水性化納米農(nóng)藥 航空植保無人機(jī)的“彈藥”

　　“農(nóng)業(yè)航空器和配套藥劑是航空植保發(fā)展的車之兩輪、鳥之兩翼。新一代納米農(nóng)藥制劑的誕生，填補(bǔ)了我國航空植保專用藥劑的關(guān)鍵性空白。”這是在北京近日召開的2016世界精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空大會(huì)上，與會(huì)專家在聽取了善思研究院院長、暨南大學(xué)教授張子勇的發(fā)言后的深切感受。

資料圖

　　當(dāng)天，張子勇以“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空需要航空植保專用藥劑”為題，詳細(xì)介紹了對新型藥劑的探索、認(rèn)識及其十幾年的研究成果的應(yīng)用——航空植保專用藥劑。

　　無人機(jī)植保的“煩惱”

　　近年來，隨著我國土地流轉(zhuǎn)、土地集約化的加快和農(nóng)村勞動(dòng)力的日益短缺，傳統(tǒng)人工打藥的植保方式已不能適應(yīng)當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，以無人機(jī)應(yīng)用為代表的現(xiàn)代航空植保發(fā)展迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年全國植保無人機(jī)保有量2324架(31個(gè)省統(tǒng)計(jì))，總作業(yè)面積達(dá)1152.8萬畝。而我國擁有18億畝基本農(nóng)田，每年都需要實(shí)施多次植保作業(yè)。業(yè)內(nèi)專家一致認(rèn)為，隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智能農(nóng)業(yè)時(shí)代的到來，航空植保將迎來爆發(fā)式增長。

　　然而，無人機(jī)噴灑農(nóng)藥并不完美，也有自己的“煩惱”。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)藥械與施藥技術(shù)研究中心主任何雄奎曾有個(gè)形象比喻：農(nóng)藥使用過程中農(nóng)藥、藥械與施藥技術(shù)這三個(gè)方面的關(guān)系就像戰(zhàn)場上開槍打敵人，農(nóng)藥是子彈，藥械是槍支，怎樣一槍就把敵人打死的打法就是施藥技術(shù)。那么，無人機(jī)噴灑農(nóng)藥當(dāng)前的一大煩惱就是缺少合適“子彈”，即缺乏植保專用藥劑。

　　目前市面上常用的農(nóng)藥劑型主要分為固體劑型和液體劑型。固體劑型都含有固體填料，這些填料不溶于水，用作飛機(jī)噴灑磨損飛機(jī)的噴頭、容易堵塞；液體農(nóng)藥劑型兌水稀釋后，藥液容易析出、分層、沉淀，不能久置，必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)噴灑完畢。如果當(dāng)天的天氣不適合飛行，藥劑不能回收利用，只能廢棄，造成浪費(fèi)、污染。

　　此外，要在田間地頭找到潔凈水源并進(jìn)行現(xiàn)場配制農(nóng)藥，并不方便。更大的危害在于，液體劑型中乳油制劑含有大量有機(jī)溶劑如甲苯、二甲苯，不但有毒有害，而且密度比水小，兌水噴施時(shí)，比重小的藥劑液滴容易發(fā)生漂移。如果大量藥劑漂移到池塘、江河時(shí)，可能危害水生生物；漂移到水源地、生活區(qū)，還可能引發(fā)安全事故。

　　納米技術(shù)是**佳路徑

　　能否為無人機(jī)配備一種專用藥劑，解決上述問題呢？水性化納米農(nóng)藥是解決航空植保適用性、提高藥效、降低污染的**佳路徑。

　　我國是世界第一農(nóng)藥消費(fèi)大國。根據(jù)農(nóng)業(yè)部的統(tǒng)計(jì)資料，我國每年要使用農(nóng)藥制劑140多萬噸，其中主要是化學(xué)農(nóng)藥，占世界總施用量的1/3。平均每畝用藥約1千克，比發(fā)達(dá)國家高出一倍以上。農(nóng)藥施用后，在土壤中的殘留為50%—60%，且一般不易降解，容易造成嚴(yán)重的面源污染，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品(000061,股吧)殘留超標(biāo)。

　　去年3月，農(nóng)業(yè)部印發(fā)了《到2020年農(nóng)藥使用量零增長行動(dòng)方案》，提出力爭到2020年，中國農(nóng)藥使用總量實(shí)現(xiàn)零增長的目標(biāo)。農(nóng)業(yè)部全國農(nóng)技推廣服務(wù)中心農(nóng)藥與藥械處推廣研究員邵振潤曾表示，如何達(dá)到農(nóng)業(yè)部提出農(nóng)藥使用量“零增長”的目標(biāo)、如何在對癥下藥的基礎(chǔ)上提高農(nóng)藥的利用率、如何將農(nóng)藥精準(zhǔn)地噴灑到作物上成為當(dāng)下應(yīng)該深度思考的問題。無疑，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，只能通過科技創(chuàng)新，不斷提高藥效，研發(fā)出新型性能先進(jìn)的藥劑。

　　“這種先進(jìn)藥劑，應(yīng)該集高效、安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好、水基化和控制釋放等性能于一身。在植保上，應(yīng)兼顧殺蟲、殺菌、刺激生長的多種需求，對癥下藥，實(shí)現(xiàn)科學(xué)混配，植保多效。”張子勇認(rèn)為。

　　經(jīng)過十幾年的探索，張子勇團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了農(nóng)藥納米緩釋水性制劑。這種藥劑在噴灑后，不會(huì)隨著液滴中水分的蒸發(fā)形成農(nóng)藥的結(jié)晶聚集體，而會(huì)均勻分散為納米微粒。張子勇認(rèn)為，要提高農(nóng)藥制劑的藥效，就必須降低農(nóng)藥微粒尺寸，實(shí)現(xiàn)納米化。

　　“納米農(nóng)藥主要針對微溶、難溶或不溶于水的農(nóng)藥，使其以**小的微粒尺寸(幾到幾百個(gè)納米)分散在水中，實(shí)現(xiàn)表觀水溶，外觀透明，熱力學(xué)穩(wěn)定。這樣，單位質(zhì)量的微粒數(shù)量多，表面積大，接觸靶標(biāo)面積廣，發(fā)揮的藥效就大。”張子勇說。

　　“這種農(nóng)藥納米緩釋藥劑的介質(zhì)是水，不含有機(jī)溶劑，同時(shí)專門加入了抗漂移劑，增大藥液粘度，噴灑時(shí)一般可抵抗漂移的發(fā)生。如果再使用綠色助劑，可生物降解，不含壬基酚聚氧乙烯醚類表面活性劑，就真正實(shí)現(xiàn)了環(huán)境友好。”張子勇說，以農(nóng)藥水劑取代乳油劑型，改善了作業(yè)環(huán)境，節(jié)約了寶貴資源，消除了有害溶劑和助劑對生態(tài)環(huán)境的影響。

　　該藥劑不需要現(xiàn)場配制，可直接加入植保無人機(jī)藥箱即可使用，且儲存也非常方便，不會(huì)發(fā)生沉淀、析出和分層，藥效穩(wěn)定。

　　“簡單說來，我們的技術(shù)有幾個(gè)特點(diǎn)，一是將藥劑里的微粒做成納米級別大小，與通常微米尺寸的農(nóng)藥微粒相比，單位質(zhì)量的微粒數(shù)量就增加，藥效增強(qiáng)；二是用水代替了傳統(tǒng)農(nóng)藥里的有機(jī)溶劑，環(huán)保且降低成本；三是給藥劑里的納米微粒實(shí)施了”保護(hù)“，可實(shí)現(xiàn)緩釋或控釋；四是無需現(xiàn)場配置，使用方便，儲存穩(wěn)定。”張子勇總結(jié)道。

　　張子勇表示：“這種藥劑還可以根據(jù)用戶需求，定制出適合不同作物的專用藥劑，如小麥專用、水稻專用、茶葉專用等，可大大提高效率，方便作業(yè)。”

　　植保無人機(jī)缺乏行業(yè)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)

　　基于這一技術(shù)，南京善思生物科技有限公司開發(fā)出了航空植保專用藥劑——澎湃納米農(nóng)藥。目前，該產(chǎn)品已在江蘇、湖北、河南等地試用。“很多客戶了解到該產(chǎn)品后，都跑來和我們洽談合作事宜。”善思總裁梁冰透露。

　　航空植保專用藥劑的誕生，為農(nóng)藥“零增長”提供了重要的技術(shù)條件，然而真正實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，還需要政府對行業(yè)的支持和引導(dǎo)。

　　據(jù)了解，目前，植保無人機(jī)尚面臨沒有明確的主管部門，缺乏相關(guān)監(jiān)管法規(guī)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對于新面世的航空植保專用藥劑，應(yīng)避免出現(xiàn)上述狀況，并積極制定行業(yè)及國家標(biāo)準(zhǔn)，搶占國際標(biāo)準(zhǔn)化的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。