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殺菌劑之合理使用與管理
發佈日期:2007-06-01
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                  殺菌劑之合理使用與管理
               行政院農業委員會動植物防疫檢疫局
                     黃德昌  郭克忠

摘 要
  殺菌劑主要用於防治由真菌或細菌引起的植物病害,殺真菌劑大略可分為保護劑及治療劑。保護劑主要使用於病害發生前或發病初期,其作用範圍較廣,稀釋倍數較低,常用的保護劑有礦物油劑、銅劑、硫磺劑、苯二甲醯亞胺劑、有機氯劑、部分呼吸作用抑制劑、黑色素合成抑制劑及生物製劑等;治療劑具有系統移行性,作用對像較專一,依作用對象的不同可分為卵菌類用藥、子囊菌及不完全菌類用藥、擔子菌類用藥及灰黴菌核菌類用藥等數大類。殺細菌劑種類稀少而且效果有限,必須於病菌侵入組織前施用,才能獲得滿意的效果,主要防治藥劑有抗生素類、銅劑及系統抗病誘導劑。殺菌劑抗藥性為困擾病害防治的主要問題,許多殺真菌劑,例如免賴得系(benzimidazole)、pyrrole系、醯基苯胺系(phenylamides)、史托比系(strobilurins)、dichlorophenyl dicarboximide及環狀炭氫化物(aromatic fungicides)等都很容易誘發抗藥性,殺細菌劑因種類少,使用頻繁,抗銅或抗鏈黴素的植物病原細菌菌株已相當普遍。台灣作物種類複雜,真菌及細菌性病害的種類繁多,大多農藥業者及農民對病原的分類及殺菌劑的特性等觀念模糊,而一般植保研究人員對各種殺菌劑的基本藥理藥效、作用機制、防治適期及抗藥性的動態等亦少有研究,為促進殺菌劑的合理使用與管理,今後有必要加強相關研究與資料彙集研析,建立殺菌劑基礎感受線資料並進行田間抗藥性定期監測,及時提供作物重要病蟲害整合性防治模式供農民參考,並藉示範推廣落實宣導教育的效果。
(關鍵詞:殺菌劑、殺真菌劑、殺細菌劑、抗藥性、農藥合理使用、病蟲害整合性防治)


前  言
  殺菌劑主要用於防治由真菌或細菌引起的植物病害,最早被廣泛應用的殺菌劑是1802年英國Forsythe發明的石灰硫磺合劑,及1884法國Millardet發表的波爾多劑(硫酸銅與石灰混合),前者用於防治許多果樹病蟲害,如桃縮葉病、葡萄白粉病及蹣類等;後者起先被用於防治葡萄露菌病,後來被普遍用於防治各種植物真菌或細菌性病害(Ainsworth、1976),這2種配方至今仍經常被農民使用。比較有系統的殺菌劑有機化學研究始於20世紀初,1913年德國Riehm研發有機汞作為種子消毒劑。1931年杜邦公司的Tisdale及Willams則開始研究二硫氨基甲酸鹽(dithiocarbamates)的衍生物,併合成得恩地(tetramethylthiourea disulfide、TMTD),激發合成有機硫磺劑的熱潮。第二次大戰前後,美國積極鼓勵殺菌劑研究,導致許多新藥劑的發明及大型農藥公司的興起。60年代以後,有鑒於DDT長效毒性對環境的不良影響,美國Carson於1962年發表了「寂靜的春天」一書,喚起大眾對農藥毒性的警覺,導致許多毒性較高的藥劑被禁用,並促使業者加速研發兼顧藥效與安全的農藥。
  展望21世紀,新殺菌劑的開發將朝向天然物萃取、低毒、高選擇性、殘留期短等方向發展。再加上新的自動化及電腦輔助技術,新藥劑的開發及篩選極為迅速,著名的農藥廠商一週可篩選10,000種以上的化學物,與過去的盲目篩選不同,現代的藥劑篩選都是在發現新的作用機制後,根據有效殺菌結構(fungicidal toxophores),利用電腦輔助分析,而合成高度專一又有效的殺菌劑,達到防治上有效,生態上友善的目的(Knight et al.、1997)。
  台灣地處亞熱帶,氣候高溫多濕,颱風頻繁,適於植物病害的發生與蔓延,因此真菌性及細菌性病害種類繁多,而以往我國農民對作物病害的特性一般瞭解不多,防治時經常選錯藥劑,不但徒增成本,而且延誤防治時機。本文介紹殺菌劑的種類、特性及其合理使用的原則。

殺真菌劑的種類與特性
  現已登記使用的殺菌劑,依其主成份估計約有120種(Hopkins、1996)。依其特性,大略可分為「保護劑」及「治療劑」。
保護劑
  保護劑主要使用於病害發生前或發病初期,一般而言,其作用範圍較廣,價位較低,殘效較長,稀釋倍數較低,因此用量較大,比較有農藥殘留的顧慮。常用的保護劑有礦物油劑、銅劑、硫磺劑、苯二甲醯亞胺劑、有機氯劑、部分呼吸作用抑制劑、黑色素合成抑制劑及生物製劑等,分述如下:
  礦物油劑:主要提煉自石油,種類多、名稱複雜,如夏油、灑佈油、窄域油等,為了保障品質,減少藥害,我國目前要求農用礦物油未磺化值需在92%以上。油劑對表生病害,例如:白粉病、黑星病、銹病、灰黴病及煤煙病等防治效果良好,此外,對移動性差的小型昆蟲,例如:薊馬、介殼蟲、蚜蟲、紅蜘蛛等防治效果也非常顯著。其優點為價格便宜,耐雨水沖刷,效果持久,有機農法亦可使用,另外也可作為許多藥劑的協力劑;缺點則是品質不良的產品或使用不當時易引起藥害。
  銅劑:可分為無機銅及有機銅兩類。無機銅如波爾多劑、氫氧化銅、醋酸銅、氧化亞銅等;有機銅則有草酸銅、松香脂銅、快得寧。一般而言,銅劑尤其是無機銅,對卵菌類(Oomycetes)引起的病害防治效果極佳,但無機銅因酸鹼值高,易造成植物藥害,且過度使用會導致類猖獗;有機銅則較無此顧慮,但藥效較為遲緩。
  硫磺劑:分為無機硫磺劑及有機硫磺劑。無機硫磺劑較常用的有硫磺粉、可濕性硫磺及石灰硫磺,前兩者主要用於防治白粉病,也可防治介殼蟲及類,效果良好,但高溫時極易發生藥害。石灰硫磺則常被當作溫帶果樹休眠期的消毒藥劑,以往需蒸煮配製,如今有商品化的溶液成品。有機硫磺劑種類頗多,如富爾邦(ferbam)、得恩地、甲基鋅乃浦(propineb)、錳乃浦(maneb)、鋅錳乃浦(mancozeb)及銅鋅錳乃浦等,對大多數真菌性病害都有極佳的預防效果,而且價格低廉,目前是使用量最大的殺菌劑種類,根據統計,2003年鋅錳乃浦在我國年使用量高達1,014公噸(方麗萍、2004),為殺菌劑用量的第1名。近年來,由於機硫磺劑的不純物ETU有致腫瘤的風險,已被禁止擴大使用範圍。
  苯二甲醯亞胺劑(phthalimide):大部分已遭禁用,包括福爾培(folpet)、四氯丹(difolatan)、蓋普丹(captan)等。其中原已禁用的蓋普丹因致腫瘤證據不足, 2000年起又重新接受申請登記,但申請擴大使用範圍時,仍需進行安全性評估。本類藥劑稍具滲透移行性,田間對許多真菌性病害防治效果極佳。
  有機氯劑:廣為農民使用的殺菌劑為四氯異苯睛(chlorothalonil),該藥劑防治對像廣泛,一度因不純物-六氯苯(HCB)為致癌劑而禁止擴大使用範圍,但在限制不純物含量及改成安全劑型後,於2003年又重新開放田間申請。本劑田間保護效果極佳,殘留期長,但過量使用易致藥害,尤其對幼嫩的組織。2003年在我國殺菌劑的使用量上排名第8,年使用約104噸(方麗萍、2004)。
  pyrrole系殺菌劑:廣義而言計有3種,分別是fludioxonil (護汰寧)、fluoroimide(三菱化工公司)及fenpiclonil,主要作用為抑制胞子發芽,因此大致上只有保護而沒有治療效果。護汰寧係由前諾華(Novartis)公司於1990年代開發的新藥劑,屬雜環類,是一種胺基酸的衍生物,原為細菌(Pseudomonas pyrrocinia)的代謝產物,但現在已人工合成。它的作用機制在造成細胞膜上的過氧化作用,導致細胞呼吸作用異常而死亡,對子囊菌類(Ascomycetes)、擔子菌類菌類 (Basidiomycetes) 及不完全菌(Deuteromycetes)有效,但容易誘發病菌抗藥性,且國外的試驗證明其與二甲基氮環及環狀炭氫化物有交互抗藥的現象(Knight et al.、1997)。我國引入該藥已有數年,田間對灰黴病防治效果似乎仍佳,但其田間抗藥性的風險仍需仔細評估。
  凡殺同(famoxadone):凡殺同構造式與史托比系(strobilurins)藥劑非常不同,但作用機制卻極相似,主要也是抑制粒腺體細胞色素c的氧化酵素。由於本劑只有局部滲透性,但卻有抗藥性風險,因此原廠將本劑與其他的系統性殺菌劑調配成混合劑上市(Gullino、2000)。
  黑色素抑制劑:部分植物病原真菌發芽時會產生附著器以便於侵入寄主。附著器的形成過程通常會產生黑色素(melanin)以抵抗不良環境,抑制黑色素的形成有助於抑制病原菌侵入寄主,因而達到防治效果。這類的藥劑大多應用於稻熱病的防治,如三賽唑(tricyclazole)、熱必斯(fthalide)及加普胺(carpropamid)等(Lyr、1995)。
  生物製劑:其作用機制主要為抗生、寄生及競爭作用,但由於其應用易受環境影響,因此在溫室、設施或土壤等較穩定的環境較較易表現效果。例如Ecogen公司出產的AQ10,其主成份Ampelomyces quisqualis為白粉病菌的超寄生菌,可攻擊約64種白粉菌,目前在歐美用於有機栽培葡萄園防治葡萄白粉病。芽胞桿菌屬(Bacillus spp.)在病害防治上的效果近年也頗受重視,由於芽胞桿菌普遍存在環境之中,對人畜毒性極低,容易產生芽胞,因此極適合大規模的發酵生產,極具商業化潛力(Copping、2001.),其中Bacillus brecis可分泌gramicidins,對許多病原真菌有抑制效果;B. subtilis(枯草桿菌)為常見的土壤細菌,一特殊菌株FZB經測試對鐮胞菌Fusarium oxysporum所引起之病害有防治效果,且可以促進植物生長(Copping、2001.)。目前我國也有一種國人自行篩選出來的菌株登記上市,用於防治豌豆白粉病。木黴菌(Trichoderma spp. )近年亦有小規模的量化生產,一商品化菌株Bio-Trek 22-G係經原生質融合菌株,具有抑制Pythium spp.、Rhizoctonia spp.、Fusarium spp.、Sclerotium spp. 及Sclerotinia spp. 等菌的效果(Copping、2001.)。

治療劑
  廣義的治療劑包含兩類,一為局部治療劑(curative fungicides),此類藥劑具局部系統移行性,可以在病原侵入寄主後尚未出現病徵前將病原殺死;另一類為治療劑(eradicant fungicides),具有系統移行性(systemic),可以在寄主體內移行散佈進而殺死病原。治療劑一般價位較高,作用對像較專一,用量較低,藥效較短,但效果極佳。根據作用對象的不同可分為卵菌類用藥、子囊菌及不完全菌類 (Ascomycetes and Deuteromycetes)用藥、擔子菌類(Basidiomycetes)用藥及灰黴、菌核菌類(Botrytis spp. and sclerotium-forming fungi)用藥等數大類。茲就不同類真菌性病害的主要防治藥劑舉例如下:
  卵菌類:包括疫病(Phytophthora spp.)、腐霉病、猝倒病及苗腐病菌 (Pythium spp.)、露菌(downy mildews)、露疫病菌(Peronophythora sp.)等。其主要防治藥劑有:(一)醯基苯胺系(phenylamides):滅達樂(metalaxyl)是前Ciba-Geigy公司最早研發成功用於防治卵菌類的系統移行性藥劑,與其構造式類似的藥劑尚有本達樂(benalaxyl)、毆殺斯(oxadixyl)等,這類藥劑主要抑制卵菌類核糖核酸的合成,強烈抑制菌絲的發育與生長,但不能抑制遊走胞囊的釋放及遊走子的發芽。由於具有良好的系統移行性,因此療效突出。缺點則是病菌非常容易產生抗藥性,而且一旦對其中一個藥劑產生抗藥性,也會對其它相類似的藥劑有交互抗性(Gisi and Cohen、1996)。(二)克絕(cymoxanil):由杜邦公司所研發,具局部的系統移行效果。對茄科晚疫病及葡萄露菌病非常有效,但對其它的卵菌類病害卻口碑不一。本藥劑最大的特色是分解迅速,通常在寄主上僅殘存數天而已。(三)依得利(etridiazole):主要抑制卵菌類的呼吸作用,但對其它生物則影響不大。具系統移行性,尤其容易被根吸收,因此對苗期或種子傳播之疫病或腐霉病具有良好的效果。(四)福賽得(fosetyl aluminum):主成份為磷酸鋁鹽,在生體外幾乎毫無殺菌效果,但在植物體內滲透吸收非常迅速,且表現強烈的抗病性,其主要機制為促進植物合成抗菌物質,對藻菌類效果尤其顯著。(五)達滅芬(dimethomorph):氰胺公司發展出來的系統移行性藥劑,可強烈抑制菌絲生長,但不能抑制遊走胞子釋放及發芽。本藥劑可能的作用機制是抑制細胞壁的合成,因此,不會與滅達樂類發生交互抗藥性。(六)亞托敏(azoxystrobin):屬於史托比類藥劑(下節詳述),為近年新興的藥劑。具滲透移行性,主要抑制真菌的呼吸作用,對其它生物的影響極小,預防效果極佳,治療效果則較其它藥劑遜色。
  子囊菌與不完全菌類:本類真菌種類繁多,例如葉斑病菌 (Alternaria spp.、Cercospora spp.)、黑星病菌(Venturia spp.)、炭疽病菌(Collectotrichum spp.)、枝枯病菌(Phomopsis spp.)、房枯病菌(Botryosphaeria spp.)、鐮胞病菌(Fusarium spp.)等。其主要防治藥劑有:(一)免賴得系(benzimidazole):除免賴得(benomyl)外還包括腐絕(thiabendazole)、貝芬替(carbendazim)、甲基多保淨(thiophanate methyl)等,主要機制為抑制子囊菌的細胞核分裂。1964年上市後反應極佳,但由於作用位置專一,病菌在田間很快便產生抗藥性,並對同類藥劑有交互抗性。(二)麥角醇合成抑制劑(ergosterol biosynthesis inhibitors):主要作用機制為抑制麥角醇的合成,而麥角醇合成是子囊菌及擔子菌特有的代謝循環,因此這類藥劑對卵菌類毫無抑制效果。本類藥劑包括嘧啶(pyrimidines)類、乙唑(imidazoles)、丙唑(triazoles)、賽福寧(triforine)、得滅多(buthiobate)及三得芬(tridemorph)類。常見的藥劑如撲克拉(prochloraz)、三泰芬(triadimefon)、菲克利(hexaconazole)、護矽得(flusiconazole)、得克利(tebuconazole)、芬瑞莫(fenarimol)、依瑞莫(ethirimol)等共約有20種。這類藥劑是目前最大的一群殺菌劑,全球年消耗量超過20億美元,約占殺菌劑總消耗量之30%。雖然這類藥劑的作用位置專一,室內試驗也顯示病菌極易對其產生抗藥性,也有交互抗藥性的現象,但在田間抗藥性似乎不容易發生。在我國這類藥劑最主要用來防治白粉病、炭疽病、黑星病、葉斑病。這類藥劑略有植物生長調節劑的功能,過量使用會發生藥害(Hopkins、1996)。(三)史托比類(strobilurins): 1980年代末期才發展出來的新型系統移行性藥劑,最早是從一種菇類(Strobilurus tenacellus)上萃取出來的物質,殺菌效果優異,但部分藥劑滲透性良好,也易因蓄積而造成藥害。經過化學家作修飾改良後,專利的衍生物超過400種以上,目前上市的約有九種,如前捷利康(Zeneca)公司的亞托敏(azoxystrobin),巴斯夫(BASF)公司的克收欣(kresoxim methyl)及pyraclostrobin (BAS500)、dimoxystrobin及orysastrobin,拜耳(Bayer)公司的三氟敏(trifloxystrobin)及fluoxastrobin,先正達(Syngenta)公司的picoxystrobin及鹽野義公司的metominostrobin等。這類藥劑主要在抑制菌類的呼吸作用,但對哺乳類及植物的影響很小。由於抑菌作用明顯,施用後在寄主上會造成「綠化」的效果。本劑藥效廣泛,對子囊菌、擔子菌及卵菌類都有效,使用單一藥劑可同時防治多種真菌病害,因此,有人誇稱其為「廿一世紀的藥劑」。但與其它系統性藥劑相同,本類藥劑誘發抗藥性的風險較高,對一些較敏感的作物也會造成藥害(Lisky、2003)。
  擔子菌類:包括銹病菌(rust fungi)、黑穗病菌(smut fungi)、褐根病菌(Phellinus sp.)及餅病(Exobasidium spp.)等。其主要防治藥劑有嘉保信(oxycarboxin),該藥劑為呼吸作用抑制劑,對由銹病、黑穗病及立枯絲核菌(Rhizoctonia spp.)引起的病害有效。此外,上述的麥角醇合成抑制劑及史托比類對擔子菌類也有效。
  灰黴、菌核病菌:灰黴病菌為Botrytis spp.,於罹病組織或殘體上可形成菌核,以抵禦惡劣環境,其他會形成菌核的病原真菌還包括白絹病菌(Sclerotium rolfsii)、菌核病菌(Sclerotinia spp.)、立枯絲核菌(Rhizoctonia spp.)等。主要防治藥劑有dichlorophenyl dicarboximide類,例如:依普同(iprodione)、免克寧(vinclozolin)、撲滅寧(procymidone);環狀炭氫化物(aromatic compound),例如大克爛(dichloran);苯甲醯胺苯(benzanilide)類,例如:滅普寧(mepronil)、福多寧(flutolanil),及有機磷劑─脫克松(tolclofos-methyl)等。前二類藥劑雖化學結構相異,作用機制卻相同,主要為抑制粒腺體及細胞壁的合成,這二類藥劑非常容易產生抗藥性,資料顯示,一個栽培期連續用藥超過4次必然造成抗藥性(Lyr、1995)。

殺細菌劑的種類與特性
  植物主要病原細菌以往有Agrobacterium、 Erwinia、Pseudomonas、Xanthomonas 、 Clavibacter 、Streptomyces (如馬鈴薯瘡痂病)及Xylella (如梨葉緣焦枯病)等屬,但隨著基因分析技術的進步,其分類也更加複雜,其中屬於 Erwinia 內的細菌被分為Erwinia (如軟腐病菌) 及 Pantoea (如鳳梨花樟病) 二屬;原屬於 Pseudomonas 的病原細菌變化最多,除原有的Pseudomonas (如芫荽細菌性班點病,楊桃細菌性班點病)外,部分被歸為Acidovorax (如玉米細菌性條班病,瓜類細菌性果班病),Burkholderia (如康乃馨萎凋病), Ralstonia (如青枯病)、Herbaspirillum等屬;原 Xanthomonas (如茄科細菌性班點病,火鶴花細菌性葉枯病)中引起葡萄葉枯病的病菌被移至 Xylophilus。這些主要病原細菌中,Streptomyces為絲狀,其他均為桿狀。桿狀細菌中Clavibacter為革蘭氏染色陽性,其餘均為革蘭氏陰性。
  可以用於防治作物細菌性病害的藥劑種類稀少而且效果有限,必須於病菌侵入組織前施用,才能獲得滿意的效果。主要防治藥劑有:(一) 抗生素類:在臺灣登記用於防治植物細菌性病害體的抗生素有四環黴素(tetracyclin)、鏈黴素(streptomycin)、嘉賜黴素(kasugamycin)、及歐索林酸 (oxolinic acid),其中鏈四環黴素為鏈黴素與四環黴素的混合劑。鏈黴素屬於aminoglycosides抗生素,抑制革蘭氏陰性細菌的效果優良,對革蘭氏陽性細菌則效果較差,其作用機制是黏附於細菌核醣體30S次單位的S12蛋白質上,阻礙蛋白質合成過程的轉譯(translation)階段;四環黴素為廣效型抗生素,對革蘭氏陰性及陽性細菌都有效,其作用機制是防止aminoacyl tRNA's黏附於核醣體的30S次單位,抑制細菌蛋白質的合成(Hancock、1981);嘉賜黴素也屬於aminoglycosides抗生素,由放射菌Streptomyces kasugaensis產生,對細菌具靜菌作用(bacteriostatic),也可用於防治部分真菌(Umezawa et al.、1965);歐索林酸屬quinolon抗生素,抗菌範圍只限於少數之Enterobacteriaceae(如Erwinia spp.)及革蘭氏陰性細菌,其作用機制與nalidixic acid相似,為干擾DNA gyrase 因而抑制原核生物的複製(Norris and Mandell、1988;Staudenbauer、1976),原使用於防治水產生物細菌性疾病,已正式核准使用於防治檬果黑斑病。(二)銅劑:常久以來被廣泛用於防治植物真菌及細菌性病害, 其作用機制可能為:1.銅鹽(如波爾多混合劑的主成份)使細胞原生質凝固。2.銅離子(Cu++)被吸附於細胞表面後,與細胞膜上之幾丁質或蛋白質的H+、 Mg++ 、K+等離子置換,致使細胞過度氧化、SH系酵素功能受阻,細胞因而無法進行正常的生理作用。3.銅離子滲入細胞內,與原生質中的蛋白質(包括酵素)結合,形成安定的錯化合物,阻礙細胞正常的生理作用(廖、1980)。目前我國核准用於防治細菌性病害之銅劑或其混合劑有嘉賜銅(kasugamycin+copper oxychloride)、亞納銅(nonylphenol copper sulfonate)、銅快得寧(oxine-copper+copper hydroxide)、三元硫酸銅(tribasic copper sulfate)、波爾多混合劑(Bordeaux mixture)、氧化亞銅(cuprous oxide)、嘉賜快得寧(kasugamycin+oxine-copper)、鹼性氯氧化銅(copper oxychloride)、鋅波爾多(basic zinc sulfate+basic copper sulfate)等。(三) 抗病誘導劑:目前在我國核准使用的有克枯爛 (tecloftalam),商品名為Shirahagen-S是日本三共公司(Sankya Company Ltd.)開發的產品,依據該公司的技術資料,克枯爛在生體外沒有殺死白葉枯病菌的能力,但進入植物體內後會抑制細菌的增殖及在導管內的移轉,並減低細菌的致病力,在田間施用時,防治白葉枯病的效果良好而穩定;另一藥劑為撲殺熱 (probenazole),由日本明治製果(Meiji Seika)公司於1973年開發成功,商品名為Oryzemate,其作用機制為激發水稻抗病基因RPR1的表現,增加水楊酸的產生,因而獲得系統抗病性(systemic acquired resistance、SAR) (Sakamoto et al.、1999),對水稻稻熱病及白葉枯病具有良好的防治效果。

抗藥性問題
  殺菌劑抗藥性一直是困擾病害防治的問題,病原菌對殺菌劑產生抗藥性的原因,可能是突變或病原族群內自然發生的抗藥族群。現有資料顯示,許多抗藥族群原先便已存在大自然中,只是未使用藥劑前,族群數量極低,但經藥劑大量使用選汰,導致族群增加。以滅達樂為例,早在1977年該藥劑未引入德國以前,便發現有抗藥菌系存在,如今抗藥性菌株遍佈全世界(Gisi and Ohl、1994)。自遺傳學觀點言,抗藥性約可分為單基因抗藥性與是多基因抗藥性二類。前者由核酸或質體單點突變造成,許多作用位置專一的殺菌劑多屬此類,如免賴得、滅達樂等;後者則是多個基因的變化造成抗藥性,其中一組基因的變化影響抗藥性的程度,這類藥劑中最著名的便是麥角醇合成抑制劑。單基因的抗藥性常導致藥劑在田間驟然失效,容易判別;多基因抗藥性則有賴常期的田間監測才可以發覺。
  1980年代後,「國際化學物製造聯盟」鑑於抗藥性的重要性,在其下成立常設的「殺菌劑抗藥性行動委員會」(FRAC),負責新藥劑基準線的測定及抗藥性風險評估,同時也對舊藥劑進行抗藥性定期監測,但這類工作多僅於歐美等國家進行,在殺菌劑使用量較高的熱帶、亞熱帶國家卻無類似工作進行(Brent、1995)。近年來對醯基苯胺系及史托比類藥劑抗藥性的研究最多。醯基苯胺系的藥劑包括滅達樂、毆殺斯、本達樂、furalaxyl及ofurace等藥劑,對露菌目病原有很好的保護及治療效果,其作用標的為核糖體的核醣核酸聚合酵素,使合成uridine的rRNA受阻,但抗藥性菌株卻不受影響。由於醯基苯胺系藥劑的抗藥性風險極高, FRAC於1982年成立醯基苯胺系工作群(PA-FRAC),並著手訂定抗藥性防止策略,而由於抗藥性族群發生快速,愛爾蘭及荷蘭等國於1981~1984年間即相繼禁止滅達樂單劑的使用。真菌對史托比系藥劑的抗藥性在許多國家也已極為普遍,快者登記使用後兩年內便發生,這類藥劑與凡殺同均屬於quinone outside inhibitors(QoI),作用機制都是抑制呼吸作用的酵素,與同類藥劑有交互抗性的現象,因此,國外對其使用劑量、頻度及次數均有極為嚴格的規定。
  台灣有關植物病原真菌抗藥性之研究起步較晚,因此研究報告亦較少,最早的報告出現於1981年,內容為柑桔綠黴病(Penicillium italicum)對免賴得之抗藥性研究,以後逐漸有菊花白銹病(Puccinia horiana)對嘉保信、葡萄晚腐病(Colletotrichum gloeosporioides)對滅紋(Mon)、四氯丹、免賴得、撲克拉;炭疽病菌(Glomerella cingulata)對benzimidazole;萵苣灰黴病(Botrytis cinerea)對dicarboximide;灰黴病對甲基多保淨(thiophanate-methyl);水稻紋枯病(Rhizoctonia solani)對有機砷(arsenic acid)及維利黴素(validacin)等之抗藥性調查研究(楊、1991);以及近年晚疫病菌對滅達樂及依得利的抗藥性調查(安寶貞、未發表 )。
  在殺細菌劑方面,由於可輪替使用的防治藥劑甚少,抗藥的作物病原細菌菌株容易發生。以往國外已有許多關於植物病原及表生細菌抗鏈黴素或銅的研究報導,這些細菌包括 Erwinia spp.、Pseudomonas spp.及Xanthomons spp.。細菌抗鏈黴素,可歸因於染色體突變(chromosomal mutation),包括16S 核醣體核酸 (ribosomal RNA)或核醣體蛋白質(ribosomal protein) S12的基因突變,致使鏈黴素無法正常作用,細菌因而獲得抗性,此種類型的抗性程度通常較高,因基因突變而抗鏈黴素的E. amylovora,其抗性程度超過4000mg/ml(Chiou and Jones、1995);細菌也可因獲得帶抗藥基因對strA-strB而產生藥劑修改酵素(modifying enzyme),破壞鏈黴素的功能,這個基因對是轉移子(transposon)的一部分,可插在細菌染色體、大小不等的轉移性(conjugative)或非轉移性質體(plasmid),此種類型的抗性程度通常較低,一般介於500-1000mg/ml(Chiou and Jones、1993);此外,細菌也可能因染色體突變,失去攝取抗生素的功能,而對鏈黴素產生抗性(Hancock、1981),這種類型的抗性因研究不多,抗性程度如何不得而知。植物病原細菌的抗銅性主要因獲得cop基因組而產生黏結蛋白質(copper binding protein),將銅蓄積於細胞膜隙(periplasm),cop基因組也可插附於細菌染色體、大小不等的轉移性或非轉移性質體(plasmids)(吳等1995;Cooksey and Azad、1992)。
  軟腐病(Erwinia chrysanthemi)是台灣蝴蝶蘭上最普遍的病害,由於鏈黴素使用頻繁,據調查,其抗鏈黴素菌株於1988年即已出現,但比率不高,且抗藥菌株只侷限於臺東某一特定蘭園(黃等、1998)。於1998年再度調查,發現抗鏈黴素、四環黴素或具雙重抗性的菌株都已出現,雖總比率都還不高,但抗藥菌系已不再侷限於臺東地區,在少數蘭園抗藥菌株且已成為優勢族群(黃、2003)。茄科細菌性斑點病菌(Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria)對銅及鏈黴素的抗藥性國外早有報告(Ritchie and Dittapongpitch、1991)。許與徐 (1991)在台灣自甜椒分離茄科細菌性斑點病菌58 個菌株(21個屬race1、6個屬race2、31個屬race 3),測試結果發現所有race1菌株不抗鏈黴素,但13株抗銅;所有race2菌株(1個除外)同時抗鏈黴素及銅;所有race3菌株均不抗鏈黴素或銅。吳等(1995)爾後繼續研究,發現X. axonopodis pv. vesicatoria菌株抗銅比率為18/59,而絕大多數抗銅菌株都帶有一種200kb的質體,該質體能以高或低頻率被轉移到其他同種細菌的不同菌株,但也有些菌株內的質體不會被轉移,至於該質體是否有cop基因組,因未深入研究不得而知。黃於2001年自台東主要茄科作物栽培區分離番茄及甜椒細菌性斑點病菌株進行測試,發現抗鏈素菌株已相當普遍,其次為抗銅菌株,且許多菌株兼具雙重抗藥性,但未發現抗四環黴素菌株(黃、2003)。在檬果黑斑病(Xanthomonas campestris pv. mangiferaeindicae)方面,於1994-1995年間,自屏東縣枋寮、枋山及台南縣縣玉井左鎮、官田、新化、楠西等檬果栽培區分離病菌,測試結果發現94個菌株中35個具抗銅性,顯示抗銅菌株已相當普遍(鄭等、1996)。
  有關預防抗藥性發生的策略方面,根據在以色列進行的模擬試驗,以混合10﹪抗性族群的馬鈴薯晚疫病菌Phytophthora infestans族群,在60天內連續使用毆殺斯單劑3次,及加鋅錳乃浦或加鋅錳乃浦再加克絕3種處理,結果第1種處理60天後完全變成抗藥性族群,第2種則有70﹪產生抗藥性,第3種則僅有20﹪抗藥性族群(Cohen、2000)。因此,FRAC對抗藥性的預防及管理提出以下策略:1.避免使用單劑:以混合農藥降低抗藥風險,同時增加防治對像、降低防治成本。2. 嚴格限制各栽培期的最高用藥次數:合理的用藥次數,需依栽培環境、栽培制度、藥劑抗藥風險數值推算,一般建議多在2~4次之間。3.不任意改變推薦濃度:藥劑的推薦濃度乃根據室內測得之完全抑制濃度或致死濃度乘以一個定值而成,任意提高或降低濃度都會影響藥劑在田間的藥效及抗藥性風險。4.避免治療性的用藥:許多試驗資料顯示,一旦病原族群繁殖速率進入指數期後,藥劑效果極難發揮,而且治療性用藥會提高抗藥性風險,尤其是對單基因抗藥性的殺菌劑使用在多年生的作物,或短期作但重複種植次數高的作物,因此,應把握發病時機,提早施藥預防。5.增加殺菌劑的化學歧異度:同一栽培期儘量使用不同作用機制的藥劑,不同作用機制的藥劑輪替使用,可以有效壓制對特定機制有抗性的病原族群暴增,從而達到抗藥性管理的目標。6.整合性防治(IPM):從改善栽培管理制度著手,配合非農藥防治技術的應用,以減少農藥的使用(Brent、1995.)。這些策略也同時適用於殺細菌劑。

檢討與結論
  根據最新的統計,2003年我國全年農藥使用量約39,913公噸,其中50%為進口,以出廠價格計,銷售總額約新台幣60.4億,其中殺菌劑用量4,826公噸約占12%,銷售金額近16億元約占26%。銷售量前10名的殺菌劑依序為-80﹪鋅錳乃浦 WP、50﹪免賴得 WP、75﹪三賽唑 WP、25﹪賓克隆 WP、23﹪亞托敏 SC、50﹪護粒松 EC、23.2﹪賓克隆 SC、75﹪四氯異苯睛 WP、70﹪甲基鋅乃浦 WP 、10﹪保粒黴素(甲) WP(方麗萍、2004)。
  我國殺菌劑的登記販售基本上受「農藥管理法」及相關法規的規範。但農民一般對病害的種類及各種病害的發生特性與防治要領瞭解有限,使用農藥的行為常受作物經濟價值、農民互助團體、農藥商及一般友朋的影響,常有選錯藥劑、重疊使用同類藥劑及用藥種類過多的情形發生;而一般植保研究人員對各種殺菌劑的基本藥理藥效、作用機制、防治適期及抗藥性的發生等亦少有研究,雖訂有許多作物病蟲害的防治曆,但缺乏合理而有效的病害綜合防治模式供農民參考。因此,為促進殺菌劑的合理使用與管理,今後有必要加強相關的研究及示範推廣,尤其是下列工作:
一、殺菌劑抗藥性相關資料之建立及定期監測
  由於國內缺乏新引進殺菌劑對標的病原菌之基礎感受線(baseline sensitivity)資料,因此無法評估藥劑失效現象是否為抗藥性所致,造成抗藥性研究上的困擾,有必要以孢子發芽試驗、菌絲生長藥劑平板法、寄主葉片圓盤法等測試病原菌對新殺菌劑的感受性,分析其半數抑制濃度、最小完全抑制濃度、最大無效濃度、殺菌濃度等基本資料,當作監測田間抗藥性的基準,以判斷耐藥性及抗藥性的發生,並瞭解藥劑間的協力作用或拮抗作用等問題,以供作訂定田間用藥策略之參考;另一方面應針對對廣泛使用的殺菌劑,建立田間抗藥性快速偵測法,應用於田間調查、監測,並進一步鑑定抗藥性之基因特性,及其在時間與空間上的分佈,根據相關資料,隨時檢討各種作物的「病害綜合防治曆」,適時就不同地區之不同病害提出合理有效的用藥策略供農民參考。
二、加強農藥業者及農民教育
  台灣作物種類複雜,真菌及細菌性病害的種類繁多,而大多農藥業者及農民對病原的分類及殺菌劑的特性等觀念模糊,應施行防治時,經常錯失時機、選錯藥劑,導致嚴重的損失。農政、農技機關應加強各種型式的教育宣導,包括編印圖說、舉辦講習及田間示範,以增進農藥業者與農民的診斷鑑定能力及對殺菌劑的認識,尤其是將整將合性技術實際應用於田間,與農民慣用的方法就成本及效益比較,同時辦理田間示範觀摩,以落實教育宣導的效果。而植物防疫技術人員的學養與經驗為教育宣導成敗的關鍵,因此,其在職專業訓練與彼此經驗交流極為重要。
 
引用文獻
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ABSTRACT
Huang、T. C.、and K. C. Kuo. 2004. Rational use and management of fungicides and bactericides. (Bureau of Animal and Plant Health Inspection and Quarantine、Taiwan、ROC)
Fungicides and bactericides are used to control plant fungal and bacterial diseases. Fungicides are categorized into two groups、protectants and cures/eradicants、according to their mode of action. Protectants are used before or in the early stage of infection to prevent the progress of diseases. They are usually used at higher concentration with broader spectrum. Protectant fungicides include mineral oil、copper、sulfur、phthalimide、organochlorines、some respiration inhibitors、melanin synthesis inhibitors、and biological agents. Curative and eradicant fungicides are widely or locally transported within the target plants after application and are usually used at lower concentration resulting in more specific effectiveness.  Based on the classification of target fungi、curative and eradicant fungicides are categorized into groups that are more or less specifically effective on Oomycetes、Ascomyecets and Deuteromycetes、Basidiomycetes、or Botrytis spp and sclerotium-forming fungi. Limited kinds of bactericides have been developed for controlling plant bacterial diseases. The major active ingredients that are recommended for controlling bacterial diseases are antibiotics、copper、and some inducers of systemic acquired resistance of plants.  Unless applied in advance for preventing infection、the effectiveness of chemical control is usually unsatisfactory. Resistance of plant pathogenic fungi to fungicides poses big problems on plant disease control. Some sorts of fungicides such as benzimidazoles、pyrroles、phenylamides、strobilurins、dichlorophenyl dicarboximides、and aromatic fungicides have proved to be prone to induce resistance. Due to the lack of alternative bactericides、strains of plant pathogenic bacteria resistant to copper、streptomycin or both were commonly detected in different areas of Taiwan.  Located in subtropical area、Taiwan has warm and humid climate that is favorable for the growth of versatile crops and the occurrence of plant fungal and bacterial diseases. However、quite a few pesticide retail dealers and growers are not knowledgeable about the classification of the pathogens and the traits of pesticides. On the other side、limited basic and applied researches have been done in Taiwan to explore the spectra、mode of action、and application timing of different fungicides/bactericides and the dynamics of resistance in the population of plant pathogens. To promote rational use and management of fungicide/bactericide in Taiwan、the authors suggest that more effort should be put in relevant research and work including data collection and analysis of baseline sensitivity of wild-type pathogen population to fungicides/bacteicides and extensive monitoring of dynamic resistance in field based on the abovementioned data. Furthermore、updated rational integrated pest management (IPM) model for crop major pests should be proposed accordingly in time and extended to the growers via various ways such as training courses、workshops、and especially field demonstration. 
(Key words: fungicide、bactericide、resistance、rational use、integrated pest management,)


 

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