线虫防控市场巨大,“化学+生物”成为防控新趋势
发布日期:2023-05-27 信息来源:农资导报农药

 

       “线虫是地球上数量最多的生物,1987年世界范围内由线虫造成的经济损失为770亿美元,到2008年约1,570亿美元。2015年埃及和印度的两个科学家在全球范围通过调查计算,估计线虫造成的理论经济损失为3,582.4亿美元,依据类似的方法估算,线虫在中国造成的理论经济损失为537.55亿美元。”这是从“第六届中国土壤线虫防治及根保护高层论坛”上传递的信息。

       与会专家表示,随着线虫逐渐上升到优势种群,线虫防治已经呈现出新的趋势,如保护地线虫暴发呈现常态化,水稻、大豆、马铃薯线虫危害将加重,“化学+生物”成为防控新趋势。

线虫市场八大变化

       做好土壤线虫防治,是保护作物根系,实现作物丰产丰收的关键一环。《中国化工报》社有限公司副总经理王勇在致辞中表示,通过近3年来调研发现,土壤线虫防控市场从产品结构到防治理念上发生了八大变化:

       一是在大田、果树以及部分高价值经作市场,线虫危害开始引起重视,存在巨大市场空白。

       二是化学防治仍然是最常用、最有效的防控手段,噻唑膦、阿维菌素占据产品登记半壁江山,微生物菌剂等产品防控效果的稳定性有待市场检验。

       三是同质化竞争激烈,差异化证件稀缺,随着证件资源管理的放开,借证被允许后,杀线剂品牌在市场上呈现爆发增长,行业严重内卷。

       四是以寡糖+噻唑膦为代表的“生物+化学”的防控手段成为趋势。

       五是氟吡菌酰胺专利期即将届满,个别企业已经提前布局,走在前列。

       六是线虫治理首先要治理土,土壤环境恶化是导致线虫病害发生罪魁祸首之一。

       七是线虫防控并不是你死我活的歼灭战,而是要让根际环境重新恢复到有利于作物生长的生态平衡状态。

       八是三氟杀线酯、三氟咪啶酰胺等全新杀线化合物正在审批登记,登记后有望为市场注入新的活力。

杀线虫剂登记四大特点

       农业农村部农药检定所张楠高级农艺师介绍了我国杀线虫剂的登记与管理动态。张楠表示,杀线虫剂登记主要有4个特点:

       一是从登记总量上看,杀线虫剂登记产品数量少。据统计,目前我国杀线虫剂产品总数390个,在农药登记总数中占比0.81%,在杀菌剂登记总数中占比3.4%。杀线虫剂登记有效成分共34个,在农药登记总数中占比4.6%,在杀菌剂登记总数中占比14.9%。

       二是从年新增登记数量上看,杀线虫剂占比稳定,约5%左右。2022年至今新增杀线虫剂产品6种,包括寡糖·噻唑膦、氨基寡糖素、阿维菌素、棉隆、威百亩、氟吡菌酰胺。

       三是从登记品种上看,登记的产品相对单一,绝大部分为噻唑膦、阿维菌素等老品种。但近年来,生物制剂登记逐步增多,如杀线虫芽孢杆菌、异硫氰酸烯丙酯、厚孢轮枝菌等,为杀线虫剂的发展增添了活力。

       四是从登记作物上看,涉及的作物范围较广,主要登记作物涉及蔬菜、林木、经济作物、水果、大田及特色小宗作物等,共25种,但作物品种单一,以黄瓜、番茄、松树、烟草、花生、山药居多,如黄瓜上登记数量210个,占杀线剂制剂比重将近60%。

       此外,从线虫整体登记上看,根结线虫占比73.9%,松材线虫占比11.7%,线虫占比8.9%。张楠表示,不鼓励直接登记线虫,而是要明确到线虫品种。

线虫综合治理面临新形势

       据中科院上海生命科学研究院湖州现代农业生物技术产业创新中心首席科学家高丙利教授介绍,线虫是地球上数量最多的动物,1987年世界范围内由线虫造成的经济损失为770亿美元,到2008年约1,570亿美元。2015年埃及和印度的两个科学家在全球范围通过调查计算,估计线虫造成的理论经济损失为3,582.4亿美元,依据类似的方法估算,线虫在中国造成的理论经济损失为537.55亿美元。

       造成线虫危害加剧的主要原因包括6个方面:高效高毒杀线剂的禁用、保护地面积的增加、线虫抗药性增强、耕作方式变化、全球气候变暖、外来物种入侵等。

       当前线虫防治呈现出新的形势:第一,保护地线虫暴发呈现常态化,且密度增大,保护地线虫密度是开放地的10~30倍。第二,根结线虫对高频率施用的阿维菌素、噻唑膦,甚至氟吡菌酰胺已表现出抗性。第三,线虫-病原菌复合病害和连作障碍对作物的影响日益加重。第四,线虫的发生对粮食安全提出挑战,大豆孢囊线虫已经成为大豆生长的第一大病害。第五,目前我国缺乏高效的治理线虫的农药。至2021年我国禁用农药46种,限制使用23种;高毒农药由原来占比60%左右下降到当前3%以下。这在一定程度上降低了高效农药的占比。第六,市场对农产品需求结构正在发生改变,也加速了农药应用结构的改变。随着人们对食品要求的提升,生物农药和低毒农药的占比将会进一步增加。

       当前防治线虫的方法有很多,但是整体的思路还是要预防为主,加强监测和风险分析,利用生物和化学措施相结合,靶向农产品质量安全标准进行综合治理。目前线虫防控技术也在发生变革,一些科研单位和企业已经开展研究,通过高效测序、组学、生物信息、遗传修饰、合成生物以及人工智能、无人机、互联网、纳米技术、卫星信号等新兴技术相融合,来创造抗性品种、诱导抗性、生产化学制剂、进行生物防治等,以此来有效地防治线虫。

       未来对于线虫技术的研究重点包括几个方面:第一,阻止植物线虫对已有杀线剂产生抗性;第二,利用组学和其它分子生物手段开发抗线虫作物品种;第三,开发快速巡查和诊断技术;第四,利用精准施药技术,提升施药的效率和经济性;第五,统筹作物生产和保护,提升轮作管理;第六,开发出更多的具有新作用机理的选择性药物成分;第七,开发合成生物学、化学信息素、化感作用和生物农药。

引领“生物+化学”防控线虫新趋势

       河北三农农用化工有限公司董事长刘书延在报告时介绍,根据初步估算,目前国内噻唑膦原药产能在1,500~2,000吨,按照10%颗粒剂折算,噻唑膦制剂市场销量在2万吨,国内噻唑膦的市场容量接近10亿元+,市场容量逐年增加。预估未来10年原药突破5,000吨,国内市场容量达到30亿元+。

       河北三农2008年开始关注线虫,截至目前,公司噻唑膦原药批复吨位 1,700吨,目前产能原药500吨,原药+制剂年销售额 1亿元,预计未来两年释放全部产能后,将占到全国50%的市场份额。

       河北三农专注土壤线虫防治15年,是国内首个获得噻唑膦原药、制剂双登记的农药企业,同时也是国内噻唑膦产能最高、登记证件最丰富的企业,为中国土壤线虫防治事业做出了突出贡献。15年来,河北三农在线虫防治领域积累了两大优势:

       第一个优势是证件优势。河北三农从证件资源上可以说是国内独家,从高端的75%噻唑膦乳油、40%噻唑膦水乳剂、30%噻唑膦微囊悬浮剂、20%噻唑膦颗粒剂、10%噻唑膦颗粒剂、5%噻唑膦颗粒剂到5%噻唑膦微乳剂,从高到低的搭配,可以说是国内独一无二的。

       第二个优势是产品内在品质。河北三农为了产品品质,一直保持着纯进口助剂的优势,为公司产品在市场上赢得用户认可奠定基础。

       2018年6月20日,河北三农农用化工有限公司与河北省农林科学院遗传生理研究所签约,正式取得S506专利菌株(酒红土鹤链霉菌)使用权。酒红土鹤链霉菌是河北省农林科学院遗传生理研究所王占武研究员团队历经近20年的科研成果,获国家发明专利2项,核心技术获河北省科技进步二等奖,经陈文新院士及其委员会的鉴定,达国际先进水平,主要用于退化土壤的生物修复,在克服连作障碍、改善农产品品质方面效果突出,将成为河北三农布局土壤修复万亿市场的新利器。

       链霉菌属于内寄生性真菌,是植物寄生线虫的重要天敌,能够有效防控作物多种线虫。提高系统抗性,延缓早衰。提高植株耐盐、耐寒、耐旱性能;促进根系发展,毛细根提高3倍以上,提高对水及各种养分的吸收能力;降解上茬残留,当茬根系的各种毒素,减少生理病害;防控多种土传病害,有效防控作物的枯萎病、黄萎病、立枯病、根结线虫等;抗重茬,同一地块的种植年限提升50%以上。

       截至目前,河北三农“生物防控+化学杀线”的防控模式已经基本成型,引领生物防控新趋势。定植前,酒红土鹤菌肥+20%金割线缓释颗粒剂或5%翠海缓释颗粒剂,土壤处理全面防控抗性线虫;定植后,酒红土鹤水剂+噻唑膦水剂系列滴灌或冲施使用,能够有效保护植株新根,杀灭土壤线虫。

山东省作物线虫病害发生状况与防控需求

       据青岛农业大学植物医学学院副院长赵洪海教授介绍,在我国,农业上重要线虫病害主要包括根结线虫、孢囊线虫、茎线虫、根腐线虫、穿孔线虫、肾状线虫、粒线虫以及叶线虫。

       因易感线虫农作物种类多样,保护地蔬菜栽培模式历史久、规模大,山东省是受植物线虫危害最大的省份之一。由于种植者对线虫知识的缺乏和对经济效益过度的追求,导致线虫病害治理实践上存在主观经验性、盲目从众性,结果导致肆意猖狂的线虫顽疾和亟待提升的土壤质量问题不容乐观。线虫病害业已成为山东省高效农业产业高质量发展的重要限制因素。

       山东省突出的重大线虫病害:蔬菜、花生、薯类、烟草、药用植物等根结线虫,小麦、大豆孢囊线虫,甘薯、马铃薯等腐烂茎线虫,谷子、水稻贝西滑刃线虫等。赵洪海表示,只要虫口数达到一定程度,几乎所有作物都可能被侵染,根结线虫以蔬菜发生为主,设施蔬菜常年发生面积估计达1,000万亩次;马铃薯的线虫发生有趋重态势,在我国主要种类是南方根结线虫。此外,在生产上还要区别好根结线虫与根瘤菌、根肿病、根癌病等相关病害的症状。

       大豆胞囊线虫导致超过30%以上产量损失乃至绝收;小麦胞囊线虫全国发病面积超过1亿亩,山东3,000万亩以上;作物肾状线虫可能在将来成为重要线虫病害;禾谷作物叶(芽)线虫随着谷子种植面积的扩大,将越来越受关注。

发掘新型杀线虫活性代谢产物是防治线虫的有效途径

       据云南大学牛雪梅研究员介绍,自然界中,植物病原线虫约有5,000种,能够危害3,000多种植物,为农作物的第二大病害。从土壤真菌中发现和挖掘天然的新型杀线虫活性代谢产物是防治线虫的一种有效途径。

       从嗜热真菌中挖掘抗线虫活性化合物是一项创新性的研究。嗜热真菌是最适生长温度为40~60℃的一类特殊真菌群,是热稳定性酶(脂肪酶、几丁质酶和木聚糖酶)的重要来源。利用嗜热真菌进行堆肥发现能够促进蔬菜生长,对于土壤中的速效钾、速效镁等含量的提升均有促进作用。团队从嗜热真菌中首次发现细菌类型的新奇大环内酯Thermolides,这类物质显示出与阿维菌素活性相当的抗线虫活性,排在1984年来国际上发现的重要的抗线虫化合物的首位。

       此外,自然界本身就存在线虫的天敌,利用捕食线虫真菌资源进行杀线虫的研究也为产品的研发提供了思路。

非熏蒸剂与土壤消毒配合防治土传病害效果突出

       中国农业科学院“土传病虫害防控创新团队”资深首席专家、中国农科院植保所二级研究员曹坳程在报告中说,土传病害种类多,危害大,尤其是保护地和高附加值作物连年种植,发生严重。土传病害造成作物一般减产15.9%~21.9%,严重导致作物绝产。土传病害很大的特点是具有毁灭性、传染性,且治疗的效果差。土传病害难以预警,防治缺乏针对性,且易于传播。对于集约化种植等轮作倒茬困难,抗病品种难以培育,常用防治土传病害药剂存在风险,生物防治缺乏稳定性。

       对于土传病害的防治策略要以预防为主,早期防治,阻截传染。需要在种植前进行源头控制,对点片和重点发生区进行重点治理,同时要防止浇水、机械操作、农事操作传染,还要通过种苗处理确保种苗不带病。

       土传病虫害防治技术多种多样,包括农业防治技术、物理防治技术、生物防治技术、化学防治技术、综合防治技术、使用无病种苗、防止土传病害的再侵入等。化学防治技术主要是指接触性药剂,这类药剂在土壤中难以移动,因而难以分布均匀,效果差,并且易于受到病菌的传染,需要多种药剂配合,单使用3~5年后效果下降。熏蒸剂在土壤中移动快,易于分布均匀,能更有效地防治土传病害,通常具有杀真菌、杀细菌、杀线虫、杀虫、除草的综合效果,熏蒸剂的活性高于接触类药剂的活性,同时无残留问题。

       通过非熏蒸剂与土壤消毒配合使用或轮用,能够杀死产生抗性的线虫或病原菌,杀死降解农药的微生物,复活非熏蒸剂的活性。熏蒸剂向高效减量化发展,熏蒸剂与其他技术如太阳能消毒、生物熏蒸、嫁接、抗性品种、种子包衣、种苗处理等联合使用能够更加高效,熏蒸剂与生物熏蒸、ASD技术轮用减少50%熏蒸剂用量。应用土壤消毒与活化技术能够实现源头控制、减少生长期用药,环境友好,能够推动社会化服务。

丛枝菌根真菌防治植物线虫病害的作用机制及其应用

       中科院生态环境研究中心郝志鹏博士介绍道,在生防真菌方面,棘孢木霉菌、淡紫紫孢菌、捕食线虫真菌等已经得到了广泛推广,而丛枝菌根真菌作为一种非常典型的植物共生菌,其可以与80%的作物形成良好共生,如水稻、小麦、玉米、各类蔬菜,以及药用作物如人参、三七、甘草等,且是构建三七健康土壤微生态的关键因子。丛枝菌根真菌和植物共生可以改变植物体,大量菌丝在土壤中,会对土壤微生物产生非常大的影响。

       丛枝菌根真菌在土壤中的生物量已达到2%~36%,意味着其作为连接根系和土壤的桥梁作用,能够扩大根系营养范围,增强植物对营养的吸收,改善水分。同时,其丛枝结构还可以帮助作物和真菌进行营养交换,作物给真菌提供碳,真菌给作物提供磷。

       丛枝菌根真菌防治植物线虫病害的作用机制主要体现在,第一,可以调节植物生长,改善植物矿质营养、水分,影响根系构型;第二,可以通过诱导植物抗性,影响信号的转导,调节抗病生理代谢;第三,对土壤中有益微生物产生影响,调节土壤微生物组成。

       根据研究表明,丛枝菌根真菌能促进植物生长,可以达到和施肥一样的效果。此外,丛枝菌根真菌还对大豆、豌豆、百合等作物具有明显促生作用,还可以改善水分、减少重金属等非生物胁迫的影响。此外,通过3种不同丛枝菌根真菌在黄瓜根结线虫的研发发现,丛枝菌根真菌的存在显著降低了根结指数,包括线虫数量和卵的数量,同时可以促进植物光合作用,提高营养吸收量。

       金必来丛枝菌根真菌系列产品可进入植物根系,能代替植物根系吸收土壤中的养分和矿物质营养,特别是氮、磷、铜、锌等矿物质,能极大改善作物对营养和水分的吸收能力。除此之外,菌根真菌所代谢出来的磷酸酶、球囊霉素、植物内源激素和毒蛋白,在改良土壤、促进养分吸收、抑制土传病害等方面有明显效果。

大姜根结线虫及其土传病害的发生与解决方案

       安丘市农业农村局高级农艺师张新华说,生姜根结线虫病是一种危害生姜根茎的主要土传病害,是一种由南方线虫引起的、病害传播途径多、病原繁殖效率高、抗逆能力强(卵、卵囊)的病害,是一种目前较难防治的病害。近几年危害十分普遍,在山东等地生姜无一不受其害。

       张新华表示,目前已知为害生姜的根结线虫病线虫主要南方根结线虫及少量卵形根结线虫和印度根结线虫,主要以卵、幼虫在土壤和病姜块茎及根内越冬,依靠病土、病残体、灌溉水、农具、农事作业等传播。据观察,含磷量大的地块,使用化学肥料多、土壤呈酸性地块,线虫病发生重。

       此外,冬季温暖没有冻土层、土壤有机质含量低,也会利于病害发生。通过线虫在土壤中的分布经不同深度土壤中线虫含量调查表明,姜根结线虫以10~20 cm土层中为多,占58.2%;其次为20~30 cm土层,占24.1%;0~10 cm土层中线虫最少,占17.7%。

       生姜受线虫为害后,轻者症状不明显、重者植株发育不良,叶小,叶色暗绿,茎矮,9月中旬前后可比正常植株矮30%~50%,但植株很少死亡,根部受害,产生大小不等的瘤状根结,块茎受害部表面产生瘤状或疙疹状物并出现裂口,如有病菌侵染常伴有腐烂。

       张新华认为,防治根结线虫方法有限,而且可用药剂较少、防治成本较高。以前,安丘市主要使用杀线剂主要是二溴氯丙烷、呋喃丹、涕灭威、二氯硝基苯、甲拌磷、甲基异柳磷(禁用)等。而现在,通过使用土壤熏蒸剂棉隆、威百亩等,使用阿维菌素、淡紫拟青霉、侧芽孢杆菌、噻唑膦等杀线剂防治。

       对于未来防治思路,张新华表示,一要改良土壤,破坏生存环境,如通过增施有机肥改良土壤持水量、通透性,增施生物菌肥改变土壤理化性质,通过轮作换茬减低虫口密度。二是大力推广阿维菌素、噻唑磷等毒性低的杀线剂灌根。三是提倡冬前耕地。四是使用植物源农药。

蔬菜根结线虫需采取综合防治措施

       寿光市农业农村局高级农艺师刘天英介绍,随着种植时间的增长,根结线虫病已经成为保护地蔬菜的主要病害之一,被菜农形象地称为蔬菜的“癌症”。发病较轻的地块一般能造成减产10%~30%,严重的减产50%~70%,甚至绝收。根结线虫病是典型的土传病害,近距离传播主要靠土壤和流水,远距离传播主要是靠人为,所以该病重在防,要采取综合防治措施才能达到预期效果。

       根结线虫的防治措施包括四大类,一是农业防治,包括轮作换茬、清除病残、抗性品种、抗性砧木、无病种苗、改良土壤、无土栽培、加强水肥管理等,对于无病棚室要做好防护,杜绝传入。二是物理防控,包括太阳能焖棚、火焰消毒机等。三是生物防治,包括生物菌+太阳能焖棚以及生物制剂使用。四是化学防治,包括化学药剂焖棚、定植前后和生长期使用化学药剂。所有的防治策略都要注意防止根结线虫的再侵染。

       在蔬菜夏季休棚期间,可以使用太阳能消毒与生物菌消毒或化学药剂消毒相结合的方法进行焖棚防治根结线虫,焖棚结束后在定植前根据棚室情况,增施适量的生物有机肥和生物菌剂,并采取综合措施防治根结线虫和其他土传病害,可以达到改良土壤、从源头控制病虫害发生的目的。微生物法和化学法都会结合太阳能消毒一起进行,这样效果会更好,一般当茬蔬菜或当年蔬菜基本不发生或较少发生危害。

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