李 慧,葉子雨,吳 迪,史曉利
(1.中國農藥工業協會,北京 100125;2.北京市植物保護站,北京 100120; 3.揚州市江都區農業技術綜合服務中心,江蘇揚州 225200)
線蟲是地球上數量最豐富的多細胞動物,在地球上只要有水的地方就有線蟲的存在。其中,植物寄生線蟲占10%,通過寄生對植物生長造成危害,是導致農林業發生重大經濟損失的重要因素之一[1]。在田間診斷中,土壤線蟲病害很容易與元素缺乏癥、根癌病、根腫病等發生混淆,導致誤診,或防治不及時。另外,線蟲取食所造成的根系傷口,為青枯病、立枯病、根腐病、猝倒病、潰瘍病等土傳病害的發生提供了機會,造成復合侵染,防治難度進一步增加。
有報告顯示,在世界范圍內,線蟲危害每年造成的經濟損失高達1 570 億美元,與昆蟲危害相當,但是殺線蟲劑和殺蟲劑的市場相差非常大,殺線蟲劑的市場份額僅為殺蟲劑市場份額的1/10,還有巨大的空間。目前,國內殺線蟲劑主流品種為噻唑膦、阿維菌素、氟吡菌酰胺、氟烯線砜、淡紫擬青霉、棉隆、威百畝等,其中噻唑膦、阿維菌素占據土壤線蟲防治的半壁江山。
噻唑膦為有機磷類殺線蟲劑,主要作用機制為抑制根結線蟲乙酰膽堿酯酶的合成,具有內吸性,可用于防治各類根結線蟲。1991 年噻唑膦由日本石原開發并生產以來,在歐洲、美國等多個國家和地區取得了登記。自2002 年進入中國后,噻唑膦憑借良好的效果和超高的性價比已經成為中國防治土壤線蟲的重要產品,預計未來幾年仍將是土壤線蟲防治的主力品種。從中國農藥信息網數據來看,截至2022 年1 月份,在國內登記噻唑膦原藥的企業共有12 家,登記的制劑158 個,涉及劑型有乳油、水乳劑、微乳劑、顆粒劑、微囊懸浮劑、可溶液劑,復配對象以阿維菌素為主。
從產能情況來看,生產廠家主要分布在山東、天津、河南、河北,由于用傳統生產工藝生產的噻唑膦奇臭,部分廠家因環保因素并不生產。因此,目前原藥年總產能不超過1 000 t,河北三農農用化工有限公司產能最高,達到300 t/a。新增產能方面,預計未來幾年隨著河北圓融生物科技有限公司 1 000 t 噻唑膦原藥、500 t 噻唑膦重要中間體投產,產能逐步釋放以后,將助推線蟲防治市場飛速發展。
噻唑膦與氨基寡糖素、海藻酸、氨基酸、腐殖酸等搭配使用,具有護根、促根、改良土壤作用,未來將成為行業發展的一個重要方向。鄭獲[2]等研究表明,噻唑膦與氨基寡糖素復配的殺線劑對柑橘線蟲具有良好的防治效果,能有效抑制柑橘根際土壤中及根際上的線蟲,防治效果達到80%以上,優于噻唑膦及氨基寡糖素單劑,對根系生長及樹勢恢復具有較好的效果。
阿維菌素為大環內酯類化合物,具有殺蟲、殺螨、殺線蟲活性,通過刺激昆蟲釋放γ-氨基丁酸,從而達到殺滅目的。阿維菌素主要通過觸殺的方式,殺滅作物根際及土壤中的線蟲。截至2022 年1 月,國內登記阿維菌素產品數量約1 900 個,有100 余個登記用于防治線蟲,其中,阿維菌素與噻唑膦的復配,實現了優勢互補,成為重要發展方向。
在阿維菌素眾多產品中,需要重點關注的是阿維菌素B2。阿維菌素B2 包括B2a 和B2b 2 個主要組分,B2a/B2b 大于25,B2a 占有絕對多的含量,B2b 微量,B2 整體毒性中毒,毒性低于B1,毒性降低了,使用更加安全環保。2013 年7 月29 日B2組分被全國農藥標準化技術委員會正式命名,中文通用名稱為“阿維菌素B2”。
試驗證明,B2 作為一種阿維菌素新產品,是一種優良的殺線劑,殺蟲譜不同于B1,對根結線蟲、根腐線蟲、胞囊線蟲、莖線蟲和松材線蟲等植物線蟲活性很高,有著廣闊的市場前景。
氟吡菌酰胺是由拜耳作物科學研發的一款具有全新作用機制的化合物,能夠選擇性地抑制線蟲線粒體中的呼吸鏈的復合體Ⅱ,導致線蟲細胞中能量很快耗盡。氟吡菌酰胺在土壤中表現出與其他品種不同的移動性,可以緩慢而均勻地分布在根際范圍內,更加有效而長時間地保護根系免于線蟲侵染。
路洪寶[3]等研究表明,南方根結線蟲對氟吡菌酰胺的敏感性高于對阿維菌素;在田間,氟吡菌酰胺滴灌施用防治根結線蟲的效果低于灌棵處理,但高于相同劑量下的沖施處理,與1.5 倍氟吡菌酰胺劑量沖施時防治效果相當。林雪[4]等研究表明,選取不同施用量的41.7%氟吡菌酰胺懸浮劑防治秋茬黃瓜根結線蟲病,與10%噻唑膦顆粒劑對比,均可以抑制土壤線蟲的增加,通過對比防治效果和效益,推薦667 m2使用41.7%氟吡菌酰胺懸浮劑143 mL,可增加效益4 163 元。
氟烯線砜是由以色列馬克西姆公司(現安道麥)于1993-1994 年研發的雜環氟代烯基砜類殺線蟲劑。氟烯線砜為非熏蒸性殺線蟲劑,低毒,具有觸殺作用,抑制線蟲獲取脂質能量儲備,阻斷線蟲獲取能量通道,從而殺死線蟲。
研究表明,氟烯線砜不同于氨基甲酸酯類、有機磷類、大環內酯類化合物,其殺線蟲效果不可逆轉,線蟲在接觸藥液后48 h 內死亡。氟烯線砜對線蟲的卵、幼蟲、成蟲3 種形態均有較好的殺滅效果。其作用于卵時,具有一定的殺卵作用,降低卵孵化率;作用于幼蟲時,引起幼蟲僵直和癱瘓,削弱口針推擠及取食活動,影響其代謝及脂肪積累。
淡紫擬青霉屬于內寄生性真菌,是一些植物寄生線蟲的重要天敵,能夠寄生于卵,也能侵染幼蟲和雌蟲,可明顯減輕多種作物根結線蟲、胞囊線蟲、莖線蟲等植物線蟲病的危害。
淡紫擬青霉是南方根結線蟲與白色胞囊線蟲卵的有效寄生菌,對南方根結線蟲的卵寄生率高達60%~70%。淡紫擬青霉菌對根結線蟲的抑制機制是淡紫擬青霉與線蟲卵囊接觸后,在黏性基質中,菌絲包圍整個卵,菌絲末端變粗,由于外源性代謝物和真菌幾丁質酶的作用使卵殼表層破裂,隨后真菌侵入并取而代之。淡紫擬青霉也能分泌毒素對線蟲起毒殺作用。
雖然淡紫擬青霉問世多年,但國內登記產品的數量僅有11 個,市場推廣應用有限,根本原因是見效慢;微生物農藥在不同地區、不同氣候條件下環境適應性不同;儲備、運輸需要一定的條件。
棉隆是一種高效、低毒、無殘留的廣譜性土壤熏蒸消毒劑。施用于潮濕的土壤中時,棉隆在土壤中分解成有毒的異硫氰酸甲酯、甲醛和硫化氫等,迅速擴散至土壤顆粒間,有效地殺滅土壤中各種線蟲、病原菌、地下害蟲及萌發的雜草種子,從而達到清潔土壤的效果。
截止2022 年1 月,國內只有浙江大鵬藥業股份有限公司、江蘇省南通施壯化工有限公司、順毅南通化工有限公司、廣東廣康生化科技股份有限公司4 家企業生產原藥,登記制劑數量為5 個。由于土壤熏蒸處理技術要求高,故棉隆主要應用于大姜、三七等高附加值經濟作物。
威百畝為具有熏蒸作用的二硫代氨基甲酸酯類殺線蟲劑,其在土壤中降解成異硫氰酸甲酯,抑制生物細胞分裂和DNA、RNA 和蛋白質的合成以及造成生物呼吸受阻,能有效殺滅根結線蟲、雜草等有害生物,從而使土壤得以凈化。截止2022 年1 月,國內只有利民化學有限責任公司、浙江大鵬藥業股份有限公司、遼寧省沈陽豐收農藥有限公司、濰坊中農聯合化工有限公司取得威百畝防治線蟲的登記。威百畝應用成本低,對土傳病害、雜草等具有廣譜殺滅作用,因此,近年來銷量逐年增加。
三氟咪啶酰胺是科迪華研發的吡啶并咪唑酰胺類(或磺酰胺類)非熏蒸性殺線蟲劑,用于蔬菜、果樹、馬鈴薯、番茄、葡萄、柑橘、葫蘆、草坪、核果、煙草,以及大田作物等,能夠有效防治煙草根結線蟲、馬鈴薯莖線蟲、大豆胞囊線蟲、草莓滑刃線蟲、松材線蟲、粒線蟲及短體(根腐)線蟲等。
2019 年底,科迪華與中國植物病理學會植物病原線蟲專業委員會簽署合作協議,攜手深化線蟲防治的合作,這也預示著三氟咪啶酰胺在中國市場的上市進入倒計時。
三氟咪啶酰胺被IRAC歸入N-UN (未知)作用模式(MoA)分類組,試驗證明,三氟咪啶酰胺通過滴灌、苗床或土壤定向噴灌、微型噴灌/噴灌,以及種植前穴淋溶、溝施等各種靈活方法施用1 次之后,均可快速且不可逆轉地降低靶標線蟲運動性和感染性,使其在幾天內死亡,并能提供持久防護,有效減少根系損傷,有望成為土壤綜合治理的高效工具。
溴蟲氟苯雙酰胺屬間苯甲酰胺基苯甲酰胺類殺蟲劑,由日本三井農業化學公司和巴斯夫聯合開發,是世界上第一個被全球植保協會旗下的殺蟲劑抗性行動管理委員會歸類為第30 組的殺蟲劑。溴蟲氟苯雙酰胺主要用于防治綠葉蔬菜、多年生作物和谷物等的鱗翅目、鞘翅目、白蟻以及蚊蠅等害蟲,另外也可用作種子處理劑,防治危害谷物的線蟲。
截至目前,巴斯夫以溴蟲氟苯雙酰胺為核心成分的種子處理產品已經在美國獲批,為谷物種植者提供新型種子處理技術以防控線蟲。溴蟲氟苯雙酰胺與線蟲的中樞神經系統結合,導致神經和肌肉活動亢進,最終徹底殺滅該害蟲。
目前,溴蟲氟苯雙酰胺已經在中國獲得登記,預計其種子處理產品在中國上市后,將逐步改變小麥、水稻、玉米等糧食作物線蟲防控無藥可用的局面。
三氟殺線酯是由山東中農聯合生物科技股份有限公司創制的殺線蟲活性成分,截至目前,三氟殺線酯已經獲得中國、美國、歐盟和澳洲的專利授權,預計2022 年投放市場。
室內毒力測試結果表明,三氟殺線酯對南方根結線蟲卵毒力平均值IC50為8.92 mg/L,對J2 毒力平均值LC50為16.91 mg/L,與噻唑膦相當;大田試驗平均防效約為67%,優于阿維菌素和氟吡菌酰胺,與噻唑膦相當。
三氟殺線酯毒理學數據:無致突變作用;大鼠急性經口、經皮、吸入毒性都屬于“低毒”;豚鼠急性皮膚、兔急性眼睛刺激強度為“無刺激性”;對皮膚變態反應試驗分級為“弱致敏物”。
研究人員認為,與主流殺線蟲劑相比,三氟殺線酯具有低毒、安全性高、持效期長且與噻唑膦無交互抗性的優點,有良好的應用開發前景。
線蟲作為影響作物豐產豐收的隱形殺手,從發現到認知是一個漫長的過程。以水稻潛根線蟲為例,發生率在95%以上,通過水旱輪作就可以解決問題。另外,由于作物線蟲病往往與其他病害混合發生,導致診斷存在一定的困難;同時,線蟲病害往往很容易與根瘤等發生混淆,導致誤診。所以線蟲防治并不難,線蟲防治知識的科普和推廣顯得尤為關鍵。
解決線蟲的問題,僅靠藥劑防治是不夠的,應首先解決土壤健康問題,通過活性微生物菌劑的使用,改良土壤,恢復土壤中豐富的微生物種群,增強植株根系免疫力,再結合不同殺線劑產品的交替使用,使線蟲的數量維持在一個較低的水平。因此施用功能微生物的土壤處理劑是解決土傳性病害的主要發展方向。
在歐美等發達國家,土壤熏蒸是解決土壤問題的一種重要途徑。而在中國,土壤熏蒸目前主要應用于生姜、三七、草莓、西洋參等高價值經濟作物,成效十分顯著。由于土壤熏蒸技術門檻高,需要建立專業化的技術服務團隊,進行技術推廣,向土壤修復領域延伸,已經成為一種趨勢。
劉艷紅[5]等研究表明,分別采用威百畝、阿維菌素和石灰氮3 種土壤消毒劑,均可顯著抑制根結線蟲的侵染,并且促進番茄生長,提高果實品質,增加產量,其中威百畝和阿維菌素的處理效果最好。
高溫悶棚,就是利用陽光照射和生物菌進行棚內消毒,一般在6 至8 月中下旬進行。高溫悶棚的好處在于:有利于殺滅病菌和蟲源,提高有機肥肥效,分解農藥殘留。其中,高溫悶棚又分為生物菌+太陽能悶棚和化學藥劑悶棚,目前在山東壽光地區得到大面積應用推廣,能夠有效減少全年殺線蟲劑的用藥次數。
胡長效[6]等研究表明,氟吡菌酰胺、威百畝和異硫氰酸烯丙酯具有較高的室內毒力和優異的田間悶棚防效,建議推廣應用。
在土壤環境中,線蟲一直都存在。線蟲之所以爆發成災,除了與作物連年重茬種植有關,同時也與植物的健康狀況息息相關。通過腐殖酸、海藻酸、氨基酸等生物刺激劑,或者有機肥、土壤調理劑等,與殺線蟲劑搭配使用,在殺線防線的同時,提升植物本身的抵抗力,將成為未來一個重要的發展方向。
楊德榮[7]等研究表明,將傳統有機肥、凹凸棒土、腐植酸以及復合生物刺激素有機融合,制得一種具有抑制線蟲和土傳病害作用的功能有機肥,與傳統藥劑協同,對煙草根黑腐病和根結線蟲病的防效分別達82.4%和86.2%,對番茄根結線蟲的防效達86.7%。
線蟲防控是一場持久戰,同時,線蟲防治也絕不能依靠單兵作戰,需要打造集植保、土壤改良、植物營養、田間管理等一體的綜合防控解決方案。從短期來看,化學防治見效快、效果好,依然是最主要的線蟲防控手段;從長遠來看,生物防控將獲得飛速發展。隨著國家對農藥減施增效和農業綠色發展的重視,加快殺線蟲劑新農藥品種研發,提升制劑加工水平,加大市場推廣力度,做好增效助劑的開發與應用,將是破解部分殺線蟲劑品種抗性問題的重點。