甘薯(Ipomoea batatas L.),旋花科甘薯属一年生或多年生蔓性草本双子叶植物,是世界第七大粮食作物,在我国已有400余年的种植史,为我国第三大块根作物(仅次于马铃薯和木薯)。
自1963年以来,我国甘薯的种植面积和产量一直稳居世界首位。就我国甘薯的整体生产而言,自1963年种植面积达到峰值(964万公顷)后一直呈下降趋势,至2019年种植面积已降至237万公顷、总产量5200万吨,分别约占世界甘薯种植面积和总产量的31%和57%。由于我国甘薯种植范围广、种薯频繁调运、长期连作,生产过程中处于高温多雨期,各种病原菌、害虫、杂草等有害生物频繁活动,致使甘薯遭受不同程度的危害,严重制约了甘薯产量和品质的提升。
本文综述归纳了我国甘薯病虫草害种类、分布特点及其使用农药产品登记现状,并对其总量规模、产品结构、种类状态、剂型类别、毒性等级、新品种和生产企业分布情况进行了总结,以期为保证中国粮食安全、甘薯产业健康发展和乡村振兴提供参考。
我国甘薯种植概况
甘薯俗称地瓜,又叫红薯、番薯、白薯、山芋、白芋、红芋、红苕,是我国重要的粮食、饲料、工业原料和能源作物之一,也是一种保健蔬菜。甘薯富含淀粉、维生素、膳食纤维、微量元素和多酚,与马铃薯、山药(薯蓣)、木薯、豆薯(凉薯)、姜、芋(芋头)、葛(粉葛)、魔芋(麻芋子)、菊芋(洋姜)、甘露子(螺蛳菜)、香芋(菜用土圞子)、蕉芋(姜芋)等同为薯芋类蔬菜。甘薯原产于南美洲的热带地区,广泛分布于印度尼西亚、印度、古巴、巴西、巴基斯坦和美国等120多个国家,其中中国是世界最大的甘薯生产国。目前,甘薯在我国各省广泛种植,主要分布在以山东、河南、安徽、江苏为主的黄淮流域春夏甘薯区和夏秋、秋冬两熟的南方甘薯区(包括台湾、福建、江西、湖南、广东、广西、贵州、云南)及长江流域夏甘薯区(包括湖北、浙江、上海、重庆),以及北方春甘薯区(包括黑龙江、吉林、辽宁、河北、北京、晋南、陕北、宁夏南部和甘肃东南部)。从甘薯品种结构来看,″商薯″、″鲁薯″、″同薯″、″普薯″、″潮薯″、″岩薯″、″南薯″、″湘薯″、″秦薯″、″烟薯″、″济薯″、″金薯″、″桂薯″、″鄂薯″、″徐薯″、″广菜薯″、″福薯″、″青农″和″广薯″等系列品种分布在南北方甘薯产区。我国甘薯产期因气候条件、品种特性、种植时期而异,一般春甘薯、夏甘薯、秋甘薯、冬甘薯在4月中旬至5月上中旬、5月初至6月中旬、7月下旬至8月上旬和11月上旬至下旬扦插(栽插),分别于9月下旬至10月中下旬、10月下旬至11月上旬、11月上旬至12月下旬和翌年4月上旬成熟收获。
我国甘薯上防治对象的现状
目前,甘薯上病虫草害的防治及其生理活动需要生长调控已成为我国甘薯生产丰产、高产管理的关键措施。
(一)甘薯常见病虫草害
据笔者不完全统计,我国甘薯常见病虫草害至少有234种(不含非侵染性病害和野兔、褐家鼠、小家鼠、黑家鼠、黄胸鼠、黄毛鼠、板齿鼠、社鼠、棕色田鼠、中华鼢鼠、东北鼢鼠、大足鼠、草原鼢鼠)。其中,病害有57种、害虫有103种、杂草有74种。
1. 甘薯病害发生种类与分布
甘薯病害发生规律复杂多变,在不良环境影响下,严重危害甘薯生产。据笔者整理、统计,我国甘薯常见病害(包括真菌、细菌、病毒、线虫)有57种,不包括甘薯非生物病害,如营养胁迫(含缺氮症、缺磷症、缺钾症、缺镁症、氮素过剩症)、气象灾害(含涝害、旱害、冷害、冻害)、贮藏病害(含湿害、干害、空心发疱)及药害、盐害、酸害等,其中发生最为普遍且危害较重的主要病害有20多种,如甘薯黑斑病、甘薯根腐病、甘薯蔓割病、疮痂病、白绢病、丛枝病、软腐病、斑点病、紫纹羽病、茎线虫病等。
2. 甘薯害虫发生种类与分布
甘薯害虫种类繁多,其形态、变态方式、颜色、食性等方面均有不同程度的差异。甘薯害虫猖獗成灾与天气条件、害虫分布、发生世代、天敌多少、食料优劣、甘薯品种、栽培密度和栽培管理等密切相关。据笔者整理、统计,我国甘薯田常见的害虫有2门4纲8目34科103种。其中,危害甘薯较重的常发性害虫有30多种,如蛴螬(金龟子)、蝼蛄、金针虫、地老虎、蟋蟀、蚜虫、象甲、叶甲、斜纹夜蛾、天蛾、麦蛾、线虫等。在甘薯害虫中,甘薯小象甲是甘薯瘟病的传播介体,叶蝉是传播甘薯丛枝病、甘薯花叶病毒的媒介昆虫,粉虱是传播甘薯丛枝病、甘薯煤污病、甘薯褪绿矮化病毒、甘薯曲叶病毒、甘薯黄矮病毒、黄瓜花叶病毒、甘薯轻斑驳病毒的传毒媒介,蚜虫是甘薯羽状斑驳病毒、甘薯病毒G、黄瓜花叶病毒、甘薯脉花叶病毒、甘薯病毒2、甘薯病毒C、甘薯丛枝病等多种甘薯病毒的传毒昆虫。
3. 甘薯田杂草种类与分布
从甘薯田杂草发生来看,甘薯田杂草种类繁多,草相复杂,单、双子叶杂草混合发生普遍,种群量大,发生期长,生长速度快,与甘薯争水、争肥、争光,造成植株衰弱,传播病虫害,最终导致甘薯减产,是制约甘薯产量和品质的重要因子之一。据笔者整理、统计,我国甘薯田常见杂草有20科74种,其中发生普遍、危害较重的杂草有稗草、狗尾草、小旱稗、马唐、反枝苋、凹头苋、绿苋、马齿苋、铁苋菜、苍耳、苘麻、龙葵、刺儿菜、大刺儿菜、藜等。在甘薯田杂草中,五爪金龙是甘薯蜡龟甲的寄主植物,圆叶牵牛是白薯天蛾、甘薯小象、甘薯麦蛾、甘薯蜡龟甲的寄主植物,打碗花是甘薯叶甲、甘薯小象、甘薯麦蛾的寄主植物,田旋花是盲蝽、甘薯麦蛾、谐夜蛾、小地老虎的寄主植物,月光花、五爪金龙是甘薯麦蛾、甘薯小象的寄主植物,苍耳是蚜虫的寄主植物,狗尾草、稗草是叶蝉的寄主植物,狗尾草、看麦娘是甘薯根腐病的传媒媒介,圆叶牵牛是甘薯白锈病、甘薯曲叶病毒的传播媒介,马齿苋、打碗花是甘薯茎线虫病的传播媒介,月光花、圆叶牵牛是甘薯黑斑病的传播媒介,曼陀罗是甘薯病毒2的传播媒介,裂叶牵牛是甘薯曲叶病毒的传播媒介。
(二)甘薯生理活动需要调控
调控甘薯生理活动是甘薯增产增收的一条新途径。目前,甘薯生理活动需要生长调控的应用技术有近10项,诸如调控甘薯节间(缩短)、藤蔓(旺长),打破种薯休眠、促进生根、提早出苗、节种、促进块根膨大、提高品质和增产。其中,比较常见的甘薯生长需要使用农药进行调控,具体措施有调节生长、促进生长、控制藤蔓、增产。
我国甘薯用农药登记总体情况
(一)薯芋类蔬菜用药登记情况
截至2022年10月30日,我国薯芋类作物(包括马铃薯、姜、甘薯、山药、芋和魔芋)用农药登记产品共有940个(见表1)。原药(TC)1个,制剂939个。其中杀菌剂产品566个,占登记薯芋类蔬菜用药总数的60.21%；杀虫剂产品149个次之,占登记薯芋类蔬菜用药总数的15.85%；除草剂产品136个略逊,占登记薯芋类蔬菜总数的14.46%；植物生长调节剂产品76个,其他农药产品13个。已登记农药低毒以下产品877个,占比为93.29%。
(二)我国甘薯用农药登记现状
1. 总量规模
从发展趋势来看,1984年以来甘薯用农药产品登记呈缓慢增长趋势,企业数年均增幅1.2%,产品总数年均增幅2.25%。截至2022年11月1日,我国在甘薯上登记的有效期内的企业71家,产品总量89个(见图1),约比马铃薯上登记的农药产品总量少85%,但远多于茄子、芥蓝、青花菜、花椰菜、莴苣、芥菜、洋葱、魔芋、芋、山药、蕹菜、青菜、萝卜、豌豆、扁豆、南瓜、冬瓜、节瓜、菜瓜、丝瓜、西葫芦等其他蔬菜上登记的农药产品。经统计,89个登记产品包括85个单制剂和4个混配制剂,分别占甘薯登记农药总数的95.5%和4.5%,共涉及有效成分23种。
2. 产品结构
从农药产品类别结构来看,甘薯上登记的农药产品有四类,其中杀菌剂产品36个、杀虫剂产品32个、植物生长调节剂产品12个、除草剂产品9个,分别占甘薯用农药登记总数的40%、36%、14%、10%(见图2)。
(1)杀菌剂
在登记的甘薯用杀菌剂中,共登记农药产品41个,均为单剂。其中以甘薯黑斑病登记的农药产品数量最多,有35个(见表2)；甘薯茎线虫病次之,有6个(见表3,含茎线虫、线虫)。
甘薯上登记的杀菌剂产品中(含杀虫剂、杀虫剂/杀线虫剂),实际登记的有效成分有10种,均为单剂(见表4)。登记的杀菌剂单剂集中在前3种有效成分(见表4),约占甘薯田杀菌剂单剂登记总量的83%。
单剂登记数量最多的为甲基硫菌灵,有27个登记产品,占单剂总数的66%；代森铵登记5个,占比为12%；其余产品9个,占比为22%。
(2)杀虫剂
在登记的甘薯用杀虫剂中,共登记农药产品27个,均为单剂。其中,以甘薯小象甲登记的农药产品数量最多,有18个(见表5)；甘薯天蛾次之,有8个,其余为甘薯斜纹夜蛾1个。
甘薯上登记的杀虫剂产品中(含杀虫剂/杀螨剂),实际登记的有效成分有4种,均为单剂(见表6)。登记的杀虫剂单剂集中在前3种有效成分(见表6),约占甘薯田杀虫剂单剂登记总量的96%。
单剂登记数量最多的为乐果,有14个登记产品,占单剂总数的51.85%；苏云金杆菌登记8个,占比为29.62%；杀螟硫磷登记4个,占比为14.81%。
(3)植物生长调节剂
登记的甘薯用植物生长调节剂中,有单剂9个、混剂3个。其中,以调节生长登记的农药产品数量最多,有10个(见表7)；控制藤蔓、增产和促进生长各1个。
甘薯上登记的植物生长调节剂产品中,实际登记的有效成分有5种,其中单剂3种(见表8)、混剂2种,而混剂中仅烯效唑、调环酸钙2种有效成分,未以单剂形式在甘薯上登记。登记的植物生长调节剂单剂集中在氯化胆碱、甲哌鎓2种有效成分,占甘薯用植物生长调节剂单剂登记总量的88.88%。
单剂登记数量最多的为氯化胆碱,有6个登记产品,占单剂登记总数的66.66%；甲哌鎓2个,占比为22.22%。
登记的混剂中,氯胆.萘乙酸的登记数量最多,有2个,占所有混剂登记数量的66.66%；调环酸钙.烯效唑的登记数量次之,有1个。
(4)除草剂
在登记的甘薯用除草剂中,有单制剂8个、混剂1个。其中,以阔叶杂草登记的农药产品数量最多,有4个,接着一年生阔叶杂草有2个,其余为一年生杂草、一年生禾本科杂草、一年生禾本科杂草及部分小粒种子阔叶杂草各1个。
甘薯上登记的除草剂产品中,实际登记的有效成分4种,均为单剂,有4类4种(见表9)。登记的除草剂单剂主要集中在灭草松、唑嘧磺草胺2种有效成分,占甘薯除草剂单剂登记总数的75%。
单剂登记数量最多的为灭草松,登记产品有4个,占单剂总数的50%；唑嘧磺草胺次之,有2个,占比为25%；其余为精喹禾灵、异丙草胺各登记1个。
登记的除草剂混剂产品仅有1个(精喹禾灵.唑嘧磺草胺),防治对象为甘薯田一年生杂草。
3. 种类状态
从农药种类状态来看,甘薯使用农药登记以化学农药为主,涉及登记产品78个,占比高达87.64%；生物农药的登记产品有11个,占登记产品总数的12.36%。
4. 剂型类别
89个登记产品中,涉及登记农药的剂型类别和所占数量见图3。登记数量居首位的为可湿性粉剂(WP),共有34个,占甘薯用药登记总数的38.2%；其次为乳油(EC)21个、水剂(AS)15个,占比分别为23.59%、16.85%；其后依次为悬浮剂(SC)5个,接着微囊悬浮剂(CS)和颗粒剂(GR)各3个,紧随其后的是可分散油悬浮剂(OD)、可溶液剂(SL)、可溶粉剂(SP)各2个,其余为微乳剂(ME)、原药(TC)均为1个。
5. 毒性等级
甘薯上农药登记产品的毒性统计见图4,低毒农药品种64个,占登记农药总数的72%；中等毒农药品种21个,占比24%；其余为微毒3个、剧毒1个,说明我国甘薯上登记农药产品的毒性等级有待改善。
6. 新品种
我国甘薯上2015-2022年(11月1日)登记农药新品种产品共计6种8个,占甘薯上登记农药总数的8.98%,其中登记杀菌剂新品种产品2种3个,占登记农药新品种总数的37.5%；除草剂新品种产品2种3个,占比37.5%；杀虫剂和植物生长调节剂新品种产品共2种2个,合计占比为25%。
近年来,我国甘薯登记农药新品种中生物农药仅1种(见表10),占首登农药新品种的16.66%,说明我国甘薯使用生物农药新品种较小麦上登记生物农药新品种进程较慢。2015-2022年(11月1日)甘薯上国内、国外企业首登化学农药新品种和年份分别见表11、表12。
7. 领先省份和代表企业
经统计,我国甘薯使用农药生产企业共71家,分布在我国20个省(自治区、直辖市)70家。从境内生产企业家数来看,山东省和江苏省是登记甘薯用药生产企业最多的省份,并列第一,各有11家,合计占比31%；陕西省和安徽省各5家,并列第三；广东(4家)、河北(4家)、四川(4家)、浙江(4家)和重庆(3家)的企业家数均超过2家。除了境内生产企业外,还有1家瑞士企业(瑞士先正达作物保护有限公司)也在中国进行了甘薯使用农药产品的登记。甘薯用药登记领先省份的代表企业情况见表13。
前景展望
从国外甘薯用药来看,盛产甘薯的印度尼西亚、尼日利亚、坦桑尼亚、乌干达、韩国、印度、巴西、日本、韩国、越南、菲律宾、卢旺达、美国、孟加拉、俄罗斯、加拿大、古巴、以色列、澳大利亚、阿根廷、哈萨克斯坦、巴布亚新几内亚、阿尔及利亚和泰国等国家都可成为我国农药企业出口目标国。当前,国外发展的龙灯化学、润尔科技、吉翔农化、华星化工、丰乐农化、广康股份、七洲股份等中国农药企业,在稳定现有农药出口市场的同时,应抓住国外甘薯产业需要农药进行保护的机遇,谋划全球甘薯用药市场布局,与瑞欧科技、网联登记咨询等农药登记服务机构联合展开国内外农药登记事务,加快EX农药登记和批准进口农药登记工作,努力构建我国农药服务全球甘薯产业发展新格局。
从国内甘薯用药来看,我国3大甘薯产区使用农药一直是刚性需求,甘薯用药登记提升空间比较大。且随着种植甘薯生产者补贴、使用生物农药补贴等多项政策的利好,尤其是间作、套种绿色有机甘薯田用药强劲增长,以及甘薯田有害生物重发、频发、多发需要农药保护,加之高效低毒、农药新品种和生物农药的广泛使用,特别是诱杀地下害虫的颗粒剂、引诱食叶害虫的性信息素等非喷雾农药增长进程会加快,研究表明未来国内甘薯使用农药的总量会平稳增长,甘薯用药登记会明显上升,其发展前景看好。
存在问题和发展建议
1. 产品供给不充足
近年来,甘薯使用农药登记产品总量缓慢增长,但甘薯使用农药登记产品数在全国农药登记总数的占比偏小,仅占0.0019%,不能满足统防统治服务组织和农民对甘薯用药的需求。
从甘薯用药情况看,甘薯上农药品种明显匮乏、防治对象可选择性差或无药可用、易产生抗药性、高危风险农药和传统剂型多、农药新品种和生物农药、混剂太少等一系列问题,已成为制约着我国甘薯产业高质量发展的重要因素。故建议农药登记管理部门出台甘薯使用农药专项阶段性减免登记制度,减轻农药企业的负担,降低甘薯上农药登记成本,助力甘薯上农药登记数量迅猛增长,确保甘薯产业可持续健康发展。
从产品结构来看,以杀菌剂和杀虫剂为主的产品结构已不能适应统防统治服务组织和农民对甘薯使用农药结构升级的需求,产品结构亟需进一步优化,且两者之和占甘薯用农药总数的76%,目前登记病虫害分别集中在甘薯黑斑病、线虫(病)和小象甲、天蛾、斜纹夜蛾上,产品同质化现象严重、选择性差或无选择性,菌核病、软腐病、黑点病、疮痂病、蔓割病、病毒病、瘟病、细菌性茎腐病等病害和蝗类、蟋蟀类、蝼蛄类、叶蝉类、金龟类、螨类等其他常见害虫均无登记的防治用药；甘薯上植物生长调节剂不足,其登记在促进生长、控制藤蔓及增产的有效成分仅2种、产品2个,使用时无选择性；甘薯上除草剂相对缺乏,目前登记防治杂草主要集中在一年生杂草、一年生禾本科杂草及部分小粒种子阔叶杂草上,可选产品范围单一,影响除草剂的轮换使用,或加剧部分杂草的抗药性产生,绵枣儿、蒲公英、刺儿菜、紫茎泽兰、苣荬菜、散生木贼、节节草、笔管草、田旋花、打碗花、长叶车前、鹅绒藤、牛繁缕等多年生杂草仍无药可用,已登记除草剂不能满足生产上防除苘麻、野燕麦、萹蓄等大粒杂草的用药需求。建议农药登记管理部门导引企业登记方向,促进甘薯使用农药产品结构、农药品种和防治对象均衡发展,改变杀菌杀虫剂产品比例过高、品种相对单一的局面,优化农药产品结构。
2. 高危农药品种多
目前,甘薯上因髙毒及对人体健康或生态环境而有风险的有效成分52个。此外,笔者研究发现,2002年5月24日农业部发布第199号公告《农业部公布国家明令禁止使用的农药和不得在蔬菜果树茶叶中草药材上使用的高毒农药品种清单》,涕灭威等19种高毒农药不得用于蔬菜、果树、茶叶、中草药材上；2013年12月18日农业部发布第2032号公告《农业部对氯磺隆、胺苯磺隆、甲磺隆、福美胂、福美甲胂、毒死蜱和三唑磷等7种农药采取进一步禁限用管理措施》,自2014年12月31日起,撤销毒死蜱和三唑磷在蔬菜上的登记,自2016年12月31日起,禁止毒死蜱和三唑磷在蔬菜上使用；2017年7月14日农业部第2552号公告《农业部对硫丹、溴甲烷、乙酰甲胺磷、丁硫克百威、乐果等5种农药采取管理措施》,自2017年8月1日起,撤销丁硫克百威、乐果(包括单剂、复配制剂)用于蔬菜等作物的农药登记,……自2019年8月1日起,禁止乙酰甲胺磷、丁硫克百威、乐果在蔬菜、瓜果、茶叶、菌类和中草药材作物上使用。然而,甘薯是一种粮食作物,也是薯类蔬菜,明令禁止了丁硫克百威、乐果、涕灭威、三唑磷4种农药在蔬菜(甘薯)上不得使用,但这4种农药仍在甘薯使用农药登记之中,故建议各级农药登记管理部门严格执法,或建立分期分批分阶段淘汰有效成分清单目录,也可出台一个撤销(撤回)丁硫克百威、乐果、涕灭威、三唑磷等4种农药在蔬菜(甘薯)上的登记证、生产许可证(生产批准文件),停止生产上述高危农药,同时助推替代禁限用农药品种登记。
3. 农药最大残留限量标准待完善
为促进甘薯产品进出口贸易,切实保护人民身体健康,《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》(GB 2763-2021)中规定了119种残留物在甘薯(根茎类和薯芋类蔬菜)中的最大残留限量标准,包括16种已在我国甘薯上登记的农药、51种未登记农药和52种禁限用及高危风险农药。
119种残留物的最大残留限量囊括了甘薯生产上的常用药,除苏云金杆菌豁免制定食品中最大残留限量标准外,仍有氯化胆碱、灭草松、唑嘧磺草胺、乙蒜素、调环酸钙、烯效唑、精喹禾灵、多菌灵、大蒜素等农药有效成分残留物的最大残留限量未给出,这为甘薯的安全生产留下了隐患,故建议有关部门完善甘薯上农药最大残留限量标准,保证我国甘薯产品高质量发展,切实保障人民群众″舌尖上的安全″。