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代森锰锌还能在欧盟“混”得下去么??? qrcode

−− 近日,欧盟再次热议是否禁用代森锰锌,借此契机探讨一下代森锰锌的前世、今生以及未来

2020-04-04

农业杀菌剂是指用于防治由各种病原微生物引起的植物病害的农药,一般指杀真菌剂,主要施用作物果树和经济作物。短期内,主要影响因素是病虫害发生的程度和气候的影响;长期内,杀菌剂销售额的上升,主要是由于杀菌剂是提高食品产量和品质的重要因素;病害的抗性发展要求不断开发新的作用位点的杀菌剂,杀菌剂已成为近年来农药开发热点之一,发展前景广阔。
 
在杀菌剂使用中,易产生抗性的杀菌剂有很多,尤其是单一位点的杀菌剂。而多作用位点保护性杀菌剂品种的长期使用,其可贵之处在于至今没有抗性产生。其中多作用位点的保护性杀菌剂硫磺、铜制剂、百菌清、代森锰锌四大品种是杰出代表,且大多历史悠久(硫磺和铜制剂已有百年以上历史,而代森锰锌和百菌清使用至今也已超过半个世纪)。这四大保护性杀菌剂品种使用至今,销售额一直呈增长之势,其阻碍病菌的侵入,使植物免受危害的辉煌业绩已使其成为杀菌剂品种中的楷模……
 
近日,欧盟国家又开始热议代森锰锌。欧盟植物、动物、食品和饲料常设委员会于2020年3月23日和24日举行会议,商讨是否继续授权使用代森锰锌。代森锰锌再次被推向风口浪尖,编者借此契机,为大家探讨一下代森锰锌的前世、今生以及未来。
 
代森锰锌凭啥称霸杀菌界50多年?
 
代森类产品是一组分子中含有乙撑双二硫代氨基甲酸盐(或酯)结构(简称“EBDC”)的杀菌剂,拥有近80年的发展历史。代森锰锌(mancozeb),化学名称乙撑双二硫代氨基甲酸锰和锌的络盐,CAS号8010-01-7,分子式 (C4H6MnN2S4)xZny,相对分子质量(265.24)x+(65.38)y,分子结构如下。
1940年杜邦开发了第1个代森类产品--代森钠;由于代森钠药效不稳定,很快代森锌、代森锰相继问世;随后,巴斯夫带来了代森联,Roberts开发了代森铵,拜耳开发了丙森锌;直至1961年,罗姆哈斯公司(现属科迪华)推出了代森锰和代森锌的离子聚合物产品--代森锰锌,并于1968年开发出了络合态代森锰锌,在防效、持效期、安全性上都超越了之前开发的代森类产品。络合态代森锰锌防效高,非常稳定、安全,持效期长,是目前使用最广的代森类产品。 
由于代森类产品作用于病原菌细胞上的多个位点,病原菌难以产生遗传性适应能力,其抗药性风险较低。代森锰锌虽已问世50多年,但至今尚未发现植物病原真菌对其有明显的抗药性。和代森锰、代森锌等杀菌剂相比较,代森锰锌的分子结构更加稳固,喷施在植物体上以后,实际活性成分EBIS和EBI的转化更加稳定可控,这就造就了代森锰锌对病害的药效更好、对作物的安全性更高等优势。
 
代森锰锌不易产生抗性,防治效果明显优于其他同类杀菌剂,且对作物具有增产和保护作用。代森锰锌属于多作用位点杀菌剂,能有效抑制菌体内丙酮酸的氧化,且锰和锌等元素对作物有明显的促壮、增产作用。代森锰锌常与内吸性杀菌剂混用,以达到提高防治效果,延缓病原菌产生抗性的目的。
代森锰锌的主要剂型
 
代森锰锌杀菌谱广,从低等真菌到高等真菌,对大多数病原菌都有效果。在全球90多种作物上登记防治400多种病害,应用作物主要集中于果树和蔬菜,如梨黑星病,柑橘疮痂病、溃疡病,苹果斑点落叶病,葡萄霜霉病,荔枝霜霉病、疫霉病,青椒疫病,黄瓜、香瓜、西瓜霜霉病,番茄疫病,棉花烂铃病,小麦锈病、白粉病,玉米大斑病、条斑病,烟草黑胫病,山药炭疽病、褐腐病、根茎腐病、斑点落叶病等。
 
近年来,随着果树和蔬菜种植面积不断扩大,相关病害防治需求持续增加,尽管新型杀菌剂层出不穷,但代森锰锌以其突出的优点,历经几十年仍久盛不衰,应用面积不断扩大,其全球销售额在杀菌剂中名列前茅,至今仍然是全球市场追捧的热点。
 
全球15强杀菌剂,代森锰锌位列榜眼
 
根据Phillips McDougall公司的数据统计,2018年,全球前15大杀菌剂依次为:嘧菌酯(14.20亿美元)、代森锰锌(10.28亿美元)、吡唑醚菌酯(9.75亿美元)、肟菌酯(8.10亿美元)、丙硫菌唑(7.85亿美元)、戊唑醇(6.05亿美元)、氟环唑(5.26亿美元)、甲霜灵(4.80亿美元)、啶氧菌酯(4.70亿美元)、氟唑菌酰胺(4.70亿美元)、铜类杀菌剂(4.35亿美元)、百菌清(4.31亿美元)、苯并烯氟菌唑(3.91亿美元)、丙环唑(3.85亿美元)、啶酰菌胺(3.65亿美元)。以上全球前15大杀菌剂的销售总额为95.76亿美元,占当年181.58亿美元杀菌剂销售额(包括非作物用杀菌剂)的52.7%。
 
代森锰锌全球市场销售额逐年增加:2003年为2.90亿美元,2005年3.65亿美元,2007年4.00亿美元,2009年5.50亿美元,2010年5.70亿美元,2012年为6.30亿美元;2014年受农产品价格下滑、美元走强、气候条件不利等因素影响,销售额降至5.9亿美元低点,2015年开始逐步回暖,回升至6.10亿美元,2016年6.65亿美元,2017年达到9.21亿美元,2018年突破十亿大关,达到10.28亿美元,目前超过丙硫菌唑、吡唑醚菌酯,成为仅次于嘧菌酯位居全球杀菌剂第2位的品种。
 
代森锰锌是世界上使用最广泛的保护性杀菌剂之一,构成EBDC杀菌剂的大部分市场份额。代森锰锌在全球的产能早已超过20万吨,未来该行业将在全球市场竞争中形成高度集中的状态,排名前五位的公司在代森锰锌领域占全球市场份额的80%以上。
 
在代森锰锌领域,UPL技术水平国际先进,年产能90,000吨,全球第一;Coromandel、Sabero、Indofil等多家印度龙头企业年产能均在30,000吨左右,主要采取低价竞争手段;美国陶氏益农(现为科迪华)技术水平国际领先,品牌影响力大,全球范围内的市场营销网络完善,年产能40,000吨。国内现有产能6.4万吨,目前利民股份拥有产能4万吨,是国内行业绝对龙头。国内其他竞争对手主要包括:扬农化工通过并购收购南通宝叶,现有代森锰锌产能0.7万吨;西安近代拥有0.5万吨产能;陕西安德瑞普拥有产能0.4万吨。此外,利民股份代森产能自15年搬迁后提升了品质和工艺,新投产的1万吨代森系DF产品项目中有一半是锌含量更高的中高端产品代森联,未来在中高端市场占有率将持续提升。
 
代森锰锌再次引发欧盟热议
 
在保护性杀菌剂中,代森系杀菌剂(EBDCs),尤其是代森锰锌的推广应用面积越来越大,长期过量和不合理施用导致代森锰锌及其代谢物ETU(乙撑硫脲,化学名称为四氢咪唑-2-硫酮)在土壤和农产品中的残留增加,将直接威胁人类健康。因此,对代森锰锌及其代谢物的残留检测成为人们研究的热点之一,残留研究主要集中在黄瓜、马铃薯、香蕉、柑橘、苹果、西瓜和水稻等作物。
 
-  研究人员对代森锰锌慢性毒性研究发现,长期暴露于代森锰锌可能会造成甲状腺问题或引起帕金森等神经退化性疾病;
-  欧盟依据《全球化学品统一分类和标签制度》(GHS)对人类生殖毒性的分类标准,认为其可能对人类具有生殖毒性;
-  ETU对动物体致癌证据充分,但对人体致癌证据不足,国际癌症研究机构(IARC)将ETU定为2B类致癌物
 
由于发现EBDCs的代谢物ETU是具有三致性的有毒降解物,故在70年代人们曾否定EBDCs在农业上的应用。但进一步的研究又发现,ETU很容易被光解,而且降解迅速,不足以对人构成危险,因此从80年代各地又开始恢复使用EBDCs,并直到现在。同时,人们对ETU的降解及残留研究仍在不断地进行中。
 
围绕EBDCs类药剂使用的安全性,欧美各国意见不一,FAO/WHO农药残留联合会议(JMPR), 美国环保局(EPA)及英国政府农药咨询委员会(ACP)对此进行了多次评价。
 
代森锰锌在欧盟登记状态更迭过程
 
2019年12月9日,欧盟委员会根据实施条例2019/2094,批准延长代森锰锌、代森联等9种物质的登记有效期限。这些活性物质的登记有效期将延长至2021年1月31日或2021年2月28日。该规定已于2019年12月29日生效。
 
代森锰锌目前在欧盟28国登记在册
 
但是,近期,欧盟植物、动物、食品和饲料常设委员会于2020年3月23日和24日举行会议,商讨是否继续授权使用代森锰锌。包括绿色和平组织、地球之友、Hogar sin Toxicos、生态学家在行动、Alborada基金会和Fodesam在内的组织要求政府投票禁止此种产品,以支持欧洲农药行动网(PAN Europe)发起的运动。他们认为:“根据欧盟指令1107/2009附件二第3.6.4条,代森锰锌属于生殖毒性农药,仅这一项即可予以禁用。欧盟在2006年批准了代森锰锌的广泛用途,但当时依据的数据并不充分。欧盟委员会本应在2016年对这一批准进行审查,却以工作量太大为由未予实施,因而产品的授权得以延长。最近一次延长产品授权是在2019年,当时欧洲议会对此提出了异议。”
 
专门研究农药问题的欧洲农药行动网Hans Muilerman认为,“几乎没有其他农药(比代森锰锌)有更多的理由被禁用”。
 
常设委员会有望在近期会议上就是否禁用该物质做出决定。这是一个历史性的时刻,欧盟委员会和欧盟成员国将在20年来首次讨论禁用这种物质的可能性。
 
早在1987-1992五年时间里,美国环保局(EPA)对EBDCs,包括代森锰锌进行了广泛的专项调查。由于此问题,人们呼吁禁用代森锰锌,但美国农业部认为,如按标签推荐量使用,实际风险非常低,而且此杀菌剂是抗-抗性策略的重要组成部分,故拒绝了此要求。后来,于2005年,EPA批准了代森锰锌在美国重新注册。2020年3月25日,美国加利福尼亚州农药监管部门(CDPR)还批准了美国Certis公司的ManKocide ®(含有代森锰锌和氢氧化铜的混配杀菌剂),因其在蔬菜、水果和木本作物病害方面具有稳定可靠的防效而倍受赞誉。先前,ManKocide已被加州批准用于多种作物,CDPR宣布将拓展该杀菌剂的使用标签范围,涉及包括扁桃树和核桃在内的多种木本坚果作物。
 
世界卫生组织认为:“按标签进行操作的话,代森联和代森锰锌不可能有急性风险。其纳米制剂的开发成功将有助于减少使用剂量,使对动物和人类的有毒影响降到最低。”
 
“极细”代森锰锌,“领秀”杀菌剂之林
 
近年来,利民股份针对国外企业在代森锰锌技术垄断和封锁的情况下,对代森锰锌的生产工艺流程从根本上进行创新,生产出了全新一代“全络合代森锰锌”原药,开发出“利民领秀”,细度能达到2μm,具有国外全络合态代森锰锌WP产品所有的优异性能,其生产工艺中由于环保处理一次到位,整个生产流程都在负压下操作,也避免了粉尘对人员的危害。
 
所谓全络合态代森锰锌意味着以锰离子为核心,锌离子为外壳,锌离子能够完全包裹在锰离子外面,可以用锌离子来控制锰离子释放速度,能有效地为作物提供所需的微量元素锰和锌,增强了作物抵抗病害的能力、延长了药效持效期,耐雨水冲刷,大大提升了对作物的防效和安全性。
 
利民股份络合态代森锰锌产品获得国家授权专利19项,其中发明专利4项。利民股份经过特殊的化学合成及加工工艺而研发的新一代络合态代森锰锌产品质量和收率达到世界一流水平,“领秀”受到市场的普遍欢迎。近年来,其销售量、销售收入、市场占有率逐年提升,2017年分别达27,830.61吨、63,441.82万元、71.6%,均居国内第一;全球市场占有率为27.2%,居全球第二。
 
如何让历史悠久的代森类杀菌剂焕发新的活力,利民股份在报告中概括了4个方面:① 新配方开发,创新发现新的适用症、新用法。如安道麦开发的戊唑醇+代森锰锌+啶氧菌酯的三元复配产品,主要靶标巴西大豆锈病万吨级市场;② 新剂型的开发,如水基化制剂SC、DF等,以及提高附着力的可分散油悬浮剂(OD)等;③ 大田应用示范研究,科学合理用药,开发在延缓抗药性方面的应用;④ 新型高效二硫代氨基甲酸酯类杀菌剂的开发。
 
利民股份除代森类产品的产能、产量、市场占有率均居国内第一外,三乙膦酸铝产品、威百亩产品、霜脲氰产品、嘧霉胺产品等的产能、产量、市场占有率也均居国内首位。利民股份还积极参与国际标准的制定。经过4年努力,2019年6月,公司已成为代森锰锌CIPAC新分析方法的制定者;代森锰锌FAO国际标准在与跨国公司的竞争中胜出,成为国际标准的首家制定者。
 
中国农药工业协会常务副会长兼秘书长李钟华表示,随着2020年农药使用“零增长”目标的迫近,以及“一带一路”所带来的机遇,需要国内农药提档升级,并要特别注重品牌塑造和加快制剂研发,以此提高产品附加值与国内外市场占有率。

李钟华秘书长在了解了利民股份及“利民领秀”实现的突破后,也非常肯定地表示:“不久的将来,代森锰锌等杀菌剂的国际标准,必将会由中国民族企业来制定!”
 
代森锰锌的科学合理使用
 
目前,代森锰锌仍是农林业病害防治中的重要品种,然而,随着新型杀菌剂的陆续出现以及人们环保和安全意识的不断增强,代森锰锌在使用过程中暴露出一些不足之处。为了继续发挥代森锰锌在病原菌防治中的突出作用,在今后使用代森锰锌过程中需要注意以下几个方面。
 
1. 重视毒理学研究

农药对人和有益生物的安全性是其推广应用的基础。由于代森锰锌仍是保护性杀菌剂的主要使用品种,且对人体具有一定危害,因此,进一步开展代森锰锌环境行为的研究,评估代森锰锌的暴露风险,以便研究者做出风险评估,将更有利于代森锰锌的科学合理使用。
 
2. 改良加工剂型

可湿性粉剂是代森锰锌的主要加工剂型,由于其存在粉尘污染和爆炸危险,已无法满足人们对农药安全使用的要求。其水分散粒剂和悬浮剂等粒状化、水基化的农药剂型成为未来农药剂型的主要发展方向。此外,油悬浮剂对植物亲和力强,易黏附于蜡质或光滑的叶面,可增强代森锰锌的渗透性和耐雨水冲刷能力,具有广阔的发展前景。
 
3. 关注药害问题

代森锰锌使用过程中,因施药时间、施药剂量、施药次数不当易产生药害,轻者造成作物叶片损伤,光合作用减弱,影响作物长势,重者在果面及叶面形成药斑(褐斑、黄斑、网斑等),甚至造成斑点过大,果面粗糙,产生果锈,严重影响果品的商业价值。因此,代森锰锌在果树、蔬菜和粮食作物幼叶、花期、幼果期等敏感期使用时,应控制使用量和使用次数,避免药害的产生。
 
4. 监测病原菌抗药性

目前,关于病原菌对代森锰锌抗药性的报道并不多,在今后很长一段时间内,代森锰锌仍是相关病害防治的重要杀菌剂品种,如果过量且不合理使用,必将导致病原菌抗性的快速发展。因此,进一步开展病原菌对代森锰锌抗药性监测方法以及预防措施的研究,将有利于延长代森锰锌的使用寿命。
 
5. 加强残留检测

农药残留是由于农药的应用而残存于生物体、农产品、环境中的农药母体及其具有毒理学意义的杂质、代谢转化产物和反应物等所有衍生物的总称。其中,乙撑硫脲作为代森锰锌的主要代谢产物,对人群具有致癌、致畸、致突变作用,在今后的应用中需要加强对该化合物的监测和治理。 
 
展望
 
农药创制具有周期长,耗资多,风险大等特点,因此,提高现有优良农药品种的防治效果以及延长其使用寿命具有极其重要的意义。代森锰锌于1961年产业化生产,历经几十年,至今仍作为优良的杀菌剂品种用于病原菌的防治。今后,只有重视当前应用过程中存在的问题,并提出科学合理的应对措施,才能使代森锰锌拥有更加广阔的发展前景。
 
 
主要参考文献:
 
沈亚明等,保护性杀菌剂代森锰锌的应用研究概况,现代农药,2017年12月第16卷第6期
华乃震,保护性杀菌剂中的四个杰出楷模述评,农药论坛,2019年第4/24期
华乃震,永葆青春的低风险、保护性杀菌剂--代森锰锌,农药论坛,2017年第20/30期
任铁真等,乙撑硫脲的降解和残留分析研究,安徽农业大学学报,2001,28(3): 242~ 245
孙敬权等,新一代络合态代森锰锌新技术产品的研究开发及应用,世界农药,2020年1月第42卷第1期
 

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