加利福尼亚州是美国农业生产和出口的第一大州，是美国现代化农业发展的缩影，也是美国现代化农业发展的先进代表。通过对加州近年来各大类农药在农业生产中的使用情况进行分析，有助于我国植保和农药行业从业人员科学进行农药使用，为病虫害绿色防控提供指导。此外，及时了解世界上发达国家和地区农药使用动态，对制定我国农药管理和发展战略具有重要的参考价值和指导意义……

    加利福尼亚州（以下简称加州）是美国农业生产和出口的第一大州，也是美国农业科技最发达的州。2017年，加州的农业产值超过了500亿美元，占美国总产值的13.4%，农产品出口额达205.6亿美元。加州具有得天独厚的自然条件，占据了美国西海岸2/3的广袤版图，跨越10个纬度，包含了温带、亚热带等多个气候带，并且具有海洋性气候特征，使得农业产区光照充足、土壤肥沃、水源充沛，适合多数作物的种植，辅之以先进的农业现代化配套措施，使得加州农业雄踞世界前列。全面了解加州农药的使用现状和未来趋势，对我国农药市场具有重要的指导意义。

    本文根据美国加州农药管理局统计发表的数据，对加州2012-2018年各大类农药在农业生产中的使用情况进行了较为详细的分析，包括农业生产中的使用量（有效成分的用量，以下简称使用量）、农业生产中的农药的累计使用面积（以下简称使用面积）和单位使用面积（农业生产中的使用量除以使用面积）。

    本文主要以农药的使用面积为依据，结合2018年农药的使用数据，对美国加州农药的使用情况进行阐述，以期对我国农业生产用药带来参考价值和借鉴作用。

    2000-2018年之间，美国加州各类农药使用的整体使用情况如图1、2所示，按照农药的使用量，由多到少依次为杀虫/杀菌剂（同时兼具杀菌、杀虫活性的同一种农药）、熏蒸剂、杀虫剂、除草剂、杀菌剂和其他（主要包括植物生长调节剂、杀鼠剂、杀螨剂、杀软体动物剂等）。按照农药的使用面积，由多到少依次为杀虫剂、除草剂、杀菌剂、杀虫/杀菌剂、其他和熏蒸剂。自1990年有数据统计以来，农药的使用量和使用面积每年都有不同程度的波动。其原因包括种植面积的变化、作物病虫害的流行、气候条件的变化、作物经济价值的波动和相应法规发生变动等。对过去二十余年农药使用量的回归分析表明，农药总使用量没有明显增加或减少。2018年使用量排前十的农药品种分别为硫磺、矿物油、1,3-D、N-甲基硫代氨基甲酸钾、机油乳剂、氯化苦、草甘膦钾盐、草甘膦异丙胺盐、氢氧化钙和威百亩。

    同时兼具杀菌、杀虫活性的杀虫/杀菌剂是使用量最大的农药，其使用量近年来保持稳定，基本维持在2500吨左右。硫磺是使用面积最大的杀虫/杀菌剂，其使用面积约占杀虫/杀菌剂总使用面积的93%。2018年，硫磺的使用量约占前100种农药使用量总和的24.9%，位居榜首。

    使用面积最大的农药是杀虫剂，自2009年起，杀虫剂、除草剂、杀菌剂的使用面积均有不同幅度的增长，其中杀虫剂增长速率最快，相比于2009年增长了约86.5%，除草剂与杀菌剂分别增长了30.3%，78.1%。

    熏蒸剂是单位面积用药量最大的农药类型，2018年单位面积用药量达10.6千克/亩，是近年单位面积用药量的最大值。2000-2018年，熏蒸剂的总使用量位居第二，但2015年开始，熏蒸剂的使用量逐年减少，截至2018年，与2015年相比使用量减少了15.7%。熏蒸剂防治谱较广，对大多数的生物具有毒杀或抑制作用。熏蒸剂主要在密闭空间内使用，可以有效减少农药的飘移，避免环境污染。如仓库等场所使用较多，也广泛应用于土壤熏蒸消毒，可以有效地防治地下害虫和土传植物病原线虫、真菌和细菌等。

    除草剂的使用量基本保持稳定，约为1200吨，但使用面积自2009年开始，逐年增长，截至2018年，增长了约30.3%。综合近年使用数据，广泛使用的除草剂有草甘膦、乙氧氟草醚、百草枯、二甲戊乐灵、草铵膦、苯嘧磺草胺等，其中苯嘧磺草胺2009年才投入使用，为原卟啉原氧化酶抑制剂，主要用于防治阔叶类杂草，属于灭杀性除草剂，对草甘膦等已经产生抗性的杂草也具有良好的防除效果。

    01、杀虫/杀菌剂

    2012-2018年，杀虫/杀菌剂使用面积总体情况如图3所示。使用面积最大的农药品种依次是硫磺、机油乳剂、高岭土、石硫合剂和印楝油，硫磺的使用面积居首位，约占年总使用面积的93%。2018年，硫磺的使用量达到2.2万吨，占2018年农药总使用量的23.2%。硫磺同时兼具杀虫、杀菌、杀螨等农用活性，当硫磺作为杀菌剂时，属于多位点保护性杀菌剂，即在植物体未发病前，将药物喷涂于植物表面，形成致密的保护膜，保护植物免受病原菌的侵染。硫磺杀菌剂对病原菌没有选择性，对植物体不具有治疗活性，且作用靶标位点不单一，故不容易产生抗性，这是硫磺制剂至今大面积使用的重要原因。

    苦楝油，是萃取自苦楝树的生物源农药，具有强效的抗微生物活性和杀虫活性，施用苦楝油的植物，可以有效地阻止昆虫取食，对取食昆虫的产卵和脱皮等生理活动产生干扰，使害虫种群因无法完成正常的生命周期而减少虫口密度与危害程度。苦楝油来源于生物，与环境相容性好，对环境以及人和动物无害无毒。但是由于其作用时间较长，防治效果不稳定，于2015年开始，使用面积逐年下降，至2018年，下降了约46.4%。石硫合剂在农业生产中的应用历史悠久，自其被应用以来，以价钱低廉、制作方便、防治谱广、药效持效期长等优势深受种植户的青睐。近年来，石硫合剂使用面积逐年上升，截至2018年，使用面积达到47万亩左右，使用量达到770余吨，占前100种农药使用总量的0.92%。

    02、杀菌剂

    杀菌剂使用概况如图4所示。使用面积前五的农药分别为铜制剂、唑菌胺酯、嘧菌酯、啶酰菌胺和代森锰锌。铜制剂的使用面积逐年增加，2017年达到近年使用面积的最高值，约为103万公顷，占年总杀菌剂使用面积的42.4%；2018年使用面积有下降趋势，相比于2017年，下降了约4.9%，同年铜制剂的使用量占年总农药使用量的3.7%。铜制剂已有百余年的使用历史，在19世纪初被人们发现并运用于农作物病害的防治，如波尔多液、氧氯化铜等无机杀菌剂对霜霉病、炭疽病等具有良好的防治效果。铜制剂被喷施附着于植物表面时，形成一层致密的保护膜，病原菌孢子萌发时产生的分泌物可以促进制剂中铜离子的释放，释放的铜离子进入病原菌细胞，与带有巯基的蛋白螯合，从而抑制或阻断病原菌的正常生理代谢，达到抑菌或杀菌目的。由于铜离子的作用靶标位点较多，不易产生抗药性，这也是铜制剂沿用至今的原因。无机铜制剂是目前农药市场的主流，但是大多数的无机铜制剂显碱性，不能与其他酸性农药混配，且在作物幼苗期容易产生药害，由于无机铜制剂弊端的存在，为有机铜制剂的发展提供了充足的空间，有机铜类杀菌剂防治谱广、低残留、与环境相容性好、可以与大多数农药混配，具有较大的市场潜力。2018年使用量前100的农药中，有机铜农药的使用量占铜制剂使用量的19.6%，同年杀菌剂氢氧化钙、氢氧化铜、硫酸铜、代森锰锌、百菌清等品种，因为优异的防治效果而同样占据杀菌剂的主要市场。

    03、熏蒸剂

    土壤熏蒸剂的使用状况如图5、图6所示。土壤熏蒸是保障高附加值作物正常生产的一项成熟技术，在国内外得到了广泛的推广与应用，并取得了显著成效。保护地和高附加值作物在生产过程中，由于多年连作导致土壤中病原菌、害虫虫卵等大量积累，使得作物土传病害频发，导致作物减产甚至绝收，经济损失巨大，同时也为粮食安全生产产生巨大隐患。采用土壤熏蒸消毒处理，是当前防控土传植物病虫害防治效果最好且防效最稳定的植保措施。熏蒸剂在密闭空间内气化为有毒气体，通过与病原菌的结合或进入昆虫体内进行毒杀作用，从而产生良好的防治效果。溴甲烷曾是使用效果最好的熏蒸剂，可有效的防治多种杂草、地下害虫以及土传植物病原细菌、真菌和线虫等，但由于其破坏臭氧层，被《蒙特利尔议定书》列为受控物质，现已在农业生产中被禁用；随着溴甲烷被淘汰，1,3-D的使用面积和使用量逐年增加，2018年使用面积达2.7万公顷，使用量达到了5700吨左右，相比于2009年，其使用量增加了1.95倍，是使用量增加最多的熏蒸剂。1,3-D与其他熏蒸剂混配可以扩展防治谱，如与氯化苦混合使用，可以显著地增强其杀菌和杀虫活性。氯化苦是最常见的熏蒸剂之一，随着1,3-D和N-甲基二硫代氨基甲酸钾的大量使用，氯化苦的使用面积呈逐年下降趋势，与2012年相比，其使用面积减少了37.2%，使用量近年来保持平稳，但在2018年出现了小幅度的下降，使用量减少了613吨。磷化铝主要用于粮仓熏蒸，当磷化铝吸水后产生高毒的磷化氢气体，通过昆虫的呼吸系统进入体内，作用于细胞线粒体呼吸链相关的酶类，从而抑制昆虫的正常呼吸而达到杀虫效果，磷化铝具备广谱高效性，因杀卵效果良好、操作简单、低残留等优点而得到了广泛的使用，但是因为其具有高毒性，对身体健康有巨大安全隐患，使用面积近年来急剧下降，截至2018年，使用面积约为2.9万公顷，仅为2012年使用面积的44.2%。

    04、除草剂

    除草剂使用面积最多的五种农药分别是草甘膦、乙氧氟草醚、百草枯、草铵膦和二甲戊乐灵。2018年除草剂使用量位居前五的分别为草甘膦钾盐、草甘膦异丙胺盐、二甲戊乐灵、敌稗和草铵膦。草甘膦是使用面积和使用量最多的除草剂，使用面积保持平稳，维持在220万公顷左右，约占除草剂总使用面积的27%。草铵膦的使用面积逐年平稳上升，相比于2012年，使用面积增长了近5倍，并且有持续增长的趋势，草铵膦是非选择性叶面喷施的有机磷类除草剂，主要通过叶片吸收后，在植物体内传导，由叶片基部向端部转移，紊乱植物体铵代谢，使细胞毒剂铵离子在细胞内积累，最终导致植物因中毒而死亡，同时抑制植物光合色素的合成，阻断植物体内的能量转换，达到铲除杂草的效果。但对未出土的幼芽和种子没有毒性作用，当草铵膦接触土壤后便失去活性，只适宜用作苗后茎叶喷雾。草铵膦经常被用作果园、马铃薯田、苗圃、牧场和免耕地等场所灭生性除草，对一年生和多年生禾本科杂草、阔叶杂草具有良好的防除效果，对莎草科和蕨类植物也具有一定的防效。乙氧氟草醚的使用面积位居除草剂第二，且有逐年上升趋势，截至2018年，使用面积约为84万公顷，用量达到390吨；乙氧氟草醚是含氟苯醚类除草剂，具有强效的除草活性，可做选择性芽前或芽后除草剂，杀草谱广，对稗草、千金子、鸭舌草、节节菜等一年生禾本科杂草和阔叶类杂草具有良好的防效，持效期长，可以与多数除草剂混配以增强防治效果。

    05、杀虫剂

    杀虫剂近年使用概况如图8所示。杀虫剂使用面积最大的是机油乳剂，其次为阿维菌素、高效氯氟氰菊酯、甲氧虫酰肼和吡虫啉。阿维菌素和高效氯氟氰菊酯的使用面积逐年小幅度上升，吡虫啉的使用面积几乎保持稳定，维持在53万公顷左右。机油乳剂在2018年使用量约为3500吨，占前100种农药使用量的4.2%；使用面积达169万公顷，约占2018年杀虫剂总使用面积的13%，且有逐年上升趋势。机油乳剂主要应用于杏仁、橘子、酿酒葡萄和桃子等作物上，以物理的方式达到杀虫目的，当机油乳剂接触到昆虫后，在昆虫体表形成一层油膜，封闭气孔，使昆虫窒息死亡；当与其他杀虫剂混配使用时，机油乳剂可以溶解昆虫表皮，有助于杀虫药物渗透进入昆虫体内增强防治效果；机油乳剂防治谱广，对虫卵具有较好的杀灭作用，同时兼具持效期长，不易产生抗药性等优势，被广大的种植者所选择。甲氧虫酰肼属于双酰肼类昆虫生长调节剂，为蜕皮激素激动剂，可以引起鳞翅目幼虫停止取食，加快蜕皮，导致害虫因过早蜕皮而死亡；对鳞翅目昆虫具有高度选择性杀虫活性，主要以胃毒的作用方式防除害虫，同时也具有一定的触杀及杀卵活性；甲氧虫酰肼的使用面积呈逐年上升趋势，2018年达到了89万公顷，相比于2012年，增涨了2.4倍。

    06、前20位农药品种的变化

    2018年使用量前20的农药分别有硫磺、矿物油、1,3-D、N-甲基二硫代氨基甲酸钾、机油乳剂（未分类）、氯化苦、草甘膦钾盐、草甘膦异丙胺盐、氢氧化钙、威百亩、高岭土、磺酰氟、α-（对壬苯基）-Ω-聚羟基（氧乙烯）、二甲戊乐灵、甲酯化大豆油、敌稗、五水硫酸铜、石硫合剂和溴甲烷。硫磺以2万余吨的使用量位居年度农药使用量榜首，在使用量前20位的农药中，杀虫/杀菌剂、杀菌剂、除草剂、熏蒸剂的占比分别为25%、15%、20%和30%，助剂α-（对壬苯基）-Ω-聚羟基（氧乙烯）和甲酯化大豆油也入围前20。随着农药应用范围和使用量的增加，农药助剂的安全性和生物降解性也备受关注，其中甲酯化大豆油助剂能够显著降低溶液的表面张力，具有良好的增效作用，且与环境相容性好，对有益生物低毒、易降解，具有较好的应用前景。

    2012~2018年使用面积一直位于前20的农药品种有铜制剂、唑菌胺酯、嘧菌酯、硫磺、机油乳剂、阿维菌素、高效氯氟氰菊酯、吡虫啉、甲氧虫酰肼、联苯菊酯、氯虫苯甲酰胺、乙基多杀菌素、螺虫乙酯、草甘膦、乙氧氟草醚、百草枯和二甲戊乐灵。2015年，草铵膦和肟菌酯分别以33万公顷和26万的使用面积位列第19和20位，将原有的吡草醚与丙环唑淘汰出局；2017年，氟吡菌酰胺使用面积增加，最终以37万公顷的使用面积进入前20，替换了原有的肟菌酯；到2018年，肟菌酯的使用面积又发生了增长，以35万公顷的使用面积再次回到第20位，苯嘧磺草胺最终以33万公顷的使用面积出局。

    07、与我国农药使用情况对比分析

    我国农药的使用与美国加州存在显著的差异，根据农药有效成分统计数据，2015年我国农药使用量29.95万吨，到2018年使用量为26.84万吨，2015至2018年我国农药使用量减少3.16万吨，减幅10.6%。2015年我国农作物总播种面积1.668亿公顷，单位面积农药使用量1.795千克/公顷，2018年农作物总播种面积1.659亿公顷，单位面积农药使用量1.618千克/公顷，单位面积农药使用量减幅9.9%。据公开数据显示，2018年美国加州地区农药使用量9.48万吨，农药使用覆盖面积为0.427亿公顷，单位面积使用量为2.22千克/公顷，通过数据看出我国农药单位面积使用量显著低于美国加州地区。

    自2015年以来，我国农药使用总量呈下降趋势，其中杀虫剂总量总体下降，主要是有机磷类杀虫剂的用量降低，双酰胺类、新烟碱类等新型杀虫剂的用量大幅上升；除草剂总量持平略增，杀菌剂用量基本持平，农药助剂用量在显著增加，种衣剂增长速度较快。此外生物农药，特别是微生物农药的用量持续增长，我国生物农药的使用趋势与加州一致，截至2018年，加州生物农药的使用量约为3800吨，是2000年使用量的4.6倍。生物农药具有安全、无毒副作用、与环境相容性好等化学农药所不能媲美的优势，在其不断的创新与进步中，未来将迎来更加广阔的发展空间。

    08、结语

    加州是美国农业第一大州，是美国现代化农业发展的缩影，也是美国现代化农业发展的先进代表，通过对加州农药使用情况的分析，有助于我国植保和农药从业人员科学开展农药使用，为病虫害绿色防控提供指导；此外及时了解世界上发达国家和地区农药使用动态，对制定我国农药管理和发展战略也具有重要的参考价值和指导意义。