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中國防治灰霉病殺菌劑的登記品種、現狀與建議

2021-12-12 08:12谷莉莉陳長軍陳永明馬洪雨
農學學報 2021年11期
關鍵詞:酰胺灰霉病殺菌劑

谷莉莉,陳長軍,陳永明,馬洪雨

(1江蘇省鹽城市鹽都區植保植檢站,江蘇鹽城 224002;2南京農業大學植物保護學院,南京 210036;3江蘇鹽城市植物保護站,江蘇鹽城 224002)

0 引言

由葡萄孢屬(Botrytisspp.)引起的灰霉病已經發展成為一種重要的、全球分布的植物真菌類病害[1]。其中,以由灰葡萄孢(B.cinerea)引起的灰霉病分布最為廣泛,具有遺傳變異性高、四大轉座子活躍、再侵染周期短、寄主廣、繁殖量大、潛伏侵染占主導等特點,可危害蔬菜、果樹、花卉等200 多種作物[2-3]。近幾年來,隨著保護地栽培面積不斷擴大,灰霉病危害日趨嚴重?!禡olecular Plant Pathology》2012 年報道:灰葡萄孢位列給全球造成經濟損失十大植物病原真菌的第2 位,僅次于稻瘟病菌[4]。選育和種植抗病品種是防控灰霉病的有效途徑[5]。但能夠商業化的抗病品種匱乏,因此,抗病育種進展緩慢。農業措施可降低病原菌數量,減輕病害發生的嚴重度[6-7],但農藝措施煩瑣,且不能從根本上控制該病的發生和危害。生物防治具有對環境污染低、對人畜無毒、對作物副作用低等特點[8],符合農業綠色高質量發展要求,但在實際應用中仍存在諸多缺陷,制約了其大面積推廣和應用?;瘜W防治具有高效、速效、經濟效益高等特點,可對該病實現有效防控。因此,化學防治仍然是防控該病的最有效的應急措施。但灰葡萄孢隸屬于高抗性風險病原菌[9],已經對包括苯并咪唑類、二甲酰亞胺類、苯基嘧啶類、氨基甲酸酯類、酰胺類、甲氧基丙烯酸酯類、苯吡咯類、甾醇生物合成抑制劑等具有不同作用機制的殺菌劑產生了抗性[10-11]。由于防治灰霉病的登記藥劑種類多、品種繁雜等,對于一般技術人員和使用者并不容易準確選擇適合的藥劑進行某一地區病害防控。為此,本研究闡述了中國目前用于防治灰霉病登記農藥的品種現狀,評析了有效成分,指出了當前已登記農藥存在的主要問題,并提出了建議。

1 農藥登記現狀

截至2020年5月4日,在登記有效期內、用于防治灰霉病的殺菌劑品種474個,其中單劑317個,占登記總數的66.9%;混劑157 個,占登記總數的33.1%。從有效成分看,涉及51 種有效成分,可分為15 大類(表1)。

表1 中國登記防控灰霉病的農藥品種數量、有效成分及配方

續表1

1.1 農藥登記品種

1.1.1 生物農藥19個 包括:動物源生物農藥有氨基寡糖素,1種;植物源生物農藥有丁子香酚、香芹酚、苦參堿、小檗堿、小檗堿鹽酸鹽、蛇床子素和β-羽扇豆球蛋白多肽,7 種;微生物源活體生物農藥有枯草芽孢桿菌、甲基營養型芽孢桿菌9912、海洋芽孢桿菌、熒光假單孢桿菌、木霉菌和哈茨木霉菌,6 種;抗生素類有多抗霉素、申嗪霉素、中生菌素和井岡霉素,4種;礦物源類有硫磺,1種。登記品種60個,其中單劑54個,復配劑6個,占農藥登記總數的12.7%。復配劑涉及6個配方組合:氨基寡糖素、蛇床子素、中生菌素、硫磺多與化學農藥或植物源農藥混配。β-羽扇豆球蛋白多肽(Banda de Lupinus albus doce,BLAD),由葡萄牙塞埃韋有限責任公司于2017年在中國獲得臨時登記;2019年,20%可溶液劑(SL)獲得正式登記,用于防治草莓灰霉病。由葡萄牙里斯本大學農學研究所研發[12],活性成分是白羽扇豆(Lupinus albus)種子萌發特定時期提取的貯存蛋白,再經水解形成的20kDa多肽;對靶標生物沒有直接毒性;與真菌細胞膜上的糖蛋白非特異性結合,導致真菌細胞膜氣孔堵塞、關閉、死亡;在環境中易被普通蛋白酶快速降解[13];20%β-羽扇豆球蛋白多肽SL 0.93 g(有效成分,簡稱A.I.)/L 和0.67 g(A.I.)/L處理3 次藥后,對西葫蘆灰霉病的田間防效分別為82.71%、56.20%,顯著高于對照藥劑50%腐霉利可濕性粉劑1.67 g(A.I.)/L處理3次藥后防效,且20%β-羽扇豆球蛋白多肽SL持效性顯著優于后者,但速效性不如后者[14]。甲基營養型芽孢桿菌9912,由華北制藥集團愛諾有限公司于2016年在中國獲得臨時登記,2019年3×109CFU/g可濕性粉劑獲得正式登記,用于防治黃瓜灰霉病,是從遼寧渤海海域的海泥樣品中分離、篩選出的一株海洋細菌,可作為植物根際促生菌促進植物生長,也可利用葉子表面的營養和水分進行繁殖,并產生抗菌活性物質,進而抑制灰葡萄孢生長[15]。海洋芽孢桿菌(Bacillus marinus) 3×109CFU/g 可濕性粉劑,于2014 年獲得正式登記,用于防治黃瓜灰霉??;該菌株(海洋細菌B-9987)由華東理工大學分離自渤海海泥,經低鹽馴化與誘變育種改造而成,由浙江省桐廬匯豐生物科技有限公司實現產業化[16]。

1.1.2 酰胺類4個 包括吡噻菌胺、氟唑菌酰胺、氟吡菌酰胺和啶酰菌胺,登記品種81 個,占登記總數的17.1%,其中單劑34個,混劑44個;登記數量最多的是啶酰菌胺達74 個,其中單劑34 個,混劑47 個,與其復配的殺菌劑有吡唑醚菌酯、嘧菌酯、咯菌腈、異菌脲、腐霉利、嘧霉胺和嘧菌環胺,以與吡唑醚菌酯混配的產品多達23 個。該類藥劑也稱為琥珀酸脫氫酶抑制劑(SDHI類),與目前所有防控灰霉病品種的作用機理不同,特異性地抑制菌體的電子傳遞鏈復合體Ⅱ(琥珀酸脫氫酶復合物);自21世紀來,酰胺類殺菌劑成為世界各大農化企業研發熱點,新品種層出不窮。啶酰菌胺由德國巴斯夫公司研發,于2008年在中國獲得正式登記的50%啶酰菌胺水分散粒劑,用于防治番茄、黃瓜、草莓、葡萄灰霉病[17];其登記作物多,防效好[18],是目前這類藥劑中登記數量最多的品種,應用范圍廣、使用量大,但在一些地區已產生抗性[19-21],建議混配使用。吡噻菌胺是由日本三井化學株式會社研發,于2009年上市;2019年在中國正式登記20%懸乳劑用于防治葡萄灰霉病[22]。氟吡菌酰胺是由德國拜耳公司研發,于2012年上市;同年在中國獲得正式登記的品種為43%氟菌·肟菌酯懸浮劑,用于防治番茄、草莓、葡萄、人參灰霉病[23],對灰霉病效果好[24-25]。氟唑菌酰胺是由德國巴斯夫公司研發,于2011 年上市;2013 年在中國獲得臨時登記,2016年42.4%唑醚·氟酰胺懸浮劑在中國獲得正式登記,用于防治番茄、黃瓜、草莓、葡萄灰霉病[26],防效優[27]。

1.1.3 甲氧基丙烯酸酯類4 個 分別是吡唑醚菌酯、嘧菌酯、肟菌酯和啶氧菌酯,登記品種33個,占登記總數的7.0%,其中單劑3 個,混劑30 個。登記數量最多的是吡唑醚菌酯29個,其中單劑2個,混劑27個;與其復配的殺菌劑包括啶酰菌胺、氟唑菌酰胺、啶菌噁唑和雙胍三辛烷基苯磺酸鹽,其中以與啶酰菌胺混配的品種居多。甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑,阻斷真菌電子傳遞鏈細胞色素bc1 復合物(復合體Ⅲ)的細胞色素b 與細胞色素c1 之間的電子傳遞,抑制菌體線粒體呼吸,也稱為真菌電子傳遞鏈復合體Ⅲ抑制劑。這類殺菌劑抑菌譜廣,具有良好的保護、治療和抗產孢作用,但具有較高的抗性風險?;颐共【鷮υ擃悮⒕鷦┤菀桩a生抗性,建議與其他農藥混配使用,在一個生長季節,使用次數不超過2次。啶氧菌酯是先正達公司于2001年開發上市的殺菌劑,2006 年由杜邦公司收購后,在全世界推廣應用;2012 年在中國取得臨時登記,2017 年獲得正式登記的22.5%啶氧菌酯懸浮劑,用于防治番茄和黃瓜灰霉病[28]。該類藥劑對灰霉病菌活性高,田間效果好[25,29]。

1.1.4 苯吡咯類1個 即咯菌腈,登記品種19個,占登記總數的4.1%,涉及配方組合4個,與其復配的殺菌劑包括啶酰菌胺、嘧菌環胺、嘧霉胺和抑霉唑??┚孀饔糜诰w的滲透信號傳導通路的保護性殺菌劑,具有一定的滲透性,但無內吸性;對灰霉病菌活性高,防效優異[30-32],在絕大多數地區咯菌腈對灰霉病菌敏感[33-35],是混配最好的組分之一。

1.1.5 二甲酰亞胺類3個 分別是腐霉利、異菌脲、菌核凈;登記品種166 個,占登記總數的35.0%,其中單劑100 個,混劑66 個,涉及配方組合16 個。以腐霉利登記數量最多,達100 個,其中單劑54 個,混劑46 個,與其復配的殺菌劑包括福美雙、百菌清、異菌脲、啶酰菌胺、多菌靈、嘧菌環胺、嘧菌酯、戊唑醇和己唑醇;其次是異菌脲69 個,其中單劑45 個,混劑24 個,與其復配的殺菌劑包括嘧霉胺、福美雙、百菌清、啶酰菌胺、氟啶胺、多菌靈和代森錳鋅。該類殺菌劑也作用于菌體的滲透信號傳導通路;過去一直是防控灰霉病的主導品種;但在有些地區因抗性上升,防效顯著下降[20,33,36-37],因此,其銷量減少,應用作物范圍縮小。

1.1.6 嘧啶類2 個 分別是嘧霉胺和嘧菌環胺,登記品種131 個,占登記總數的27.6%,其中單劑91 個,混劑40個。登記數量最多的是嘧霉胺,達112個,其中單劑82個,混劑30個;與其復配的殺菌劑包括乙霉威、異菌脲、福美雙、百菌清、多菌靈、啶酰菌胺、中生菌素、氨基寡糖素、咯菌腈和氟吡菌酰胺;嘧菌環胺登記數量19個品種,單、混劑分別為9個、10個,與其復配的殺菌劑包括咯菌腈、啶酰菌胺、腐霉利、戊唑醇和啶菌噁唑。該類藥劑的作用機制和抗藥性機制仍不清楚;是防控灰霉病的主導品種,同樣出現了抗性問題[20,33,36-37],銷量下降。

1.1.7 多靶標位點類4 個 分別為有機硫類的福美雙、克菌丹、代森錳鋅,有機氯類的百菌清,登記數量65個,占登記總數的13.7%,涉及復配劑組合12個。福美雙登記數量最多,達36個,均為混劑,與其復配的殺菌劑包括腐霉利、異菌脲、菌核凈、嘧霉胺、啶酰菌胺、乙霉威、多菌靈、甲基硫菌靈、硫磺;其次是百菌清,有22個品種,其中單劑3個,混劑19個;與其復配的殺菌劑包括腐霉利、異菌脲和嘧霉胺。這類殺菌劑作用于灰霉病菌的多個靶標,灰葡萄孢對其不易產生抗性,但僅具有保護作用,多與其他化學農藥混配使用;若單獨使用,需在灰霉病發病前或發病初期使用;一旦病情較重,防效不佳。

1.1.8 苯并咪唑類3 個 分別是多菌靈、甲基硫菌靈和苯菌靈。登記品種22 個,占登記總數的4.6%,均為混劑,涉及配方組合10個。苯并咪唑類殺菌劑作用于病原真菌β-微管蛋白,抑制細胞的有絲分裂過程;這類藥劑在20世紀60年代陸續研發上市,在中國使用已經有40 多年歷史;過去在防控灰霉病時曾起到一定作用,但由于其作用靶標單一,灰霉病容易產生抗性。目前,中國灰霉病菌對該類藥劑的抗藥性嚴重且普遍;現無單劑登記用于防控灰霉病,因抗性的發展,防效顯著下降[20,36-37];即使其混劑,也已很少在生產上使用。

1.1.9 氨基甲酸酯類1個 即乙霉威,登記品種17個,占登記總數的3.6%;均為混劑,涉及配方組合5 個,與其復配的殺菌劑包括嘧霉胺、甲基硫菌靈、多菌靈、苯菌靈和福美雙;與苯并咪唑類殺菌劑存在負交互抗性,多以混配使用[37],曾是防治灰霉病的主要藥劑,目前因抗性嚴重,登記的作物少。

1.1.10 三唑類2個 分別是己唑醇和戊唑醇,登記品種5個,占登記總數的1.1%,涉及配方組合3個。三唑類藥劑對高等真菌活性高,但對灰霉病菌活性不高[38-39],與其配伍登記防治灰霉病難以達到預期的防效。該類藥劑作用于菌體麥角甾醇生物合成途徑。

1.1.11 咪唑類3個 分別是咪鮮胺、咪鮮胺錳鹽和抑霉唑,登記品種4個,占登記總數的0.8%,涉及配方組合1 個。該類藥劑也作用于菌體麥角甾醇生物合成途徑。

1.1.12 噁唑類1個 即啶菌噁唑,登記品種5個,占登記總數的1.1%,單劑2個,混劑3個,涉及配方組合2個。啶菌噁唑是沈陽化工研究院研發具有自主知識產權的產品,于2002年上市;為麥角甾醇生物合成抑制劑,抑制菌絲生長,使分生孢子的芽管扭曲和畸形等[40];對灰霉病菌活性好、防效高[41-43]。

1.1.13 吡啶類1個 即氟啶胺,登記品種3個,占登記總數的0.6%,單、混劑分別為1 個、2 個。氟啶胺是作用于菌體線粒體電子傳遞鏈的解偶聯劑;作用譜廣,但僅具有保護作用,對灰霉病有效;目前,在中國沒有發現灰葡萄孢的抗藥性菌株[36],但實際應用不多。

1.1.14 有機氯類1 個 即二氯異氰尿酸鈉,登記品種1個,對灰霉病效果不突出,且分解快,持效期短。

1.1.15 其他類2 個 分別是雙胍三辛烷基苯磺酸鹽和過氧乙酸;登記品種14 個,占登記總數的3.0%,單劑13 個,混劑1 個,其中過氧乙酸12 個。過氧乙酸是消毒劑,登記數量雖多,但在生產上應用很少。

1.1.16 即將獲得登記產品4 個 近兩年國內外農藥企業積極開展防治灰霉病的農藥品種登記,如生物農藥有內蒙古清源保生物科技有限公司登記的0.2%三羥基芪(白藜蘆醇)水劑登記防治黃瓜灰霉病,酰胺類有日本農藥株式會社的15%聯苯吡嗪菌胺(pyraziflumid)懸浮劑登記防治番茄灰霉病,美國富美實公司的42%氟茚唑菌胺(fluindapyr)懸浮劑登記防治番茄灰霉病,江蘇龍燈化學有限公司、江蘇連云港禾田化工有限公司50%環酰菌胺(fenhexamid)懸浮劑登記防治草莓和葡萄灰霉病[44]。隨著這些品種陸續上市,將增加防治灰霉病的藥劑選擇,豐富了抗藥性治理和延緩抗性發展的手段。

1.2 農藥劑型

目前,登記的劑型有12種(表2),登記劑型數量排名前5 位的分別是可濕性粉劑、懸浮劑、水分散粒劑、煙劑和水劑,登記數量分別為162個、138個、97個、32個和23 個,分別占登記劑型總數的34.2%、29.1%、20.5%、6.8%和4.9%。

表2 防治灰霉病登記農藥劑型統計

1.3 農藥毒性

在登記的殺菌劑中,低毒品種424個,占登記總數的89.5%;微毒45個,占9.5%;中等毒5個,占1.1%;從登記作物看,有四大類(表3):(1)蔬菜作物,有7種,其中登記在番茄上的農藥品種最多,有244個,涉及有效成分34種;在黃瓜上登記的品種有149個,涉及有效成分24 種;但在韭菜、蒜苔、西瓜、茄子和辣椒上登記的品種和有效成分均少。(2)果樹,有3種,其中登記葡萄上品種最多,有84個品種,涉及有效成分15種;其次登記草莓上品種有28種,涉及有效成分12種;但在獼猴桃樹上登記品種、有效成分少。(3)特種經濟作物,登記作物為人參的農藥品種6個,涉及有效成分7種。(4)觀賞花卉,有觀賞菊花、百合、牡丹和薔薇科花卉,以觀賞菊花、百合登記品種和有效成分較多。

表3 防治灰霉病農藥登記作物統計情況

2 存在主要問題

盡管中國登記防治灰霉病的農藥品種、有效成分多,但由于灰霉病菌種類多,危害作物多,病菌變異快、抗藥性發生嚴重,目前中國登記防治灰霉病的品種,存在“一多、一少、兩大”問題。

2.1 老品種多

腐霉利、異菌脲及其混配劑品種達164個,占登記總量的34.6%;嘧霉胺及其混劑112 個,占登記總量的23.6%。同質化現象突出:嘧霉胺、腐霉利、異菌脲單劑分別為82 個、54 個、45 個,占登記總量的17.3%、11.4%、9.5%,有些品種不適合防治灰霉病,如含多菌靈、甲基硫菌靈、戊唑醇的混劑,不利于輪換用藥和延緩抗性。

2.2 新組分登記少

近5 年用于防治灰霉病的登記品種,只有β-羽扇豆球蛋白多肽、甲基營養型芽孢桿菌9912、吡噻菌胺、唑醚·氟酰胺、氟菌·肟菌酯、氟唑菌酰胺·嘧霉胺6 個品種,不能滿足因抗性肆虐的生產需求。

2.3 老劑型比例大

在登記的12 種劑型中,可濕性粉劑162 個,占登記總量的34.2%,排第1 位;而環境友好型的水劑、可溶液劑、可溶粒劑、懸乳劑、水乳劑登記的數量嚴重偏少。

2.4 登記作物的農藥品種差異大

防治灰霉病的藥劑,主要登記在番茄、黃瓜、草莓、葡萄上,共有登記品種505 個,占登記作物總量的94.0%,其他作物登記數量嚴重偏少,有的作物無登記農藥。中國于2017 年6 月1 日實施新修訂的《農藥管理條例》第五章第三十四條明確規定:“農藥使用者不能擴大使用范圍,加大用藥劑量或改變使用方式”。但園藝作物,如葫蘆科的甜瓜和西葫蘆、豆科的菜豆、菊科的萵苣、特經作物煙草、鐵皮石槲、菊花、鮮切花和蔬菜采后等均發生嚴重的灰霉病,無登記農藥品種,導致盲目用藥、亂用藥問題突出,所登記的作物與生產實際嚴重脫節。

3 展望

灰霉病是園藝作物及其采后的一個最重要的病害,嚴重威脅園藝作物產量和品質,其防控是一個國際性的難題。在農業生產崇尚綠色防控、綠色高質量發展的今天,化學防治仍然是有效控制灰霉病發生危害的不可或缺的應急措施。逐步淘汰老品種和老劑型,加大新品種登記力度,兼顧小宗作物,積極開展防治灰霉病農藥品種的研發,增強灰霉病防控能力。針對灰霉病發生普遍、嚴重和抗性突出等問題,特提出如下建議。

3.1 逐步淘汰老品種

對目前已登記的部分品種需重新再登記,尤其是登記防治對象不對路、抗性突出的品種。

3.2 逐步淘汰老劑型

除一些有效成分只能以可濕性粉劑、乳油劑型生產外,減少可濕性粉劑、乳油等老劑型的登記數量。

3.3 加大新產品的登記力度

對于生物農藥的登記,減化登記程序,開通綠色通道,加快產品上市,增加新有效成分的登記,如生物農藥暗羅素等[45],同時,增加研發投入,解決其貨架期短及田間防效不穩定等技術瓶頸;對已登記的農藥品種拓展其在防控灰霉病的登記,如目前已登記對灰霉病有效的品種有生物農藥解淀粉芽孢桿菌、多粘類芽孢桿菌、堅強芽孢桿菌、寡雄腐霉菌[46]、春雷霉素,酰胺類的氟醚菌酯胺、苯并烯氟菌唑、氟唑菌酰羥胺、氟唑環菌胺;拓展混配范圍,增加新混配品種,改變目前高效藥劑品種單一的現狀,如丁子香酚與乙蒜素[47],丁子香酚與苦參堿[48],咯菌腈與氟啶胺[49-50],咯菌腈與咪鮮胺[51],啶酰菌胺與烯肟菌酯[52],氟吡菌酰胺與啶菌噁唑[53],啶氧菌酯與嘧菌環胺[54]等混配均有增效作用,目前國內還未有登記。

3.4 擴大小宗作物登記范圍

改變目前小宗作物無藥可用的狀況,小宗作物面積小,登記費用又高,農藥產品的盈利能力差。為提高企業登記積極性,可減免登記小宗作物上的一些費用,政府撥出專項資金補貼部分企業的登記費用。

3.5 組建一個產、學、研、銷和(專業合作)社的組織,解決好“最后一公里”問題

灰霉病防控是一個世界性難題!目前,灰霉病防控需要農藥控制與生態控制相結合。但生產上,往往過度依賴化學農藥。由于基層技術人員的匱乏,往往不能根據田間的抗藥性發展狀況,精準選藥,減量增效。幸運的是,現在專業合作組織或職業技術農民逐年增加,對當前的生產具有一定的引導作用。組建一個產、學、研、銷和(專業合作)社的組織,需要企業、種植戶和政府共同投入,大學(如南京農業大學的殺菌劑課題組)或科研部門負責核心技術研發和抗藥性檢測的工作,進行田間抗藥性狀況的監控,針對不同地區抗藥性狀況,利用所研究的不同藥劑靶標抗藥性菌群消長規律,兼顧其他病蟲,建立系統性防控策略和技術套件,進行示范、推廣、應用、補充和完善;種植戶或專業合作社在用藥(即銷售點到田頭的“最后一公里”)時,才能做到“知己知彼,百戰不殆”。否則,部分種植戶(組織)集殺菌劑品種之大全,“雞尾酒”式濫用藥和亂用藥,農殘超標,用藥成本飆升。據本課題組調查,部分園區草莓灰霉病菌同時對7類不同機制的殺菌劑產生了抗藥性,導致無藥可用!

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