中国防治灰霉病杀菌剂的登记品种、现状与建议
2021-12-12谷莉莉陈长军陈永明马洪雨
谷莉莉,陈长军,陈永明,马洪雨
(1江苏省盐城市盐都区植保植检站,江苏盐城 224002;2南京农业大学植物保护学院,南京 210036;3江苏盐城市植物保护站,江苏盐城 224002)
0 引言
由葡萄孢属(Botrytisspp.)引起的灰霉病已经发展成为一种重要的、全球分布的植物真菌类病害[1]。其中,以由灰葡萄孢(B.cinerea)引起的灰霉病分布最为广泛,具有遗传变异性高、四大转座子活跃、再侵染周期短、寄主广、繁殖量大、潜伏侵染占主导等特点,可危害蔬菜、果树、花卉等200 多种作物[2-3]。近几年来,随着保护地栽培面积不断扩大,灰霉病危害日趋严重。《Molecular Plant Pathology》2012 年报道:灰葡萄孢位列给全球造成经济损失十大植物病原真菌的第2 位,仅次于稻瘟病菌[4]。选育和种植抗病品种是防控灰霉病的有效途径[5]。但能够商业化的抗病品种匮乏,因此,抗病育种进展缓慢。农业措施可降低病原菌数量,减轻病害发生的严重度[6-7],但农艺措施烦琐,且不能从根本上控制该病的发生和危害。生物防治具有对环境污染低、对人畜无毒、对作物副作用低等特点[8],符合农业绿色高质量发展要求,但在实际应用中仍存在诸多缺陷,制约了其大面积推广和应用。化学防治具有高效、速效、经济效益高等特点,可对该病实现有效防控。因此,化学防治仍然是防控该病的最有效的应急措施。但灰葡萄孢隶属于高抗性风险病原菌[9],已经对包括苯并咪唑类、二甲酰亚胺类、苯基嘧啶类、氨基甲酸酯类、酰胺类、甲氧基丙烯酸酯类、苯吡咯类、甾醇生物合成抑制剂等具有不同作用机制的杀菌剂产生了抗性[10-11]。由于防治灰霉病的登记药剂种类多、品种繁杂等,对于一般技术人员和使用者并不容易准确选择适合的药剂进行某一地区病害防控。为此,本研究阐述了中国目前用于防治灰霉病登记农药的品种现状,评析了有效成分,指出了当前已登记农药存在的主要问题,并提出了建议。
1 农药登记现状
截至2020年5月4日,在登记有效期内、用于防治灰霉病的杀菌剂品种474个,其中单剂317个,占登记总数的66.9%;混剂157 个,占登记总数的33.1%。从有效成分看,涉及51 种有效成分,可分为15 大类(表1)。
表1 中国登记防控灰霉病的农药品种数量、有效成分及配方
续表1
1.1 农药登记品种
1.1.1 生物农药19个 包括:动物源生物农药有氨基寡糖素,1种;植物源生物农药有丁子香酚、香芹酚、苦参碱、小檗碱、小檗碱盐酸盐、蛇床子素和β-羽扇豆球蛋白多肽,7 种;微生物源活体生物农药有枯草芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌9912、海洋芽孢杆菌、荧光假单孢杆菌、木霉菌和哈茨木霉菌,6 种;抗生素类有多抗霉素、申嗪霉素、中生菌素和井冈霉素,4种;矿物源类有硫磺,1种。登记品种60个,其中单剂54个,复配剂6个,占农药登记总数的12.7%。复配剂涉及6个配方组合:氨基寡糖素、蛇床子素、中生菌素、硫磺多与化学农药或植物源农药混配。β-羽扇豆球蛋白多肽(Banda de Lupinus albus doce,BLAD),由葡萄牙塞埃韦有限责任公司于2017年在中国获得临时登记;2019年,20%可溶液剂(SL)获得正式登记,用于防治草莓灰霉病。由葡萄牙里斯本大学农学研究所研发[12],活性成分是白羽扇豆(Lupinus albus)种子萌发特定时期提取的贮存蛋白,再经水解形成的20kDa多肽;对靶标生物没有直接毒性;与真菌细胞膜上的糖蛋白非特异性结合,导致真菌细胞膜气孔堵塞、关闭、死亡;在环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,简称A.I.)/L 和0.67 g(A.I.)/L处理3 次药后,对西葫芦灰霉病的田间防效分别为82.71%、56.20%,显著高于对照药剂50%腐霉利可湿性粉剂1.67 g(A.I.)/L处理3次药后防效,且20%β-羽扇豆球蛋白多肽SL持效性显著优于后者,但速效性不如后者[14]。甲基营养型芽孢杆菌9912,由华北制药集团爱诺有限公司于2016年在中国获得临时登记,2019年3×109CFU/g可湿性粉剂获得正式登记,用于防治黄瓜灰霉病,是从辽宁渤海海域的海泥样品中分离、筛选出的一株海洋细菌,可作为植物根际促生菌促进植物生长,也可利用叶子表面的营养和水分进行繁殖,并产生抗菌活性物质,进而抑制灰葡萄孢生长[15]。海洋芽孢杆菌(Bacillus marinus) 3×109CFU/g 可湿性粉剂,于2014 年获得正式登记,用于防治黄瓜灰霉病;该菌株(海洋细菌B-9987)由华东理工大学分离自渤海海泥,经低盐驯化与诱变育种改造而成,由浙江省桐庐汇丰生物科技有限公司实现产业化[16]。
1.1.2 酰胺类4个 包括吡噻菌胺、氟唑菌酰胺、氟吡菌酰胺和啶酰菌胺,登记品种81 个,占登记总数的17.1%,其中单剂34个,混剂44个;登记数量最多的是啶酰菌胺达74 个,其中单剂34 个,混剂47 个,与其复配的杀菌剂有吡唑醚菌酯、嘧菌酯、咯菌腈、异菌脲、腐霉利、嘧霉胺和嘧菌环胺,以与吡唑醚菌酯混配的产品多达23 个。该类药剂也称为琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI类),与目前所有防控灰霉病品种的作用机理不同,特异性地抑制菌体的电子传递链复合体Ⅱ(琥珀酸脱氢酶复合物);自21世纪来,酰胺类杀菌剂成为世界各大农化企业研发热点,新品种层出不穷。啶酰菌胺由德国巴斯夫公司研发,于2008年在中国获得正式登记的50%啶酰菌胺水分散粒剂,用于防治番茄、黄瓜、草莓、葡萄灰霉病[17];其登记作物多,防效好[18],是目前这类药剂中登记数量最多的品种,应用范围广、使用量大,但在一些地区已产生抗性[19-21],建议混配使用。吡噻菌胺是由日本三井化学株式会社研发,于2009年上市;2019年在中国正式登记20%悬乳剂用于防治葡萄灰霉病[22]。氟吡菌酰胺是由德国拜耳公司研发,于2012年上市;同年在中国获得正式登记的品种为43%氟菌·肟菌酯悬浮剂,用于防治番茄、草莓、葡萄、人参灰霉病[23],对灰霉病效果好[24-25]。氟唑菌酰胺是由德国巴斯夫公司研发,于2011 年上市;2013 年在中国获得临时登记,2016年42.4%唑醚·氟酰胺悬浮剂在中国获得正式登记,用于防治番茄、黄瓜、草莓、葡萄灰霉病[26],防效优[27]。
1.1.3 甲氧基丙烯酸酯类4 个 分别是吡唑醚菌酯、嘧菌酯、肟菌酯和啶氧菌酯,登记品种33个,占登记总数的7.0%,其中单剂3 个,混剂30 个。登记数量最多的是吡唑醚菌酯29个,其中单剂2个,混剂27个;与其复配的杀菌剂包括啶酰菌胺、氟唑菌酰胺、啶菌噁唑和双胍三辛烷基苯磺酸盐,其中以与啶酰菌胺混配的品种居多。甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂,阻断真菌电子传递链细胞色素bc1 复合物(复合体Ⅲ)的细胞色素b 与细胞色素c1 之间的电子传递,抑制菌体线粒体呼吸,也称为真菌电子传递链复合体Ⅲ抑制剂。这类杀菌剂抑菌谱广,具有良好的保护、治疗和抗产孢作用,但具有较高的抗性风险。灰霉病菌对该类杀菌剂容易产生抗性,建议与其他农药混配使用,在一个生长季节,使用次数不超过2次。啶氧菌酯是先正达公司于2001年开发上市的杀菌剂,2006 年由杜邦公司收购后,在全世界推广应用;2012 年在中国取得临时登记,2017 年获得正式登记的22.5%啶氧菌酯悬浮剂,用于防治番茄和黄瓜灰霉病[28]。该类药剂对灰霉病菌活性高,田间效果好[25,29]。
1.1.4 苯吡咯类1个 即咯菌腈,登记品种19个,占登记总数的4.1%,涉及配方组合4个,与其复配的杀菌剂包括啶酰菌胺、嘧菌环胺、嘧霉胺和抑霉唑。咯菌腈作用于菌体的渗透信号传导通路的保护性杀菌剂,具有一定的渗透性,但无内吸性;对灰霉病菌活性高,防效优异[30-32],在绝大多数地区咯菌腈对灰霉病菌敏感[33-35],是混配最好的组分之一。
1.1.5 二甲酰亚胺类3个 分别是腐霉利、异菌脲、菌核净;登记品种166 个,占登记总数的35.0%,其中单剂100 个,混剂66 个,涉及配方组合16 个。以腐霉利登记数量最多,达100 个,其中单剂54 个,混剂46 个,与其复配的杀菌剂包括福美双、百菌清、异菌脲、啶酰菌胺、多菌灵、嘧菌环胺、嘧菌酯、戊唑醇和己唑醇;其次是异菌脲69 个,其中单剂45 个,混剂24 个,与其复配的杀菌剂包括嘧霉胺、福美双、百菌清、啶酰菌胺、氟啶胺、多菌灵和代森锰锌。该类杀菌剂也作用于菌体的渗透信号传导通路;过去一直是防控灰霉病的主导品种;但在有些地区因抗性上升,防效显著下降[20,33,36-37],因此,其销量减少,应用作物范围缩小。
1.1.6 嘧啶类2 个 分别是嘧霉胺和嘧菌环胺,登记品种131 个,占登记总数的27.6%,其中单剂91 个,混剂40个。登记数量最多的是嘧霉胺,达112个,其中单剂82个,混剂30个;与其复配的杀菌剂包括乙霉威、异菌脲、福美双、百菌清、多菌灵、啶酰菌胺、中生菌素、氨基寡糖素、咯菌腈和氟吡菌酰胺;嘧菌环胺登记数量19个品种,单、混剂分别为9个、10个,与其复配的杀菌剂包括咯菌腈、啶酰菌胺、腐霉利、戊唑醇和啶菌噁唑。该类药剂的作用机制和抗药性机制仍不清楚;是防控灰霉病的主导品种,同样出现了抗性问题[20,33,36-37],销量下降。
1.1.7 多靶标位点类4 个 分别为有机硫类的福美双、克菌丹、代森锰锌,有机氯类的百菌清,登记数量65个,占登记总数的13.7%,涉及复配剂组合12个。福美双登记数量最多,达36个,均为混剂,与其复配的杀菌剂包括腐霉利、异菌脲、菌核净、嘧霉胺、啶酰菌胺、乙霉威、多菌灵、甲基硫菌灵、硫磺;其次是百菌清,有22个品种,其中单剂3个,混剂19个;与其复配的杀菌剂包括腐霉利、异菌脲和嘧霉胺。这类杀菌剂作用于灰霉病菌的多个靶标,灰葡萄孢对其不易产生抗性,但仅具有保护作用,多与其他化学农药混配使用;若单独使用,需在灰霉病发病前或发病初期使用;一旦病情较重,防效不佳。
1.1.8 苯并咪唑类3 个 分别是多菌灵、甲基硫菌灵和苯菌灵。登记品种22 个,占登记总数的4.6%,均为混剂,涉及配方组合10个。苯并咪唑类杀菌剂作用于病原真菌β-微管蛋白,抑制细胞的有丝分裂过程;这类药剂在20世纪60年代陆续研发上市,在中国使用已经有40 多年历史;过去在防控灰霉病时曾起到一定作用,但由于其作用靶标单一,灰霉病容易产生抗性。目前,中国灰霉病菌对该类药剂的抗药性严重且普遍;现无单剂登记用于防控灰霉病,因抗性的发展,防效显著下降[20,36-37];即使其混剂,也已很少在生产上使用。
1.1.9 氨基甲酸酯类1个 即乙霉威,登记品种17个,占登记总数的3.6%;均为混剂,涉及配方组合5 个,与其复配的杀菌剂包括嘧霉胺、甲基硫菌灵、多菌灵、苯菌灵和福美双;与苯并咪唑类杀菌剂存在负交互抗性,多以混配使用[37],曾是防治灰霉病的主要药剂,目前因抗性严重,登记的作物少。
1.1.10 三唑类2个 分别是己唑醇和戊唑醇,登记品种5个,占登记总数的1.1%,涉及配方组合3个。三唑类药剂对高等真菌活性高,但对灰霉病菌活性不高[38-39],与其配伍登记防治灰霉病难以达到预期的防效。该类药剂作用于菌体麦角甾醇生物合成途径。
1.1.11 咪唑类3个 分别是咪鲜胺、咪鲜胺锰盐和抑霉唑,登记品种4个,占登记总数的0.8%,涉及配方组合1 个。该类药剂也作用于菌体麦角甾醇生物合成途径。
1.1.12 噁唑类1个 即啶菌噁唑,登记品种5个,占登记总数的1.1%,单剂2个,混剂3个,涉及配方组合2个。啶菌噁唑是沈阳化工研究院研发具有自主知识产权的产品,于2002年上市;为麦角甾醇生物合成抑制剂,抑制菌丝生长,使分生孢子的芽管扭曲和畸形等[40];对灰霉病菌活性好、防效高[41-43]。
1.1.13 吡啶类1个 即氟啶胺,登记品种3个,占登记总数的0.6%,单、混剂分别为1 个、2 个。氟啶胺是作用于菌体线粒体电子传递链的解偶联剂;作用谱广,但仅具有保护作用,对灰霉病有效;目前,在中国没有发现灰葡萄孢的抗药性菌株[36],但实际应用不多。
1.1.14 有机氯类1 个 即二氯异氰尿酸钠,登记品种1个,对灰霉病效果不突出,且分解快,持效期短。
1.1.15 其他类2 个 分别是双胍三辛烷基苯磺酸盐和过氧乙酸;登记品种14 个,占登记总数的3.0%,单剂13 个,混剂1 个,其中过氧乙酸12 个。过氧乙酸是消毒剂,登记数量虽多,但在生产上应用很少。
1.1.16 即将获得登记产品4 个 近两年国内外农药企业积极开展防治灰霉病的农药品种登记,如生物农药有内蒙古清源保生物科技有限公司登记的0.2%三羟基芪(白藜芦醇)水剂登记防治黄瓜灰霉病,酰胺类有日本农药株式会社的15%联苯吡嗪菌胺(pyraziflumid)悬浮剂登记防治番茄灰霉病,美国富美实公司的42%氟茚唑菌胺(fluindapyr)悬浮剂登记防治番茄灰霉病,江苏龙灯化学有限公司、江苏连云港禾田化工有限公司50%环酰菌胺(fenhexamid)悬浮剂登记防治草莓和葡萄灰霉病[44]。随着这些品种陆续上市,将增加防治灰霉病的药剂选择,丰富了抗药性治理和延缓抗性发展的手段。
1.2 农药剂型
目前,登记的剂型有12种(表2),登记剂型数量排名前5 位的分别是可湿性粉剂、悬浮剂、水分散粒剂、烟剂和水剂,登记数量分别为162个、138个、97个、32个和23 个,分别占登记剂型总数的34.2%、29.1%、20.5%、6.8%和4.9%。
表2 防治灰霉病登记农药剂型统计
1.3 农药毒性
在登记的杀菌剂中,低毒品种424个,占登记总数的89.5%;微毒45个,占9.5%;中等毒5个,占1.1%;从登记作物看,有四大类(表3):(1)蔬菜作物,有7种,其中登记在番茄上的农药品种最多,有244个,涉及有效成分34种;在黄瓜上登记的品种有149个,涉及有效成分24 种;但在韭菜、蒜苔、西瓜、茄子和辣椒上登记的品种和有效成分均少。(2)果树,有3种,其中登记葡萄上品种最多,有84个品种,涉及有效成分15种;其次登记草莓上品种有28种,涉及有效成分12种;但在猕猴桃树上登记品种、有效成分少。(3)特种经济作物,登记作物为人参的农药品种6个,涉及有效成分7种。(4)观赏花卉,有观赏菊花、百合、牡丹和蔷薇科花卉,以观赏菊花、百合登记品种和有效成分较多。
表3 防治灰霉病农药登记作物统计情况
2 存在主要问题
尽管中国登记防治灰霉病的农药品种、有效成分多,但由于灰霉病菌种类多,危害作物多,病菌变异快、抗药性发生严重,目前中国登记防治灰霉病的品种,存在“一多、一少、两大”问题。
2.1 老品种多
腐霉利、异菌脲及其混配剂品种达164个,占登记总量的34.6%;嘧霉胺及其混剂112 个,占登记总量的23.6%。同质化现象突出:嘧霉胺、腐霉利、异菌脲单剂分别为82 个、54 个、45 个,占登记总量的17.3%、11.4%、9.5%,有些品种不适合防治灰霉病,如含多菌灵、甲基硫菌灵、戊唑醇的混剂,不利于轮换用药和延缓抗性。
2.2 新组分登记少
近5 年用于防治灰霉病的登记品种,只有β-羽扇豆球蛋白多肽、甲基营养型芽孢杆菌9912、吡噻菌胺、唑醚·氟酰胺、氟菌·肟菌酯、氟唑菌酰胺·嘧霉胺6 个品种,不能满足因抗性肆虐的生产需求。
2.3 老剂型比例大
在登记的12 种剂型中,可湿性粉剂162 个,占登记总量的34.2%,排第1 位;而环境友好型的水剂、可溶液剂、可溶粒剂、悬乳剂、水乳剂登记的数量严重偏少。
2.4 登记作物的农药品种差异大
防治灰霉病的药剂,主要登记在番茄、黄瓜、草莓、葡萄上,共有登记品种505 个,占登记作物总量的94.0%,其他作物登记数量严重偏少,有的作物无登记农药。中国于2017 年6 月1 日实施新修订的《农药管理条例》第五章第三十四条明确规定:“农药使用者不能扩大使用范围,加大用药剂量或改变使用方式”。但园艺作物,如葫芦科的甜瓜和西葫芦、豆科的菜豆、菊科的莴苣、特经作物烟草、铁皮石槲、菊花、鲜切花和蔬菜采后等均发生严重的灰霉病,无登记农药品种,导致盲目用药、乱用药问题突出,所登记的作物与生产实际严重脱节。
3 展望
灰霉病是园艺作物及其采后的一个最重要的病害,严重威胁园艺作物产量和品质,其防控是一个国际性的难题。在农业生产崇尚绿色防控、绿色高质量发展的今天,化学防治仍然是有效控制灰霉病发生危害的不可或缺的应急措施。逐步淘汰老品种和老剂型,加大新品种登记力度,兼顾小宗作物,积极开展防治灰霉病农药品种的研发,增强灰霉病防控能力。针对灰霉病发生普遍、严重和抗性突出等问题,特提出如下建议。
3.1 逐步淘汰老品种
对目前已登记的部分品种需重新再登记,尤其是登记防治对象不对路、抗性突出的品种。
3.2 逐步淘汰老剂型
除一些有效成分只能以可湿性粉剂、乳油剂型生产外,减少可湿性粉剂、乳油等老剂型的登记数量。
3.3 加大新产品的登记力度
对于生物农药的登记,减化登记程序,开通绿色通道,加快产品上市,增加新有效成分的登记,如生物农药暗罗素等[45],同时,增加研发投入,解决其货架期短及田间防效不稳定等技术瓶颈;对已登记的农药品种拓展其在防控灰霉病的登记,如目前已登记对灰霉病有效的品种有生物农药解淀粉芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、寡雄腐霉菌[46]、春雷霉素,酰胺类的氟醚菌酯胺、苯并烯氟菌唑、氟唑菌酰羟胺、氟唑环菌胺;拓展混配范围,增加新混配品种,改变目前高效药剂品种单一的现状,如丁子香酚与乙蒜素[47],丁子香酚与苦参碱[48],咯菌腈与氟啶胺[49-50],咯菌腈与咪鲜胺[51],啶酰菌胺与烯肟菌酯[52],氟吡菌酰胺与啶菌噁唑[53],啶氧菌酯与嘧菌环胺[54]等混配均有增效作用,目前国内还未有登记。
3.4 扩大小宗作物登记范围
改变目前小宗作物无药可用的状况,小宗作物面积小,登记费用又高,农药产品的盈利能力差。为提高企业登记积极性,可减免登记小宗作物上的一些费用,政府拨出专项资金补贴部分企业的登记费用。
3.5 组建一个产、学、研、销和(专业合作)社的组织,解决好“最后一公里”问题
灰霉病防控是一个世界性难题!目前,灰霉病防控需要农药控制与生态控制相结合。但生产上,往往过度依赖化学农药。由于基层技术人员的匮乏,往往不能根据田间的抗药性发展状况,精准选药,减量增效。幸运的是,现在专业合作组织或职业技术农民逐年增加,对当前的生产具有一定的引导作用。组建一个产、学、研、销和(专业合作)社的组织,需要企业、种植户和政府共同投入,大学(如南京农业大学的杀菌剂课题组)或科研部门负责核心技术研发和抗药性检测的工作,进行田间抗药性状况的监控,针对不同地区抗药性状况,利用所研究的不同药剂靶标抗药性菌群消长规律,兼顾其他病虫,建立系统性防控策略和技术套件,进行示范、推广、应用、补充和完善;种植户或专业合作社在用药(即销售点到田头的“最后一公里”)时,才能做到“知己知彼,百战不殆”。否则,部分种植户(组织)集杀菌剂品种之大全,“鸡尾酒”式滥用药和乱用药,农残超标,用药成本飙升。据本课题组调查,部分园区草莓灰霉病菌同时对7类不同机制的杀菌剂产生了抗药性,导致无药可用!