來源：《中國植保導(dǎo)刊》2021年第6期

作者：張欣杰¹，宋文睿¹，陳漢¹，錢忠海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)，營養(yǎng)全面的特點(diǎn)。據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織數(shù)據(jù)顯示，我國馬鈴薯種植面積持續(xù)增加，2019年我國馬鈴薯種植面積及總產(chǎn)量居世界第一位。但2019年我國馬鈴薯平均單產(chǎn)僅為1,246.33 kg/667 m²，不僅遠(yuǎn)低于美國單產(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。我國東北、西北、西南馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)長期受困于晚疫病的為害，對馬鈴薯產(chǎn)業(yè)造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。

由于我國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)防控中的新問題與新形勢具有重要意義。

近年來我國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。隨著人們對環(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、低毒及無交互抗性的方向發(fā)展，生物源等新型殺菌劑的研究開始興起。

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年保持增長趨勢，單劑的種類逐漸增多，混劑的使用也日益廣泛。截至2021年1月中國農(nóng)藥信息網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示，我國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  我國用于防治馬鈴薯晚疫病單劑農(nóng)藥登記情況

1.2  市場銷售情況

根據(jù)Agrocube數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015—2018年在我國銷售防治晚疫病的單劑銷售量遠(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、使用歷史較長的代森錳鋅、百菌清及丙森鋅的銷量較高。其中，丙森鋅自2017年起銷量顯著增加。而用于防治馬鈴薯晚疫病登記較多的氟啶胺、嘧菌酯銷量卻較低（圖2），其價(jià)格與使用較多的代森錳鋅相比較貴?；靹┲蟹に雇N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)配劑銷量也較多，而生物源殺菌劑的銷量較低。市場中廣譜性殺菌劑及其混劑銷量較高，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)中病原菌對單一殺菌劑易產(chǎn)生抗性有關(guān)。

圖2  2015—2018年我國防治馬鈴薯晚疫病的殺菌劑銷售量

生產(chǎn)中主要通過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。劉亞武在寧夏通過測試不同藥劑處理下種薯的淀粉含量和呼吸過程氧化酶活性發(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種植后噴施藥劑實(shí)現(xiàn)。

2.2  生長與結(jié)薯期噴施處理

晚疫病主要通過空氣和流水傳播，適時(shí)用化學(xué)藥劑對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，越來越多地區(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。我國南方7～8月雨季來臨后或發(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)上主要通過收獲期化學(xué)殺秧降低馬鈴薯的病薯率?；瘜W(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所。曹淑敏等研究發(fā)現(xiàn)，在晚疫病發(fā)生級別0～3級范圍內(nèi)，化學(xué)殺秧對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)了對藥劑品種選擇不合理、用藥時(shí)機(jī)不準(zhǔn)確等問題，隨著政策與市場需求的調(diào)整，市場上用于晚疫病化學(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、動物、食品和飼料常務(wù)委員已決定不再延長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。一方面種植者對殺菌劑科學(xué)使用的原則和規(guī)律認(rèn)識不足，對用藥時(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，抗甲霜靈致病疫霉相繼在愛爾蘭和荷蘭出現(xiàn)，如今國內(nèi)外已經(jīng)面臨嚴(yán)重的甲霜靈抗性問題；田間監(jiān)測于2007年在黑龍江和河北發(fā)現(xiàn)致病疫霉對嘧菌酯存在抗性風(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)等通過藥劑馴化的方法獲得了辣椒疫霉對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（FRAC）評估，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)致病疫霉對氟啶胺的敏感性降低，本實(shí)驗(yàn)室近期的測定結(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氟啶胺出現(xiàn)普遍抗性，推測與該藥作用譜較廣、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。我國部分單位長期開展了致病疫霉抗藥性的監(jiān)測，監(jiān)測我國各馬鈴薯產(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)測技術(shù)手段單一的限制，殺菌劑抗藥性監(jiān)測技術(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，對精準(zhǔn)、高效防控晚疫病具有重要意義。目前英國等利用Penseq等選擇性測序技術(shù)已初步實(shí)現(xiàn)了晚疫病致病型的田間監(jiān)測，但是成本和技術(shù)門檻依然很高。包括本課題組在內(nèi)的國內(nèi)少數(shù)課題組也在積極研發(fā)更廉價(jià)、更簡單的晚疫病致病型監(jiān)控技術(shù)，以期為我國晚疫病防控的“減藥增效”提供技術(shù)支撐。此外，抗藥性風(fēng)險(xiǎn)評估及田間菌株抗性監(jiān)測可直接指導(dǎo)殺菌劑使用、抗藥性治理及病害防治。通過收集藥劑靶標(biāo)及已報(bào)道突變類型信息可快速進(jìn)行抗性風(fēng)險(xiǎn)評估，同時(shí)應(yīng)將重點(diǎn)由抗性監(jiān)測治理轉(zhuǎn)向抗性預(yù)防。

當(dāng)前國內(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。我國利用馬鈴薯晚疫病實(shí)時(shí)監(jiān)測預(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)測誤差一般不超過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正在我國馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)組織開展晚疫病監(jiān)測預(yù)警，實(shí)時(shí)為用戶提供病情信息和風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，以更好地指導(dǎo)病害防治。未來，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)測預(yù)警數(shù)據(jù)，將為科學(xué)精準(zhǔn)地開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，針對生產(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)用越來越廣泛，該類殺菌劑主要通過產(chǎn)生抗生素或者其他分子、與病原菌競爭養(yǎng)分和生存空間、誘導(dǎo)植物體內(nèi)產(chǎn)生抗性對病菌進(jìn)行抑制。生物源殺菌劑不易產(chǎn)生抗藥性，而且對環(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)相對于氟菌·霜霉威，黑楊的提取物對晚疫病具有較好的防治效果。生物源殺菌劑對馬鈴薯晚疫病有較好的保護(hù)作用，但目前未發(fā)現(xiàn)生物源殺菌劑對馬鈴薯晚疫病有顯著的治療作用，此外，對部分生物源活性物質(zhì)的研究仍主要處于試驗(yàn)階段，對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防治馬鈴薯病害的研究熱點(diǎn)。