农药主要用于防治作物中有害生物,肥料为作物生长提供必须的营养,它们都是作物所需要的,而当二者在同一时间被作物所需时,恰好为药肥发展提供了用武之地。修订后《农药管理条例》的贯彻实施与安全环保等内外部因素叠加,对加快行业变革、市场格局重塑起到强有力的推动,也提供了空前难得的历史机遇。尤其是随着各项规定、要求、任务得到了稳步落实,相关标准的出台实施,比如T/CCPIA 022—2018《农药制剂产品中微量其他农药成分限量》、GB/T 37500—2019《肥料中植物生长调节剂的测定 高效液相色谱法》等都赋予行业、市场以更加公平的竞争环境。
本文首先从药肥的管理现状、登记情况对药肥市场进行简介,并从除草剂、杀虫剂、杀菌剂、植物生长调节剂的药肥市场分别进行介绍及分析,最后对国内药肥的生产、销售和管理存在着的问题进行阐述,以期为行业发展提供帮助。
药肥可以是农药和肥料按一定比例配方相混合,经过一定的加工技术稳定于一定的体系中而形成的单一产品(简称:药肥制品),也可以是分别开发的适合药肥一体化施用的包括产品和应用技术、施药器械在内的综合应用方案(简称:药肥方案)。
在药肥的发展中,人们总结其有五大优点:① 省工省力。田间的两次作业合二为一,减少了劳动力,节省了时间,节约了资源。② 改善作业条件。对于作物后期难以进地作业防控的病虫害,如玉米、甘蔗,通过前期追施药肥解决,降低了人员中毒风险。③ 提高防效。肥料作为填料,使农药成分分散得更加均匀,利于药效发挥。④ 节约资源。底肥和追施药肥,肥料取代了颗粒剂中的沙土,节约了运输费用,保护了资源。⑤ 药-肥互助。对有害生物的防治有利于作物健康和对肥料养分的吸收;反过来,养分的吸收会提高作物的抗病害能力和对内吸性农药的吸收和传导。
1 药肥的管理现状
药肥单一制品的现阶段登记主要关注农药成分的评估,剂型以颗粒剂居多,少量水基剂型;大部分适用于药肥一体化综合解决方案的组合产品,则分别按照农药或者肥料法规进行登记管理。肥料产品禁止向其中添加农药成分,新出台的国家标准GB/T 37500—2019 《肥料中植物生长调节剂的测定 高效液相色谱法》,使得药肥中农药成分的检测和判定有了法律依据。行业普遍默认,药肥(单一)制品按照农药管理,而药肥方案涉及的单独产品,则按照农药和肥料分别管理。
2 药肥的登记情况
我国对药肥的研究始于20世纪80年代,目前已有30多个药肥产品取得了登记。根据现行的《农药管理条例》及《肥料登记管理办法》,药肥所涉及到的产品需要办理农药和肥料登记。已登记的药肥制品中,农药成分以杀虫剂和除草剂为主,还有一部分杀菌剂;从剂型看,以颗粒剂居多,液态剂型很少;从施用方式看,多数是直接施撒,专业的服务公司很少。从含量看,农药有效成分含量一般不大于1%,肥料基底几乎包含所有固态肥料类型,如复混肥、掺混肥、有机-无机复混肥、有机肥。
3 除草剂药肥市场
3.1 除草剂药肥的研究背景
研究开发除草药肥的目的是使用肥料的同时,具有除草的功能。农民在使用除草药肥的时候,一次田间作业,便能收到施肥和除草双重效果,以达到省工节本的目的,使田间两个操作步骤合二为一,节省劳力、时间、能源,降低了生产成本,同时提高农药和肥料的施用效果。
我国除草药肥的研究始于20世纪80年代。黑龙江省农科院科研部门将2,4-滴除草剂与尿素或过磷酸钙混用,发现有明显的增效和增产作用,特别是在提高药效和增产作用上过磷酸钙最为显著。研究表明,复配除草剂与复合肥料混合有互作增效效应,一般药效增加10%以上,氮肥(尿素+氯化铵)、过磷酸钙、氯化钾的肥效分别增加8.3%、5.4%、7.7%,综合肥效增加8.6%;作物使用除草剂专用药肥后呈现出“前控后促”的生物效应,表现为前期不旺长、后期不早衰。随着药肥使用剂量加大,药肥对土壤氨化细菌的抑制率作用加大,尿素分解速度下降,肥效期延长,氮肥利用率得到了提高。
在国际上,以日本的本古耕一为代表的研究小组从20世纪60年代初便开始研究将除草剂与肥料混合作为基肥使用,以期达到节省劳力,延续除草效果的目的。结果表明,混用了五氯酚(PCP)的肥料不但可以维持其农药效果,而且有抑制硝化作用的效果。美国的科研人员在60年代中期就发现扑草净能强烈抑制硝化作用和反硝化作用,减少氮损失,增强生物固氮,以此增加土壤中氮的含量,提高肥料利用率。
在研究施氮肥对除草剂效果时,研究人员发现,草甘膦与液体肥料尿素或硫酸铵混用时,显著增加了草甘膦的除草活性。相关研究发现,草甘膦与28%尿素硝酸铵肥料(VAN)混用,对藜草(Common lambsquarters)的防治效果从单独使用的41%提升到了97%,增效效果显著。
3.2 国内外的应用实践
小麦除草复合肥能有效地控制田间杂草的出土和生长,确保小麦整个生长季节无杂草危害,综合防除效果极其显著,幅度为81.9%~100%,平均达91.4%;与生产上常规防除相比,防效有明显提高。施用小麦除草复合肥,能有效地改善小麦后期的经济性状,提高产量,与常规除草剂防除相比,平均亩产量增加12.5 kg,增产率提高4.7%。据有关报道,小麦使用除草专用药肥后呈现出“前控后促”的生物效应,表现为苗期株高矮化,分蘖发生减慢,生物重降低,但随后很快恢复正常生长,并有所促进。
水稻除草专用药肥经大田试验发现具有显著的增产增收效果,比当地常规施肥、等商品量进口复合肥及等养分量掺混肥增产5.1%~9.7%,稗草灭除率达100%,其它杂草灭除率达85%。
据报道,在20世纪60年代美国罗门哈斯公司研制的搀混尿素药肥具有省时、节本的功效,并且发现对农作物的产量具有明显的增效作用。美国在20世纪80年代初还曾提出可供混用的除草剂300余种,化肥5种,其中大多数为液体复合肥料,但是由于研究人员发现除草剂药肥的加工繁琐、稳定性差等原因,经过一番研究后未能大面积推广。
随着制剂加工技术和生物有效性研究的深入发展,出现了很多日新月异的加工方式和更加环保有效的助剂填料,很多过去的技术难题现在都得到了有效的解决。根据除草剂的特性和肥料的理化性质,结合使用地区土壤特点,采用结合应用作物的测土配方除草剂药肥混用方式,是目前最为科学的开发前景。
4 杀虫剂药肥市场
由于传统药剂防治地下害虫的方法主要有:灌根、拌种、种子包衣、喷雾等,其中灌根、拌种、种子包衣操作麻烦,劳动量大,使用者与高浓度药剂接触的几率大,极易造成操作过程中的人员暴露伤害。而喷雾防治一般是通过作物内吸传导将药剂传导到根部,防治效果不明显。其他如韭蛆等蕈蚊科幼虫主要危害韭菜、大葱、洋葱、小葱、大蒜等百合科蔬菜,一旦大规模发生,很难防治,传统方法通过高毒农药灌根等方法处理才能取得较好的防治效果,但由此导致高毒农药残留超标,严重危害食品健康安全。
杀虫药肥的出现解决了以上的难题,它将施药和施肥统一操作,省工省力,更有滴灌、冲施等新技术手段,将施药、施肥、灌溉统一,极大节约了劳动力,改善了作业条件、提高了防效、提高了农药利用率。
4.1 甲拌磷药肥
甲拌磷药肥作为曾经主要的药肥产品,可与有机肥料、无机肥料混合使用,补充作物所需要的氮、磷、钾养分,可相互增效,提高肥效25%以上,复配生产的颗粒剂属于低毒、广谱、高效、浓缩、病毒型药肥,在防治蚜虫、甘蔗螟虫、地老虎、甘蔗头象虫、甘蔗白蚁、甘蔗刺根蚜、甘蔗稻象甲、甘蔗田鼠、甘蔗韭蛆、甘蔗蛴螬、蝼蛄、红蜘蛛、小麦吸浆虫、胞囊线虫、金针虫、根蛆、韭蛆、潜叶蝇、玉米螟、食心虫等地下地上害虫中发挥了巨大的作用。曾经在南方甘蔗田里使用量巨大。然而随着高毒农药甲拌磷的退市,毒死蜱经营受限,杀虫药肥市场格局将发生巨大改变。
4.2 螺虫乙酯
目前登记的杀虫药肥产品中包括吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、阿维菌素、二嗪磷、四聚乙醛等,有些品种的抗性已经显现,防效下滑。
随着螺虫乙酯中国的化合物专利到期,该产品在我国的登记热潮正在来临。螺虫乙酯为脂质生物合成抑制剂(lipid biosynthesis inhibitor,LBI)。国际杀虫剂抗性行动委员会(IRAC)将其归为第23类:乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)抑制剂,季酮酸和季酮酸类衍生物。螺虫乙酯可通过抑制害虫体内脂肪合成过程中ACCase的活性,破坏脂质的合成,阻断害虫正常的能量代谢,最终导致其死亡。
螺虫乙酯主要通过胃毒作用,也有触杀效果,并且具有很好的内吸性和垂直渗透作用,是具有双向内吸传导性能的高效杀虫剂,它可通过植物的木质部和韧皮部向顶、向基传导。该药剂作用于昆虫的卵和幼虫,并影响成虫的产卵率和后代幼虫的存活率;施用于植株表面,不仅可有效防治叶面害虫,还可以有效保护新生茎、叶和药液不易施及的部位;对隐藏害虫和带壳害虫均有很好的控制作用。其另一个特点是持效期长,可提供长达8周的有效防治。
螺虫乙酯高效广谱,可有效防治各种刺吸式口器害虫,如蚜虫、蓟马、木虱、粉蚧、粉虱和介壳虫等。可应用的主要作物包括,棉花、大豆、柑橘、热带果树、坚果、葡萄、啤酒花、土豆和蔬菜等。研究表明,其对重要益虫如瓢虫、食蚜蝇和寄生蜂具有良好的选择性。
4.3 氯虫苯甲酰胺
专利即将到期的氯虫苯甲酰胺也受到药肥市场的极大关注。氯虫苯甲酰胺具有很强的渗透性,在施用之后能够快速被农作物吸收,能够有效地保护农作物不受伤害。同时它还具有很强的杀初孵幼虫活性,在施用之后,初孵幼虫会食用残留的药液而中毒死亡,从而大大降低害虫的成活率。另外,它的高效活性也非常强,是市面上其他杀虫剂的100倍左右,施于土壤之中,还能加快根部吸收传导的作用,它的药效持久性很强,即使在雨天它的药效也不会失效。
该成分在国内开始于2008年上市,推广主要方向是填补水稻区稻纵卷叶螟的市场空白。在以“康宽”为代表的“四大天王”杀虫剂的带领下,在水稻市场上攻城掠地,国内的水稻市场上的杀虫剂仅仅靠着阿维菌素和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(简称“甲维盐”)拼死抵抗。
当这个成分即将离开专利保护期,国内众多厂家早就摩拳擦掌。2018年农药登记政策愈加严格,登记成本更高的压力下,如何定位?农药厂商又要认真思量了。
5 杀菌剂药肥市场
近年来,随着一些高效杀菌剂的问世,曾经难以防治,或是持效期不佳、容易产生或高或低抗药性的难防病害得到了有效的改善。特别是地下病害,过去线虫、猝倒、细菌性萎蔫等地下病害,只能采取土壤消毒、药剂灌根(drench)等方式进行预防和防止扩散,严重的地块,一旦发现病株,必须立即拔出,否则严重的减产80%以上,极大地影响作物增产,农民增收。
土壤消毒方式多采用高毒农药,有的在高温季节通过填埋、注射等,将药剂与整个地块土壤混合,以消灭土壤中的致病菌。但随着棉隆、溴甲烷等常用药剂因为各种环境和土壤微生态影响问题,纷纷受到质疑,留下巨大的地下病害市场空白。
药剂灌根的效果较土壤消毒而言,对土壤生态的影响较小,可以做到定点防除。但是同样存在需要的药剂量大、成本高、人工高等问题,无法彻底解决地下病害。各级盼望开发出既能省工省时,又能高效保产的科技产品,解决目前用工难、防治难的行业困境,破解用工荒、用药荒!
杀菌药肥的诞生,无疑是新的希望。一些超高效的杀菌剂,靶向性更加专一,对土壤原生微生物的影响降到最低,同时由于其超高效的特性,使得杀菌剂每平米的施用量降到了毫克级别,真正的用量少,效果好。其中有的品种,还具有良好的内吸传导性,通过地下施药,在作物关键生长期,很好地保护地面植株。这种肥、药统一的施药方式,大大地减少了地面喷药的用药量和施药次数,进而能够更好地发展绿色农业,提质增产。
这其中的佼佼者,不乏几个代表产品:吡唑醚菌酯、啶氧菌酯、丙硫菌唑、氟嘧菌酯等。
5.1 氟嘧菌酯
氟嘧菌酯具有广泛的杀菌谱,对几乎所有真菌纲(子囊菌、担子菌、卵菌和半知菌)病害如锈病、颖枯病、网斑病、白粉病、疫病、霜霉病和全蚀病等均有很好的活性,适用于禾谷类作物、大豆、棉花、咖啡、柑橘、花生、马铃薯、蔬菜、观赏植物和草坪等。氟嘧菌酯主要用于茎叶处理,施药量为75~200 g a.i./hm2;也可用作种子处理剂,用量为5~10 g/100 kg种子。尽管氟嘧菌酯通过种子和根部的吸收能力较差,但用作种子处理剂时,对幼苗的种传和土传病害具有很好的杀灭和持效作用。
氟嘧菌酯对咖啡锈病、马铃薯早疫病和蔬菜叶斑病具有优异防效。它对小麦叶部病害,尤其对小麦叶枯病效果甚佳。据称,其药效超过除吡唑醚菌酯外的其他所有strobilurin类杀菌剂。
据研究显示,0.2%氟嘧菌酯颗粒剂对番茄晚疫病、花生白绢病、马铃薯晚疫病、小麦锈病等有非常好的疗效。
5.2 吡唑醚菌酯
吡唑醚菌酯活性很强,具有极为显著的抗菌活性,且具有表现相当良好的治疗活性,用于防治多种真菌性病害效果非常明显。同时还具备改善作物生理机能,增强作物抗逆性等生理调节功能。
吡唑醚菌酯已广泛应用于水稻、小麦、花生、蔬菜、果树、烟草、茶树等多种作物,主要用于防治子囊菌、半知菌、担子菌和卵菌纲等真菌引起的叶枯病、锈病、白粉病、霜霉病、疫病、炭疽病、疮痂病、褐斑病、立枯病等。尤其在黄瓜霜霉病、白粉病,香蕉黑星病、叶斑病,葡萄霜霉病、炭疽病、白粉病,番茄和马铃薯的早疫病、晚疫病、白粉病、叶枯病等病害防治方面表现突出。
另外,吡唑醚菌酯还可以促进氮肥的吸收,有不少单位对吡唑醚菌酯药肥产品也有深入研究。据试验结果表明,0.02%吡唑醚菌酯颗粒剂对马铃薯晚疫病、西瓜炭疽病,0.38%吡唑醚菌酯·啶酰菌胺颗粒剂对草莓灰霉病有很好的防效。
自吡唑醚菌酯专利到期的4年多以来,国内吡唑醚菌酯的热潮一直未曾减少,登记一度激增!
5.3 丙硫菌唑
丙硫菌唑无疑是另一个热点。丙硫菌唑为甾醇脱甲基化(DMI)或麦角甾醇生物合成抑制剂,它不仅具有很好的内吸作用,优异的保护、治疗和铲除活性,而且持效期长。大量的田间试验结果表明,丙硫菌唑不仅对作物具有良好的安全性,防病治病效果好,而且增产明显。同三唑类杀菌剂相比,丙硫菌唑具有更广泛的杀菌谱。主要用于防治小麦、大麦、油菜、花生、水稻、豆类、甜菜和大田蔬菜等作物上的许多病害。尤其对谷物上的眼斑病、纹枯病、霉病,以及由壳针孢菌(Septoria spp.)、镰刀菌(Fusarium spp.)和喙孢菌(Rhynchosporium spp.)等引起的病害活性优异。
丙硫菌唑是全球十大杀菌剂之一。2015年11月7日,丙硫菌唑在中国的化合物专利到期。它并不像其他专利产品一样,立刻得到国内企业的追捧,相反在随后的两年,虽有国内企业积极响应,但丙硫菌唑在国内的登记却并非一帆风顺。
截至目前,获得登记的丙硫菌唑产品有5个,其中包括2个原药和3个制剂。
丙硫菌唑主要用于防治禾谷类作物如小麦、大麦、油菜、花生、水稻和豆类作物等众多病害。几乎对所有麦类病害都有很好的防治效果,如小麦和大麦的白粉病、纹枯病、枯萎病、叶斑病、锈病、菌核病、网斑病、云纹病等。还能防治油菜和花生的土传病害,如菌核病,以及主要叶面病害,如灰霉病、黑斑病、褐斑病、黑胫病、菌核病和锈病等。使用剂量通常为200 g a.i./hm2,在此剂量下,活性优于或等于常规杀菌剂如氟环唑、戊唑醇、嘧菌环胺等。
为了预防抗性的发生,适应特殊的作物与防治不同的病害之需要,拜耳公司已经并正在开发并登记丙硫菌唑单剂以及与不同作用机理药剂的混合制剂,除可与杀菌剂氟嘧菌酯混配外,还可与戊唑醇、肟菌酯、螺环菌胺等进行复配。
除此之外,丙硫菌唑作为药肥产品也有很好的应用。据研究,0.12%丙硫菌唑颗粒剂对防治花生白绢病、花生根腐病、花生叶斑病、水稻纹枯病、小麦白粉病、小麦纹枯病、小麦锈病等多种病害具有很好的效果。
另外,啶氧菌酯作为甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂中的另一佼佼者,其药肥产品同样受到关注。据试验研究表明,0.02%啶氧菌酯颗粒剂对番茄灰霉病、辣椒炭疽病、西瓜蔓枯病、马铃薯晚疫病等病害均有很好的防效。
高效杀菌剂和肥料产品的混配,它将施药和施肥统一操作,省工省力,更有滴灌、冲施等新技术手段,将施药、施肥、灌溉统一,极大节约了劳动力,改善了作业条件、提高了防效、更可提高肥料、农药利用率。市场开发前景非常广阔。
6 植物生长调节剂与药肥
提到植物生长调节剂,有传统成分920,有新晋热点芸苔素内酯,对它的认识正在逐步刷新人们的观念。在现实生产中,植物生长调节剂已经成为农民生产最紧密的伙伴,对提高作物品质、增加农民受益起到关键作用。
植物生长调节剂一般作用于植物内部生理生化过程,通过直接或间接补充植物本身内源生长激素,调节植物的生长、开花、果实膨大或者脱落过程。一般对人畜毒性为微毒、低毒,迄今为止,根据现有的科学评价方法及数据,已经正式经过安全风险评估的有效成分,没有发现致畸、致癌、蓄积毒性问题,农业生产应用对人畜和环境很安全。
由于植物生长调节剂具有显著增加作物产量、提高品质的特点,近年来,不少肥料生产、经销商不顾法律义务和风险,将其添加到肥料产品中,造成了肥料市场秩序的混乱,再加上部分肥料本身质量存在隐患,常常引起植物中毒损伤事故,故而加强市场监管,严查非法添加,势在必行!
植物生长调节剂是一类与植物激素具有相似生理和生物学效应的物质。现已发现具有调控植物生长和发育功能化合物有胺鲜酯(DA-6)、氯吡脲、复硝酚钠、赤霉素、乙烯利、芸苔素内酯和多效唑等。使用植物生长调节剂对人体健康一般不会产生危害。但如果没有按照科学的使用方法、使用量去应用,可能会使作物过快增长,或者使生长受到抑制,甚至植株死亡。对农产品的品质也会有一定影响,并且对环境健康产生危害。
由于植物生长调节剂有明显的促生长作用,能够明显提高作物产量、改善农作物外观品质,有的甚至能够提高农产品的营养价值,从而极大地提高种植经济效益。但是作为一种植物激素,其大范围的应用必须经过严格、科学的评估,包括使用量、使用方法、人体暴露量的健康风险评估、环境风险评估等,也就是取得合法的国家农药登记,方可保证人民大众的食用安全、环境生态安全。
但是市场上,据了解,不法肥料商贩,出于对经济利益的逐利思维,非法在肥料产品中添加大量植物生长调节剂,造成了肥料市场秩序的混乱,再加上部分肥料本身质量存在隐患,常常引起植物中毒损伤事故。
近日,国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布了多项植保农资类国家标准,其中GB/T37500—2019《肥料中植物生长调节剂的测定 高效液相色谱法》标准的发布,让监管在肥料里添加植物生长调节剂的违法行为有了技术支撑。
肥料与植物生长调节剂是不是就绝对不应该放在一起呢?答案是否定的。植物生长调节剂就像作物生长过程中加速器的开关,一旦打开,整个作物的新陈代谢、生化过程会加速,那么对于养分的吸收和利用需求也会加大,此时如果和肥料一起使用,不但能够及时补充需要的营养成分,而且2次甚至是多次农事操作合并,极大地节省了人工、物料和资源消耗,在经济作物和大田种植中,已经成熟推广应用多年。
该标准适用于水溶性肥料、复合肥料、复混肥料、掺混肥料等肥料中复硝酚钠、2,4-滴、脱落酸、萘乙酸、氯吡脲、烯效唑、吲哚-3-乙酸、吲哚丁酸等植物生长调节剂含量的测定。也就是说,肥料产品中该成分的检出值一旦达到定量标准,就可以依法判定其添加了农药植物生长调节剂。
法律的达摩克利斯之剑已经祭出,违法行为瑟瑟发抖。对于广大守法企业来说,无疑也是欢呼雀跃的,市场秩序的进一步净化,有利于专注开发出更好的产品,更好地服务市场和客户。
7 展望
近年来,各类药肥产品在农资市场尤其是南方甘蔗、水稻市场大规模推广开来。药肥产品和普通肥料产品的施肥时期一样,用法用量也大致相同。但是由于药肥减少劳动成本以及提高了施用者的安全性,顺应了时代发展需求,所以药肥已经迎来新的发展时期。比如,我国甘蔗面积现有2,300万亩,按每亩150公斤用量计算,药肥市场空间达345万吨,按照主流价格120~180元/50公斤计算,市场量级在100亿元以上。以广西田园生化股份有限公司、广东中迅农科股份有限公司、河南远见农业科技有限公司等越来越多的企业进入到药肥行业中来。
虽然市场前景被行业看好,但目前国内药肥的生产、销售和管理存在着一定的问题。
(1)药肥产品没有可依据的权威标准,导致产品标签混乱,产品的质量参差不齐,特别是肥料养分不足或者是肥料限制成分控制未达标,引起的肥害问题。
(2)药肥产品同时存在于农药和肥料两个领域,监管存在困难,导致违规生产销售药肥产品的情况较多。尤其是在肥料产品中违禁添加农药成分,而宣传肥料具有防治病虫害的效果而对药肥产品进行专项监督抽查需要多部门配合执行,难度较大。
(3)农药与肥料的配合严谨性和技术水平低,产品的质量和安全性难以保证。特别是一些农药品种在与肥料混配之后稳定性变差,导致保质期内药效降低。
(4)由于以上种种原因,导致药肥产品在农业生产中,接受度较低,误解度较高。
随着GB/T 37500—2019《肥料中植物生长调节剂的测定 高效液相色谱法》国家标准的出台,T/CCPIA 022—2019《农药制剂产品中微量其他农药成分限量》团体标准的实施,以及更多地方管理部门出台的管理新政,将对药肥行业合规合法的发展保驾护航。
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