1.1  百菌清和保護性殺菌劑

       

百菌清和代森錳鋅一樣都是20世紀60年代問世的保護性殺菌劑,由TURNER N J等于21世紀60年代初首次報道。百菌清由美國鉆石制堿公司(Diamond Alkali Co.)于1963年投放市場(后來賣給日本ISK Biosciences Corp.),再后來于1997年賣給了Zeneca Agrochemicals(現在的先正達)。百菌清是一種多作用位點的保護性廣譜殺菌劑,可用于草坪葉面病害的防治。百菌清制劑1966年在美國首次獲得登記,用于草坪。幾年后在美國又獲得馬鈴薯殺菌劑的登記,是美國首個被批準作為食品作物用的殺菌劑。1980年12月24日,經改進的懸浮劑產品(Daconil 2787 Flowable Fungicide)獲得登記。2002年,之前登記的草坪產品Daconil 2787 W-75 TurfCare在加拿大登記過期,但是懸浮劑產品一直延用至今。2006年7月19日,百菌清的另一產品Daconil Ultrex殺菌劑首次獲得登記。

       

百菌清的前五大市場在美國、法國、中國、巴西和日本,其中美國是最大市場,主要應用作物是果蔬和谷物、馬鈴薯,還有非作物用途等。歐洲谷物和馬鈴薯是百菌清的主要應用作物。

       

保護性殺菌劑是指在植物發生病害之前,噴施于植物表面,來阻礙病菌的侵入,從而使植物得到保護。這類具有保護作用的殺菌劑開發較早,使用時間最長。

       

國際殺菌劑抗性行動委員會(FRAC)把多作用位點觸殺性殺菌劑歸為M類(即多作用位點類)。截止到2021年,此類產品因化學結構不同被分為M01～M12共12類(表1)。

表1  FRAC多作用位點殺菌劑類別

       

多作用位點的保護性殺菌劑中的硫磺、銅制劑、百菌清、代森錳鋅4大杰出代表,有著悠久的使用歷史。如硫磺于1882年上市,銅制劑于1885年上市,都有百年以上的歷史。而1943年上市的代森錳鋅和1963年上市的百菌清也有超過半個世紀的使用歷史。

       

硫磺、銅制劑、百菌清、代森錳鋅在2015年的全球銷售額分別為1.85億美元、5.70億美元、3.10億美元、6.10億美元。

       

遺憾的是,代森錳鋅和百菌清均已被歐盟禁用。

1.2  百菌清的用途

       

百菌清是保護性多作用位點的廣譜殺菌劑,主要用于葉面噴灑,防治多種作物如蔬菜、果樹和小麥等的多種病害,如早疫病、晚疫病、霜霉病、白粉病、葉斑病等。它通過抑制孢子萌發和游動孢子運動而起作用。

       

此外,百菌清還被用作木材防腐劑和涂料添加劑(防腐)。

       

先正達(蘇州)作物保護有限公司在中國登記的75%百菌清WP使用范圍和使用方法如表2。

表2  百菌清在中國登記的用途

       

百菌清在加拿大被登記用于多種作物如谷物、蘆筍、豆類、卷心菜、花椰菜、西蘭花、胡蘿卜、洋蔥、芹菜和瓜類、玉米、蔓越莓、蘑菇、花生、小麥和馬鈴薯,防治各種病害如銹病、紫斑病、葉枯病、炭疽病、霜霉病、環斑病、莖腐病、孢霉病、莢枯病和莖枯病等。先正達加拿大公司在加拿大登記的標簽用途見表3。

表3  百菌清在加拿大的登記用途

2  百菌清的禁限用

       

根據農藥行動網(PAN)統計數據,截止到2021年1月,全球有32個國家禁用了百菌清,包括歐盟27國,另有英國、瑞士、沙特阿拉伯、巴勒斯坦和哥倫比亞5國。尚有其他一些國家對百菌清采取了限用措施。

2.1  歐盟禁用

       

鑒于如下理由,2019年4月29日,歐盟發布委員會執行法規2019/677,決定不再批準百菌清原藥的續展申請。

       

歐盟食品管理局對代謝物對地下水的污染表示極大關切。百菌清,尤其是其代謝物R417888、R419492、R471811、SYN507900、M3、M11、M2、M7 和M10在所有相關的百菌清使用場所的土壤中均可出現高于參數值(0.1 μg/L)的殘留水平。因此,根據法規Regulation (EC) No 1107/2009 第4(3)(b)條規定,目前尚不能確定百菌清在地下水中的代謝物是否會對地下水和人的健康產生不可接受的影響。另外,主管當局不能排除這些殘留物對消費者可能產生遺傳毒害以及對兩棲動物和魚類的高風險。由于現有數據不足,尚有幾個方面的風險評估結果無法最終確定。特別是由于缺乏植物中殘留的定義和家畜的接觸評估(包括某種代謝物的評估)數據,因而對消費者膳食暴露的風險評估無法完成。

       

根據歐洲議會和理事會法規Regulation (EC) 1272/2008,百菌清被列為第2類致癌物,而在食品安全局的評審結論中百菌清被歸類為1B類致癌物。

       

在百菌清代表性用途中,由于缺乏有關代謝物的殘留水平和毒性的數據,植物和動物殘留無法確定。因此無法滿足相關法規要求。

       

盡管申請人提出了各種理由,但仍然無法消除對百菌清的關切。最后決定不予批準百菌清的續展申請。當然,該決定不排除未來繼續申請百菌清的原藥批準。

       

各成員國最遲在2019年11月20日撤銷含有百菌清活性物質的植物保護產品的登記。根據歐盟農藥法規Regulation (EU) No.1107/2009第46款規定,各成員國給予的寬限期應盡可能短,最遲到2020年5月20日。

2.2  加拿大限制使用

       

加拿大也已經多次對百菌清進行再評價。

       

2016年加拿大衛生部害物監管局(PMRA)基于對用藥工人和公眾的風險評估結果,提議取消百菌清在高灌木藍莓、低灌木藍莓、芹菜(大田)、櫻桃(甜和酸)、油菜作物、玉米(甜)、蔓越莓、油桃、洋蔥(干和綠)和桃上的用途,也撤銷在涂料中的使用。

       

2018年評審決議是,百菌清的使用被限制在每年2次防治葉面病害(間隔14 d)和每年秋天1次防治雪霉病。所有百菌清產品現在必須提供可溶性包裝。重新定義了使用后再進入時間,防治黃斑病的用途被移除。所有標簽變更和配方變更于2020年5月10日開始生效。

2.3  美國評審百菌清內分泌干擾活性

       

美國環保署內分泌干擾物篩選項目(EDSP)評價了52種化合物,其中有包括百菌清在內的18種化合物在第一階段篩選中出現可疑結果,因此需要進一步試驗。目前尚未見美國對百菌清用途的限制措施。

2.4  巴西擬對百菌清再評審

       

巴西國家衛生監督局(Anvisa)于2019年8月26日宣布,巴西將對在售農藥活性成分的毒理學進行重新評估,以核實它們是否可能致癌、導致內分泌和生殖功能紊亂或對人類健康的其他風險。第一輪審查側重于5種殺菌劑、1種殺蟲劑和1種除草劑。

       

評估從2019年12月開始,同時向生產商發出提交研究報告的通知,對每種成分的評估可能需要長達2年的時間。在完成重新評估后,這7種成分(多菌靈、甲基硫菌靈、氟環唑、腐霉利、毒死蜱、利谷隆、百菌清)可能會在巴西市場被禁用、有限制使用,或者在沒有發現風險的情況下可繼續正常銷售。

2.5  澳大利亞仍看好百菌清

       

澳大利亞APVMA于2017年更新的信息顯示,澳大利亞尚未建立百菌清的急性參考劑量(ARfD)。根據JMPR或歐盟建立的ARfD,膳食暴露可能還是個問題。慢性膳食接觸量接近建議的每日允許攝入量(ADI)的90%。可能有必要進行標簽修訂,以解決工人安全問題。有1種降解產物對環境的毒性比百菌清強,而且在環境中的持久性也更強。利益相關者認為,百菌清對許多作物的病蟲害管理具有很高或至關重要的作用,草坪使用百菌清尚未發現抗性產生的跡象,可以由農業和水資源部在病蟲害管理活動期間和入境前檢疫場所使用。即目前為止,APVMA沒有對該產品作進一步監管要求。

2.6  新西蘭限制使用

       

新西蘭環保署認為,“百菌清具有急性毒性,特別是吸入毒性,并被列為疑似致癌物。歐盟已經禁止在消費品中使用它。美國和加拿大當局也擔心它給國內用戶帶來危險。”

       

從2017年5月11日起,不允許進口或在新西蘭生產面向公眾銷售的含百菌清產品。從2017年11月11日起,它們被禁止出售給新西蘭的任何人,商業經營者除外。即禁止公眾自行在家居花園使用百菌清。環保署對其他含百菌清的產品進行了更嚴格的控制,只有經過培訓和認證的商業經營者才能購買和在工作場所使用這些產品。

2.7  愛爾蘭禁用百菌清可能造成的損失估計

       

2018年愛爾蘭醫家研究機構橡樹公園作物研究中心(Oak Park Crops Research Centre)發表了一份研究報告。該報告根據網上收益監測成員農民(Teagasce-Profit Monitor farmers)2016-2017年的數據,分析了百菌清禁用對愛爾蘭冬小麥、冬/春大麥生產力影響。得出結論如下：

       

(1)在不使用百菌清的情況下,估計農民種植小麥和大麥的平均凈利潤率下降分別超過50%和65%(其產量達到了全國平均產量,或者剛超過盈虧平衡點)。

       

(2)谷物生產只有在生產成本最低和產量最高的地方才經濟,而在其他地方經濟損失的風險會急劇增加。

       

(3)愛爾蘭種植者將失去谷物生產的競爭力,因為在愛爾蘭以外的其他地區將不會遭受失去百菌清這樣的損失,因此愛爾蘭無法靠谷物價格上漲來抵消收益率的損失。

       

(4)從中期來看,愛爾蘭歡迎引進新的殺菌劑,以增加病害防治的選擇,然而在沒有百菌清的情況下這些殺菌劑的效力會由于病害壓力大而迅速下降。

3  百菌清替代產品

       

目前除歐盟和其他5國之外,尚無其他國家對百菌清全面禁用。少數國家限制了百菌清的某些用途。百菌清全球每年銷售額約在3億美元以上。2019年中國百菌清出口額為2.5億美元。

3.1  替代百菌清防治馬鈴薯早疫病和晚疫病的殺菌劑

       

馬鈴薯疫病是百菌清的主要防治對象之一,尤其在歐美國家最為重要。以往防治馬鈴薯疫病的兩組標準殺菌劑是百菌清和乙二硫代氨基甲酸乙酯殺菌劑代森錳鋅、代森聯等。它們對早、晚疫病都有效。其他殺菌劑如嘧菌酯、咪唑菌酮等也可用于防治馬鈴薯晚疫病。

       

甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑如嘧菌酯、吡唑醚菌酯以及甲酰胺類殺菌劑如啶酰菌胺對馬鈴薯早疫病有效。噁唑菌酮、嘧霉胺、咪唑菌酮和苯醚甲環唑對早疫病也有效。另有甲酰胺類殺菌劑吡噻菌胺、氟唑菌酰胺和氟吡菌酰胺對早疫病也高效,但是容易與啶酰菌胺產生交互抗性。

       

國內登記的用于防治馬鈴薯早疫病的殺菌劑產品有：苯甲.丙環唑、苯甲.嘧菌酯、吡唑醚菌酯、丙森鋅、代森鋅、啶酰菌胺、啶氧菌酯.嘧菌環胺、噁酮.氟噻唑、噁酮.霜脲氰、氟吡菌酰胺.嘧霉胺、氟啶胺、氟菌.肟菌酯、氟酰羥.苯甲唑、喹啉銅、嘧菌酯、肟菌.戊唑醇、戊唑.嘧菌酯、烯酰.吡唑酯、唑醚.代森聯、唑醚.氟酰胺、唑醚.戊唑醇。

       

國內登記的防治馬鈴薯晚疫病的殺菌劑產品有：氨基寡糖素.氟啶胺、吡唑醚菌酯、吡唑醚菌酯.氟吡菌胺、丙森.霜脲氰、波爾.甲霜靈、代森錳鋅、代森錳鋅.精苯霜靈、代森鋅、丁子香酚、多抗.福美雙、噁酮.吡唑酯、噁酮.氟啶胺、噁酮.氟噻唑、噁酮.氰霜唑、噁酮.霜脲氰、噁酮.烯酰、噁唑菌酮、噁唑菌酮.烯酰嗎啉、氟胺.氰霜唑、氟吡菌胺.甲霜靈、氟吡菌胺.精甲霜靈、氟吡菌胺.烯酰嗎啉、氟啶.嘧菌酯、氟啶.霜脲氰、氟啶胺、氟啶胺.精甲霜靈、氟菌.錳鋅、氟菌.霜霉威、氟嗎.氟啶胺、氟嗎啉、氟醚.烯酰、氟噻唑吡乙酮、甲霜.錳鋅、甲霜靈、精甲.丙森鋅、精甲.嘧菌酯、精甲霜.錳鋅、精甲霜靈、枯草芽孢桿菌、苦參堿、錳鋅.氟嗎啉、嘧菌.百菌清、嘧菌酯、木霉菌、氫氧化銅、氰霜.嘧菌酯、氰霜唑、雙炔酰菌胺、霜霉.氟啶胺、霜霉.精甲霜、霜脲.百菌清、霜脲.錳、霜脲.嘧菌酯、霜脲.氰霜唑、霜脲.霜霉威、霜脲氰、肟菌酯、烯酰.吡唑酯、烯酰.代森聯、烯酰.氟啶胺、烯酰.喹啉銅、烯酰.膦酸鋁、烯酰.錳鋅、烯酰.嘧菌酯、烯酰.氰霜唑、烯酰.噻霉酮、烯酰.霜霉威、烯酰.霜氰、烯酰.銅鈣、烯酰.唑嘧菌、烯酰嗎啉、香芹酚、唑醚.氰霜唑、唑醚.丙森鋅、唑醚.代森聯、唑醚.代森鋅、唑醚.喹啉銅、唑醚.氰霜唑。

3.2  替代百菌清防治番茄早、晚疫病的殺菌劑

       

美國明尼蘇達大學約翰遜和格拉博夫斯基總結了可用于防治番茄早疫病的部分殺菌劑(表4),并建議在不同化學類別的殺菌劑之間交替使用,以避免病原體對特定活性成分產生抗性。在某些地方,早疫病菌對第11組殺菌劑(FRAC 11)的不敏感性已經變得更加普遍,因此在與其他化學類別的殺菌劑輪換使用時需要特別小心。此外,如果在特定早疫病菌的田間群體中已經存在不敏感性菌株,那么FRAC第11組的殺菌劑可能難以提供良好的防治效果。

表4  防治番茄早疫病的殺菌劑

       

國內已登記用于防治番茄早疫病的產品有：苯甲.氟酰胺、苯醚甲環唑、丙森鋅、代森錳鋅、代森鋅、啶酰菌胺、多.錳鋅、多菌靈、多抗霉素、噁酮.氟噻唑、噁酮.錳鋅、噁酮.霜脲氰、二氯異氰尿酸鈉、氟菌.肟菌酯、氟菌.戊唑醇、琥銅.甲霜靈、互生葉白千層提取物、堿式硫酸銅、克菌丹、氯氟醚.吡唑酯、錳鋅.百菌清、醚菌酯、嘧啶核苷類抗菌素、嘧菌.百菌清、嘧菌酯、木霉菌、氫銅.福美鋅、氫氧化銅、王銅、肟菌.戊唑醇、肟菌酯、戊唑.嘧菌酯、氧化亞銅、異菌.多菌靈、異菌.福美雙、異菌脲、中生.代森鋅、唑.代森聯、唑醚.代森聯。

       

國內登記用于防治番茄晚疫病的產品有：氨基寡糖素、吡唑醚菌酯.氟吡菌胺、丙森.霜脲氰、丙森鋅、代森錳鋅、丁吡嗎啉、丁子香酚、多抗霉素、噁酮.氟噻唑、噁酮.霜脲氰、氟吡菌胺.氰霜唑、氟啶.霜脲氰、氟啶胺、氟菌.霜霉威、氟嗎啉、氟嘧.百菌清、氟噻唑吡乙酮、寡雄腐霉菌、幾丁聚糖、甲霜.百菌清、甲霜.錳鋅、甲霜.霜霉威、精甲.百菌清、精甲.丙森鋅、精甲霜.錳鋅、喹啉銅、錳鋅.氟嗎啉、錳鋅.嘧菌酯、嘧菌.百菌清、嘧菌.丙森鋅、嘧菌酯、氰霜.百菌清、氰霜唑、三乙膦酸鋁、雙炔酰菌胺、霜霉.精甲霜、霜霉.嘧菌酯、霜脲.百菌清、霜脲.錳鋅、霜脲.嘧菌酯、烯酰.吡唑酯、烯酰.代森聯、烯酰.錳鋅、烯酰.氰霜唑、烯酰.唑嘧菌、烯酰嗎啉、唑醚.代森聯。

       

美國密歇根州立大學的研究表明,一些內吸性殺菌劑如巴斯夫公司的唑嘧菌胺與烯酰嗎啉的混劑(Zampro)、富美實的氰霜唑(Ranman)、先正達的雙炔酰菌胺(Revus Top)、科迪華公司的噁唑菌酮與霜脲氰混劑(Tanos)及霜脲氰單劑(Curzate)、拜耳公司的霜霉威(Previcur Flex)和咪唑菌酮(Reason)、Gowan公司的噁唑菌酮與代森錳鋅混劑(Gavel),都對馬鈴薯晚疫病有很好的防治效果,但在晚疫病發作之前使用最有效,并應與保護性殺菌劑混合(Gavel除外)。當然代森錳鋅已被歐盟和沙特、英國禁用,不能作為混劑成分。此外,基于甲霜靈或精甲霜靈的產品也對馬鈴薯晚疫病有很好效果。

3.3  替代百菌清防治谷物病害的殺菌劑

       

百菌清禁用后,英國和愛爾蘭需要選擇谷物殺菌劑替代產品。如果繼續尋找多位點殺菌劑,目前這僅限于滅菌丹和硫磺。但是它們的效果還在進一步驗證中。

       

英國谷物病害防治迫切需要百菌清的替代品。三唑類殺菌劑氟環唑和嗎啉類殺菌劑丁苯嗎啉也可能面臨淘汰。這樣一來能替代百菌清的小麥田殺菌劑就更難選擇。小麥第二分蘗期(T2),本可以用保護性殺菌劑代森錳鋅和滅菌丹替代百菌清,但是代森錳鋅也被禁用。只有滅菌丹可作為備選。

       

如前所述,滅菌丹也是多作用位點的保護性殺菌劑,與百菌清有很多相似之處。因此可以作為百菌清的替代產品,但是成本更高。安道麥、先正達都在試驗推廣滅菌丹。滅菌丹對殼針孢屬病菌的防治能力比不上百菌清,但是滅菌丹是目前最好的替代品。氯氟醚菌唑和fenpicoxamid這兩個新產品是英國和愛爾蘭谷物可期待的殺菌劑。

       

氯氟醚菌唑(英文通用名mefentrifluconazole；商品名Revysol)是巴斯夫獨家專利的最新三唑類殺菌劑。作為三唑類殺菌劑,氯氟醚菌唑也屬于甾醇脫甲基抑制劑類,其作用機制為阻止麥角甾醇的生物合成,抑制細胞生長并最終導致細胞膜的坍塌。該產品可用于包括谷物在內的多種作物。已經在各大洲都有登記。可替代百菌清用于谷物。

       

另一個可替代百菌清的優秀殺菌劑是科迪華公司在歐洲上市的可治理抗性的殺菌劑fenpicoxamid(商品名為Inatreq)。它是用于谷物類的吡啶酰胺類殺菌劑的第一個成員,其化學結構獨特,作用靶標位點新,毒理學特性良好,生物活性高,持效期長；與現有的谷物用殺菌劑如三唑類、甲氧基丙烯酸酯類等無交互抗性,是谷物重要病害的優異殺菌劑,是谷物用殺菌劑抗性管理的有效解決方案。該劑可葉面噴霧用于谷類作物,如小麥、黑麥和黑小麥,防治谷類作物重要真菌病害,對子囊菌綱多種病原菌有很好的活性,也可用于香蕉和其他作物。目前正在商業化開發用于防治由葉枯病菌(Zymoseptoria tritici)引起的小麥葉枯病和斐濟球腔菌(Mycosphaerella fijiensis)引起的條斑病。

       

蘇格蘭春大麥面臨無百菌清可用,需要替代殺菌劑防治由柱格孢屬真菌引起的病害。首先可以通過適當的營養補給最大限度地降低病害脅迫壓力；使用滅菌丹在第二分蘗期替代百菌清；使用丙烯酸酯類殺菌劑和琥珀酸脫氫酶抑制劑類殺菌劑(如聯苯吡菌胺)可獲得生理益處并降低病害壓力；適當使用生物刺激劑也可能發揮一定作用。因此,可以給春大麥如下具體建議：① 用含錳制劑處理大麥種子；② 使用芽前除草劑(吡氟酰草胺+氟噻草胺)和二甲戊靈等防治一年生早熟禾；③ 4葉期使用除草劑Finish(甲磺隆+噻酚磺隆)+Whorl(氯氟吡氧乙酸+氟氯吡啶酯)+微量元素+保水劑(Terrasorb)；④ 第一分蘗期(T1)使用拜耳殺菌劑Jaunt/Haven(氯嘧菌酯+丙硫菌唑+肟菌酯)+錳；⑤ 第一二分蘗期(T1、T2)使用Jaunt+滅菌丹+鎂＋噻吩磺隆。

3.4  替代百菌清防治蔬菜病害的殺菌劑

       

密歇根州立大學的菲利普分析了能取代百菌清用于蔬菜的殺菌劑。他認為咯菌腈(fludioxonil)和嘧菌環胺(cyprodinil)的混劑(商品名Switch)對交鏈孢霉菌造成的西蘭花、球芽甘藍、卷心菜和花椰菜葉斑病以及芹菜莖腐病和洋蔥紫斑病有效,可以替代用于菜莢作物(cole crop)、胡蘿卜、芹菜和洋蔥的百菌清。嘧霉胺也可以替代百菌清用于大蒜、韭菜和洋蔥防治紫斑病。另一個產品Tanos(噁唑菌酮和霜脲氰混劑)可以替代百菌清或代森錳鋅防治葡萄、番茄、辣椒、洋蔥、大蒜和韭菜霜霉病(可以與其他專門防治霜霉病的殺菌劑桶混)。吡唑醚菌酯和啶酰菌胺的混劑(Pristine)可以代替百菌清防治葡萄和胡蘿卜的交鏈孢霉葉枯萎病,芹菜的交鏈孢霉葉斑塊以及大蒜、韭菜和洋蔥的紫斑病。甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑是廣譜殺菌劑,在蔬菜上應用廣泛,但是容易產生抗性。因此可以與其他殺菌劑輪換使用,以替代百菌清。

4  結語

       

百菌清是最優秀的保護性殺菌劑之一。它有近60年的使用歷史,在各種作物病害防治上發揮了重要作用。目前包括歐盟27國在內的32個國家禁用了百菌清,而其他國家如美國、加拿大、澳大利亞、新西蘭、巴西目前尚在進一步評估中。現代殺菌劑品種豐富,各種新型殺菌劑包括保護性和內吸性殺菌劑在很多作物上都能替代百菌清防治各種病害,但是也容易產生藥害。因此,實際生產中需要科學輪換使用能夠替代百菌清的各種殺菌劑,避免產生抗性。

作者：申繼忠1,葉子雨2(1.上海艾農國際貿易有限公司；2.中國農藥工業協會)