三、农药施用技术发展与应用

农药的科学施用要求农药最大限度地击中生物靶标，最少地危及环境，使农药成为“刺向有害生物的剑，而非禾莠不分的镰”。我国农药施用技术发展主要可分为3个阶段：①1949年开始的“人背机器”阶段，包括现在依然使用的压缩式喷雾器、背负式手动喷雾器、担架式喷雾机；②20世纪70年代开始的“机器背人”阶段，施药效率大大提高，主要包括自走式喷杆喷雾机、果园喷雾机、大型航空施药飞机等；③从2017年开始，农药施用进入“人机分离”阶段，主要包括植保机器人、无人机、地面航空智能化施药平台，2017年也被称为“植保飞防作业”的元年。

目前，我国每年的农药施用量在30万吨（折百）左右，但农药的有效利用率仅为39.8%，而发达国家能达到60%～70%。主要原因是我国农药施用过程中基本不考虑靶标的特殊性，不论植株高低，不论病虫害种类，普遍空心圆锥喷头大容量喷雾，造成农药利用率低的同时也带来了农残超标、面源污染、施药人员健康风险等危害。近年来，随着我国高效化施药器械种类渐趋齐全，以及高效低风险施药技术体系的构建与应用，农药有效利用率逐年提升，2019年较2015年提高了3.2个百分点。对靶喷雾机、静电喷雾机、植保无人机保有量逐年增加，2017年我国小型植保无人机数量达到1万架，年作业面积达到8200多万亩次。兰玉彬教授构建了不同作物株形、不同病害发生特点的海量无人机数据信息，根据病害发生情况，通过植保无人机智能化控制系统及远程管理平台，基于遥感信息的农田三维地理环境重构，实现了无人机高效自动化施药；郑永权团队研发了“科学选药、合理配药、精准喷药”高效低风险施药技术，攻克了诊断剂量和时间控制、货架寿命及田间适应性等技术难题，发明了瓜蚜等精准选药试剂盒，准确率达到80%以上；建立了可视化液滴形态标准，发明了药液沾着展布比对卡，实时指导田间适宜剂型与桶混助剂的使用，可减少农药用量20%～30%；研究了不同施药条件下药液浓度、雾滴大小、覆盖密度等与防治效果的关系，发明了药剂喷雾雾滴密度指导卡，实现了用“雾滴个数”指导农民用药，减少药液喷施量30%～70%。董丰收研究员首次提出了“按需施药”的用药理念，基于防效、环境安全、食品安全3个安全阈值参数综合形成农药施药限量标准（图1），农药最低有效剂量为施药限量下限，以食品安全和环境安全施药阈值的下限为限量标准上限，制定了施药限量标准，为我国农药精准施用提供了一把科学的“量尺”。目前，中国大力推进化学农药减量使用，控制农田面源污染，加强农业环境保护，高效、安全、对靶、智能化是我国施药技术未来的发展方向。