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农药联合复配在农作物病虫害防治上的研究进展_徐重新.pdf
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农药 联合 农作物 病虫害 防治 研究进展 重新
理化性质的影响J 南京农业大学学报,2019,42(5):895 902 61彭昌盛,魏茜茜,赵婷婷,等 太阳能热解技术制备生物炭的研究进展J 现代化工,2022,42(2):61 67 62Lin Y J,Hwang G SCharcoal from biomass residues of aCryptomeria plantation and analysis of its carbon fixation benefit inTaiwanJ Biomass and Bioenergy,2009,33(9):1289 1294 63Sparrevik M,Adam C,Martinsen V,et al Emissions of gases andparticles from charcoal/biochar production in rural areas usingmedium sized traditional and improved“retort”kilnsJ Biomassand Bioenergy,2015,72:65 73 64 丛宏斌,赵立欣,姚宗路,等 内加热连续式生物质炭化设备的研制 J 太阳能学报,2014,35(8):1529 1535 65 蒋恩臣,苏旭林,王明峰,等 生物质连续热解反应装置的变螺距螺旋输送器设计J 农业机械学报,2013,44(2):121 124 66 庄晓伟,吴丽芳,陈顺伟,等 机制棒自燃内热式炭化窑及其炭化工业试验J 浙江林业科技,2010,30(4):56 61 67 刘玉升,张大鹏 基于白星花金龟幼虫转化玉米秸秆的微循环农牧场模式研究 J 安徽农业科学,2015,43(31):85 87 68 王倩 利用白星花金龟和黄粉虫联合转化苹果园废弃物的技术研究 D 泰安:山东农业大学,2019:31 33徐重新,张江兆,胡晓丹,等 农药联合复配在农作物病虫害防治上的研究进展 J 江苏农业科学,2023,51(4):8 15doi:10 15889/j issn1002 1302 2023 04002农药联合复配在农作物病虫害防治上的研究进展农药联合复配在农作物病虫害防治上的研究进展徐重新1,2,张江兆1,3,胡晓丹1,林曼曼1,陈蔚1,张霄1,刘媛1,2,刘贤金1,2(1 江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所/省部共建国家重点实验室培育基地江苏省食品质量安全重点实验室,江苏南京 210014;2 江苏大学食品与生物工程学院,江苏镇江 212013;3 南京农业大学植物保护学院,江苏南京 210095)摘要:病虫害严重威胁了农作物生长发育及农产品质量安全。农药是病虫害防治的关键,但长期滥用不仅加速了病虫害的抗药性,也给生态环境造成极大污染,合理用药是农业可持续发展的必然要求。农药联合复配是提升现有农药对靶标病虫害防治效率的最直接方式,同时通过复配可以减少药用量,也能提高农产品质量安全水平、延缓病虫害抗药性以及减少环境污染。农药联合复配是农药合理优化利用研究的热点。本文按化学 化学农药复配、生物 生物农药复配和生物 化学农药复配 3 种常规形式进行汇总归类,系统梳理近年国内外有关这 3 种形式的农药联合复配在常见农作物病虫害防治上的研究状况及典型应用实例;并就复配形式及其应用前景进行展望,特别对农药联合复配未来如何迈向更高效、更安全、更绿色的发展道路以及在探索过程中潜在的技术瓶颈等问题进行探讨、提出应对策略,同时也对农药复配在应用过程中所暴露的可能叠加危害生态环境和非靶标生物等问题表达关注;旨在为推进农药创新利用提供最新参考资料和潜在启发思路。关键词:化学农药;生物农药;农药联合复配;农作物病虫害;农产品质量安全中图分类号:S481+3文献标志码:A文章编号:1002 1302(2023)04 0008 08收稿日期:2022 03 28基金 项 目:国 家 自 然 科 学 基 金(编 号:31972292、31701724、31630061)。作者简介:徐重新(1987),男,湖南新田人,博士,助理研究员,研究方向为农产品质量安全防控技术。E mail:hhxyxcx163 com。通信作者:刘媛,博士,研究员,研究方向为农产品安全防控技术,E mail:liuyuan jaas ac cn;刘贤金,博士,研究员,研究方向为农产品安全防控技术,E mail:jaasliu jaas ac cn。农作物生产过程受到多种因素制约,而病虫害是公认的威胁农作物生产及农产品质量安全的最主要的风险因素。据世界粮农组织调查报告可知,由于农作物病虫害的发生,全球粮食每年减产 10%16%,其中我国每年因此造成的粮食损失就高达4 000 万 t1。对病虫害有效防治是确保农作物稳产乃至提质增产的头等大事,国际社会高度重视,我国已于2020 年3 月正式颁布 农作物病虫害防治条例,明确将农作物病虫害防治提升到事关国家粮食安全和社会稳定的战略高度。农药是应对农作物病虫害的最主要手段,对助推农作物持续稳产乃至提质增产起到了极为关键的作用。然而长期对农药的依赖以及不规范使用甚至是滥用,在世界范围内均已导致病虫害抗药性加剧发生2,同时农药残留也给人类健康以及生态环境造成了极为不利的影响3。对农药的合理使用是农作物病虫害持续有效防治研究的重点,特别是探寻农药联合复配更是对现有农药创新利用和8江苏农业科学2023 年第 51 卷第 4 期发展的必然趋势。通过不同农药联合复配既可以实现对靶标病虫害联防联控,达到提升防治效率乃至延缓其抗药性发生频率的目的4,也能实现减少药用量从而降低农药在农产品和生态环境中的残留和蓄积,达到提升农产品质量安全水平和减少生态环境污染的目的5。农药联合复配的形式多种多样,从传统化学合成类农药复配6 到新型生物农药复配7 再到生物与化学农药复配8,相关研究紧随农药创新的步伐,发展极为迅猛。张江兆等报道,腐霉利与咯菌腈按 1 1 复配对黄瓜灰霉病菌丝的半最大效应浓度(EC50)达到 0 016 mg/L,增效系数为 5 09。Yang 等报道,Bt Cry 与 Bt Vip 复配的生物农药组合药剂对黏虫的毒力增效系数高达 9 210。而高小宽等报道三七提取物与戊唑醇复配的生物 化学农药组合药剂对梨黑斑病病原菌的毒力增效系数也达到了 4 2911。这些研究均具备极大的潜在应用价值和生态环境效益。特别是在新型安全的生物农药联合复配的创新运用上,得益于日益成熟的分子生物技术,使蛋白类生物农药(如 Bt 抗虫蛋白12 以及具备抗病虫害功能的凝集素13、蜘蛛毒素14、蝎毒素15 等)基因串联融合表达16 乃至构建联合增效的转基因抗病、抗虫作物17 成为可能,相关研究蓬勃发展。本研究对近年来国内外有关农药复配在农作物病虫害防治上的最新研究进行系统梳理,并按化学 化学农药复配、生物 生物农药复配和生物 化学农药复配 3 种常规形式汇总归类,从中探寻农药复配经验规律及其应用前景、未来发展,特别是针对农药新的复配形式及实践应用中可能存在的问题进行探讨并提出相应对策,以期为推进农药创新应用提供全新的有价值的参考资料和潜在启发思路。1化学 化学农药联合复配在农作物病虫害防治上的研究现状化学农药是目前种类最多、使用最为广泛的农药类型,普遍具有瞬时药效快、可量产、成本低的特点,备受业界青睐。然而绝大多数化学农药对人类健康以及生态环境都存在或多或少的危害风险,我国最新修订版 食品安全国家标准食品中农药最大残留限量(GB 27632021)所涵盖的 564 种农药在 376 种(类)食品中多达 10 092 项最大残留限量,其中化学农药占据着绝对的主角,是监管的重中之重。正因为如此,探寻不同化学农药联合复配从而对现有化学农药进一步创新应用,一直以来都是农作物病虫害高效防治研究的重点,也是目前乃至今后相当一段时间内最行之有效的捷径。近年来,国内外有关化学 化学农药联合复配在农作物病虫害防治上的研究很多,农药类型几乎都是当前使用较为频繁的高效低毒农药且均为二元复配形式,防治对象则涉及黄瓜灰霉病、番茄枯萎病、苹果落叶病、玉米大斑病、水稻纹枯病、花生网斑病以及沟金针虫、小地老虎、美洲大蠊和蛾类、蚜类、飞虱类、粉蚧类、螨类害虫等。按照对靶标病虫害的共毒系数(co toxicity coefficient,简称 CTC)高于 120%6 或增效 系 数(synergistic coefficient,简 称 SR)大 于1.518 即认定复配农药具有联合增效作用的评判标准,张江兆等报道,腐霉利与咯菌腈按 1 1 复配对黄瓜灰霉病病菌的增效系数为 5 09。金剑雪等报道,吡虫啉与异丙威按 7 400 复配对白背飞虱的共毒系数达到 638 119。Narayanan 等报道了高效氯氟氰菊酯与胡椒基丁醚复配对花生红灯蛾的防治效果20。Malathi 等报道了 5 25%双苯氟脲 2.5%茚虫威复配对棉铃虫、豆野螟和木豆黑潜蝇的防治效果21。Kumar 等报道,5%氟虫腈20%噻嗪酮复配对辣椒螨的防治等均展示出了显著的联防增效作用22。这些制剂型复配形式的研究成果有望进一步推广应用。化学 化学农药联合复配在农作物病虫害防治上的最新代表性研究实例见表 1。2生物 生物农药联合复配在农作物病虫害防治上的研究现状生物农药作为源于自然界的生物活体或生物代谢产物,相对于化学农药而言,其普遍对人类健康更安全、对生态环境更友好,是农作物病虫害绿色防治领域研究的主要探寻对象,在农业生产上扮演着越来越重要的角色。近年来,国内外涉及生物 生物农药联合复配在农作物病虫害防治上的研究非常活跃,农药类型涵盖具备生防功能的活体生物(如哈茨木霉、白僵菌、绿僵菌、苏云金芽孢杆菌、小卷蛾斯氏线虫)、动物毒素(如蜘蛛毒素、蝎毒素)、植物提取物或其代谢产物(如印楝素、苦参碱、除虫菊素、凝集素)、微生物代谢产物(如 Bt 抗虫蛋白、伊维菌素)、抗生素(农用抗生素归属尚无定论,9江苏农业科学2023 年第 51 卷第 4 期表 1化学 化学农药联合复配在农作物病虫害防治上的最新代表性研究实例复配成分防治对象施用效果参考文献腐霉利 咯菌腈黄瓜灰霉病二者按 1 1 复配对黄瓜灰霉病病菌菌丝的 EC50达到 0 016 mg/L,增效系数为 50 9丁香菌酯 戊唑醇玉米大斑病二者按 1 3 复配对玉米大斑病的毒力增效系数为 4 99,田间用药对该病的防效可达 8409%23烯丙苯噻唑 氟唑环菌胺水稻稻瘟病、水稻纹枯病16%烯丙苯噻唑氟唑环菌胺复配剂对温室水稻稻瘟病和纹枯病的防效分别为 6479%、68 32%,均比单剂防效高 24咪鲜胺锰盐 多菌灵平菇尖孢镰刀菌二者按 1 1 复配对平菇尖孢镰刀菌的毒力增效系数为 2904 9 25甲氧虫酰肼 虱螨脲甜菜夜蛾二者按 4 6 复配对甜菜夜蛾幼虫的共毒系数达到 165705 26高效氯氟氰菊酯 胡椒基丁醚花生红灯蛾二者复配药剂对花生红灯蛾的致死率显著高于单剂,表现为显著联防增效 20双苯氟脲 茚虫威棉铃虫、豆野螟、木豆黑潜蝇5 25%双苯氟脲25%茚虫威复配药剂对 3 种害虫具有强烈的毒杀活性,表现为联防增效 21溴氰菊酯 茚虫威美洲大蠊溴氰菊酯脂质纳米胶囊与茚虫威复配药剂对美洲大蠊致死率显著高于二者单独施药,表现为联防增效 27吡虫啉 高效氯氟氰菊酯桃蚜二者复配包埋的纳米脂质体对桃蚜防治效率显著增加,表现为联防增效 28吡虫啉 吡蚜酮棉蚜二者按 1 1 复配对棉蚜的毒力增效系数为 3 85 29苯甲酸甲酯 苯甲酸乙酯棉蚜二者按 1 1 复配对棉蚜幼虫的共毒系数为 14442 30吡虫啉 异丙威白背飞虱二者按 7 400 复配对白背飞虱的共毒系数达到 6381 19溴氰菊酯 茚虫威扶桑绵粉蚧二者按 1 10 复配对扶桑绵粉蚧的致死率表现为显著联防增效 31丙溴磷 氯氰菊酯扶桑绵粉蚧二者复配药剂对扶桑绵粉蚧表现为显著联防增效 32联苯肼酯 克螨特二斑叶螨二者按 5 1 复配对二斑叶螨的共毒系数为 1375 33氟虫腈

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