孟田雨,陈立萍,张 楠,林荣华,侯燕华,邱立红*,姜 辉*
(1.中国农业大学理学院,北京 100193;2.农业农村部农药检定所,北京 100125)
油菜是我国重要的油料作物,栽培遍及全国,分为冬油菜和春油菜两种模式。2021年我国油菜的种植面积达6 765公顷,占我国油料作物总面积的50%以上;年产量为1 404.9万吨,占我国油料总产量的39%,居世界首位[1]。油菜菌核病是油菜上的高发病害,对油菜产量和品质有严重影响。该病在我国所有油菜产区均有发生,发病率为10%~30%,造成油菜减产5%~50%,严重时可达80%以上[2]。农药作为有效解决病虫草害的重要农业投入品[3],现已广泛应用到油菜种植过程中,药剂防治成为防治油菜菌核病的关键手段。农药登记是农药产品进入市场的重要关口[4],也是农药管理的重要手段。为了规范农药使用,需掌握农药登记情况,本文收集整理我国应用于油菜菌核病防治的农药登记产品,分析其主要成分及登记现状,并在此基础上提出防治油菜菌核病的建议。
油菜菌核病[Sclerotiniasclertiorum(Lib.)de Bary],又名白腐病、茎腐病、秆腐病、白杆病等,是由子囊菌门核盘菌属核盘菌侵染形成的一种真菌性病害。该病害在油菜的各个生育期均可发生,侵染油菜地上部分的各个组织器官,但以终花期以后茎秆发病造成的损失最为严重[2]。
油菜菌核病发生的主要症状有:1)苗期染病后,近地面的根茎和叶柄部有红褐色斑点,后成白色,组织变软腐烂并有白色絮状菌丝,病斑绕茎后幼苗死亡[5];2)花瓣染病后染病部位变成暗黄色、水渍状,有时有油渍状暗褐色无光泽小点;3)叶片染病后,染病部位会出现圆形或不规则形大斑,病斑呈灰褐色或黄褐色,有同心轮纹,温度高时易腐烂;4)茎秆感病后会有水渍状浅褐色椭圆形大斑,潮湿条件下病部发软,病害严重时絮状菌丝长满茎秆,发霉、发白[6];5)种子染病后表面粗糙,呈灰白色,含油量降低。
我国油菜菌核病主要发生在长江流域,近年来西北地区发生也逐渐严重。长江流域为冬油菜种植区,冬油菜是我国最常见、种植面积最广的一种油菜类型。菌核病在该种植区各地均有发生,2~4月发病较重[7],该病发生程度与降雨量和相对湿度关系密切。其中,西南地区、江南地区、长江中下游地区发生较重,如湖北、湖南、安徽、江苏、江西、浙江、四川、重庆等省份。西北地区种植春油菜,4~5月播种,8~9月收获,在油菜初花期和盛花期菌核病发病较为严重,多发生在重茬连作、地势低洼、排水不良地区[8,9]。其中,河南信阳、陕西关中、汉中地区经常发生,甘肃、青海、新疆等地也有发生但发病较轻。
防治菌核病现常用多菌灵、菌核净、腐霉利、咪鲜胺、啶酰菌胺、乙烯菌核利、丙唑·多菌灵、菌核·福美双等农药,各种药剂应按说明书合理使用。
以下所有数据均由中国农药信息网[10]查询获得。
2.1 农药有效成分及产品数量 截止至2021年12月31日,我国用于防治油菜菌核病且在登记有效期内的农药登记产品共127个(详见附件),其中单剂110个,混剂17个,分别占油菜菌核病用农药登记产品的86.6%和13.4%。共涉及到农药有效成分15种,其中包括苯并咪唑类2种,二甲酰亚胺类3种,三唑类3种,咪唑类、二甲基二硫代氨基甲酸酯类、二硝基苯胺类、吡唑酰胺类和吡啶甲酰胺类各1种,与生物农药相关的农药有效成分2种(表1)。
表1 我国现有登记防治油菜菌核病的农药品种情况
从登记产品数量来看,多菌灵是防治油菜菌核病最常用的农药成分,共涉及农药登记产品96个,占油菜菌核病用药产品总数的75.6%,其作用机制是通过抑制β-微管蛋白的合成从而影响细胞分裂,抑制病菌生长。其次是腐霉利、异菌脲、三唑酮和菌核净,含有该成分的产品分别占已登记该防治对象的产品总数的8.7%、7.1%、6.3%和3.9%。腐霉利、异菌脲、菌核净均属于二甲酰亚胺类杀菌剂,其作用机制为抑制菌体内甘油三醇的合成和有丝分裂原活化蛋白组氨酸激酶,从而抑制孢子萌发和菌丝生长,进而达到防治效果。三唑酮则是甾醇脱甲基化抑制剂,通过抑制麦角甾醇的生物合成来破坏细胞膜的结构和功能,最终导致菌体生长停滞或死亡,起到杀菌作用。值得一提的是,在现有的登记产品中,有两种微生物农药类有效成分,分别是盾壳霉ZB-1SB和小盾壳霉CGMCC8325,均为半知菌亚门、腔孢纲球壳孢目盾壳霉属真菌,是核盘菌的重要寄生菌[14],可以通过孢子或菌丝的寄生作用来破坏菌丝体和菌核,同时产生抗真菌物质,并通过溶菌作用杀死病原菌的菌丝体和菌核,从而防治油菜菌核病。
2.2 农药剂型 我国现有农药登记剂型134种[15],在油菜菌核病上登记的农药产品共涉及4种剂型(图1)。其中,可湿性粉剂98个,悬浮剂22个,水分散粒剂5个、乳油2个,占比分别为77.2%、17.3%、3.9%和1.6%。
图1 油菜菌核病登记农药的剂型类别及数量
2.3 农药毒性 农药的毒性是指农药具有使人和动物中毒的性能,按我国现行农药毒性分级,可以把农药分为剧毒、高毒、中等毒、低毒、微毒五级[16]。登记防治油菜菌核病的农药产品中,微毒产品4个、低毒产品121个、中等毒产品2个,占比分别为3.1%、95.3%和1.6%,以低毒产品为主,不存在高剧毒产品应用情况。
图2 油菜菌核病登记农药的毒性及占比
2.4 病原菌抗药性 病原菌对农药的抵抗能力称为抗药性,长期施用同一种农药可使病原菌对该农药的抵抗力提高。多菌灵是当前登记用于防治油菜菌核病最多的农药成分,并且每年均有农药产品获批,2020年获批多菌灵单剂35个,占当年油菜菌核病登记总产品92.1%。但从用药量看,多菌灵也是登记防治油菜菌核病的农药产品中推荐用药量最大的,为1 125~1 500g.a.i./hm2,约为菌核净用药量的1.7倍,异菌脲的2倍,腐霉利的2.9倍。多菌灵自上世纪七十年代用于防治油菜菌核病以来,表现出良好的防治效果,但长期单一使用同类药剂会使油菜菌核病对多菌灵产生抗药性,有研究表明,江苏、湖北、安徽等地已对多菌灵产生抗药性,并且范围逐年扩大、抗性逐年升高[17],这使得多菌灵的防治效果越来越不理想,在抗性较高地区,多菌灵防效低于40%[18],甚至有些抗性严重地区在10%左右[19]。
多菌灵、异菌脲等传统药剂现仍被用于油菜菌核病的防治,包含其成分在内的混剂产品如丙唑·多菌灵、异菌·氟啶胺、腐霉·多菌灵等能有效减少单位面积的用药量,提高防治效果;近年获得登记的咪鲜胺、氟唑菌酰羟胺等农药新品种用药量也较少,均在200g.a.i./hm2以内,这均有利于实现农药减量的政策要求。但农药新品种和混剂产品登记数量较少。
3.1 合理利用农药进行药剂防治 药剂防治应选用已经获得登记的农药产品,优先选用低毒、低残留农药,并严格按照农药标签规定的用量使用。我国现有油菜菌核病用登记农药的施药方式均为喷雾,应选择合适的施药器械,根据油菜菌核病的发生规律和发病部位精准施药。苗期重点喷施植株基部和地表,花期重点喷植株地上部。一般应施用2次药剂,初次在初花期,1周后进行第2次施药,如遇连续阴雨天气,可增施1次,施药时期选择晴天的下午较好,均匀喷雾至叶片至药滴将滴未滴时为最佳[20]。
为避免抗性产生,应采取轮换用药,如二甲酰亚胺药剂腐霉利与苯并咪唑类药剂、三唑类药剂无交互抗性;腐霉利及二硝基苯胺类药剂氟啶胺在苯丙咪唑类药剂多菌灵等防效较差的情况下,可表现较好的防治病害。油菜菌核病可在油菜各个生育期侵染,因此,不同作用机制、无交互抗性的药剂可在油菜不同生育阶段轮换使用来防治油菜菌核病,以延缓抗性,保证较好的防治效果。
3.2 鼓励企业研发新农药 根据我国油菜菌核病用农药登记现状看,农药产品大多为单剂且成分较为单一,多菌灵、腐霉利、异菌脲为防治该病的主要农药成分,混剂较少,而长时间使用单一药剂容易产生抗性,降低该农药的防治效果。建议企业加紧对复配药剂的研究,增加混剂的登记,减少农药用药量,使新农药更加高效。
从农药剂型看,现有登记的产品中以可湿性粉剂为主,占总产品的77.2%,而环保型水基化剂型(悬浮剂、水分散粒剂)仅占21.2%。水基化农药剂型以水为分散介质,具有高效、低毒、安全、环保等特点,并且不易产生药害、运输贮藏安全、成本较低[21],发展潜力巨大。建议企业加快农药向水基化剂型、无粉尘化剂型转变,使新农药更加环保安全。
从登记种类上看,现有登记的生物农药产品仅2种,分别在2019年和2021年获得登记,占农药产品总量的1.57%。生物农药具有选择性强、对生态环境影响小等特点[22],近年来得到了政府部门的高度重视和大力支持。随着人们对绿色健康食品的追求和对环境保护的重视,生物农药必将成为今后的热点。建议企业加大对生物农药品种及其使用技术的研发力度,增加生物农药产品登记数量,使新农药真正做到低毒低残留。
3.3 运用多种手段进行综合防治 我国病虫害防治的植保方针为“预防为主,综合防治”,可以通过农业防治、物理防治等多种手段对油菜菌核病进行综合防治。首先可选用抗性品种进行种植,芥菜型、甘蓝型油菜较白菜型抗病,研究表明,达到中抗水平的油菜品种可在相应适宜的生态区大面积播种[23],例如核优2929、德虹油1号、科乐油998[7]适宜在长江上游区种植;K586适宜长江中游区;苏9905适宜黄淮海地区;陕油18、秦优17、09HY6、盐杂398、YH800、亿油9号、072118[24]则均适宜种植在长江下游地区。
其次,加强农业防治和栽培管理。例如在发病严重地区可与禾本科作物进行轮作,降低病害发生率;适当晚播,使易感病时期避开温度高、降水多季节;根据土壤肥力情况适当调整种植密度,肥少密植、肥多稀植。除此之外,还应在油菜种植前进行深耕,并在抽薹前进行中耕培土,防止菌核长出子囊盘;地势低洼地区在开花前注意清沟排水,降低田间湿度;在油菜开花期清除老叶和病叶,从而减少病菌再侵染源;早期发现病株要及时拔除,并带出田外进行集中处理;在油菜收获后,清理土壤中的残体、残渣,以降低菌核病的发病率。
3.4 加强监测预报工作 油菜菌核病的初侵染与子囊盘的形成时期有关,而后期的发病程度与花瓣核盘菌侵染率密切相关[25],除此之外,该病的发生程度还与降雨量和相对湿度有很大关系。建议有关植保部门定期开展大田普查工作,监测子囊盘萌发和油菜花瓣侵染情况,寻找施药的最佳时期。同时结合当地降水、平均湿度、气温等情况,预测当年油菜菌核病的发生发展情况,做到提前了解、提前准备、提前部署,防止大规模病害发生。
3.5 加强科学用药宣传培训 农药是一种特殊商品,使用者如不严格按照标签使用,极易造成浪费,并引发药害、加剧环境污染。建议加大科学合理用药技术的宣传培训力度,采用组织农民田间学校,发放宣传册、明白纸等多种方式指导科学用药,使农户了解其主要使用农药品种的基本用药方式及用量,避免过量,使用造成药害。开展病虫害绿色防控培训,树立绿色防控意识,通过组织乡村宣讲会、用药和植保机械使用培训等活动全面提高用药水平,指导农户轮换用药、使用混剂以及多种方式共同防治病害,以减少抗性产生和对非靶标生物的影响。