孟現(xiàn)剛 柳燕麗 吳桂秋 呂愛芹 寧新妍 崔 燕 劉 剛
(1.山東省東平縣自然資源局森保站 山東東平 271500;2.山東省寧陽縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 山東寧陽 271400;3.山東省寧陽縣東疏鎮(zhèn)人民政府 山東寧陽 271401;4.山東省寧陽縣東莊鎮(zhèn)農(nóng)技站 山東寧陽 271415)
申嗪霉素(phenazino-1-carboxylic acid,化學(xué)名稱:吩嗪-1-羧酸,分子式:C13H8N2O2),是上海交通大學(xué)在“十五”期間研究開發(fā)的、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的重大農(nóng)藥成果。 申嗪霉素由銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)M18 經(jīng)生物培養(yǎng)分泌而成,屬于微生物抗菌素, 對多種植物病原菌都有很強的抑制作用,尤其適用于由鐮刀菌、疫霉菌等引起的枯萎病、疫病等土傳病害,以及較難防治的小麥全蝕病、莖基腐病、甜瓜蔓枯病等,具有高效、低毒和環(huán)境相容性好等特點[1-3],被列入我國AA 級和A 級綠色食品均允許使用的農(nóng)藥清單[4-5]。 全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心多次發(fā)文要求加大申嗪霉素的示范推廣力度[2],2021 年9 月又明確提出“小麥全蝕病發(fā)生區(qū),重點采取申嗪霉素等藥劑拌種或包衣”[6]。 本文作者對申嗪霉素在我國的登記現(xiàn)狀、最大殘留限量制定及研究應(yīng)用情況進(jìn)行系統(tǒng)梳理,并有針對性的提出幾點對策建議,以期為其在我國的良性發(fā)展提供參考和借鑒。
申嗪霉素大鼠急性經(jīng)口半致死劑量(LD50)大于5 000 mg/kg 體重, 急性經(jīng)皮LD50大于2 000 mg/kg體重,屬于低毒農(nóng)藥[3]。 其通過黃豆粉和玉米粉等為主要成分的培養(yǎng)基發(fā)酵生產(chǎn),廢水可回收,不會對環(huán)境造成污染[2]。
申嗪霉素屬于芳香雜環(huán)族吩嗪類化合物, 其抗菌活性機理主要有2 個: 一是此類化合物在病原菌細(xì)胞內(nèi)被還原的過程中會產(chǎn)生有毒的超氧離子和過氧化氫,能夠氧化谷胱甘肽和轉(zhuǎn)鐵蛋白,產(chǎn)生高細(xì)胞毒性的羥自由基;二是能夠被NADH 還原,成為電子傳遞的中間體,擾亂了細(xì)胞內(nèi)正常的氧化還原穩(wěn)態(tài),影響能量的產(chǎn)生,從而抑制微生物的生長[2]。
申嗪霉素由上海農(nóng)樂生物制品股份有限公司2011 年在我國首家正式登記,包括95%的原藥和1%的懸浮劑。 隨后,數(shù)個單劑和復(fù)配劑產(chǎn)品相繼獲批登記。 截至2021 年9 月30 日,共有5 個產(chǎn)品登記并處于有效狀態(tài)(表1)[7]。
從表1 可以看出, 申嗪霉素目前在我國登記的產(chǎn)品劑型共有2 種, 其中在田間使用的制劑均為安全、環(huán)保、水基化的懸浮劑;登記作物共5 種,其中糧食作物2 種(小麥、水稻),蔬菜作物2 種(黃瓜、辣椒),水果作物1 種(西瓜);防治對象共9 種(小麥赤霉病、全蝕病,水稻稻曲病、稻瘟病、紋枯病,黃瓜灰霉病、霜霉病,辣椒疫病,西瓜枯萎病);施藥方式共3 種,分別為拌種、噴霧、灌根。
表1 在我國獲批登記的申嗪霉素產(chǎn)品
申嗪霉素施用后在植物中的殘留物為申嗪霉素,人類每日允許攝入量(ADI)為0.002 8 mg/kg。 從表2 可以看出,我國目前已經(jīng)制定了申嗪霉素在6 種食品中的最大殘留限量[8],但均為臨時限量,尚未規(guī)定全國統(tǒng)一法定的檢測方法。
表2 我國GB 2763-2021 規(guī)定申嗪霉素在食品中的最大殘留限量
近年來,各地研究發(fā)現(xiàn),不局限于已登記作物病害, 申嗪霉素對于其他多種農(nóng)林作物病害和根結(jié)線蟲也表現(xiàn)出良好的防治效果。
張潔等[9]研究發(fā)現(xiàn),使用由枯草芽胞桿菌YB-05菌液和1%申嗪霉素懸浮劑按照體積比19∶1 復(fù)配而成的生物制劑20 mL/kg 拌小麥種處理后, 莖基腐病發(fā)病最輕, 超過了高劑量的2 種單劑處理和化學(xué)農(nóng)藥4.8%咯菌腈懸浮劑拌種處理, 并且具有一定的促生和增產(chǎn)作用。 其中,室內(nèi)防治效果為69.8%,2 次田間調(diào)查防治效果分別為57.8%和45.7%。 認(rèn)為枯草芽胞桿菌與申嗪霉素復(fù)配具有協(xié)同增效的作用, 值得開發(fā)利用。
蘭成忠等[10]研究結(jié)果表明,申嗪霉素對離體條件下大豆疫霉菌菌絲生長、 游動孢子的釋放和萌發(fā)的抑制中濃度EC50值分別為2.043 6 μg/mL、230.370 1 μg/mL和0.726 5 μg/mL,但對孢子囊形成沒有抑制作用。認(rèn)為申嗪霉素對大豆疫霉菌具有明顯的抑制作用,具有防治大豆疫病的潛力。
張偉等[11]研究發(fā)現(xiàn),申嗪霉素對花生褐斑病、黑斑病、 網(wǎng)斑病菌菌絲生長均有明顯的抑制作用,其EC50值均小于1 mg/L, 明顯低于化學(xué)農(nóng)藥多菌靈的EC50值。1%申嗪霉素懸浮劑600 倍、800 倍、1 000 倍的田間防效均在80%以上,優(yōu)于對照藥劑多菌靈,是防治花生葉斑病的有效生物殺菌劑。
趙熾娜等[12]采用菌絲生長抑制法,測定了申嗪霉素對4 種鏈格孢屬病菌的室內(nèi)毒力, 結(jié)果表明, 申嗪霉素對供試真菌均有一定的抑制作用, 其中對番茄早疫病菌抑制效果最好, 抑制中濃度EC50值為8.915 2 mg/L, 說明申嗪霉素具有防治番茄早疫病的較大潛力。
張正學(xué)等[13]的研究發(fā)現(xiàn),1%申嗪霉素懸浮劑適合于防治馬鈴薯晚疫病,且在發(fā)病初期施用效果好,平均防效達(dá)55.7%, 增產(chǎn)效果顯著, 推薦使用劑量以1 500 g/hm2為宜, 間隔期7~10 d, 連續(xù)噴施2~3次。 郭成瑾等[14]也證實,1%申嗪霉素懸浮劑對馬鈴薯晚疫病有較好的防治效果。
梁莉紅[15]的試驗結(jié)果表明,應(yīng)用1%申嗪霉素防治茄子土傳病害,以4.5 g/m2覆膜效果最佳,黃萎病發(fā)病率比對照低5.68%,增產(chǎn)5.77%,建議在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。 張丹等[16]的研究結(jié)果表明,1%申嗪霉素懸浮劑對茄子黃萎病有較好的防治效果, 不同劑量處理區(qū)均未對茄子產(chǎn)生藥害, 而且植株長勢旺盛、 葉片濃綠、 產(chǎn)量增加。 其中,1%申嗪霉素懸浮劑(施量為3 kg/畝)土壤處理覆蓋地膜處理區(qū)的效果最好,防效為81.24%,比對照增產(chǎn)22.59%。
俞芳菲等[17]的研究結(jié)果表明,申嗪霉素對沂水煙區(qū)黑脛病菌孢子囊的形成和游動孢子的釋放抑制效果最好,EC50值分別為0.31 和0.35 μg/mL。室內(nèi)防治試驗結(jié)果顯示,1%申嗪霉素懸浮劑 (15 ga.i/hm2)對煙草黑脛病的防效為84.37%, 顯著高于25%甲霜靈可濕性粉劑(防效56.33%)和50%烯酰嗎啉可濕性粉劑(防效80.55%);田間藥效試驗防效與室內(nèi)防效基本一致, 在冕寧和諸城兩地分別為90.49%和82.93%,顯著高于對照藥劑甲霜靈(在兩地防效分別為71.89%、38.87%) 和烯酰嗎啉(在兩地防效分別為78.42%、69.01%)。 除此之外,申嗪霉素較甲霜靈和烯酰嗎啉對提高煙草株高、莖粗、有效葉片數(shù)及光合速率等指標(biāo)效果更好。
何永林等[18]的研究發(fā)現(xiàn),申嗪霉素在有效濃度為10 μg/mL 時, 申嗪霉素對白及疫病病原菌的抑菌率達(dá)100%,EC50值為1.286 4 μg/mL;1%申嗪霉素懸浮劑有效濃度分別為17 μL/L、25 μL/L 對白及疫病的盆栽防治作用, 先接種后噴藥的防治效果分別為63.58%和67.21%, 先噴藥后接種的防治效果分別為60.16%和71.49%。由此可知,及時噴施申嗪霉素可有效防治白及疫病。
賀民榮等[19]開展10 種生物農(nóng)藥及其組合對鐵皮石斛終極腐霉的室內(nèi)毒力測定結(jié)果表明,1%申嗪霉素懸浮劑對終極腐霉菌絲生長的抑制效果較好,EC50值為0.21 mg/L。 協(xié)同作用結(jié)果表明,蛇床子素+申嗪霉素等8 個組合對抑制終極腐霉菌絲生長均具有增效作用, 其中, 蛇床子素、 申嗪霉素按有效質(zhì)量比1∶10 與丁子香酚、申嗪霉素按有效質(zhì)量比1∶5 的增效均較為顯著, 其CTC 分別為383.40、220.12,EC50值分別為0.06 mg/L、0.10 mg/L。
牛瑞瑞等[20]的研究結(jié)果表明,在3 種供試藥劑中,申嗪霉素對欒樹枯萎病的預(yù)防效果最佳,可達(dá)到77.78%,且植株生長量整體穩(wěn)定,不良影響最小。
另外,多項研究結(jié)果表明[21-22],申嗪霉素單獨使用或與阿維菌素混合使用, 對蔬菜根結(jié)線蟲病也具有良好的防治效果。
申嗪霉素已在我國推廣應(yīng)用十幾年, 但總體使用范圍還比較狹窄,市場占有率不高。 根據(jù)《農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》《農(nóng)藥管理條例》《農(nóng)作物病蟲害防治條例》 等相關(guān)法律法規(guī)要求, 針對申嗪霉素目前在登記、應(yīng)用中存在的短板和不足,提出以下對策建議。
要積極鼓勵引導(dǎo)生產(chǎn)企業(yè), 進(jìn)一步拓展申嗪霉素登記作物范圍,盡快在花生、大豆、番茄等經(jīng)濟(jì)作物和水稻白葉枯病、油菜菌核病[23]等重要病害防治上登記,取得合法農(nóng)藥審批手續(xù)。
目前, 除了發(fā)現(xiàn)水稻白葉枯病菌對申嗪霉素的抗藥性風(fēng)險較低, 瓜類細(xì)菌性果斑病菌對申嗪霉素與鏈霉素存在明顯的交互抗藥性外[23-24],國內(nèi)農(nóng)作物病害對申嗪霉素產(chǎn)生抗藥性及開展的相關(guān)監(jiān)測工作的報道較少,今后應(yīng)逐步加強。 另外,應(yīng)加大申嗪霉素和枯草芽胞桿菌、蛇床子素、丁子香酚等生物源農(nóng)藥混配產(chǎn)品的開發(fā)登記力度,延緩病原菌抗(耐)藥性產(chǎn)生速度。
申嗪霉素作為一種農(nóng)用抗生素, 盡管總體殘留風(fēng)險不高,但仍不可掉以輕心。 鑒于“GB 2763”尚未規(guī)定申嗪霉素在食品中的殘留檢測方法, 無法對其實施監(jiān)管,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等有關(guān)部門要組織科研機構(gòu),抓緊建立科學(xué)、統(tǒng)一、法定、有效的檢測方法。 在此基礎(chǔ)上,將目前的臨時最大殘留限量轉(zhuǎn)化為正式標(biāo)準(zhǔn),同時,制定在更多食品中的最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn),更好地保障消費安全。
有關(guān)機構(gòu)應(yīng)適時將具有更優(yōu)異的溶解性和分散性,便于儲藏和運輸,有利于藥效充分發(fā)揮的申嗪霉素異丙胺鹽等水溶性液劑[25]和具有更高生物活性的申嗪霉素-氨基酸耦合物[26-27]等進(jìn)行登記推廣,進(jìn)一步提高申嗪霉素應(yīng)用的安全性、便捷性,提高防治效果,降低生產(chǎn)成本。