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BSM CHEMICAL CO.,LTD

对抗抗性杂草问题已刻不容缓

2015-03-11
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编者按

随着除草剂的持续使用,近些年越来越多的杂草对一种或多种除草剂产生了抗性,由于杂草难除,农民在防控杂草时不得不加大使用剂量,使得部分地区甚至出现了“超级杂草”。现如今,抗性杂草已不再是某一个地区的农民或者某一家公司面临的棘手问题,而是发展成为了一个全球性的问题,且问题的严重性还在不断升级中。抗性杂草的出现不仅加大了农民进行农田杂草管理的难度,增加了防除成本,也对销售除草剂的公司提出了挑战,那便是如何给出有效的,可持续的解决方案。针对这样一个全球性的问题,本文特意邀请了在农药研发创新方面表现卓越,且在抗性杂草管理方面也颇有心得的三家跨国公司:先正达、拜耳作物科学和陶氏益农公司参与我们这一话题的讨论,帮助读者了解全球抗性杂草的发展与演化情况以及他们有哪些好的解决方案。在此我们特别感谢来自拜耳作物科学杂草抗性能力中心的Harry Strek 博士、陶氏益农Enlist 杂草防控系统的全球生物组主管Mark Peterson 博士以及先正达公司参与我们的访谈。
 
全球抗性杂草的发展现状
 
自20 世纪50 年代首次在加拿大和美国分别发现抗2,4-D 的野胡萝卜和铺散鸭趾草以来,杂草抗性的问题始终伴随着全球农业的发展。从国际抗性杂草调查的统计数据(图1)可以看出,起初20 年里,抗性杂草的发展还非常缓慢,进入20 世纪80 年代中后期,随着全球农药行业的快速发展,抗性杂草的发展速度也非常惊人。
 
 
根据除草剂抗性委员会所执行的“国际抗性杂草调查”的统计数据,截止2015 年2 月1 日,全球已有抗除草剂的杂草242 种(142 种双子叶,100 种单子叶),445 个抗性生物型(根据物种和作用位点)。杂草对25种已知除草剂作用位点中的22 种产生抗性,目前抗性杂草共计已对156 种不同的除草剂具有抗性。据报道,抗性杂草现如今已遍布全球66 个国家和地区的85 种作物当中。
 
根据表1 的数据,全球出现抗性杂草最严重的国家是美国,有150 种。排在第二第三名的是澳大利亚和加拿大。全球66 个出现抗性杂草的国家和地区总计杂草数量达到922 种。而截至2010 年10 月底,该数据为672 种,可见抗性杂草的发展速度相当之快。
 

按照杂草抗除草剂作用位点的数量来计算,对不同作用位点的除草剂产生抗性最多的杂草依次是硬直黑麦草、稗草、早熟禾、大穗看麦娘和牛筋草等。而按照抗性杂草种类的数量,使杂草产生抗性最多的几种除草剂分别是:莠去津、咪唑乙烟酸、苯磺隆、甲氧咪草烟、氯磺隆、甲磺隆和草甘膦等。
 
抗性杂草的危害及我们面临的困境
 
简单总结抗性杂草的危害主要包括以下几个方面:迫使农民改变杂草和作物管理实践方式;增加杂草管理的成本;减少除草剂产品的可选择性以及造成作物产量以及农民收入的损失。
 
根据拜耳作物科学提供的数据,2014 年,美国57% 的农民在他们的农田中发现了一种或多种抗草甘膦的杂草,与2013 年相比增加了51%,与2012 年相比增加了44%。在欧洲,主要的谷物作物几乎都受到抗性杂草的影响,比如黑草、长绿草和野生燕麦等。在英国某些地区,冬小麦田防控黑草的形势已经变得很严峻,与过去几年相比,杂草防控的成本已经翻倍。
 
尽管现如今农药公司和农民都已经认识到抗性杂草的危害和迅猛的发展趋势,也在试图解决,但有很多现实的问题依旧存在,比如:全球范围内抗性杂草的数量还在持续不断地增加;抗多种除草剂的杂草数量也在不断增加;受抗性杂草影响的耕地面积持续增加;对全球用量最多的除草剂- 草甘膦产生抗性的杂草在逐渐增多;虽然抗性杂草的出现还未导致任何一种除草剂的消亡,但也实实在在地改变了农民和农药公司使用除草剂的方式;最后,也是最令人失望的是,过去20 年期间,没有具有新作用机理的除草剂被开发出来,也就意味着管理抗性杂草还是只能从现有的除草剂品种上做文章。
 
“自上世纪九十年代末期,很多作物科学公司已显著减少甚至停止了除草剂的研究。从整个行业来看,除草剂有效成分的专利申请也下降显著,从20 世纪90 年代的每年250 个下降到了近些年的50-100 个。虽然现在对于新作用机理除草剂的投资有增加的趋势,但是仍有一个明显的空缺需要填补:近20 年时间里,没有重要的拥有新作用机理的除草剂产品面世,且由于现如今一个新化合物从开发到推出需要超过10 年的时间,所以在未来的八年时间里,依旧不会有新作用机理的除草剂面市。”拜耳作物科学的Harry Strek 博士说道。
 
抗性杂草的管理原则和农化公司的解决方案
 
抗性杂草的最佳管理策略莫过于多样化实践。多样化实践包括采用不同的除草剂或者不同作用机理的除草剂,非化学手段的多样化杂草防控实践包括作物轮耕、土壤耕作和采后杂草种子处理等。“多样化的产品对于市场的重要性是众所周知的,因为没有任何一种产品可以解决所有的作物病虫害问题。”陶氏益农的Mark Peterson 博士认为。
 
拜耳作物科学 — 研发创新与农民培训并重


 
Strek 博士谈到:“杂草抗性管理最基本的工具依赖于多样化,出于这些原因,我们在全球开展了很多活动,比如在美国我们有“多样化就是未来”和“尊重轮耕”活动;在英国有“黑草特别小组”活动;在澳大利亚有“多样化不容等待”活动等。这些多姿多彩的活动帮助农民在进行耕作时积极选择更多样化,不同作用机理的除草剂,进行作物轮耕,使用耐除草剂的作物以及非化学手段的杂草管理方法。”
 
“拜耳作物科学提供杂草综合治理方案。我们通过提供对杂草抗性问题的分析、相应的解决方案、不断寻找创新方法以及扩展与优秀大学和研究机构的合作来帮助农民解决抗性杂草问题和增加作物产量。我们非常关注杂草抗性的发展变化趋势。抗性杂草虽然是一个全球性问题,但却需要因地制宜,推出有针对性的区域性解决方案。我们德国法兰克福的杂草抗性能力中心的科学家和专家们一直在测试和开发新的抗性管理解决方案,并将研究技术与国际农业团体分享。目前,该中心已经在全球各大洲的44 个国家关注抗性项目的开展。在美国,我们正在研究一个非常难除的杂草 - 长芒苋的种群遗传和抗性机理;在澳大利亚我们在研究黑麦草的代谢抗性机制。未来,杂草抗性能力中心计划与更多合作伙伴加强合作和对话。拜耳作物科学在创新方面非常突出,2013 年我们提交除草剂专利申请数量在行业中处于领先水平。我们现有的产品组合包括内嵌除草剂控制技术的高性能种子(比如LibertyLink®);知名品牌的卓越植保产品,如Atlantis®, Huskie® 和Adengo® 以及定制化的服务和管理措施。”Strek 博士补充道。

先正达 — 推进多样化农事实践
 
先正达拥有丰富的管理措施促进最佳杂草管理实践的实施,来延缓杂草抗性的发展。这些措施包括与大学的研究机构进行合作;开发用于玉米、大豆和棉花的关键除草剂的混剂。比如:为巴西大豆作物研发的Gramocil,用于美国玉米作物的Halex GT和用于大豆的Prefix。先正达相信通过多样化农事实践的推进以及新旧农药的混配可以达到抗性管理的目的。
 
陶氏益农— 致力于开发可持续解决方案
 
 
陶氏益农作为一个研发型的公司,一直在寻求可以满足市场需求的创新方法,而由于自然环境一直在变化,因此多年来抗性管理一直是公司优先进行创新研究的项目。而多样化杂草防控系统的最佳体现是开发出可持续的解决方案。“近期,陶氏益农开发出的Enlist ™杂草防控系统拥有多重的作用机理来对付抗性和难除杂草。我们提供的其他帮助农民应对抗性问题的产品还包括具有植物激素作用机理和不同的作用位点的Arylex ™ active。”Peterson 博士提到。
 
另外,陶氏益农一直关注为农民提供可以供他们长期选择的产品。为此,产品管理是公司目前和将来都要重点关注的部分,同时陶氏也在与客户和其他利益相关者合作,确保产品的正确使用。
 
“全球范围内,我们对Enlist 系统的管理就是陶氏益农承诺帮助客户懂得如何正确使用我们的产品,避免抗性出现的最好例证。在上市任何产品时对使用者进行培训和与他们互动都是非常必要的。例如,我们开发的Enlist ™ Ahead 应用程序就可以为种植者和产品使用者提供重要的除草剂使用信息。该程序与Enlist 杂草防控系统搭配使用是重要的精准农业工具,可以最大化杂草防控效果,管理杂草抗性和保证Enlist Duo ™除草剂和Colex-D ™的有效使用。”Peterson 博士补充道。
 

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