通过整合精油基制剂减少铜投入：针对葡萄生单轴霉的实验室与两年葡萄园评估

《Pest Management Science》：Reducing copper inputs through integration of essential oil-based formulations: laboratory and 2-year vineyard evaluation against Plasmopara viticola

　　

**摘要**

**背景**：葡萄霜霉病由葡萄生单轴霉（*Plasmopara viticola*）引起，在有机农业中主要依靠铜基杀菌剂防治，常规农业则采用化学杀菌剂预防性处理。然而，法规限制和环境问题要求在不降低病害防控效果的前提下减少铜投入。基于精油（Essential Oil, EO）的制剂因其抗菌和抗真菌活性，正成为有前景的替代方案。

**结果**：体外试验表明，EO制剂对*P. viticola*孢子囊形成具有剂量依赖性抑制作用。浓度为500 ppm时，其防效（67%）与铜标准处理相当，且无植物毒性。为期两年的葡萄园田间试验证明，将EO制剂与减量铜组合使用，能够持续保持较低的病害发病率和严重度。铜-EO组合策略在叶片和果穗上均实现了85%的保护效果，同时将铜投入减少了45%。

**结论**：在减铜喷雾方案中整合EO制剂，可在田间条件下有效防控葡萄霜霉病，且不损害病害控制效果。这些发现支持将EO类产品作为可持续病害管理策略的有效组成部分，符合当前欧洲可持续发展政策。? 2026 The Author(s). *Pest Management Science* published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.

**论文解读：基于精油制剂的减铜策略对葡萄霜霉病的防控效果——实验室与两年葡萄园评估**

**1. 研究背景与问题**

葡萄霜霉病是由卵菌纲病原物葡萄生单轴霉（*Plasmopara viticola*）引起的全球性严重病害，尤其危害欧洲葡萄（*Vitis vinifera*）的叶片和果穗。该病原自19世纪传入欧洲后，已在各主要葡萄种植区广泛传播，在适宜温湿度条件下可造成严重产量和品质损失。由于病原大部分生活史在寄主叶片内完成，病害管理高度依赖预防性杀菌剂施用。铜基杀菌剂（如波尔多液、氢氧化铜、氧化铜、氧氯化铜、三碱式硫酸铜）是有机葡萄栽培中最主要的防治工具。然而，铜在土壤中具有持久性和低移动性，难以被微生物代谢，长期大量施用导致土壤铜积累，影响土壤肥力、改变微生物群落并诱发植物胁迫。为此，欧盟法规（EU 2018/1981）将多数成员国铜施用限制为7年内不超过28 kg ha^?1（年均4 kg ha^?1），铜化合物被列为替代候选物质。在意大利等主产国，高发病年份 growers 可能进行12–14次铜喷雾，年用量可达12–14 kg Cu ha^?1，远超法规上限。因此，亟需在保持病害控制效果的前提下减少铜投入。精油（Essential Oil, EO）是由芳香植物提取的挥发性化合物混合物，具有多靶点抗菌活性，如破坏细胞膜完整性、抑制能量代谢、诱导氧化胁迫等，被认为是潜在的生物农药替代物。然而，以往研究多在受控条件下验证EO对*P. viticola*的活性，而多年田间条件下评估EO制剂与减铜方案整合效果的研究仍十分有限。本研究旨在回答：EO制剂能否在显著降低铜用量的情况下维持田间病害抑制效果？交替施用和桶混两种策略是否均可提供相当的防效？

**2. 主要技术方法**

研究者从意大利皮埃蒙特阿尔巴（Alba）地区有机葡萄园采集自然感病的‘Moscato’葡萄叶片分离*P. viticola*，经单孢囊纯化后用于试验。体外试验采用PLASVI OSBPI微量滴定板法，将AWP?（含百里香油10%、肉桂叶油10%、迷迭香油5%、香叶醇5%、芝麻油5%；Keyplex公司）以0.05–5000 ppm浓度预防性涂布于叶盘，24 h后接种孢囊悬浮液（5×10⁴ 孢囊 mL^?1），7天后评估孢子囊形成面积并计算病情指数（PDI）和防效（Abbott公式）。田间试验于2024和2025连续两年在意大利北部Calosso的两个商业有机葡萄园（均种植‘Moscato’/Kober 5BB，树龄分别为1996年和2000年定植）进行，采用随机完全区组设计，每处理3–4个重复，每重复7株葡萄树，调查中央植株。供试铜制剂包括Poltiglia 20? WG（铜金属20% w/w）和Kocide OPTI?（氢氧化铜300 GA/KG），设置全量、半量及半量/全量与AWP?交替或桶混等处理，另设清水对照。生长季内按7±2天间隔喷施，共9–10次，调查叶片和果穗的发病率和严重度，并监测气象数据。统计分析采用Kruskal–Wallis非参数检验和Dunn事后比较（P<0.05）。

**3. 研究结果**

**3.1 体外试验**：EO制剂对*P. viticola*孢子囊形成呈剂量依赖性抑制。最低浓度0.05 ppm防效仅16%；中间浓度（0.05–50 ppm）防效为37%–49%；500 ppm防效达66%，与铜标准处理（67%）无统计差异。仅在最高浓度5000 ppm时观察到叶片组织完全或部分坏死，表明500 ppm为无植物毒性的有效剂量。

**3.2 2024年田间防效**：2024年春季异常多雨，6月降水量125.8 mm（比1991–2020气候均值高33%），病害压力极高。未处理对照叶片严重度在第三次调查时达80%。所有含铜处理均显著降低病情。在第2试验中，Kocide OPTI?全量（1500 g ha^?1）与AWP?交替处理在最终调查时叶片严重度最低（<25%）；半量铜处理居中。果穗调查（6月14日）显示，未处理对照果穗严重度达87.5%，而全量Kocide OPTI?单独（41.7%）及与AWP?组合（42.6%）均显著降低病情。Poltiglia?试验中所有含铜处理间无显著差异，但均较对照减少40%以上严重度。

**3.3 2025年田间防效**：2025年6月为皮埃蒙特自2003年以来第二热的6月（平均20.3°C），降雨量47.4 mm（较常年偏少49.8%），病害发展较缓。7月降雨略增（71.9 mm），整体为中等偏轻发病年。未处理对照叶片严重度最终超过80%，所有处理均持续降低病情。最终调查时，处理组叶片严重度在试验3为5%–7%，试验4为10%–15%。基于病情进展曲线下面积（AUDPC），各处理间无显著差异。果穗调查（7月22日）中，未处理对照严重度均值85.0%，所有处理果穗严重度仅0.7%–6.6%，相对防效达85%。

**3.4 铜减量效果**：在每年9次喷雾方案中，采用8次半量+1次全量的策略，Kocide OPTI?（30% Cu）处理季节总铜投入从4.05 kg Cu ha^?1降至2.25 kg Cu ha^?1，Poltiglia 20? WG（20% Cu）从7.20 kg Cu ha^?1降至4.05 kg Cu ha^?1，均减少45%。在加入EO制剂后，半量铜处理仍维持高水平防效，表明铜投入可在不牺牲防效的前提下显著降低。

**4. 讨论与结论**

本研究通过实验室和两年田间试验证明，将精油基制剂AWP?整合进减铜喷雾方案，可在高、中不同病害压力年份持续有效防控葡萄霜霉病。体外试验中，500 ppm EO制剂防效与铜标准相当，而田间条件下EO与铜的联合使用（无论交替或桶混）均显著压低病情，提示可能存在铜与EO的加合或协同效应，或EO改善了铜在叶面的覆盖和持留性，减少了雨水冲刷损失。与以往仅将EO作为独立替代物或短期试验的研究不同，本研究在真实葡萄园环境中比较了两种整合策略，并实现了45%的铜减量，且未降低保护效果（叶片和果穗均达85%防效）。研究还指出，铜和EO的持效期与耐雨水冲刷能力是影响防效的关键因素，高发病年份可能需要增加喷雾次数。尽管结果积极，EO制剂在配方稳定性、田间表现一致性以及欧盟登记安全评估方面仍存在障碍，限制其从试验向常规应用转化。未来需在不同葡萄产区、不同气候条件下进一步验证，并量化铜-EO互作机制。

**研究结论翻译**：在本研究中，实验室和田间结果均凸显了将替代性精油产品整合到减铜策略中、在不同流行条件下（尤其利于感染的季节）管理*P. viticola*的潜力。当铜制剂与EO结合时，可维持高水平的病害控制，在叶片和果穗上均保持稳健保护的同时显著减少铜投入。半量铜补充EO产品可作为可行的替代策略。此外，与以往聚焦于单一EO作为独立处理或短期试验的研究不同，本研究提供了高、中病害压力下为期两年的田间证据，比较了两种整合策略（交替和桶混）使用一种市售多组分EO制剂的效果，证明在真实葡萄园条件下EO与铜策略的稳健整合可实现45%的铜减量。结果支持使用EO制剂（可能通过改善铜残留的表面覆盖或持留性发挥作用），并强调其作为综合病害管理策略补充成分的潜力。然而，在提出更广泛建议前，仍需在不同葡萄栽培区域和气候条件下进一步验证。