殺線蟲(chóng)劑產(chǎn)品研究進(jìn)展

劉曉艷，閔 勇，饒 犇，陳 偉，周榮華，王開(kāi)梅，張光陽(yáng)，姚經(jīng)武，楊自文

（湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心生物農(nóng)藥分中心/湖北省生物農(nóng)藥工程研究中心/湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，武漢 430064）

植物寄生線蟲(chóng)（Plant parasitic nematodes）已成為植物的一類重要病原物，據(jù)FAO保守估計(jì)，全世界每年因線蟲(chóng)危害對(duì)糧食和纖維作物造成的損失大約為12%，對(duì)蔬菜、花生、煙草和某些果樹(shù)造成的損失超過(guò)20%，甚至達(dá)到50%。據(jù)權(quán)威專家報(bào)道，植物寄生線蟲(chóng)每年造成世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失約1570億美元，我國(guó)每年因線蟲(chóng)造成的損失大約35億美元[1]。因此防治植物寄生線蟲(chóng)病害具有重要意義。

1 全球殺線劑的市場(chǎng)需求

據(jù)Transparency Market Research的報(bào)告顯示，全球殺線蟲(chóng)劑市場(chǎng)參與企業(yè)，如孟山都（現(xiàn)拜耳）、先正達(dá)、紐發(fā)姆、陶氏杜邦、富美實(shí)和拜耳等跨國(guó)企業(yè)，通過(guò)合作兼并等戰(zhàn)略，將在未來(lái)幾年內(nèi)推出數(shù)款產(chǎn)品。從作物上分析，預(yù)計(jì)水果和蔬菜作物將成為殺線蟲(chóng)劑市場(chǎng)利潤(rùn)最大的作物種類[2]。2016年全球殺線劑市場(chǎng)價(jià)值為9.95億美元，2016年至2022年，復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將為3.30%，到2022年市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)到14.3億美元[3]。近年來(lái)，中國(guó)殺線劑市場(chǎng)發(fā)展迅猛，2013年中國(guó)殺線劑市場(chǎng)總值約為4.58億元，2016年市場(chǎng)總值在8億元，增長(zhǎng)了近一倍，2017年為10億元。其中神農(nóng)丹的禁用，其1.5億市場(chǎng)容量基本由噻唑膦與阿維菌素市場(chǎng)取代。自2018年10月1日起，禁止在甘蔗上使用的克百威，其1.8億市場(chǎng)容量也正逐步由其他藥劑所取代[1,2]?？梢?jiàn)殺線劑市場(chǎng)的需求旺盛。

2 國(guó)外殺線劑農(nóng)藥登記情況

面對(duì)殺線劑市場(chǎng)的迫切需求和廣闊市場(chǎng)，跨國(guó)企業(yè)紛紛投入巨資進(jìn)行殺線劑新產(chǎn)品的研發(fā)布局，一系列新產(chǎn)品和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)[4,5]。1974年，美國(guó)杜邦公司上市了第一款殺線劑產(chǎn)品“殺線威”，1988年Amvac化學(xué)公司登記了“滅克磷”，此后，化學(xué)殺線劑的市場(chǎng)日益增大（表1）。

表1 國(guó)外化學(xué)殺線蟲(chóng)劑產(chǎn)品登記情況Table 1 Registration of chemical nematicide products abroad

3 生物殺線劑登記情況

目前，國(guó)內(nèi)外有16款產(chǎn)品被登記為生物殺線劑。2000年，Valent生物科學(xué)公司在美國(guó)登記了一款真菌來(lái)源的生物殺線劑產(chǎn)品“疣孢漆斑菌”，對(duì)多種線蟲(chóng)均具有活性。2016年，美國(guó)Marrone生物創(chuàng)新公司登記了一款細(xì)菌來(lái)源的“伯克霍爾德菌”。2017年Bayer作物科學(xué)有限公司在希臘登記了真菌源生物殺線劑“淡紫擬青霉”，同年，Syngenta公司在巴西登記了細(xì)菌源生物殺線劑“巴斯德桿菌”，防治大豆孢囊線蟲(chóng)。而國(guó)內(nèi)登記的第一個(gè)生物殺線劑產(chǎn)品是2007年來(lái)自云南微態(tài)源生物科技有限公司的真菌源產(chǎn)品“厚孢輪枝菌”，用于防治煙草根結(jié)線蟲(chóng)。2009年福建凱立生物制品有限公司登記了“淡紫擬青霉”，用于防治番茄根結(jié)線蟲(chóng)。2014年，浙江麗水市綠谷生物藥業(yè)有限公司登記了第一個(gè)植物源生物殺線劑“苦參堿”，防治松樹(shù)的松材線蟲(chóng)。2015年，黑龍江省佳木斯興宇生物技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司登記了細(xì)菌源殺線劑“蘇云金桿菌”防治大豆孢囊線蟲(chóng)。2019年，長(zhǎng)沙艾格里生物科技有限公司登記了殺菌劑“嗜硫小紅卵菌HNI-1”，可防治番茄根結(jié)線蟲(chóng)（表2）。

表2 中國(guó)和國(guó)外生物殺線劑產(chǎn)品登記情況Table 2 Global bionematocide product registration

4 我國(guó)殺線劑農(nóng)藥登記情況

截至2020年5月31日，我國(guó)殺線劑農(nóng)藥登記共323項(xiàng)，分為48種，化學(xué)殺線劑31種，占?xì)⒕€劑種類的64.58%；生物殺線劑8種（苦參堿，淡紫擬青霉，氨基寡糖素，厚孢輪枝菌，嗜硫小紅卵菌HNI-1，堅(jiān)強(qiáng)芽胞桿菌，蘇云金桿菌，臘質(zhì)芽胞桿菌），占16.67%；農(nóng)用抗生素9種（阿維菌素及其復(fù)配產(chǎn)品），占 18.75%。數(shù)量方面，噻唑膦第一（100），阿維菌素第二（82），阿維·噻唑膦第三（34）。截至 2019年7月31日，全國(guó)殺線劑農(nóng)藥登記共308項(xiàng)，分為46種，化學(xué)殺線劑29種，占?xì)⒕€劑種類的63.04%；生物殺線劑8種（苦參堿，淡紫擬青霉，氨基寡糖素，厚孢輪枝菌，嗜硫小紅卵菌，堅(jiān)強(qiáng)芽胞桿菌，蘇云金桿菌，蠟質(zhì)芽胞桿菌），占17.39%；農(nóng)用抗生素9種（阿維菌素及其復(fù)配產(chǎn)品），占19.57%。數(shù)量方面，噻唑膦第一（98），阿維菌素第二（77），阿維·噻唑膦第三（31）。與2019年比，2020年的殺線劑農(nóng)藥登記總數(shù)量增加了15項(xiàng)，新種類增加了2種（溴甲烷和阿維·噻蟲(chóng)嗪）。生物殺線劑雖無(wú)新增種類，但有幾個(gè)產(chǎn)品被登記為殺菌劑如氨基寡糖素、嗜硫小紅卵菌HNI-1，堅(jiān)強(qiáng)芽胞桿菌，臘質(zhì)芽胞桿菌。登記數(shù)量方面，產(chǎn)品順序沒(méi)變，依然是噻唑膦第一，阿維菌素第二，阿維·噻唑膦第三[6]（圖1）。

圖1 中國(guó)殺線劑農(nóng)藥登記情況（2020年5月31日）Fig.1 Chinese registration of nematicide insecticides (2020.05.31)

根據(jù)登記的作物種類，殺線劑產(chǎn)品應(yīng)用最多的作物是黃瓜，占51.51%；其次是番茄，占12.88%；花生排第三，占7.67%。按照線蟲(chóng)種類分類，登記數(shù)量最多的是根結(jié)線蟲(chóng)，占85.40%；其次是松材線蟲(chóng)，占4.97%；莖線蟲(chóng)排第三，占3.73%（圖2）。由此可見(jiàn)，殺線劑產(chǎn)品應(yīng)用在茄果類蔬菜上最多，尤其是黃瓜和番茄上的根結(jié)線蟲(chóng)危害較嚴(yán)重。

圖2 殺線劑產(chǎn)品在作物和線蟲(chóng)種類上的登記情況（2020年5月31日）Fig.2 Registration of nematicide products on crops and nematodes species (2020.05.31)

5 我國(guó)殺線劑生產(chǎn)企業(yè)分布情況

全國(guó)殺線劑生產(chǎn)企業(yè)共209家，分布在23個(gè)省。山東省60家，排名第一；江蘇省26家，排名第二；河北省23家，排名第三。除了中國(guó)企業(yè)外，還有2家美國(guó)企業(yè)（美國(guó)默賽技術(shù)公司、美國(guó)富美實(shí)公司）、1家日本企業(yè)（日本石原產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社）、1家以色列企業(yè)（安道麥馬克西姆有限公司）和1家德國(guó)企業(yè)（拜耳股份公司）也在中國(guó)進(jìn)行了殺線劑產(chǎn)品的登記。

6 殺線劑產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中存在的主要問(wèn)題及對(duì)策

近年來(lái)，殺線劑產(chǎn)品創(chuàng)新品種和組合新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，品種結(jié)構(gòu)也不斷優(yōu)化，低毒及生物農(nóng)藥品種比例不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品的登記作物相對(duì)集中，使用范圍和技術(shù)也趨于一致。但在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與使用過(guò)程中，依然存在很多問(wèn)題。

（1）基礎(chǔ)研究方面，由于危害性較大的線蟲(chóng)種類多屬于寄生性線蟲(chóng)，無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行大量的離體繁殖，很多殺線蟲(chóng)活性物質(zhì)的殺蟲(chóng)機(jī)制不甚清楚，均給殺線劑的研究工作帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。

（2）市場(chǎng)上可供選擇的殺線劑種類較少，阿維菌素、噻唑膦、棉隆等少數(shù)產(chǎn)品已經(jīng)成為線蟲(chóng)防治的絕對(duì)主力[7]，這些產(chǎn)品從上市到現(xiàn)在已經(jīng)連續(xù)使用了幾十年，因此很多線蟲(chóng)已經(jīng)產(chǎn)生了嚴(yán)重的抗藥性，急需新品種的更新替換。淡紫擬青霉、厚孢輪枝菌等生物殺線蟲(chóng)劑近幾年才開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)，但品種與化學(xué)殺線劑相比，數(shù)量過(guò)少，急需創(chuàng)新型的生物殺線劑產(chǎn)品。

（3）防治成本較高。線蟲(chóng)病害嚴(yán)重的情況下，一般殺線劑由于抗性的緣故已達(dá)不到預(yù)期的防效，很多種植者便采購(gòu)?fù)寥姥魟┤缑蘼∵M(jìn)行土壤處理，一畝地需要花費(fèi) 1000多元，極大地增加了使用者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，急需安全、高效、低價(jià)的殺線劑產(chǎn)品的出現(xiàn)，這對(duì)新產(chǎn)品的創(chuàng)制提出了更高的要求。

（4）國(guó)內(nèi)殺線劑生產(chǎn)企業(yè)缺乏實(shí)力雄厚的龍頭企業(yè)，從而缺乏具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的品牌產(chǎn)品；國(guó)內(nèi)高?？蒲性核c生產(chǎn)企業(yè)間缺乏密切的聯(lián)系，成果轉(zhuǎn)化缺少合理評(píng)估的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

基于上述問(wèn)題的出現(xiàn)，可采取如下解決方案：

（1）國(guó)家等相關(guān)部門增加殺線劑應(yīng)用基礎(chǔ)研究的資助力度。加快推動(dòng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中存在的一些理論空白。

（2）農(nóng)藥登記部門降低對(duì)于生物殺線劑產(chǎn)品的登記難度，促進(jìn)生物殺線劑產(chǎn)品的快速登記。

（3）鼓勵(lì)殺線劑生產(chǎn)企業(yè)與工程技術(shù)研發(fā)單位合作，共同更新殺線劑產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，開(kāi)發(fā)安全環(huán)保的產(chǎn)品劑型，既能保留更多活性成分又能降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，并培養(yǎng)龍頭企業(yè)的出現(xiàn)。

（4）借助于“互聯(lián)網(wǎng)+”，建立一個(gè)成果轉(zhuǎn)化評(píng)估的平臺(tái)，加快高?？蒲性核某晒D(zhuǎn)化過(guò)程。

（5）要想解決線蟲(chóng)的問(wèn)題，僅靠藥劑防治是不夠的，必須從土壤下手，通過(guò)活性微生物菌劑的使用，改良土壤、恢復(fù)土壤中豐富的微生物種群、增強(qiáng)植株根系免疫力，再結(jié)合不同殺線劑產(chǎn)品的交替使用，使線蟲(chóng)的數(shù)量維持在一個(gè)較低的水平。因此加入了功能微生物的土壤處理劑是解決土傳性病害的主要發(fā)展方向。而當(dāng)前使用普遍的滅殺型土壤熏蒸劑，雖然短期內(nèi)可以解決問(wèn)題，但不具有可持續(xù)性，長(zhǎng)期使用會(huì)加重土壤中微生物種類的失衡，導(dǎo)致更多病害的出現(xiàn)。

7 結(jié)語(yǔ)

由于線蟲(chóng)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此全球殺線劑產(chǎn)品的市場(chǎng)份額也逐年加大。隨著中國(guó)近年來(lái)對(duì)于糧食安全、減肥減藥以及環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展等國(guó)家戰(zhàn)略的提出，發(fā)展安全、高效的殺線劑產(chǎn)品顯得越發(fā)重要。中國(guó)的農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)也在學(xué)習(xí)跨國(guó)集團(tuán)的經(jīng)驗(yàn)而不斷進(jìn)步，這些有利因素均推動(dòng)了新的殺線劑品種的研發(fā)進(jìn)程。