当天,张子勇以“精准农业航空需要航空植保专用药剂”为题,详细介绍了对新型药剂的探索、认识及其十几年的研究成果的应用——航空植保专用药剂。
无人机植保的“烦恼”
近年来,随着我国土地流转、土地集约化的加快和农村劳动力的日益短缺,传统人工打药的植保方式已不能适应当前农业发展的需要,以无人机应用为代表的现代航空植保发展迅速。据统计,2015年植保无人机保有量2324架(31个省统计),总作业面积达1152.8万亩。而我国拥有18亿亩基本农田,每年都需要实施多次植保作业。业内专家一致认为,随着精准农业、智能农业时代的到来,航空植保将迎来爆发式增长。
然而,无人机喷洒农药并不完美,也有自己的“烦恼”。中国农业大学药械与施药技术研究中心主任何雄奎曾有个形象比喻:农药使用过程中农药、药械与施药技术这三个方面的关系就像战场上开枪打敌人,农药是子弹,药械是枪支,怎样一枪就把敌人打死的打法就是施药技术。那么,无人机喷洒农药当前的一大烦恼就是缺少合适“子弹”,即缺乏植保专用药剂。
目前市面上常用的农药剂型主要分为固体剂型和液体剂型。固体剂型都含有固体填料,这些填料不溶于水,用作飞机喷洒磨损飞机的喷头、容易堵塞;液体农药剂型兑水稀释后,药液容易析出、分层、沉淀,不能久置,必须在规定时间内喷洒完毕。如果当天的天气不适合飞行,药剂不能回收利用,只能废弃,造成浪费、污染。
此外,要在田间地头找到洁净水源并进行现场配制农药,并不方便。更大的危害在于,液体剂型中乳油制剂含有大量有机溶剂如甲苯、二甲苯,不但有毒有害,而且密度比水小,兑水喷施时,比重小的药剂液滴容易发生漂移。如果大量药剂漂移到池塘、江河时,可能危害水生生物;漂移到水源地、生活区,还可能引发事故。
纳米技术是路径
能否为无人机配备一种专用药剂,解决上述问题呢?水性化纳米农药是解决航空植保适用性、提高药效、降低污染的路径。
我国是农药消费大国。根据农业部的统计资料,我国每年要使用农药制剂140多万吨,其中主要是化学农药,占总施用量的1/3。平均每亩用药约1千克,比发达高出一倍以上。农药施用后,在土壤中的残留为50%—60%,且一般不易降解,容易造成严重的面源污染,导致农产品(000061,股吧)残留超标。
去年3月,农业部印发了《到2020年农药使用量零增长行动方案》,提出力争到2020年,中国农药使用总量实现零增长的目标。农业部农技推广服务中心农药与药械处推广研究员邵振润曾表示,如何达到农业部提出农药使用量“零增长”的目标、如何在对症下药的基础上提高农药的利用率、如何将农药精准地喷洒到作物上成为当下应该深度思考的问题。无疑,要实现这一目标,只能通过科技创新,不断提高药效,研发出新型性能先进的药剂。
“这种先进药剂,应该集、、经济、环境友好、水基化和控制释放等性能于一身。在植保上,应兼顾杀虫、、刺激生长的多种需求,对症下药,实现科学混配,植保多效。”张子勇认为。
经过十几年的探索,张子勇团队研发出了农药纳米缓释水性制剂。这种药剂在喷洒后,不会随着液滴中水分的蒸发形成农药的结晶聚集体,而会均匀分散为纳米微粒。张子勇认为,要提高农药制剂的药效,就必须降低农药微粒尺寸,实现纳米化。
“纳米农药主要针对微溶、难溶或不溶于水的农药,使其以最小的微粒尺寸(几到几百个纳米)分散在水中,实现表观水溶,外观透明,热力学稳定。这样,单位质量的微粒数量多,表面积大,接触靶标面积广,发挥的药效就大。”张子勇说。
“这种农药纳米缓释药剂的介质是水,不含有机溶剂,同时专门加入了抗漂移剂,增大药液粘度,喷洒时一般可抵抗漂移的发生。如果再使用绿色助剂,可生物降解,不含壬基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂,就真正实现了环境友好。”张子勇说,以农药水剂取代乳油剂型,改善了作业环境,节约了宝贵资源,了有害溶剂和助剂对生态环境的影响。
该药剂不需要现场配制,可直接加入植保无人机药箱即可使用,且储存也非常方便,不会发生沉淀、析出和分层,药效稳定。
“简单说来,我们的技术有几个特点,一是将药剂里的微粒做成纳米级别大小,与通常微米尺寸的农药微粒相比,单位质量的微粒数量就增加,药效增强;二是用水代替了传统农药里的有机溶剂,环保且降低成本;三是给药剂里的纳米微粒实施了”保护“,可实现缓释或控释;四是无需现场配置,使用方便,储存稳定。”张子勇总结道。
张子勇表示:“这种药剂还可以根据用户需求,定制出适合不同作物的专用药剂,如小麦专用、水稻专用、茶叶专用等,可大大提率,方便作业。”
植保无人机缺乏行业规范及标准
基于这一技术,南京善思生物科技有限公司开发出了航空植保专用药剂——澎湃纳米农药。目前,该产品已在江苏、湖北、河南等地试用。“很多客户了解到该产品后,都跑来和我们洽谈合作事宜。”善思总裁梁冰透露。
航空植保专用药剂的诞生,为农药“零增长”提供了重要的技术条件,然而真正实现这一目标,还需要政府对行业的支持和引导。
据了解,目前,植保无人机尚面临没有明确的主管部门,缺乏相关监管法规及行业标准。对于新面世的航空植保专用药剂,应避免出现上述状况,并积极制定行业及标准,抢占国际标准化的战略制高点。