或過量使用，使得農藥殘留風險增加。有機氯農藥具有低水溶解性和強疏水性，易吸附在懸浮顆粒物上，并最終積蓄在沉積物和土壤中，在適當水力條件下，沉積物中的有機氯農藥可能會被重新釋放，造成二次污染[25]。

3 農藥殘留對稻田水體生物的毒性效應分析

農藥的施用不僅直接對水生動植物的生存狀態(tài)產生影響，還可通過微生物的降解作用產生一系列具有潛在毒理效應的代謝產物。這些物質可能會通過食物鏈及食物網的傳遞對水生環(huán)境中的各級生物造成急性、慢性或遺傳毒性，從而引發(fā)水生態(tài)系統(tǒng)中生物種群結構和數量發(fā)生改變[26-27]。相對于自然水體，稻田系統(tǒng)中養(yǎng)殖動物對水體的頻繁攪動使得土壤吸附作用減弱，同時會使沉積物中的農藥釋放進入水體，影響水生生物的生長繁殖及品質安全。研究表明，農藥可以在水生生物分子、器官、個體和種群等不同水平上產生影響，包括酶的活性降低、蛋白質的合成減少、呼吸急促和死亡等，部分農藥還可能經食物鏈和食物網威脅高營養(yǎng)級生物的安全，例如水生浮游植物個體或種群結構的變化均可威脅水生浮游動物的生長[28]。

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

4 稻田種養(yǎng)模式降低農藥不利影響的措施

為降低稻田種養(yǎng)中農藥殘留對水生生物的影響，需圍繞優(yōu)化稻田種養(yǎng)模式，從源頭減少農藥施用，提升農藥使用效率及科學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，減少化學除草劑使用量[35]。稻田種養(yǎng)結合可有效減少稻田農藥使用量，在實際養(yǎng)殖中篩選對病蟲害的綜合防治效果明顯的生物天敵品種。

4.2 使用農藥噴霧助劑

農藥噴霧助劑于農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，延長霧滴保濕時間，促進藥液的吸收，可有效提高稻田農藥的利用率，從而降低農藥使用量。在病蟲害防治適期選擇合適的藥劑組合進行防治，同時科學合理添加助劑，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，減少農藥用量的同時，有效控制病蟲害的發(fā)生和確保水稻穩(wěn)產高產[36]。

4.3 研發(fā)低量高效新農藥

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)使用效果好且對人畜及作物安全的新型農藥，達到超低用量，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)對水產動物毒性小的生物農藥等。

4.4 加強混合農藥毒理研究

現有的對聯合農藥毒性的評價各自針對不同組合的混合農藥，暫缺少典型施用場景下對農藥聯合毒性的定量測算方法，需要持續(xù)探討，進而建立稻田養(yǎng)殖過程中農藥施用風險評價體系，進一步指導生產安全用藥。

5 結語

稻田種養(yǎng)除考慮經濟效益外，環(huán)境毒性、生物安全等因素也應引起重視。本文闡述了稻田種養(yǎng)中的農藥減量作用、遷移轉化規(guī)律、毒性效應以及降低農藥不利影響的具體措施等，為保障稻田種養(yǎng)水產品質量安全提供參考，為稻田種養(yǎng)模式農藥施用風險評價體系建立提供參考。

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（責編：何 艷）