我国葡萄杀菌剂的登记现状及应用策略分析

2022-04-02 05:14武雯陆爽黄兰淇陈秀张正炜
中外葡萄与葡萄酒 2022年2期
关键词:剂型杀菌剂病害

武雯,陆爽,黄兰淇,陈秀,张正炜*

(1. 上海市浦东新区农业技术推广中心,上海 201201;2. 上海市农业技术推广服务中心,上海 201103;3. 上海市农药检定所,上海 201103)

葡萄品种多样、外形美观且营养价值丰富,是世界范围内种植面积位居前列的优质鲜食水果之一。并且更因其所特有的优异加工属性而被赋予极高的商业价值,葡萄酒更是备受世界各国消费者青睐。葡萄适应性强、分布区域广泛,在我国也有着悠久的栽培历史和发展潜力。随着人民生活水平的提高,人们对葡萄的需求量逐年增加,推动了我国葡萄种植业的快速发展。特别是改革开放以来,我国葡萄产业依靠科技创新发展,不断突破地域限制,在非适宜区拓展葡萄种植,也取得了很好的效益[1-3]。2019年,我国葡萄园面积已达72.62万 hm2,产量达1419.54万 t[4]。

我国大部分葡萄产区都处在东亚季风区,夏季炎热多雨,病虫害较多,危害严重。特别是高温高湿的南方地区,葡萄更易感病。自20世纪50年代至今,逐步发现危害我国葡萄的病害已知40多种,其中危害严重或局部地区较严重的10种左右,例如葡萄白腐病、炭疽病、黑痘病、霜霉病、白粉病、灰霉病等。21世纪后,随着病害诊断技术的发展,鉴定出了大量新的病害种类,如葡萄溃疡病、酸腐病等。并且随着新型栽培模式的推出和栽培区域的扩大,一些次要病害上升为主要病害,例如灰霉病和白粉病为害加重,果实成熟期由白腐病、炭疽病、黑曲霉病等病害造成的果实腐烂严重[5]。

早在19世纪80年代,法国波尔多的葡萄产区便开始推广使用波尔多液防治葡萄霜霉病。时至今日,波尔多液仍作为保护性杀菌剂被广泛使用。随着化学合成杀菌剂的发展,更多杀菌剂品种被应用到葡萄病害的防治中,并成为葡萄产业得以不断突破环境气候限制而快速发展的重要保障。如今杀菌剂已成为我国葡萄生产中不可或缺的生产资料,对保障我国葡萄产业健康发展意义重大[6]。

1 我国葡萄杀菌剂登记情况

截至2021年9月1日,我国登记用于葡萄的农药商品总计766个,其中杀菌剂(含登记防治对象为葡萄病害的植物抗性诱导剂)648个(单剂364个、混剂284个),占登记总数的84.6%。我国2017 年11月1日起施行的《农药登记资料要求》根据我国葡萄种植区域布局和病害发生规律,针对葡萄霜霉病、灰霉病、白腐病、白粉病、炭疽病、黑痘病6种常发病害将葡萄杀菌剂登记的田间药效试验区域划分为东北、北部近沿海、黄河中游、东部沿海、西南、长江中游和西北7个地区。其中防治靶标为霜霉病、灰霉病、白腐病或白粉病的杀菌剂登记需在东北和北部近沿海地区、黄河中游和东部沿海地区、西南和长江中游地区、西北地区选择两地开展田间药效试验;防治靶标为炭疽病或黑痘病的杀菌剂登记则需在北部近沿海地区、黄河中游地区、东部沿海和西南地区、长江中游地区选择两地开展田间药效试验。

受《农药登记田间药效试验区域指南》影响,目前我国葡萄上登记的杀菌剂防治靶标多集中在上述6种常发病害上,其中登记防治霜霉病的杀菌剂产品数量最多,达379个,其次分别为灰霉病96个、白腐病86个、白粉病78个、黑痘病67个、炭疽病27个(表1)。

表1 葡萄主要病害杀菌剂登记情况Table 1 Registration of fungicides for major grape diseases

1.1 登记葡萄杀菌剂品种

目前我国登记的648个杀菌剂产品中实际应用的有效成分只有139种(包含单剂64种,复配剂106种),产品的同质化程度较高。单剂产品中登记数量最多的为嘧菌酯和烯酰吗啉,各有48个登记商品,其他登记产品数量较多的有代森锰锌(37个)、福美双(20个)、啶酰菌胺(18个)、氰霜唑(17个)、腐霉利(12个)、己唑醇(12个)和百菌清(11个)等。以上9个杀菌剂品种登记产品数量占登记葡萄杀菌剂单剂商品总数的61.6%。复配剂中登记数量最多,为多·福(46个),而苯甲·吡唑酯、唑醚·啶酰菌、甲霜·锰锌、烯酰·氰霜唑、唑醚·代森联的登记产品数量也都在10个以上。

1.2 登记葡萄杀菌剂剂型构成

传统的农药剂型体系或称第一代制剂技术成形于20世纪50年代,包含有机溶剂,具有易流失、污染重的特点,且加工过程的粉尘问题也易带来安全隐患。为便于使用有机氯、有机磷等原料药而开发了粉剂(DP)、可湿性粉剂(WP)、乳油(EC)和水剂(AS)等基本剂型,此后又开发了一系列衍生剂型如粒剂(GR)、油剂(OL)、可溶液剂(SL)等。20世纪70年代后,随着农药工业的发展,原药结构的变化,拟除虫菊酯等高效低毒农药的投产推动制剂技术实现创新。农药制剂朝着水基化、颗粒化、控释化、省力化的方向发展,悬浮剂(SC)、水分散粒剂(WG)、水乳剂(EW)、微囊悬浮剂(CS)等一系列环境友好剂型应运而生[7-8]。

当前我国登记的葡萄杀菌剂剂型涉及12种。传统剂型主要以可湿性粉剂为主,其登记产品占总数的28.4%,另外的传统剂型如水剂、乳油和可溶液剂则仅有少量产品登记。环境友好剂型以悬浮剂和水分散粒剂为主,两者登记产品总数占比超60%,其余新型剂型如水乳剂、微乳剂(ME)、微囊悬浮剂、悬乳剂(SE)、可分散油悬浮剂(OD)和可溶粒剂(SG)等也有少量产品登记,但总计占比不足10%(见图1)。

图1 我国登记葡萄杀菌剂产品的剂型构成Figure 1 The formulation composition of registered grape fungicides in China

伴随人们环保意识的增强,农药加工行业正朝着高效、安全、经济、方便、环保的方向发展,无人机等新型施药方式的兴起也对农药制剂提出更高的要求。同时农药剂型选择和制剂加工处于农药剂量传递的源头,其设计和研发水平决定了剂量传递的效率,对我国农药减施增效战略的实施意义重大[9-10]。当前我国环境友好型葡萄杀菌剂产品的登记比例已远超杀菌剂行业平均水平,这与葡萄本身的高产值和人们对鲜食水果质量安全的渴求密不可分。随着制剂技术的不断进步,葡萄杀菌剂环境友好型剂型的产品比例仍有望进一步提高。

1.3 登记葡萄杀菌剂有效成分及作用机理分类

在葡萄上应用的杀菌剂有效成分总计为83种,其中19种仅以混剂形式在葡萄上登记应用。当前登记应用的有效成分中符合《绿色食品 农药使用准则》(NY/T393—2020)AA级和A级绿色食品生产均允许使用的有21种,主要为无机铜剂及生物源农药。另有36种化学合成杀菌剂有效成分在A级绿色食品生产均允许使用的农药清单之中。从登记的单剂产品来看,在A级绿色食品允许使用农药清单范围内的有效成分相关登记产品就多达298个,占登记单剂总数的80%以上;而符合A级绿色食品农药使用要求的混剂产品也有181个,占登记混剂总数的60%以上。仅从有效成分分析,当前葡萄上登记用于A级绿色食品生产的杀菌剂产品比例高达73.92%。

参照国际杀菌剂抗性行动委员会(FRAC)对杀菌剂作用机理的划分[11],现有葡萄杀菌剂作用机理涵盖了以下11大类:A-核酸代谢、B-有丝分裂和细胞分裂、C-呼吸作用、D-氨基酸和蛋白质合成抑制剂、E-信号转导、F-脂质合成与膜完整性、G-膜中甾醇的生物合成、H-细胞壁生物合成、P-植物诱导抗病性、M-多作用位点、BM-具有多种作用模式的生物制剂(表2)。其中C组中作用于线粒体复合体Ⅲ细胞色素bc1 Qo位泛醌醇氧化酶的苯醌外部抑制剂,即甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂(QoIs)登记频率最高,代表性有效成分有嘧菌酯、吡唑醚菌酯等;其次为M组中的二硫代氨基甲酸酯类杀菌剂,代表性有效成分有代森锰锌、福美双等;此外G组中作用于甾醇生物合成中C-14脱甲基酶(erg11/cyp51)的三唑类脱甲基抑制剂和H组中作用于纤维素合成酶的羧酰胺类杀菌剂(CAAs)都是当前登记频率较高的品种。

表2 葡萄杀菌剂有效成分作用机理分类及产品登记频率Table 2 Classification of action mechanism and product registration frequencу of effective components of grape fungicide

续表2

登记频率(%)=(登记单剂数量+0.5×登记混剂数量)/登记产品总数×100

2 葡萄杀菌剂应用过程中存在的问题

葡萄病害,特别是由真菌侵染引起的病害一直是制约葡萄产业健康发展的一大威胁。历史上葡萄灰霉病、霜霉病等的发生都曾给欧洲地区的葡萄产业造成毁灭性的打击。葡萄真菌病害一直是我国葡萄生产中面临的最棘手问题之一,也是病虫害管理中的防控重点[13]。化学防治仍是现阶段葡萄病害防治不可或缺的重要手段。随着杀菌剂品种的增多,杀菌剂周年应用过程中的技术要点和抗药性管理措施也日趋复杂,在实际应用中难免出现一些问题。高琪[12]等对我国400余个葡萄园的病害防治用药调查显示,我国葡萄园杀菌剂盲目混用问题突出,超过88%的葡萄园存在随意混用现象,不仅带来果品安全隐患,也易导致药害产生,甚至影响药效。同时,我国登记的葡萄杀菌剂靶标病害相对集中,一些新兴病害尚缺乏登记药剂。如王宇等[14]对云南、四川、贵州、陕西、重庆5个省(市)共18个县市和杨晓等[15]对湖北、湖南、江西和广西4个省(区)共15个县市主栽葡萄的果实病害及防治调查发现,生产中用于葡萄病害防治的杀菌剂品种相对集中,并且在防治酸腐病、黑曲霉病等缺乏针对性登记药剂的病害时,只能通过间接手段或采用广谱性杀菌剂防治。而农药超登记范围使用的情况在各葡萄种植区普遍存在[16-17]。

3 葡萄杀菌剂的应用策略浅析

3.1 杀菌剂的分类别应用

在生产中,杀菌剂通常按照作用方式分为保护性杀菌剂、治疗性杀菌剂和铲除性杀菌剂三大类[18]。保护性杀菌剂是在病原微生物没有接触或侵染植物体之前对植物或其周围环境进行处理,对植物的重点易感部位和初侵染时期及其危害的主要阶段进行重点保护。葡萄生产中应用历史悠久的波尔多液等铜制剂,以及代森锰锌等二硫代氨基甲酸酯类杀菌剂均属于此类。保护性杀菌剂的持效期一般在5~7 d,对葡萄易感时期的保护应注意做好多次施药间持效期的衔接,这样才能确保防治效果。治疗性杀菌剂一般具有内吸性,是指能够从植物表皮渗入植物组织内部,经输导、扩散或产生代谢物来杀死或抑制已经侵入植物体内,但表现病症处于潜伏期的病原微生物。因此治疗性杀菌剂通常又被称为内吸性杀菌剂[19],其持效期一般在15 d以上,在病菌侵入寄主的初始阶段、初现病症时施药最佳。目前葡萄上应用的有机合成杀菌剂多属于此类[20]。铲除性杀菌剂主要用于铲除已存在于植物的某部位或植物生存环境中的病原菌。此类杀菌剂一般持效期短,但具有较强的渗透性,使用不当易产生药害,故很少直接施用于植物体,一般仅作为清园药剂使用,如石硫合剂等。广义上,铲除性杀菌剂也可看做是保护性杀菌剂的一种,但其杀灭作用更强,所以施用条件要比一般保护性杀菌剂更为苛刻。

3.2 杀菌剂的交替和轮换使用

植物病原菌的抗药性发展是葡萄病害防治中极易被忽视的问题。病原菌抗性种群的形成和发展是在病原菌自身的生物学特性、单一药剂的选择压力及环境因素等多重因素共同作用下的一个十分复杂动态过程。而杀菌剂的不当使用是病原菌抗药性问题产生的最主要人为因素。葡萄生产中将治疗性杀菌剂当作保护性杀菌剂施用的现象比较普遍,化学合成杀菌剂一般持效期较长,再加之不间断的单一用药,田间病原菌长时间面对高强度的选择压力时,由主效基因控制的抗药性种群便极易产生。而对于微效多基因控制的抗药性,虽然短时间内药剂不会很快失去防效,但随着敏感群体的不断减少,整个病原菌群体对药剂的敏感性也会逐渐降低。

进入21世纪以后,虽然农药新品种仍然层出不穷,但农药新品种的研发周期和成本都在不断增加,并且鲜有新的作用机理方式被发现[21]。限制同一作用机理药剂的使用频次和不同作用机理药剂轮换使用不仅是减少病原菌抗药性产生和发展的有效方法,也是有效延长现有杀菌剂产品使用寿命,降低化学防治成本的关键。

3.3 杀菌剂的高效和减量使用

2010年前后,我国部分沿海发达地区的葡萄亩产值已在万元以上,实行标准化栽培的葡萄产值可突破两万元大关[22-23]。葡萄的高产值也使得种植户在杀菌剂等农资投入更多的成本。面对病害造成的经济损失,保险农药的投入成为一种必然。而葡萄病害的防治本身也提倡以预防为主,无论是保护性杀菌剂还是治疗性杀菌剂都要求在病菌未侵染或侵染初期施用。但生产中对于葡萄病害防治适期的把握多是经验性的,这样就难免造成盲目施药的情况发生。在技术层面,葡萄杀菌剂的减施增效首先要解决病害的区域性测报问题,特别是治疗性杀菌剂的施用更要做到有的放矢;其次要清楚掌握杀菌剂的持效期,在有效保护的同时尽量避免持效期的叠加,防止出现药剂冲突或农药残留超标。另外,葡萄病害化学防治的理念仍需进一步转变,将杀菌剂的使用纳入葡萄园生态系统病虫害综合防控技术体系中,从理念上和技术上逐步摆脱对化学药剂的依赖。

4 小结

伴随着农药技术的发展,不断提高人们对化学农药的认知水平是农药科学应用的基础。依法依规使用农药是保障用药安全的关键。针对葡萄生产中杀菌剂使用存在的问题,厘清现有登记杀菌剂的作用机理,制定葡萄园杀菌剂周年轮换应用策略,将杀菌剂的使用纳入科学规范的轨道,不仅是保障葡萄产业健康发展的关键环节,也是种植户在遇到农资问题纠纷时维护自身利益的必然要求[24]。不同于欧美只专注于人类健康和生态安全的农药登记政策,我国的农药登记管理基于国情需要,对农药的安全性和田间药效两方面都有所考量。农药的超范围使用无论是在法治层面还是在技术层面都不可取。依法依规使用农药不仅仅是一种简单的法定义务,更是科学用药的内在要求。随着我国农药登记制度的不断发展完善,葡萄杀菌剂的登记品种和防治靶标也将不断充实,为我国葡萄产业的健康发展保驾护航。

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