1 欧盟的主要作物及其种植面积
1.1 欧盟各区作物种植面积
欧盟种植的主要耕地作物、蔬菜、水果和坚果以及葡萄和橄榄的面积见表1(欧盟统计局2018)。需要说明的是,本文涉及的数据均不包括英国。
表1 欧盟农作物种植面积
为了完整起见,临时草地和牧草面积也包含在表1中,但其具体情况不在本文作进一步阐述。
1.2 欧盟各区耕地作物的种植情况
耕地作物(arable crops)是指系统地利用土地种植的作物。表2给出了欧盟3个区不同作物的种植面积,其中耕地作物种植面积分别占各区总种植面积的74%、93%和66%。
表2 欧盟南北中3区的作物种植面积(欧盟统计局2018)
欧盟的耕地作物主要包括如下几类：① 以食用淀粉为目的的粮食作物(小麦、玉米、水稻、大麦、小米)；② 豆类作物,可食用其富含蛋白质的种子(扁豆、蚕豆、豌豆)；③ 榨油用的油料作物(油菜籽、大豆、向日葵)；④ 用于喂养动物的饲料作物,新鲜或保存的(豇豆、四叶草、梯牧草)；⑤ 非食用纤维作物(棉花、黄麻、亚麻)；⑥ 地下部分可食用的块茎作物(马铃薯、山药)。
欧盟北部地区种植的主要谷物包括小麦和斯佩尔特小麦(平均产量4.1 t/hm2)、大麦(3.5 t/hm2)、燕麦(2.6 t/hm2)和黑小麦(3.2 t/hm2)。
欧盟中部地区种植的主要谷物作物包括小麦和斯佩尔特小麦(平均产量5.8 t/hm2)、玉米籽粒和玉米穗轴的混合物(8.0 t/hm2)、大麦(5.4 t/hm2)、黑小麦(4.9 t/hm2)和燕麦(3.4 t/hm2)。
欧盟南部地区种植的主要谷物作物包括小麦和斯佩尔特小麦(平均产量5.8 t/hm2)、大麦(4.4 t/hm2)、玉米籽粒和玉米穗轴的混合物(8.8 t/hm2)、黑小麦(3.4 t/hm2)、燕麦(2.6 t/hm2)和黑麦(2.5 t/hm2)。
欧盟北部地区的主要油料作物包括47.5万hm2冬油菜和白菜型油菜种子(平均产量2.6 t/hm2)和21.8万hm2春油菜和白菜型油菜种子(1.5 t/hm2)。
欧盟中部地区的主要油料作物包括向日葵种子(平均产量3.0 t/hm2)、大豆(2.7 t/hm2)和油菜种子。油菜种子包括2,802 hm2冬油菜和白菜型油菜种子(3.0 t/hm2)和23,000 hm2春油菜和白菜型油菜种子(2.1 t/hm2)。
欧盟南部地区的主要油料作物包括向日葵种子(平均产量3.0 t/hm2)、大豆(2.7 t/hm2)和油菜种子。油菜种子包括27.53亿hm2冬油菜和芜菁油菜种子(3.0 t/hm2)和43,000 hm2春油菜和芜菁油菜种子(2.1 t/hm2)。
在北部地区,玉米主要用于青贮(绿色玉米,平均产量47.1 t/hm2)。在中部和南部地区,玉米籽粒是主要类型(玉米籽粒和穗轴的混合物,中部和南部地区平均产量分别为8.0 t/hm2和8.8 t/hm2)。其他类型的玉米包括种子玉米、甜玉米和用于生产农业燃料或天然气的玉米。
2 欧盟农药的使用
2.1 农药在欧盟的销量
欧盟统计局提供了每个成员国农药销量数据。欧盟法规Regulation(EC)No 1185/2009要求成员国提供有关农药投放市场和用于农业的统计数据。
自2011年以来,欧盟统计局已经公开了农药销售的统计数据。数据由许多会员国收集,但各会员国提供的数据的完整性和质量每年不同。欧盟统计局的数据提供了2011年至2018年农药销售的信息(欧盟统计局,2020年6月17日)。统计的农药类别包括：① 杀真菌剂和杀细菌剂；② 除草剂、秸秆破坏剂和苔藓杀灭剂；③ 杀虫剂和杀螨剂；④ 植物生长调节剂；⑤ 杀螺剂；⑥ 其他植物保护产品。
销售数据(以千克有效成分计)显示,“杀真菌剂和杀细菌剂”在所有年份的总销量中所占比例最大(如2018年为45%),其次是“除草剂、秸杆破坏剂和苔藓杀灭剂”(2018年为35%),“其他植物保护产品”是2011-2016年的第三大组农药,约占总销量的10%,但在2017年和2018年被“杀虫剂和杀螨剂”超越。
农药销量(以千克有效成分计)在欧盟成员国之间差异很大。4个欧盟成员国(法国、西班牙、意大利和德国)占总量的三分之二以上。这4个地区也是欧盟的主要农业生产国。他们合计占欧盟已利用农业总面积的51%,占欧盟可耕地总面积的49%(欧盟统计局)。
欧盟成员国之间按组别划分的农药销售模式(有效成分千克)各不相同。下面介绍4个销量最高的成员国(法国、西班牙、意大利和德国)的农药销售和使用模式。
在法国,“杀真菌剂和杀细菌剂”和“除草剂、秸秆破坏剂和苔藓杀灭剂”加在一起占总销量的80%以上,这2个类别之间的销量接近平衡。
在西班牙,“杀真菌剂和杀细菌剂”组的销量是历年来最高的,约占总销量的40%～60%。紧随其后的是“其他农药”和“除草剂、秸秆破坏剂和苔藓杀灭剂”,两者的销量保持了合理的平衡。杀虫剂和杀螨剂在所有年份中均居第4位。
在意大利,“杀真菌剂和杀细菌剂”占总销量的60%左右,占主导地位。其次是“其他农药”,约占农药总销量的20%。
在德国,“除草剂、秸秆破坏剂和苔藓杀灭剂”“杀虫剂和杀螨剂”以及“杀真菌剂和杀细菌剂”合计占所有年份总销量的90%以上,三组之间大致平衡。
虽然2011年至2018年期间欧盟农药总销售量(千克活性成分)的边际总量是下降的(下降低于4%),但欧盟总销量并未反映出个别成员国在同一时期内更为显著的增长或下降。
而从一些成员国(包括挪威)2011年到2018年农药销售额变化看,销售额增长最大的是塞浦路斯(+94%),其次是奥地利(+53%)、法国(+39%)和斯洛伐克(+38%)。下降幅度最大的是葡萄牙(-43%),其次是丹麦(-42%)、爱尔兰(-28%)、捷克(-27%)、挪威(-25%)、意大利(-23%)和瑞典(-22%)。2.2 各种作物上农药的使用量和主要病虫草害
欧盟缺乏关于农药在不同作物上使用数据的公开信息。缺乏关于每种作物对农药使用量的可靠数据,因此非常需要统一的可比性数据。
2019年4月,欧盟统计局发表了一篇研究论文,重点是“欧洲农业用药数量的统计和数据收集协调的可能方法”。此文介绍了2010-2014年期间冬小麦、马铃薯、苹果和橄榄使用农药活性物质的初步数据。数据是成员国自愿提供的。这些数据表明了一些作物对主要农药种类的依赖性(表3)。
表3 选定作物对主要农药种类的依赖性分级(高、中、有限)
2.2.1 几种重要耕地作物的农药使用量和重要病虫草害
(1)普通冬小麦和斯佩尔特小麦
对16个欧盟成员国的普通冬小麦和斯佩尔特小麦的农药使用情况进行了调查。调查显示单个成员国使用的活性物质的数量为30～171个。在主要农药类别“杀真菌剂和杀细菌剂”“除草剂、秸秆破坏剂和苔藓杀灭剂”以及“杀虫剂和杀螨剂”中,所有国家都以“除草剂、秸秆破坏剂和苔藓杀灭剂”的活性物质销量(千克)最高,其次是“杀真菌剂和杀细菌剂”。只有15个国家报告了“植物生长调节剂”的使用情况。
(2)玉米和高粱
北部地区以青贮玉米为主,中部和南部地区以玉米籽粒为主。其他类型的玉米包括种子玉米、甜玉米和用于生产农业燃料或天然气的玉米。大多数玉米籽粒用于动物饲料,其余的用作人类食用油、淀粉或面粉。
杂草和昆虫是影响玉米生长的主要因素。玉米在其早期生长阶段非常容易受到杂草的竞争。超过50种杂草在欧洲玉米生产中占有重要地位。有些杂草(例如稗草、狗尾草和藜)在所有欧洲国家都会造成问题,而大多数杂草是某些地区特有的。根据Meisle等2010年的研究,在所有欧盟地区,90%以上的玉米生产区都使用除草剂控制杂草。欧洲玉米最重要的节肢动物害虫是欧洲玉米螟。在受其侵害的地区,大多数田地中都会发生这种情况,发生率从匈牙利的20%到西班牙的60%不等,在缺乏控制措施的情况下,估计产量损失为5%～30%。在法国和西班牙,地中海玉米螟造成额外的经济损失。这些玉米蛀虫对欧洲种植的200万～400万hm2玉米造成经济损失。
在大多数欧洲国家,线虫是另一种主要病害。在欧洲禁用新烟碱类化合物之前,所有的种子都用杀虫剂处理过。土壤施用和植物喷施是控制害虫的其他措施。实施这些措施的土地比例因地区而异。
在真菌中,引起穗、茎和根腐病的镰刀菌是大多数欧洲地区最具经济意义的病原菌。最多的是引起茎腐和穗腐的禾谷镰刀菌,其次是轮生镰刀菌、层出镰刀菌和黄色镰刀菌,取决于不同的气候条件。真菌的一个主要问题是产生真菌毒素,污染人类食物和动物饲料。
在欧洲引起根腐病和茎腐病的其他重要真菌病原菌有腐霉属(Pythiumspp.)、丝核菌属(Rhizoctoniaspp.)和顶孢霉属(Acremoniumspp.)。其他一些真菌会在某些地区引起问题。超过95%的玉米种子用杀菌剂处理。
除法国西南部的种子生产外,不使用叶面喷剂防治真菌病。目前在欧洲种植的杂交玉米主要来自传统育种技术,根据其对当地环境的适宜性,开发出适用于每个国家情况的产量最大化的种质资源。在培育高产玉米作物的同时,也取得了抗茎腐病(即镰刀菌病)的玉米杂交品种,还取得了对欧洲玉米螟(Ostrinia nubilalis)抗性更强的自交系。
种植转基因的耐除草剂作物理论上有助于减少除草剂的使用。耐除草剂作物使除草剂可以在最易受影响的杂草生长阶段使用,并且不再需要使用其他除草剂。但是,长期使用单一除草剂(作用机制不变)会增加杂草抗药性发展的风险。据报道,目前全世界已有38种杂草对草甘膦产生了抗性(Heap和Duke,2018)。
在欧洲,Bt玉米自1998年起开始供应。2016年,4个欧盟国家种植的Bt玉米品种中大部分在西班牙(94.7%)(Camargo等,2018年)。Bt玉米品种可抵御害虫蛀茎夜蛾(Sesamia nonagrioidesLefèbvre)和玉米螟(Ostrinia nubilalisHübner)的危害。2010年,Meissle报告说,由于Bt玉米的高效抗虫性,不再需要杀虫剂来对付这些害虫。最近,一项关于抗性发展趋势的分析表明,尽管大多数目标害虫仍然敏感,但害虫对Bt玉米的抗性正在发展和增强。在西班牙,已检测到一个抗性等位基因,表明Bt玉米的抗虫性将被打破只是一个时间问题。
高粱在栽培上与玉米相似,但对水分的依赖性较低,对各种病害的抗性较强。尽管在生长条件最佳的情况下,饲料高粱的产量和质量略低于玉米,但高粱在降水量少或灌溉水供应有限的地区仍有潜力。
在欧洲,高粱主要产于法国、意大利、匈牙利和罗马尼亚,而西班牙、保加利亚和希腊的产量较小。高粱比玉米需要更高的温度才能生长,在气温较低、生长季节较短的地区,不太适宜高粱的生长。高粱有2种：苏丹高粱(Sorgum sudanese)和双色高粱(Sorgum bicolour)。种植双色高粱是为了获得其种子,种子的营养成分与玉米相当,但总产量较低。苏丹高粱产量可能优于玉米,但其营养价值较低。高粱作为动物饲料的全部潜力尚未实现,一些欧洲国家的举措正试图改善这一点。
目前缺乏关于高粱青贮在高产奶牛口粮中的饲用价值的资料。在获得数据之前,很难评估高粱青贮料对高产奶牛的真正潜力。当人类用植物蛋白取代动物蛋白时,豆类和豌豆也可以被认为是玉米的替代作物。
(3)马铃薯
23个成员国报告了马铃薯生长过程中活性物质的使用情况。调查结果显示马铃薯使用的农药活性物质的数量为22～128个。在马铃薯上使用最多的是杀真菌剂和杀细菌剂,其次是除草剂、秸秆破坏剂和苔藓杀灭剂,以及杀虫剂和杀螨剂。12个国家报告了“植物生长调节剂”的使用。
欧洲最具毁灭性的马铃薯病害是晚疫病,由晚疫病菌(Phytophthora infestans)引起。还有各种其他病害,如疥链霉菌(Streptomyces scabies)引起的马铃薯疮痂病和病毒病。而科罗拉多马铃薯甲虫(Leptinotarsa decemlineata)和桃蚜(Myzus persicae)是主要害虫。
晚疫病和其他真菌病害是通过频繁应用杀菌剂来控制的。马铃薯基因库中存在各种抗疫霉基因,然而,由于马铃薯复杂的遗传结构,抗性育种仍然很困难。
(4)苹果
各区苹果生鲜产量平均为北部17.0 t/hm2、中部26.6 t/hm2、南部68.3 t/hm2。
对18个成员国在苹果种植中的农药使用进行了调查。每个成员国报告的用于苹果种植的活性物质的数量为9～164个。所有成员国均报告了主要农药类别“杀真菌剂和杀细菌剂”“除草剂、秸秆破坏剂和苔藓杀灭剂”以及“杀虫剂和杀螨剂”的使用情况。有11个成员国报告了“植物生长调节剂”的使用情况。“杀真菌剂和杀细菌剂”是苹果种植中使用最多的活性物质,其次是“杀虫剂和杀螨剂”。
节肢动物害虫、一些严重的病害和高标准的外观要求(如无斑点)对苹果病虫害防治的替代方法提出了重大挑战。因此,有害生物管理继续严重依赖传统杀虫剂和杀菌剂,在大多数情况下,这些仍是果园病虫害防治的主要方法。
抗病虫害育种是减少对农药依赖的一种手段,尽管作出了许多努力,但抗病品种的采用率仍然很低。例如,苹果黑星病是一种真菌性病害,由苹果黑星病菌引起,导致苹果表面出现黑斑,使其在视觉上不具吸引力；防治苹果黑星病是全世界苹果业的主要关注点。
(5)橄榄
对7个国家的“橄榄”或“食用橄榄”进行了调查,其中5个国家报告了橄榄的数据,2个国家报告了食用橄榄的数据。后者是作物统计中橄榄的一个子类。据报道,与橄榄种植有关的国家使用的农药活性物质数量为8～57个。所有国家都报告了主要农药类别“杀真菌剂和杀细菌剂”“除草剂、秸秆破坏剂和苔藓杀灭剂”以及“杀虫剂和杀螨剂”的使用情况。
主要有3种主要的橄榄害虫：橄榄蝇(Bactrocera oleae)、橄榄蛾(Prays oleae)和榄珠蜡蚧(Saissetia oleae)。
橄榄蝇可能是地中海地区的主要害虫。侵染严重时足以在低产年份导致100%的落果。橄榄蛾也广泛分布在整个地中海地区,可能造成严重危害。
榄珠蜡蚧由于分泌大量的蜜露而造成损害,蜜露被黑霉真菌所侵染,覆盖在果实和叶子上,形成厚厚的黑色团块。结果是叶子脱落,果实质量下降,嫩枝干枯。
其他可能成为主要害虫的次生害虫有：夹竹桃园蚧(Aspidiotus nerii),2种橄榄小蠹蛾(Hylesinus oleiperda和Phloeotribus scarabaeoides),以及橄榄梨蠹蛾(Euzophera pinguis)。
可能造成严重经济损失的病害包括检疫性细菌叶缘焦枯病(Xylella fastidiosa)、黄萎病(Verticillium wilt)和一系列真菌性叶病和果实病,主要是由黑星孢(Fusicladium oleagineum)引起的黑星病和孔雀斑点病、炭疽菌属(Colletotrichumspp.)引起的炭疽病和假尾孢菌(Pseudocercospora cladosporioides)引起的斑点病。叶缘焦枯病已成为橄榄生产的全球性威胁,并与橄榄中一种称为橄榄快速衰退综合征的新的严重病害有关,这种病害在意大利南部的阿普利亚蔓延并造成许多橄榄树死亡。黄萎病是由维管真菌即大丽轮枝菌(Verticillium dahlia)引起的橄榄土传真菌病。它被认为是地中海地区最严重的真菌病和橄榄生长的主要障碍。橄榄树的抗性育种目前还有很多困难。
2.2.2 其他作物的重要病虫草害和作物保护问题
2.2.2.1 蔬菜作物
蔬菜作物占欧盟总种植面积的1.9%,包括多种不同的作物。在欧盟北部、中部和南部3个地区,蔬菜作物分别占总种植面积的1%、2%和2%(表2)。
主要的蔬菜作物包括新鲜豆类、胡萝卜、洋葱和卷心菜。在中部和南部地区,番茄和新鲜豆类是主要蔬菜作物。在北部地区,甜菜根是主要的蔬菜作物,而在中部地区,芦笋是重要的蔬菜作物。在南部,有许多主要的蔬菜作物,但花椰菜和西兰花最重要。
(1)胡萝卜
欧洲胡萝卜的平均产量为北部地区42.7 t/hm2；中部地区45.0 t/hm2；南部地区40.4 t/hm2。不使用杀虫剂防治害虫的方法是培育抗虫胡萝卜。
(2)洋葱
欧洲洋葱的平均产量在北部地区为24.9 t/hm2,中部地区为30.1 t/hm2,南部地区为34.9 t/hm2。
危害洋葱的主要病虫害有茎叶枯病菌(Stemphyllium vasicarium)、紫色斑点病菌(Alternaria porri)、洋葱黑粉病(Urocystisspp.)、霜霉病(Peronospora destructor)、白腐病(Sclerotium cepivorum)、粉根(Pyrenochaeta terrestris)、镰刀菌基腐病(Fusarium oxysporumf.sp.cepae)；蓟马(如烟蓟马)和洋葱蛆虫。
洋葱主要寄生线虫为鳞球茎线虫(Ditylenchus dipsaci)和穿刺短体线虫(Pratylenchus penetrans)。通过烟草蓟马传播的影响洋葱的病毒主要有黄斑病毒(IYSV)和洋葱黄矮病毒(OYDV)。
洋葱的许多贮藏病害(如颈腐病、细菌性腐烂病)是通过种植无病原种子、施用化学药剂或适当地养护和贮藏鳞茎来控制的。如果可行,遗传抗性是控制该病害的首选方法。
(3)卷心菜
欧洲卷心菜的平均产量在北部地区为32.9 t/hm2,中部地区为33.3 t/hm2,南部地区为36.0 t/hm2。
卷心菜受到几种真菌、细菌和病毒病害和害虫的影响。大多数问题都是靠使用农药来解决的。然而,芜菁花叶病毒(TuMV)是一种毁灭性的病毒,威胁着许多重要的经济芸薹属作物。TuMV病,最早在美国发现,但目前在全世界都有发现,特别是在欧洲、亚洲和北美。
TuMV导致的产量损失高达70%。它寄主范围广,可侵染大多数十字花科植物,以及许多非十字花科植物。该病毒由于其高度可变的基因组结构而具有高度的多样性,并被分为12种致病型。这些特征,以及多达89种蚜虫的非持久传播模式,意味着这种病害很难通过传统方法预防(例如使用化学品),促使研究人员寻求有效的抗性卷心菜品种。
对真菌和细菌性病害的抗性在某些卷心菜品种中再次被注意到,如抗枯萎病(Fusarium oxysporumf.sp.conglians)、黑腐病(Xanthomonas campestris)、菌核病、立枯病(Rhizoctonia solani)、霜霉病、黑腐病和软腐病(Erwinia carotovora)的品种。红卷心菜对菜粉蝶有抗性,但对蚜虫敏感,绿卷心菜和白卷心菜对蚜虫也敏感。杂交品种KCH-5对蚜虫和菜粉蝶都有耐受性。
(4)番茄
番茄可以在露地生产,也可以在保护地生产。欧盟生产的大部分番茄都是在露地种植的。然而,大多数关于作物保护策略的文献都集中在番茄的保护地栽培上。
番茄的主要问题是虫害、虫媒病毒病和真菌病。包括粉虱和粉虱传播的病毒引起番茄黄叶卷曲病(TYLCD),以及通过蓟马(Frankliniella occidentalis)传播的番茄斑点萎蔫病毒(TSWV)病。这些虫害、病毒病和真菌病在欧洲番茄种植区造成严重损害。
自2006年侵入地中海盆地以来,番茄潜叶蝇(Tuta absolutaMeyrick)(鳞翅目潜叶蝇科)已成为一种严重的害虫。潜叶蝇的幼虫穿透叶子、气生果实或茎,并在其上觅食和发育。这就产生了明显的沟道,次级病原体可能通过这些沟道入侵,导致果实腐烂,从而降低作物价值。番茄白粉病(Pseudoidium neolycopersici)是世界范围内栽培番茄最具破坏性的真菌病害之一。
目前已有些番茄抗性品种能对2种病毒病(TYLCD和TSWV)都有一定程度的耐受性。目前最好的可用品种和育种系对病毒表现出耐受性而不是抗性。
对于潜叶蝇而言,目前还没有商用的抗性品种,但抗性品种的开发正在进行中。
对于白粉病,已鉴定出具有部分和完全抗性的番茄基因,这些基因已被用于培育部分或完全抗性的番茄品种。
2.2.2.2 水果、浆果和坚果
水果、浆果和坚果占欧盟总种植面积的3%。在欧盟3区,水果、浆果和坚果分别占总种植面积的0.4%、1%和4%区域(表2)。
蓝莓的生产主要集中在德国、波兰、法国、荷兰、意大利和西班牙。3个区域的蓝莓平均产量为北部1.2 t/hm2、中部5.5 t/hm2、南部5.7 t/hm2。3个地区黑醋栗平均产量为北部1.1 t/hm2、中部4.3 t/hm2、南部3.5 t/hm2。
到目前为止,波兰是欧盟最大的黑醋栗生产国。苹果是所有欧盟地区种植最多的水果作物。其他主要水果包括北部地区的葡萄、覆盆子和梨；中部地区的李和樱桃；南部地区的橙子、桃和樱桃。坚果主要种植在南部地区,杏仁的面积远远超过欧盟其他所有坚果的总面积。其他重要的坚果作物有板栗、榛子和核桃。
(1)蓝莓(Vacciniumspp.)
在欧洲,蓝莓的主要栽培品种和杂交种属于高丛蓝莓(Vaccinum corymbosum)。这种作物在欧洲许多地区相对较新。因此有趣的是针对这种蓝莓的特定病虫害不存在,但病虫害可能在种植几年之后发生。
近年来,一些主要的蓝莓病虫害已经传入欧盟。但是传播的国家还有限(少于3个国家),可能有必要考虑如何限制其进一步扩散。这些病虫害包括蓝莓红环斑病毒(Caulimoviridae: soymovirus)、蓝莓带化病毒(花叶病毒组)、科氏丽赤壳菌(Calonectria colhounii)、藤壶蜡蚧(Ceroplastes cirripediformis)、喀斯特炭疽菌(Colletotrichum karstii)、普氏圆盾蚧(Diaspidiotus ancylus)、苹果褐卷蛾(Epiphyas postvittana)、盘长孢属(Gloeosporium minus)、枝孢新球菌(Neopestalotiopsis clavispora)、小爪螨(Oligonychus ilicis)、瘿蚊(Prodiplosis vaccinii)、粉蚧(Pseudococcus maritimus)和果蝇(Zaprionus indianus)。
值得一提的是樱桃果蝇(SWD),它是一种威胁欧洲蓝莓产业的入侵物种。幼虫在果皮下产卵,对健康果实造成直接伤害。需要制定可持续的防治战略(如网下种植或诱杀等)。
(2)黑醋栗
欧洲黑醋栗是一种落叶灌木,原产于欧洲北部、亚洲北部和中部。由于零售价格低,许多欧洲国家的黑醋栗生产盈利能力下降。
黑醋栗可能会受到醋栗和红醋栗常见的霉变和叶斑病的影响,但通过选择合适的品种和栽培地点,以及修剪灌木以促进良好的空气循环,这些问题在很大程度上可以避免。
在某些国家,由于市场价格低和缺乏非化学防治方法的有机种植,有害生物管理减少,植物保护问题增加。
对付黑醋栗瘿螨(Cecidophyopsis ribis和C. spicata)和自由生活瘿螨(Anthocoptes ribis)尚无有效的杀螨剂。采用热水处理和严格的卫生措施生产的健康黑醋栗母株是保证植株离开苗圃时免受虫瘿螨危害的关键。在有机生产田,保护好地方性捕食螨可能有助于控制自由生活的瘿螨。
在欧洲主要国家的商业黑醋栗种植园中遇到的最大问题之一是蛛形纲瘿螨(Cecidophyopsis ribis)的危害。之前一直使用的有效产品是硫丹和双甲脒。然而,由于环境和健康风险,目前这些产品已经退出欧盟市场。人们对综合治理和有机生产系统越来越感兴趣。目前只有硫磺允许作为植物保护喷雾剂使用。
白粉病是醋栗单囊白粉菌(Podosphaera morsuvae)所造成的常见的叶面病害。这种真菌在嫩枝上越冬,然后在春天和夏天侵染树叶、茎尖和果实。白粉病的控制依赖于化学杀菌剂的使用,但对黑醋栗进行持续的抗性品种的培育可以成功地限制该病的发生。
壳针孢属叶斑病(Mycosphaerella ribis)是斯堪的纳维亚和东欧国家黑醋栗的一种重要病害。这种病会导致叶片过早脱落,新梢生长受阻并造成减产。黑醋栗另一种叶斑病(炭疽病)(Drepanopeziza ribis)发生在欧洲各地,严重时影响叶片并导致过早落叶。黑醋栗新品种对炭疽病有较好的抗性。
(3)葡萄
葡萄主要种植在中部和南部地区。在北方,种植的葡萄只有50 hm2,全部用来酿酒。
生产的大部分葡萄用于生产葡萄酒、葡萄干或鲜食。葡萄的作物保护主要针对真菌病,每年可能需要施用12～15次杀菌剂。每年需要在酿酒葡萄生产中施用1～4种杀虫剂防治害虫,鲜食葡萄生产中施用8～10次杀虫剂。
葡萄园需要处理次数最多的葡萄病害包括霜霉病、白粉病和灰霉病。
螨和蚧壳虫是葡萄的主要害虫。新害虫的发生是欧洲葡萄栽培学家关注的另一个问题。在过去的15年中,在意大利北部发现了2种潜叶蝇(Phyllocnistis vitegenella和Antispila oinophylla)和一种叶蝉(Erasmoneura vulnerata)。最近的研究结果表明,某些害虫对葡萄的影响将随着温度升高而增强。
通过努力,一些新的抗性品种正在或将很快可用。Alonso-Villaverde等描述了不同品种对霜霉病或白粉病的抗性以及对灰霉病的抗性和易感性。一些品种已被发现具有可接受的抗性水平。
3 欧盟未来作物保护政策的选择
为避免社会对农作物保护措施的排斥,研究小组根据利益相关者的当务之急和喜好进行政策设计。制定该政策考虑了以下利益相关者群体：① 从消费的角度来看作物保护的主要利益相关者,如消费者、零售商和食品行业；② 从生产的角度来看作物保护的利益相关者,即农民；③ 从供应链视角关注作物保护的利益相关者(即作物保护产业、植物育种者和其他供应商；④ 从社会角度关注作物保护的利益相关者(即公民和非政府组织)。
欧盟的作物保护也需要朝着实现农业可持续发展的方向发展,这与欧洲绿色协议(European Green Deal)的目标一致。下面是欧洲未来作物保护的政策选择。
3.1 制定作物保护政策需系统考虑
欧盟(EU)制定的作物保护政策必须与欧盟共同农业政策同步执行。唯有如此才能防止政策目标之间的冲突。欧盟共同农业政策由9个目标组成：① 确保农民有合理的收入；② 提高竞争力；③ 重新平衡食物链中的权力；④ 气候变化行动；⑤ 环境关怀；⑥ 保护景观和生物多样性；⑦ 支持世代更新；⑧ 充满活力的农村地区；⑨ 保护食品和健康质量。
作物保护系统包括病虫草害防治的7个方面：精准农业、系统多样性、生物防治剂、降低抗性、新育种技术、保留现有的法律框架、使用农药。但是制定作物保护政策时,除了考虑作物保护自身的系统之外,还应把供应链系统和农产品国际贸易等纳入到整个系统中。
2018年6月1日,欧盟委员会提出了2020年后共同农业政策(CAP)应如何运作的建议。在这些建议中,明确承诺在环境和气候方面“力争更高的目标”。与此同时,在这一背景下,尽可能简化了工作。此文件概述了委员会的建议即如何努力实现这些目标的关键方面。
根据委员会的提议,更好地保护环境和气候将是CAP业务的核心部分。
该政策的9个“具体目标”中,有3个与环境和气候有关。这些目标如下：① 促进减缓和适应气候变化,以及可持续能源；② 促进水、土壤和空气等自然资源的可持续发展和有效管理；③ 有助于保护生物多样性,增强生态系统服务,保护栖息地和景观。
为了实现共同农业行动计划的这些(和其他)目标,每个成员国将起草一份“共同农业政策战略计划”。在其计划中,每个成员国将就这些目标分析其领土上的优势、劣势、机会和威胁(SWOT),及其相关需求。它将根据这些目标制定量化的目标,并在欧盟层面上设计实现这些目标的“干预措施”(行动类型)。委员会将在对计划质量满意后批准该计划。每年都将监测目标的进展情况,并根据需要调整计划。
3.2 欧盟作物保护政策选择
(1)保留现有的法律框架
政策选择的底线是保留现有的政策和法律框架。主要指关于将植物保护产品(PPPs)投放市场的法规Regulation(EC)1107/2009以及关于植物和动物源食品和饲料中农药最大允许残留量的法规Regulation(EC)396/2005。这些法规将根据监管评定和绩效计划(EFIT)的研究建议进行修订。农药登记及设定农药最高残留限量的标准将保持不变。育种、生物防治和精准农业的发展将会继续。但是,在这种选择下,环境保护和生物多样性方面将难以取得进展,而且消极的影响将继续下去。欧洲农民的收入不会提高。作物保护将继续在很大程度上依赖农药。由于欧盟并不是一个有吸引力的市场而且目前的登记程序需要很长时间,而且登记结果具有不确定性,因此新的植物保护产品的批准和引入是不确定的。如果欧盟以外的农业生产者能够创新并改善他们的生产过程,包括新的作物保护技术的创新,那么欧盟农场的竞争力将会下降。
(2)消除新育种技术的立法障碍
植物育种新技术(NPBTs)的发展可以通过增加基础研究的投资予以支持,这将提高创新速度。植物育种新技术包括一系列不同的提高植物育种效率和精度的技术。然而,目前植物新品种开发和引进的重要制约因素是当前立法中存在的若干弊端。为解决这一问题,欧盟委员会首席科学顾问小组(European Commission Group of Chief Scientific Advisors)认为,“转基因生物指令(GMO Directive 2001/18/EC)应该修订”“要更多强调最终产品的特性,而不是生产技术本身”。仅以产品为评价依据就意味着育种技术本身不应成为决定新品种能否投放市场的主要标准。相反,最终产品的基因组成才是评价标准。因此,一个合理的政策选择是调整立法,将最新的育种技术纳入考虑范围。如果欧盟立法不作调整,而是选择关闭欧盟边境的政策,那就只能禁止转基因植物品种的进入,因为它们是利用欧盟不允许的采用技术生产的。
创新育种技术的潜力只有在产生的新品种被授权用于商业生产才能实现。调整欧盟立法,将其从以过程管制调整到产品管制,才能实现新品种的引进。使用新的育种技术将支持更有针对性的品种发展,并可以显著提高对病虫害具有较好抵抗力的新品种的引进速度。更多的抗性品种将导致植物保护产品的使用减少。
(3)发展和推广生物防治
生物防治包括淹没式生物防治、保护性生物防治和使用生物农药、信息化学物质和植物防御刺激剂。生物农药指的是使用用来保护作物的节肢动物、微生物、线虫、病毒和来自这些生物的产品。为了加强生物农药的开发和使用,欧盟可以考虑几种政策选择。
一是决策者可以增加对基础研究和应用研究的投资,以开发新的生物防治剂。可以就生物防治剂投放市场提出单独的立法,以确保与化学农药相比具有相同的安全水平,但评审程序和要求不同。
另一种政策选择也可以是容忍新鲜食品中存在低水平的微生物和大生物(macroorganisms),当然前提是它们不得对人类健康或生物多样性构成威胁。这一点很重要,因为生物防治剂本身往往是微生物或大生物体。所以,一些生物防治剂、害虫或植物病菌可能存在于食品中。这种政策选择需要与植物检疫政策相联系。
最后,决策者还可以鼓励创建实验农场和农民网络,以在农场上开发和实施生物防治,并从知识丰富的创新经纪人和生物防治剂供应商那里获得支持,让农民学习新技术和分享经验,旨在改善农业社区的可持续性。开发生物防治剂可能需要大量的时间。制定单独的生物防治剂法规则可以提高登记的速度和方便性。检讨对新鲜食品上存在病虫害的零容忍度将扩大生物农药的使用范围。采用这些方法需要农民和劳动力获得新的知识和技能,因此需要接受教育和培训。
(4)资助作物诱导抗性的研究和培训
植物的防御机制可由多种生物和非生物因子诱导。与抗病育种相反,植物的基因组不会因诱导抗性而改变。开发通过使用生物和非生物制剂诱导植物抗性的技术是最近才出现的。目前还没有现成的商用产品,尚需要更多的研究。
一种政策选择是增加对基础研究和应用研究的投资。另一个政策选择是投资于推广工作者和农民在植物繁殖和栽培方面的教育和培训,并建立农民网络来分享经验和见解,以利于所有人。目前所进行的审查还没有发现使用生物和非生物诱导物质诱导抗性的负面影响,也没有关于诱导抗性的专门监管要求。虽然如此,仍可能有必要对生物和非生物诱导剂的商业化予以监管和授权,目的是防止滥用这类物质。
成功地商业化生物和非生物诱导物质来诱导作物抗虫和抗病性将减少对化学农药需求。正式规范生物和非生物诱导物质的上市才能防止产生环境和健康风险,并防止销售无效的产品。
(5)推行基因多样化种植制度
多样化的种植制度包括多种栽培措施,这样可以增加基因多样性及对非生物和生物胁迫的抵抗力。首先,通过支持应用研究,为农民开发实用的选择,以提高农民的种植体系的基因多样性水平。第二,通过刺激创造实验农场和农民网络促进基因多样化种植体系发展。
一旦基因多样化种植体系在控制害虫和病害方面取得成功,就不需要那么多或者根本不再需要农药了,也相应减少了农药对环境和生物多样性的负面影响。多样化的种植系统,增加田间、农场和景观水平的多样性,将不仅有助于功能性农业生物多样性,也有利于更广泛的生物多样性的形成。然而,多样化种植系统也会导致成本的增加和总收入的减少(与常规种植相比,特别是单一种植)。例如,一些额外的轮作作物比现有的作物提供的收入少。
(6)支持精准农业
精准农业(PA)关注的是对所有农业投入的优化,如劳动力、化肥和机械的使用。PA的发展很可能对传统农业和未来的替代农业系统都产生越来越大的影响。为了充分利用PA所能提供的潜力,做出政策决定是必需的。可以考虑若干政策选择来刺激PA的开发和使用。
可以加强PA技术在监测作物病虫害和选择性控制杂草等方面的具体应用(检测、鉴定和定量)。使用精密喷雾可以优化农药的用量,减少飘移。自动化的数据收集技术可用于优化作物保护策略。需要投资并努力改进农民及其雇员掌握精准农业的技术、环境和管理知识与技能。然后建立起贯穿整个食物链的开放数据方法,制定促进数据交换的标准,保障农民的数据能够流向其他利益相关者。最后,应在立法方面考虑农药的定点使用。在作物保护中使用PA技术可以从3个方面减少农药的使用：PA观察技术支持对病虫害的早期发现,使农民能够及早干预；通过只治疗受感染的部位,使农民减少农药的用量；通过调整田间具体情况的处理而减少环境排放。进一步的好处是PA技术有助于保护非靶生物。
(7)限制化学农药的使用
前面讨论的所有作物保护政策都可能对环境产生积极影响,因为它们减少了对农用化学农药的需求。政策制定者也有可能直接影响化学农药的负面影响。决策者们可以禁止任何化学农药的使用,或调整使用农药的规则,包括那些与PA技术相关的方面。他们还可以调整农药活性成分的审批或制剂登记的标准,如降低活性物质的浓度,限制紧急使用授权的次数等。这些还将导致农药的价格上涨。
禁止使用化学农药将显著影响每公顷的作物产量,这一点在有机农业生产上表现很明显。这样的话,为了维持欧盟的食品生产就不得不增加耕地面积。但是扩大耕地面积会损害生物多样性。因此必须加大努力,开发不会降低农作物产量的可持续的化学农药替代品,以限制任何长期对增加耕地面积的需要。更精确的农药使用可以减少农药用量。农药有效成分审批和制剂登记标准的调整会对农药产品的可获得性产生影响。更严格的标准会增加开发、审批和登记的成本,这也将导致农药价格上涨,并可能增加财务成本。如果有可接受的替代作物保护措施,传统农药的高成本就会使其用量减少。农民将调整传统农药的使用,以使财务回报最大化。对农药征税的理由是用所得款税款补偿农药使用带来的负面影响,如改善人类健康、环境保护和生物多样性。