來(lái)源：《中國(guó)植保導(dǎo)刊》2021年第6期

作者：張欣杰¹，宋文睿¹，陳漢¹，錢(qián)忠海²，曾娟³，董莎萌^1*（1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院/教育部農(nóng)作物生物災(zāi)害綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/作物免疫學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2.江蘇省農(nóng)藥總站；3.全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心）

馬鈴薯是繼水稻、小麥、玉米之后的世界第四大糧食作物，具有增產(chǎn)潛力大、適應(yīng)力強(qiáng)，營(yíng)養(yǎng)全面的特點(diǎn)。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)馬鈴薯種植面積持續(xù)增加，2019年我國(guó)馬鈴薯種植面積及總產(chǎn)量居世界第一位。但2019年我國(guó)馬鈴薯平均單產(chǎn)僅為1,246.33 kg/667 m²，不僅遠(yuǎn)低于美國(guó)單產(chǎn)3,353.87 kg/667 m²，甚至還低于世界平均水平1,424.13 kg/667 m²。馬鈴薯晚疫病是制約我國(guó)馬鈴薯單產(chǎn)提高的關(guān)鍵因素之一。馬鈴薯晚疫病的病原菌為致病疫霉（Phytophthora infestans），其傳播途徑多樣、侵染速度快，當(dāng)田間出現(xiàn)陰涼濕潤(rùn)的小氣候時(shí)極易暴發(fā)流行。馬鈴薯晚疫病流行性強(qiáng)、破壞性大，一般年份該病害可造成馬鈴薯減產(chǎn)20%～30%，嚴(yán)重年份可減產(chǎn)50%以上，局部地區(qū)甚至絕收。我國(guó)東北、西北、西南馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)長(zhǎng)期受困于晚疫病的為害，對(duì)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。

由于我國(guó)并非馬鈴薯及其野生種質(zhì)資源的產(chǎn)地，馬鈴薯抗病育種中可利用的資源有限，加之我國(guó)大部分馬鈴薯產(chǎn)區(qū)的氣候條件適宜晚疫病的發(fā)生和為害，因此，化學(xué)防治仍是目前防治馬鈴薯晚疫病的主要手段。近年來(lái)防治晚疫病的農(nóng)藥施用頻率逐年加大，在經(jīng)濟(jì)條件較好的馬鈴薯產(chǎn)區(qū)，殺菌劑施用次數(shù)每季多達(dá)15～20次。在這種高頻率施藥的條件下，如果化學(xué)防控策略不當(dāng)，容易產(chǎn)生藥害以及抗藥性等問(wèn)題。在農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展的大背景下，深入探討晚疫病化學(xué)防控中的新問(wèn)題與新形勢(shì)具有重要意義。

近年來(lái)我國(guó)馬鈴薯晚疫病的化學(xué)防控相關(guān)研究發(fā)展較快，農(nóng)藥研發(fā)和登記數(shù)量日益增長(zhǎng)。隨著人們對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和抗藥性風(fēng)險(xiǎn)重視程度的提高和新興技術(shù)的應(yīng)用，促使殺菌劑向高效、廣譜、低毒及無(wú)交互抗性的方向發(fā)展，生物源等新型殺菌劑的研究開(kāi)始興起。

1.1  農(nóng)藥登記情況

防治晚疫病的殺菌劑登記數(shù)量在2006—2018年保持增長(zhǎng)趨勢(shì)，單劑的種類(lèi)逐漸增多，混劑的使用也日益廣泛。截至2021年1月中國(guó)農(nóng)藥信息網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)用于防治馬鈴薯晚疫病有效期內(nèi)的產(chǎn)品共計(jì)231個(gè)。其中，單劑129個(gè)，混劑102個(gè)。單劑中主要有效成分有百菌清、氫氧化銅、吡唑醚菌酯、代森錳鋅、代森鋅、精甲霜靈、烯酰嗎啉、雙炔酰菌胺、嘧菌酯、肟菌酯、噁唑菌酮、氟啶胺、氰霜唑、氟噻唑吡乙酮、丁子香酚、苦參堿、香芹酚等。其中，以氟啶胺登記數(shù)量最多，其次是代森錳鋅、嘧菌酯和氰霜唑（圖1），以廣譜性殺菌劑居多。而丁子香酚、香芹酚、木霉菌等防治馬鈴薯晚疫病登記農(nóng)藥的出現(xiàn)，也反映了生物源等新型殺菌劑研發(fā)的日益興起。

圖1  我國(guó)用于防治馬鈴薯晚疫病單劑農(nóng)藥登記情況

1.2  市場(chǎng)銷(xiāo)售情況

根據(jù)Agrocube數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015—2018年在我國(guó)銷(xiāo)售防治晚疫病的單劑銷(xiāo)售量遠(yuǎn)大于復(fù)配制劑。實(shí)際生產(chǎn)中主要采用現(xiàn)混現(xiàn)用的方法施藥。單劑中以殺菌譜較廣、使用歷史較長(zhǎng)的代森錳鋅、百菌清及丙森鋅的銷(xiāo)量較高。其中，丙森鋅自2017年起銷(xiāo)量顯著增加。而用于防治馬鈴薯晚疫病登記較多的氟啶胺、嘧菌酯銷(xiāo)量卻較低（圖2），其價(jià)格與使用較多的代森錳鋅相比較貴。混劑中氟菌·霜霉威銷(xiāo)售量最高，田間實(shí)際使用量高于其他混劑，代森錳鋅、烯酰嗎啉等為有效成分的復(fù)配劑銷(xiāo)量也較多，而生物源殺菌劑的銷(xiāo)量較低。市場(chǎng)中廣譜性殺菌劑及其混劑銷(xiāo)量較高，反映了實(shí)際生產(chǎn)中混劑的使用比例仍然較高，主要與生產(chǎn)中病原菌對(duì)單一殺菌劑易產(chǎn)生抗性有關(guān)。

圖2  2015—2018年我國(guó)防治馬鈴薯晚疫病的殺菌劑銷(xiāo)售量

生產(chǎn)中主要通過(guò)種植馬鈴薯抗病品種和適時(shí)噴施殺菌劑防治馬鈴薯晚疫病，施用殺菌劑時(shí)應(yīng)該根據(jù)馬鈴薯不同生育期采用不同策略。部分內(nèi)吸性和滲透性殺菌劑可在馬鈴薯植株內(nèi)保持一段時(shí)間的藥效，應(yīng)在發(fā)病前噴施，而保護(hù)性殺菌劑盡量做到莖葉整株噴施，并在長(zhǎng)出新葉后補(bǔ)充噴藥，使得藥劑能夠最大程度地為馬鈴薯全株提供保護(hù)。

2.1  種薯期處理

種植馬鈴薯時(shí)主要通過(guò)拌種和浸種處理種薯達(dá)到減少初侵染源的目的。徐雪亮于2018年在江蘇省利用8種化學(xué)藥劑對(duì)種薯進(jìn)行消毒處理，在馬鈴薯晚疫病盛發(fā)期調(diào)查發(fā)現(xiàn)防治效果均不理想，以10%氟噻唑吡乙酮可分散油懸浮劑處理防治效果最高為38.6%。李梅于2018年在云南省采用殺菌劑拌種薯的方式調(diào)查馬鈴薯晚疫病的發(fā)生情況發(fā)現(xiàn)，氟菌·霜霉威、噁酮·霜脲氰、丁子香酚等藥劑拌種均可延緩馬鈴薯晚疫病發(fā)生。劉亞武在寧夏通過(guò)測(cè)試不同藥劑處理下種薯的淀粉含量和呼吸過(guò)程氧化酶活性發(fā)現(xiàn)，百菌清可以提高種薯活力。甲霜·錳鋅浸種對(duì)馬鈴薯的出苗率、莖粗、株高等均表現(xiàn)出促進(jìn)作用，且增強(qiáng)植株抵抗病害的能力，對(duì)晚疫病也具有較好的防控效果，但在苗期、現(xiàn)蕾期和成熟期的相對(duì)防效依次降低。綜合分析認(rèn)為，在種薯期采用藥劑拌種的處理方法可延緩?fù)硪卟〉陌l(fā)生，但要想達(dá)到較好的防控效果則主要通過(guò)種植后噴施藥劑實(shí)現(xiàn)。

2.2  生長(zhǎng)與結(jié)薯期噴施處理

晚疫病主要通過(guò)空氣和流水傳播，適時(shí)用化學(xué)藥劑對(duì)馬鈴薯地上部分的莖葉進(jìn)行噴施是大田防治晚疫病的重要環(huán)節(jié)。由于晚疫病發(fā)病快，到發(fā)病后期再進(jìn)行藥劑治療，較難達(dá)到預(yù)期的控制效果，且成本高。因此，我國(guó)大部分地區(qū)通常在未發(fā)病時(shí)噴施保護(hù)性殺菌劑進(jìn)行防治。近年來(lái)，越來(lái)越多地區(qū)根據(jù)晚疫病預(yù)警系統(tǒng)的提示信息與田間病害觀測(cè)結(jié)果，在晚疫病發(fā)病初期完成噴施工作，以提高防治效果、減少用藥。我國(guó)南方7～8月雨季來(lái)臨后或發(fā)病后，主要交替噴施內(nèi)吸性殺菌劑或保護(hù)兼內(nèi)吸性殺菌劑，如氟菌·霜霉威、烯酰嗎啉、氟噻唑吡乙酮等。田間使用藥劑時(shí)需注意多種藥劑輪換使用，從而減少抗藥性出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)注意因使用藥劑不當(dāng)影響防治效果及產(chǎn)生藥害的情況。

2.3  收獲期降低病薯率

生產(chǎn)上主要通過(guò)收獲期化學(xué)殺秧降低馬鈴薯的病薯率。化學(xué)制劑殺秧是利用硫酸銅、百草枯等藥劑迅速殺死植株綠色組織，使莖葉干燥，從而破壞晚疫病病菌越冬場(chǎng)所。曹淑敏等研究發(fā)現(xiàn)，在晚疫病發(fā)生級(jí)別0～3級(jí)范圍內(nèi)，化學(xué)殺秧對(duì)防治馬鈴薯晚疫病都有一定的效果，且化學(xué)殺秧兼具除草和阻止蚜蟲(chóng)向薯塊傳播病毒的作用。生產(chǎn)中多在晚疫病發(fā)病初期及時(shí)施藥遏制病害的發(fā)生，目前收獲期通過(guò)化學(xué)殺秧的方法降低馬鈴薯病薯率的現(xiàn)象并不常用。

馬鈴薯晚疫病的發(fā)生與馬鈴薯品種對(duì)晚疫病是否敏感、防控方法是否科學(xué)、晚疫病菌株抗藥性產(chǎn)生與否等多方面因素有關(guān)。馬鈴薯晚疫病化學(xué)防治實(shí)踐中，出現(xiàn)了對(duì)藥劑品種選擇不合理、用藥時(shí)機(jī)不準(zhǔn)確等問(wèn)題，隨著政策與市場(chǎng)需求的調(diào)整，市場(chǎng)上用于晚疫病化學(xué)防控的產(chǎn)品也在不斷變化。例如，研究發(fā)現(xiàn)代森錳鋅的代謝產(chǎn)物乙撐硫脲與多種健康風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。2020年10月歐盟植物、動(dòng)物、食品和飼料常務(wù)委員已決定不再延長(zhǎng)代森錳鋅的登記有效期。高效、低風(fēng)險(xiǎn)的藥劑研發(fā)與應(yīng)用成為馬鈴薯晚疫病化學(xué)防控中又一需要解決的問(wèn)題。

3.1  防控方法不科學(xué)

受技術(shù)推廣、自然條件和經(jīng)濟(jì)水平等因素限制，不同地區(qū)在防控馬鈴薯晚疫病的科學(xué)化水平上存在一定差異，生產(chǎn)中防控方法的不科學(xué)往往造成了防控效果不佳。一方面種植者對(duì)殺菌劑科學(xué)使用的原則和規(guī)律認(rèn)識(shí)不足，對(duì)用藥時(shí)機(jī)把握不準(zhǔn)確、盲目用藥，造成防效較差和生產(chǎn)成本上升。另一方面部分地區(qū)由于勞動(dòng)力短缺以及經(jīng)濟(jì)水平的限制，田間防治馬鈴薯晚疫病不夠及時(shí)。因此，需要結(jié)合不同地區(qū)的實(shí)際情況，分地區(qū)進(jìn)行防控指導(dǎo)，把握好用藥時(shí)間，以減少藥劑浪費(fèi)的現(xiàn)象。

3.2  抗藥性風(fēng)險(xiǎn)

在全球范圍內(nèi)致病疫霉已對(duì)部分殺菌劑產(chǎn)生了不同程度的抗性，這與部分殺菌劑品種的作用機(jī)制比較單一、殺菌劑使用方式不合理等有密切關(guān)系。自1981年以來(lái)，抗甲霜靈致病疫霉相繼在愛(ài)爾蘭和荷蘭出現(xiàn)，如今國(guó)內(nèi)外已經(jīng)面臨嚴(yán)重的甲霜靈抗性問(wèn)題；田間監(jiān)測(cè)于2007年在黑龍江和河北發(fā)現(xiàn)致病疫霉對(duì)嘧菌酯存在抗性風(fēng)險(xiǎn)；于2012—2016年在河北、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江等地區(qū)發(fā)現(xiàn)致病疫霉對(duì)氟吡菌胺存在抗性風(fēng)險(xiǎn)。氟噻唑吡乙酮作用位點(diǎn)新穎，為氧化固醇結(jié)合蛋白抑制劑，對(duì)由卵菌引起的植物病害作用效果顯著，在防治馬鈴薯晚疫病上應(yīng)用較多。目前，致病疫霉對(duì)氟噻唑吡乙酮抗藥性風(fēng)險(xiǎn)的研究較少，而同屬的辣椒疫霉研究較多。苗建強(qiáng)等通過(guò)藥劑馴化的方法獲得了辣椒疫霉對(duì)氟噻唑吡乙酮的抗性突變體，且突變體存在很強(qiáng)的生存適合度，表明辣椒疫霉對(duì)氟噻唑吡乙酮具有潛在的抗性風(fēng)險(xiǎn)；據(jù)殺菌劑抗性治理委員會(huì)（FRAC）評(píng)估，氟噻唑吡乙酮在田間施用時(shí)具有中高等抗性風(fēng)險(xiǎn)，因此田間應(yīng)用氟噻唑吡乙酮防治馬鈴薯晚疫病時(shí)應(yīng)控制施藥次數(shù)和施藥劑量。Schepers等于2018年研究發(fā)現(xiàn)荷蘭地區(qū)致病疫霉對(duì)氟啶胺的敏感性降低，本實(shí)驗(yàn)室近期的測(cè)定結(jié)果也顯示貴州、重慶等西南地區(qū)田間致病疫霉分離菌株對(duì)氟啶胺出現(xiàn)普遍抗性，推測(cè)與該藥作用譜較廣、大量用于防治粉痂病等其他馬鈴薯病害，導(dǎo)致其間接對(duì)晚疫病菌田間群體形成了較大壓力有關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中作用位點(diǎn)特異的殺菌劑抗性風(fēng)險(xiǎn)較高，多作用位點(diǎn)殺菌劑抗性風(fēng)險(xiǎn)較低。我國(guó)部分單位長(zhǎng)期開(kāi)展了致病疫霉抗藥性的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)我國(guó)各馬鈴薯產(chǎn)區(qū)致病疫霉的抗藥性群體結(jié)構(gòu)，但是受到晚疫病抗藥性機(jī)制不明、監(jiān)測(cè)技術(shù)手段單一的限制，殺菌劑抗藥性監(jiān)測(cè)技術(shù)尚不具有普適性。

4.1  基于致病型、抗藥性、氣候條件監(jiān)測(cè)的晚疫病精準(zhǔn)防控

田間致病疫霉不同菌株之間的致病型具有顯著差異，不同馬鈴薯品種對(duì)致病疫霉的抗性也存在特異性，就某一地區(qū)而言，當(dāng)?shù)亓餍芯甑闹虏⌒团c品種抗病性之間的匹配度關(guān)系著晚疫病發(fā)生程度，影響防控策略的制定。因此，在生產(chǎn)中監(jiān)控致病疫霉的致病型、合理布局抗病品種，對(duì)精準(zhǔn)、高效防控晚疫病具有重要意義。目前英國(guó)等利用Penseq等選擇性測(cè)序技術(shù)已初步實(shí)現(xiàn)了晚疫病致病型的田間監(jiān)測(cè)，但是成本和技術(shù)門(mén)檻依然很高。包括本課題組在內(nèi)的國(guó)內(nèi)少數(shù)課題組也在積極研發(fā)更廉價(jià)、更簡(jiǎn)單的晚疫病致病型監(jiān)控技術(shù)，以期為我國(guó)晚疫病防控的“減藥增效”提供技術(shù)支撐。此外，抗藥性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及田間菌株抗性監(jiān)測(cè)可直接指導(dǎo)殺菌劑使用、抗藥性治理及病害防治。通過(guò)收集藥劑靶標(biāo)及已報(bào)道突變類(lèi)型信息可快速進(jìn)行抗性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，同時(shí)應(yīng)將重點(diǎn)由抗性監(jiān)測(cè)治理轉(zhuǎn)向抗性預(yù)防。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的馬鈴薯晚疫病預(yù)警技術(shù)發(fā)展迅速，基于模擬氣象流行條件的CARAH模型應(yīng)用廣泛。我國(guó)利用馬鈴薯晚疫病實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)在南方和北方馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)500多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)用，晚疫病發(fā)病中心出現(xiàn)時(shí)間預(yù)測(cè)誤差一般不超過(guò)3天，系統(tǒng)指導(dǎo)防治的防效在95%以上，農(nóng)藥施用減少17%～25%。目前，Asia Blight正在我國(guó)馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)組織開(kāi)展晚疫病監(jiān)測(cè)預(yù)警，實(shí)時(shí)為用戶(hù)提供病情信息和風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，以更好地指導(dǎo)病害防治。未來(lái)，明確本地區(qū)病原菌的致病型與抗藥性，并結(jié)合當(dāng)?shù)伛R鈴薯主栽品種獲取更加準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)預(yù)警數(shù)據(jù)，將為科學(xué)精準(zhǔn)地開(kāi)展馬鈴薯晚疫病綠色防控提供技術(shù)支撐。

4.2  新型殺菌劑創(chuàng)制與利用

從不同殺菌劑防治致病疫霉的作用機(jī)制來(lái)看，已有研究多集中在線粒體呼吸的干擾或阻礙、膜結(jié)構(gòu)的破壞、物質(zhì)代謝與合成的影響、相關(guān)功能酶的抑制等方面，大多具有高度選擇性、作用靶點(diǎn)單一，容易導(dǎo)致致病疫霉產(chǎn)生抗藥性而影響殺菌效果。隨著農(nóng)藥創(chuàng)制技術(shù)、合成方法與加工技術(shù)的提升，利用組合化學(xué)方法、高通量篩選技術(shù)和基因組學(xué)等研發(fā)新型殺菌化合物的速度顯著加快，新型殺菌劑的研發(fā)日益興起。例如，苯噻菌胺以及磷酸酯為基礎(chǔ)的新型殺菌劑具有相對(duì)廣泛的抗疫霉菌活性，可有效抑制馬鈴薯晚疫病的發(fā)生。近年來(lái)，針對(duì)生產(chǎn)中農(nóng)藥易流失的缺點(diǎn)，利用可降解的聚合物納米材料包裹農(nóng)藥，甚至利用材料本身激發(fā)植物抗性進(jìn)而有效地控制病害也取得了新進(jìn)展。馬鈴薯種植地塊重茬和迎茬現(xiàn)象普遍，除晚疫病外，黑痣病和瘡痂病等馬鈴薯病害發(fā)生嚴(yán)重且防控困難，在藥劑研發(fā)和應(yīng)用中需要對(duì)晚疫病和其他病害采取統(tǒng)籌防治的策略。

生物源殺菌劑在防治晚疫病方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，該類(lèi)殺菌劑主要通過(guò)產(chǎn)生抗生素或者其他分子、與病原菌競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分和生存空間、誘導(dǎo)植物體內(nèi)產(chǎn)生抗性對(duì)病菌進(jìn)行抑制。生物源殺菌劑不易產(chǎn)生抗藥性，而且對(duì)環(huán)境安全，防治馬鈴薯晚疫病的丁子香酚、苦參堿、香茅油以及知母提取物等植物源殺菌劑已取得了較好的應(yīng)用效果。Turóczi等發(fā)現(xiàn)相對(duì)于氟菌·霜霉威，黑楊的提取物對(duì)晚疫病具有較好的防治效果。生物源殺菌劑對(duì)馬鈴薯晚疫病有較好的保護(hù)作用，但目前未發(fā)現(xiàn)生物源殺菌劑對(duì)馬鈴薯晚疫病有顯著的治療作用，此外，對(duì)部分生物源活性物質(zhì)的研究仍主要處于試驗(yàn)階段，對(duì)殺菌劑有效成分的鑒定及其作用機(jī)制的研究不夠深入，因此，研發(fā)新型生物源殺菌劑和尋找合理的新型混劑方案是未來(lái)防治馬鈴薯病害的研究熱點(diǎn)。