農(nóng)藥施用對稻田養(yǎng)殖影響研究

摘要 化學農(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(zhì)安全等。農(nóng)藥殘留除對水生生物具有急性毒性外，還可能對其產(chǎn)生長期的潛在影響，故農(nóng)田環(huán)境中農(nóng)藥殘留與累積風險亟須關注。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，加強混合藥劑毒理研究等，為稻田種養(yǎng)模式農(nóng)藥施用風險評價體系建立提供參考，以促進稻田養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展。

關鍵詞 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 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(chǎn)養(yǎng)殖相結(jié)合形成的一種立體化生產(chǎn)的復合型生態(tài)系統(tǒng)[1]。該種養(yǎng)模式能夠明顯降低農(nóng)田農(nóng)藥和化學肥料用量，在確保稻米產(chǎn)量穩(wěn)定或提升的同時，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(chǎn)過程中暫不能完全杜絕農(nóng)藥的使用，且在未來相當長一段時間內(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，導致稻田養(yǎng)殖環(huán)境中農(nóng)藥殘留風險增加。

稻田養(yǎng)殖中農(nóng)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(nóng)藥殘留和累積風險亟待重視。已有多項研究對農(nóng)藥在水生動物體內(nèi)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(nóng)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(zhì)[9-10]及免疫系統(tǒng)[11-12]等方面產(chǎn)生長期影響。目前，有關稻田種養(yǎng)中常見農(nóng)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(nóng)藥減量作用、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、毒性效應以及降低農(nóng)藥不利影響的具體措施等，為稻田種養(yǎng)模式農(nóng)藥施用風險評價體系建立提供參考，以促進稻田養(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(nóng)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(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(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)模式對減少農(nóng)藥使用、降低農(nóng)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(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，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作物病蟲害的防治效果，而忽視了農(nóng)藥對水生動物的毒性，可能會導致稻田環(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)藥進入水體環(huán)境與土壤環(huán)境中，一部分農(nóng)藥進入大氣環(huán)境。農(nóng)藥在不同環(huán)境中可以相互轉(zhuǎn)移，最終達到一種相對穩(wěn)定且平衡的狀態(tài)[20]。據(jù)統(tǒng)計，農(nóng)藥進入稻田后，部分農(nóng)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(nóng)產(chǎn)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(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)藥進入土壤后的遷移轉(zhuǎn)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(nóng)藥，其在土壤中表現(xiàn)出適當?shù)牧鲃有院统志眯訹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(nóng)藥的重復或過量使用，使得農(nóng)藥殘留風險增加。有機氯農(nóng)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(nóng)藥可能會被重新釋放，造成二次污染[25]。

3 農(nóng)藥殘留對稻田水體生物的毒性效應分析

農(nóng)藥的施用不僅直接對水生動植物的生存狀態(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的代謝產(chǎn)物。這些物質(zhì)可能會通過食物鏈及食物網(wǎng)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(jié)構和數(shù)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(nóng)藥釋放進入水體，影響水生生物的生長繁殖及品質(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)威脅高營養(yǎng)級生物的安全，例如水生浮游植物個體或種群結(jié)構的變化均可威脅水生浮游動物的生長[28]。

郭斌[29]通過調(diào)查稻田施用農(nóng)藥對湖泊環(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(xiàn)，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(xiàn)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(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(nóng)藥監(jiān)測研究，以對稻田養(yǎng)殖農(nóng)藥生態(tài)風險進行科學評估。

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(jié)合可有效減少稻田農(nóng)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(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，延長霧滴保濕時間，促進藥液的吸收，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(nóng)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(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)使用效果好且對人畜及作物安全的新型農(nóng)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(chǎn)動物毒性小的生物農(nóng)藥等。

4.4 加強混合農(nóng)藥毒理研究

現(xiàn)有的對聯(lián)合農(nóng)藥毒性的評價各自針對不同組合的混合農(nóng)藥，暫缺少典型施用場景下對農(nóng)藥聯(lián)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(nóng)藥施用風險評價體系，進一步指導生產(chǎn)安全用藥。

5 結(jié)語

稻田種養(yǎng)除考慮經(jīng)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(nóng)藥減量作用、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、毒性效應以及降低農(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)藥施用風險評價體系建立提供參考。

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（責編：何 艷）