日本植保无人飞机施用农药制剂登记管理情况分析

作者：袁会珠1，杨峻2，林勇3，闫晓静1，张宏军2*（1.中国农业科学院植物保护研究所；2.农业农村部农药检定所；3.中国热带农业科学研究院环境与植物保护研究所）

“工欲善其事，必先利其器”。农用植保无人飞机以其喷雾效率高、适用性好、节水、节药和省工等优点而在农作物病虫害防治中发挥着越来越重要的作用。据统计，2020年我国用植保无人飞机防治有害生物已经达到10亿亩次。与传统地面常规植保装备相比，植保无人飞机载重小、飞行快、喷头距离作物冠层较高，同时植保无人飞机施药采取低容量喷雾方式，农药雾滴沉降过程中蒸发萎缩快、飘移风险大，例如，2018年新疆和硕县发生一起在小麦地用无人飞机喷洒除草剂导致附近农户的枸杞发生药害，被判赔偿 75万。随着植保无人飞机的迅速推广，无人飞机低容量喷雾造成的药害问题和环境风险时有发生。因此，研发推广适合植保无人飞机的专用药剂和助剂已经成为植保无人飞机低容量施药技术的关键。

基于此，国家航空植保科技创新联盟于2018年成立了“飞防专用药剂·助剂专业委员会” （简称“专委会”），组织专家调研了日本在农用无人飞机专用药剂登记管理方面的经验与做法，并进行了多次讨论和认真梳理，希望对我国飞防药剂的研发及管理起到一定的借鉴作用。

1  飞防制剂登记情况

日本是世界上植保无人飞机应用最早的国家之一，日本植保无人飞机行业之所以迅速、有序的发展，主要有两方面原因：一是近几年日本农业从业人口逐年下降，农业从业人口目前已跌破200万，且平均年龄在66岁以上，老龄化严重，因此省时省力的植保无人飞机在农业生产中发挥出很大优势，大大提高工作效率，减轻环境和施药人员的风险；二是日本政府重视并大力推动无人飞机行业发展，无论是从监管部门的管理政策，还是配套药剂的登记使用等诸多方面，政府和行业密切配合。

日本多旋翼无人机农药制剂的管理机构是农林水产航空协会，登录日本“产业用无人航空机用农药”网站（http://mujin-heri.jp/index11.html），截止到2020年11月6日，日本登记用于植保无人飞机的农药制剂有316个（表1），其占所有登记农药制剂数量的6.2%。

由表1可以看出，日本登记用于植保无人飞机的农药包括杀菌剂、杀虫剂、杀虫杀菌混剂、除草剂和植物生物生长调节剂，登记作物主要是水稻、小麦、大豆等。除草剂则只登记用于水稻田，并且水稻田除草剂登记的农药剂型以颗粒剂、展膜油剂为主，施药方法则是采用无人机颗粒撒施、无人机展膜油剂撒滴施用，基本不采用无人机低容量喷雾方式，以避免除草剂雾滴飘移造成药害。杀菌剂、杀虫剂、杀菌杀虫混剂的登记剂型包括乳油、微乳剂、水乳剂和颗粒剂等剂型，分别采用低容量喷雾或颗粒撒施技术。日本无人机低容量喷雾推荐使用的农药制剂稀释倍数一般为稀释4～16倍，多为稀释8倍，施药液量为每公顷8～16升。

表1  日本无人机飞防农药登记基本情况（截止到2020年11月）

       *：无人机撒施展膜油剂的用药量为2.5～5.0升/公顷。 

日本植保无人飞机主要用于水稻、小麦、大豆等作物病虫害防治，其中尤以水稻上使用最为广泛，约 36%的水稻植保工作是由无人飞机来完成的，占到了日本无人飞机使用面积的87%，其次是小麦和大豆，分别占无人飞机使用面积的7%和5%，其它作物只占1%。分析其原因，考虑到无人飞机的喷雾雾滴在大田作物冠层沉积分布比较均匀，防治病虫草的效果较好，日本专家认为植保无人飞机更适合大田条播作物病虫草害防治；而对于株冠体积大的果树，无人飞机的喷液量较低，药液难以有较好的润湿和穿透作用，这样就很难保证对有害生物的防治效果。

由于日本登记用于无人飞机施药的药剂和剂型主要是在已登记的常规药剂中筛选并加工出适合航空植保作业的药剂，因而具有两大优点；一是登记用于航空植保的药剂均可作为常规地面植保药剂使用，也就是说同一药剂如果是航空植保药剂，那么也可以作为常规植保作业药剂使用，只不过作为航空植保药剂应用时，登记适用的防治对象往往少于常规地面使用时的登记作物和防治对象：二是由于在药剂配方设计和加工时考虑到了无人飞机植保作业的特点，加工成无人机撒施用颗粒剂，或者加工成高浓度低稀释倍数施用的杀虫杀菌混剂，喷雾作业时不再混合使用，不存在多个药剂混用时分层、絮凝、沉淀等药液稳定性问题。

2  登记试验要求

日本主要采用增加施药方式来登记管理植保无人飞机用药，即在已经获得地面常规喷雾使用登记前提下，农药企业申请植保无人飞机低容量喷雾使用的扩作试验。2019年以前，日本飞防药剂登记试验包括田间药效试验、残留试验、作物安全性试验以及邻近作物试验等，登记试验工作主要是由农业航空协会 （JAAA）来完成的。2019年2月，日本农林水产省发布了《农药使用方法的标识及需要提交的研究报告》，根据多年使用无人飞机的经验，简化了植保无人飞机专用药剂的药效和残留试验，但有关无人飞机喷雾的作物安全性和飘移试验仍是需要提交的重要登记试验资料。

日本无人飞机主要机型为油动无人飞机，开发油动无人飞机主要目的是为了替代有人驾驶航空飞机，所以油动无人飞机施用农药的登记资料要求大部分与“有人驾驶航空”相同。日本无人飞机施用农药登记对不同剂型产品采用不同的策略，一是对于乳油、水乳剂、微乳剂、水分散粒剂等用于对水稀释喷雾的农药制剂，采用增加施药方式登记，即在该产品已经获得了地面常规喷雾的使用登记前提下，提出增加无人飞机低容量喷雾方式用药；二是对于颗粒剂、超低容量制剂等无需对水稀释的农药制剂，登记申请者可以直接申请登记用于植保无人飞机施药。

2.1  药效试验

常规喷雾和低容量高浓度喷雾相比，药效、药害表现可能不同，因此，需要重新开展药效试验。无人飞机田间药效试验，可以参考常规喷雾的数据，相应减少试验次数。日本规定，常规喷雾登记通常需要完成6个田间药效试验，一般需2年，每年完成3个试验。无人飞机喷雾的药效试验数为2个，可以在1年内全部完成。

日本还规定，无人飞机药效试验规程中需要用雾滴卡检测雾滴沉积分布情况。无人飞机喷雾登记需要完成2种作物的安全性试验，试验剂量为推荐剂量的2倍。

2.2  残留试验

依照2009年实施的经济合作与发展组织（OECD）第509号试验准则，如果从地面器械常规喷雾已经有足够的试验数据，只要在产品标签标明在条播作物上航空喷雾的施药液量≥18.7升/公顷（1.25升/亩） ，或者在果树上航空喷雾的施药液量≥93.5升/公顷（6.23升/亩），则使用航空设备的田间试验一般可以减免。但是，在2019年以前，日本的农药监管部门认为，无人飞机采用的是低容量高浓度喷雾作业方式，其稀释倍数和用水量远低于常规喷雾，药液浓度显著提高，登记残留试验不能减免。

2019年2月22日，日本农林水产省（MAFF）食品安全和消费事务局印发通知，对2010年11月24日农产第8147号通知《关于农药登记申请资料要求》进行了修订，明确了无人飞机喷洒农药的残留试验要求：已经登记用于地面喷雾的农药，在提出增加无人飞机高浓度低稀释倍数喷雾登记时，若单位面积有效成分用药量在原登记范围内，则无需再提交作物残留试验报告。

2.3  作物安全性试验

日本明确要求，无人飞机施用农药登记管理需要开展作物安全性试验。2019年2月，日本农林水产省（MAFF）通知明要求，需要开展无人飞机施用农药药害试验研究。登记作物安全性试验，一般需要一年两地，试验剂量为推荐剂量的两倍；作物安全性试验可以和药效试验同步进行。邻近作物的安全性试验，需要选择五种敏感作物开展试验。

3  标签管理

农药标签是农药管理的重要内容，它可以指导施药者科学、合理、安全的使用农药。在日本，获得无人飞机施药方式登记的农药制剂，都在农药标签中明确标明。以某公司生产的24%咯喹铜颗粒剂的产品标签为例，该产品登记用于直升飞机和植保无人飞机撒施防治稻瘟病，标明了该农药制剂的两种施药方法——空中散布（直升飞机撒施）和植保无人飞机撒施两种，该制剂的使用量为每1,000平方米，使用500克制剂，即每公顷使用5千克制剂，折算为1千克颗粒剂可以用于3亩水稻田。这种制剂的包装为15公斤装，每个包装可以用于3公顷水稻稻瘟病防治。

以日本登记用于水稻飞防的农药制剂14.5%嘧菌酯·噻虫嗪悬浮剂为例，产品标签中明确标明了植保无人飞机喷雾施药方法，并分别标注了常规喷雾和植保无人飞机低容量喷雾的稀释倍数、施药液量等信息 （表2）。

表2  14.5%嘧菌酯·噻虫嗪悬浮剂标签中有关无人机施药方法的基本信息

4  讨论

早在1987年，日本研制出了世界上第一台农业用无人飞机，并于次年开始限量销售。目前，日本采用植保无人飞机进行防治病虫草害的耕地面积接近100万公顷，而日本的总耕地面积不足500万公顷，采用植保无人飞机进行防治的耕地面积约占总耕地面积的20%。植保无人飞机已成为日本最重要的植保技术措施。

目前，日本植保无人飞机在农业领域主要用于农药、肥料、种子的空中散布或调查，不仅有系列的航空植保药剂，在保障作业人员及周边环境设施安全等方面也积累大量经验并不断完善管理体系，在此基础上形成了系统的植保作业规范和安全操作指南等，通用性较强。在无人飞机施用农药的登记管理方面，日本已经积累了30多年的数据和经验，并且近年来一直不断对登记资料要求进行修订，值得学习借鉴。

一个农药雾滴对防治对象来讲，可以看作一个“炸弹”，有其“杀伤半径”，不同类型和不同特性的农药雾滴对有害生物的“杀伤半径”和持效期各异。植保无人飞机喷雾是一种低容量喷雾方式，农药雾滴在靶标表面的沉积分布只能达到一定的覆盖密度，因此，为保证农药防治效果，需要选择“杀伤半径”大和持效期长的农药雾滴，这就需要研究适合无人飞机施药方式的农药制剂。另外，无人飞机低容量喷雾雾滴飘移风险大，需要研究强沉降性、耐挥发性、抗飘移性的农药制剂。随着我国植保无人飞机应用的快速发展，需要加快推进植保无人飞机喷施农药的登记管理工作，促进植保无人飞机喷施农药制剂研发，为植保无人机登记药剂的科学合理使用提供有力保障。

致谢：本文得到国家航空植保科技创新联盟飞防专用药剂·助剂专业委员的大力支持，宋荣和张丽参加了日本植保无人机施用农药制剂的调研工作，并提供了日本无人飞机的登记农药标签，王晓丹博士为本文撰写提供了日文资料翻译工作，在此一并表示感谢。