緒論植物受到真菌、細(xì)菌、病毒、類菌原體及類病毒等微生物侵害時(shí)就會(huì)得病,據(jù)粗略估計(jì),由于病害引起的作物產(chǎn)前損失達(dá)10%—13%,產(chǎn)后損失則難以估計(jì)。農(nóng)作物病害防治的重要性,已日益為人們所認(rèn)識(shí)。
殺菌劑是對(duì)病藥微生物具有抑制和毒殺作用的化學(xué)物質(zhì)。
殺菌劑的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的歷程,由于植物病害的特點(diǎn)和人們對(duì)病害的認(rèn)識(shí)不足,殺菌劑發(fā)展比殺蟲劑緩慢,但從殺菌劑本身來(lái)說(shuō),近30年來(lái)發(fā)展還是迅速的。
1、內(nèi)吸劑發(fā)展迅速:
70年代以前能提供生產(chǎn)使用的只有保護(hù)性殺菌劑(又稱傳統(tǒng)保護(hù)劑),這類藥劑對(duì)已侵入植物體內(nèi)為害的病原菌起不到作用。自1966年出現(xiàn)了惡噻英類化合物,如萎銹靈(Carboxin,Vitarax)之后,1967年又涌現(xiàn)出一類新的殺菌劑如苯來(lái)特(benomy,benlata)等,使殺菌劑進(jìn)入了一個(gè)嶄新的內(nèi)吸性殺菌劑廣泛使用時(shí)期。80年代內(nèi)吸性殺菌劑新品種不斷推出,以及內(nèi)吸性殺菌劑和傳統(tǒng)保護(hù)殺菌劑的復(fù)配劑在生產(chǎn)實(shí)際中使用。
同殺蟲劑相似,由于內(nèi)吸性殺菌劑的廣泛使用,病原菌的抗藥性也日漸突出,現(xiàn)已成為一個(gè)凾待解決的問題。
60年代以前,(1882波爾多發(fā)現(xiàn)的100多年)未發(fā)現(xiàn)病原物抗藥性,但70年代,?;詮?qiáng)的殺菌劑品種和使用增加,抗藥性日益嚴(yán)重。
2、作用機(jī)理研究飛躍發(fā)展,生物化學(xué)和生物學(xué)進(jìn)展創(chuàng)造條件,深入理解致病機(jī)理、寄生與病原物間的工作,有力于殺菌劑機(jī)理和防病作用研究。
3、殺菌劑品種開發(fā)由傳統(tǒng)篩選方法→確定作用目標(biāo)→生化特點(diǎn)全面研究→計(jì)算機(jī)進(jìn)行藥劑分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),加速新品種的開發(fā)。
第一節(jié)殺菌劑的定義及其對(duì)病菌的作用機(jī)理
一、殺菌劑的含義及定義:
殺菌劑:指用于防治植物病害的化學(xué)農(nóng)藥,通稱殺菌劑。
1、含義:三個(gè)方面
?、佟皠敝饕浮皠┝俊保舶皠┬汀钡囊馑?,該“劑量”指的是以劑型、安全為前提下的使用量,一般地殺菌劑田間噴霧有效劑量(ai)<250g/畝,常規(guī)50—100g/畝,種子處理(拌料)<1000ppm(藥劑重量/種子重量),土壤處理<100ppm。在常用劑量下,對(duì)人、畜、植物、有益生物應(yīng)當(dāng)安全。
?、凇熬币话阒刚婢⒓?xì)菌、病毒、類原質(zhì)體等,甚至還包括線蟲。
③“殺”有兩方面的意義:
其一指真正殺死菌體,并鏟除病菌,即“殺菌”,對(duì)病原物直接產(chǎn)生影響;其二是指使菌體處于受抑狀態(tài),停止萌發(fā)或生長(zhǎng),但解除藥劑后,又可恢復(fù)生長(zhǎng),這種作用稱為“抑菌”,但兩者有時(shí)很難截然分開。
此外,一些可提高植物抗病性的物質(zhì),其本身可不必對(duì)病菌本身產(chǎn)生作用,但可影響寄主病原之間復(fù)雜關(guān)系中的任一鏈鎖從而起到防病治病作用。
2、定義:綜上所述,殺菌劑可定義為:
施用少量藥品就可抑制菌類生長(zhǎng)繁殖,以及能使菌體某些器官畸形,生理代謝發(fā)生變化而失去正常活力,甚至能直接殺死菌體,以及可通過其它各種途徑而使植物體消除病癥、病狀的物質(zhì)。
二、殺菌劑的作用機(jī)理:
殺菌劑進(jìn)入病原菌體內(nèi)到達(dá)作用點(diǎn)后,引起菌體內(nèi)生理生化異常反應(yīng),破壞菌體正常代謝,使菌體中毒死亡。
30年代就有人研究傳統(tǒng)殺菌劑的作用機(jī)制,1943年澤特邁爾(G.H.Zentmyer)首先提出螯環(huán)化作用是殺菌劑的一個(gè)重要作用機(jī)制,8—羥基喹啉(quinolinate)是典型的螯環(huán)化制劑;1956年英國(guó)的霍斯福爾(J.G.Horsfall)著《殺菌劑作用原理》(PrinciplesofFungicidalAc
進(jìn)入60年代以后,隨著分子生物學(xué)的發(fā)展和化學(xué)分析技術(shù)的進(jìn)步,尤其是內(nèi)吸殺菌劑大量出現(xiàn)以后,殺菌劑的發(fā)展提高到一個(gè)新階段,作用機(jī)制的研究也更趨深入和提高。1967年西斯勒(H.D.sisler)等證明放線菌酮(cycloheximide)的作用機(jī)制是抑制蛋白質(zhì)合成;1969年證明多抗霉素D(多氧霉素,polyoxin)作用機(jī)制是抑制幾丁質(zhì)合成酶的活性;1971年西斯勒等首先指出多菌靈(carbendazim)的作用機(jī)制是影響菌體DNA合成。1975年后射拉德(J.L.Sherald)等證明嗪胺靈(triforine)等作用機(jī)制是抑制麥角甾醇合成。
80年代,已知咪唑類、三唑類、吡啶類、嗎啉類和哌嗪類等十?dāng)?shù)個(gè)品種均為麥角甾合成抑制劑,此外,干擾真菌寄生或加強(qiáng)寄主植物防御作用化合物的研究有新的發(fā)展。如抗穿透性殺菌劑三環(huán)唑是稻瘟菌黑色素合成抑制劑,黑色素是稻瘟菌穿透表皮侵入稻株不可缺少的物質(zhì)。近來(lái)殺菌劑作用機(jī)制研究對(duì)象主要是內(nèi)吸性殺菌劑,其作用機(jī)制多為抑制菌體內(nèi)生物合成。
殺菌劑對(duì)病菌的作用機(jī)制,從生物化學(xué)角度講,可以歸納為兩大類型,即:殺菌劑影響了病原菌的生物氧化—能量生成及生物合成—生長(zhǎng)。
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1、中毒病菌的癥狀:
病原菌中毒的癥狀主要表現(xiàn)為:菌絲生長(zhǎng)受阻、畸型、扭曲等;孢子不能萌發(fā);各種子實(shí)體、附著孢不能形成;細(xì)胞膨脹、原生質(zhì)瓦解、細(xì)胞壁破壞;病菌長(zhǎng)期處于靜止?fàn)顟B(tài)。
2、殺菌和抑菌的區(qū)別:
從中毒癥狀看,殺菌主要表現(xiàn)為孢子不能萌發(fā),而抑菌表現(xiàn)為菌絲生長(zhǎng)受阻(不是死亡),藥劑解除后即可恢復(fù)生長(zhǎng)。
從作用機(jī)制看,殺菌主要是影響了生物氧化——能的生成(孢子萌發(fā)需要較多的能量),而抑菌主要是影響了生物合成(菌絲生長(zhǎng)耗能較少)。
但殺菌和抑菌作用往往不能截然分開。一個(gè)殺菌劑是表現(xiàn)為殺菌作用還是抑菌作用,還和下列因素有關(guān):
?。?)藥劑本身的性質(zhì):一般來(lái)說(shuō),重金屬鹽類、有機(jī)硫類殺菌劑多表現(xiàn)為殺菌作用,而許多內(nèi)吸殺菌劑,特別是農(nóng)用抗菌素則常表現(xiàn)為抑菌作用。
?。?)藥劑濃度:一般來(lái)說(shuō),殺菌劑在低濃度時(shí)表現(xiàn)為抑菌作用,而高濃度時(shí)則表現(xiàn)為殺菌作用。如5mg/L的苯來(lái)特可抑制白粉菌菌絲生長(zhǎng),而500mg/L則影響孢子的萌發(fā)。
?。?)藥劑作用時(shí)間:作用時(shí)間短,常表現(xiàn)為抑菌作用,延長(zhǎng)作用時(shí)間,則表現(xiàn)為殺菌作用。
(二)殺菌劑的主要作用部位及其機(jī)制:
由于生物化學(xué)和分子生物學(xué)的飛速發(fā)展,目前對(duì)主要的殺菌劑的作用機(jī)理都有了不同程度的了解,但并沒有一種殺菌劑的作用機(jī)制是真正搞清楚了。此外,病原菌的被抑制或死亡往往并非對(duì)單一位點(diǎn)的作用,而是對(duì)多個(gè)位點(diǎn)綜合作用的結(jié)果。
殺菌劑的作用機(jī)制,從生物化學(xué)的角度講,可歸結(jié)為兩大類型:殺菌劑影響了病原菌的生物氧化;影響了病原菌的生物合成。
1、殺菌劑影響生物氧化:
病原菌的生命過程需要能量,尤其是孢子萌發(fā),更需要較多的能量,這些能量來(lái)自碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)的氧化,最終生成的ATP。
其中碳水化合物的氧化尤為重要。糖的氧化主要有三條通路:(1)糖酵解通路:
這是不需氧的呼吸過程,是葡糖或葡糖—l—磷酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸的過程,而在缺氧情況下,糖酵解則包括丙酮酸進(jìn)一步還原成乳酸(在哺乳動(dòng)物中)或經(jīng)乙醛還原成乙醇(如在酵母菌中)。糖酵解是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的。
(2)有氧氧化:其前面一大段和糖酵解相同,只是到磷酸甘油醛時(shí),才在輔酶I的作用下脫氫(氫最后和氧結(jié)合生成水),經(jīng)二磷酸甘油酸形成丙酮酸乃至乙酰輔酶A,然后進(jìn)入三羧酸循環(huán)轉(zhuǎn)入電子傳遞鏈及末端氧化。其中三羧酸循環(huán)是在線粒體的基質(zhì)中進(jìn)行的,而電子傳遞則在線粒體“脊”(即內(nèi)膜)上進(jìn)行的。
?。?)磷酸戊糖支路:
即從6—磷酸葡糖經(jīng)6—磷酸葡糖酸到戊糖的旁路,因此又稱磷酸戊糖支路。磷酸戊糖支路也是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的。
脂肪酸氧化時(shí)先在細(xì)胞質(zhì)中活化,生成酯酰輔酶A:
R—COOH+COASHR—CO—S—COA+H2O
ATPADP
活化了的脂肪酸進(jìn)入線粒體進(jìn)行β氧化:
R-CH2-CH2-CH2-CO-S-COA脫氫酶R-CH2-CH2=CH2-CO-S-COA
FADFADH2
H2OR-CH2-CH(OH)-CH2-CO-S-COA脫氫酶
FADFADH2
R-CH2-CO-CH2-CO-S-COACOASH(硫解)R-CH2-CO-S-COA+CH3-CO-S-COA
生成的乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán)。
三羧酸循環(huán)(即Krebscycle)是所有有機(jī)物質(zhì)初步代謝產(chǎn)物的共同氧化途徑,最終產(chǎn)生CO2和水,具體過程如圖所示。
前已述及,呼吸鏈電子傳遞是在線粒體的“脊”上進(jìn)行的。
目前,可將線粒體的這一亞單位劃分成4種復(fù)合體,如圖所示。
呼吸氧化作用產(chǎn)生的能量不是直接被利用的,而是暫時(shí)被貯存在高能化合物如三磷酸腺苷(ATP)中,然后再由高能化合物釋放出來(lái)(如當(dāng)ATPADP時(shí))。呼吸氧化產(chǎn)生的能量進(jìn)入高能化合物一般涉及兩個(gè)過程:一個(gè)是氧化過程(如上所述),另一個(gè)是磷酸化過程,即能量作為磷的高能鍵貯存起來(lái)。這兩個(gè)耦合的過程即為氧化磷酸化。
2、酞酰亞胺類(三氯甲硫基類)殺菌劑作用機(jī)制:
酞酰亞胺類是50年代初發(fā)展起來(lái)的一類有機(jī)硫殺菌劑。1951年Kittleson報(bào)道了克菌丹,它是一種比較安全的殺菌劑,同時(shí)藥效高,不但對(duì)真菌且對(duì)細(xì)菌也有毒殺作用。因此三氯甲硫基類化合物很快作為銅、汞類殺菌劑的代用品。
三氯甲硫基類殺菌劑主要有兩個(gè)品種:克菌丹(captan)、滅菌丹(folpet)。
N—三氯甲硫基—4—環(huán)己烯N—三氯甲硫基鄰苯二甲酰亞胺
—l,2—二甲酰亞胺
克菌丹和滅菌丹都是殺菌譜廣的保護(hù)性殺菌劑,對(duì)植物安全。如克菌丹是廣譜性殺菌劑,對(duì)豆類、蔬菜的根腐病、立枯病、馬鈴薯、晚疫病、葡萄霜霉病、小麥赤霉病都有很好的防效。
酞酰亞胺類殺菌劑主要作用機(jī)制是:
?。?)影響丙酮酸的脫羧作用,使之不能進(jìn)入三羧循環(huán)。棉鈴紅腐病菌(Fusariumroseum)用克菌丹處理后,發(fā)現(xiàn)其細(xì)胞內(nèi)丙酮酸大量積累,而很少有乙酰輔酶A生成。實(shí)質(zhì)是克菌丹改變了丙酮酸脫氫酶系中一種輔酶硫胺素(TPP)。硫胺素在丙酮酸脫羧過程中的作用是轉(zhuǎn)移乙?;?。TPP的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)是噻唑環(huán)中氮和硫原子之間的碳原子上的氫很容易離解,使該碳原子形成反應(yīng)性很強(qiáng)的負(fù)碳離子,因而可親核攻擊丙酮酸的羰基原子(δ+)形成加成物。TPP的噻唑環(huán)上的氮帶正電,可作為電子受體使脫羧容易進(jìn)行,脫羧后產(chǎn)生羥乙基TPP:
TPP是一些脫羧酶的輔基,如丙酮酸脫羧酶、琥珀酰脫氫酶系,其作用是在脫羧過程中轉(zhuǎn)移乙酰基,而TPP接受乙酰基時(shí)只能以氧化型(TPP+)進(jìn)行,在有克菌丹存在的情況下,TPP+的結(jié)構(gòu)就會(huì)受破壞,失去轉(zhuǎn)乙?;淖饔?,乙酰輔酶A就不能形成,丙酮酸大量積累,因此以后的氧化反應(yīng)都受到抑制。克菌丹與TPP的反應(yīng)如下:
由于N失去正四價(jià)離子,失去結(jié)合CH3CO—能力,此外,克菌丹還作用于含—SH的酶或輔酶,生成的硫光氣,也會(huì)抑制酶或輔酶的活性。
硫光氣易于和蛋白質(zhì)中的—SH、—OH、—NH2等基因反應(yīng),如與蛋白質(zhì)中的半胱氨酸反應(yīng):
?。?)抑制α—酮戊二酸脫氫酶系的活性,阻斷三羧酸循環(huán)。三羧循環(huán)中,從α—酮戊二酸到琥珀酰輔酶A需要α—酮戊二酸脫氫酶系催化,而這一酶系的一種輔酶也是硫胺素(TPP),因此和上述丙酮酸脫氫酶系的情形相同,克菌丹也作用于TPP,從而阻斷了三羧酸循環(huán)。
因此克菌丹等酞酰亞胺類殺菌劑是多作用點(diǎn)的殺菌劑,具有廣泛的殺菌譜。
②銅、汞制劑的影響:
主要作用于細(xì)胞膜,破壞菌體細(xì)胞膜,膜的通透性發(fā)生變化,使一些金屬離子,主要是K+向細(xì)胞膜外滲透,而菌體內(nèi)糖酵解過程中最重要的磷酸果糖激酶的活性是由K+來(lái)活化的。
丙酮酸激酶也需要K+作為輔助因素。
在藥劑作用下,使膜內(nèi)K+濃度降低,這些酶的活性受到破壞而使糖酵解受阻。
?、哿蚧牵⊿ulphur)作用:
有資料證明硫?qū)σ烟羌っ敢灿幸种谱饔谩?/p>
2、硫代氨基甲酸酯類殺菌劑的作用機(jī)制:
硫代氨基甲酸酯類包括乙撐雙二硫代氨基甲酸鹽,即“代森”類,二甲基二硫代氨基甲酸類“福美”類,其主要作用機(jī)制:
?。?)破壞COASH,從而影響脂肪酸的氧化。如代森鋅:
又如福美雙,亦又類似反應(yīng):
輔酶A被瓦解后直接影響了脂肪酸的β—氧化,丙酮酸脫氫酶系、α—酮戊二酸脫氫酶系的活性受到抑制,因?yàn)檫@些酶系中必須要有輔酶A的參與。
?。?)抑制以銅、鐵等為輔基的酶的活性。
硫代氨基甲酸酯類殺菌劑可和鐵、銅等形成螯合物可使酶失去活性。
如在三羧酸循環(huán)中,檸檬酸經(jīng)順烏頭酸到異檸檬酸必須要有烏頭酸酶的參與,而烏頭酸酶的輔基含有高鐵,代森類、福美類殺菌劑和鐵形成螯合物使烏頭酸酶失活,三羧酸循環(huán)中斷。
3、取代苯類殺菌劑的作用機(jī)制:
取代苯類殺菌劑以百菌清(chlorothalonil)為代表,還有diclroan和dichlone,其主要作用機(jī)制在于和含—SH的酶反應(yīng),抑制了含—SH基團(tuán)酶的活性,特別是磷酸甘油醛脫氫酶的活性。
磷酸甘油醛脫氫酶催化糖酵解途徑中從3—磷酸甘油醛到1,3—二磷酸甘油酸的反應(yīng)。其催化機(jī)理是磷酸甘油醛脫氫酶活性位置上半胱氨酸殘基的—SH基是親核基團(tuán),它與醛基作用形成中間產(chǎn)物,可將羥基上的氫移至與酶緊密結(jié)合的NAD+上,從而產(chǎn)生NADH和高能硫酯中間產(chǎn)物。NADH從酶上解離,另外的NAD+與酶活性中心結(jié)合,磷酸攻擊硫酯鍵從而形成1,3—二磷酸甘油。
百菌清和該酶的—SH結(jié)合,抑制其活性,中斷糖酵解,從而影響ATP的生成。
此外,Vincent和Sisler認(rèn)為百菌清也和含—SH的谷胱甘肽反應(yīng),破壞了谷胱甘肽。眾所周知,谷胱甘肽在菌體內(nèi)對(duì)外源物的解毒反應(yīng)中有主要作用。Barak和Edgington在抗性機(jī)理研究中發(fā)現(xiàn),抗百菌清菌株中的谷胱甘肽含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于敏感菌標(biāo),這也是百菌清作用于谷胱甘肽的一個(gè)證據(jù)。
4、羧酰苯胺類殺菌劑作用機(jī)制:
羧酰苯胺類,以氧硫雜環(huán)二烯為主,還有噻吩、噻唑、呋喃、吡唑、苯基等衍生物,代表品種有萎銹靈(carboxin)、氧化萎銹靈(oxycarboxin)、鄰酰胺(mebenil)、氟酰胺(flutolanil)、furametper、triflumazid等。這些殺菌劑的主要作用部位是線粒體呼吸電子傳遞鏈中從琥珀酸到輔酶Q之間的氧化還原體系,即復(fù)合體Ⅱ。復(fù)合體Ⅱ是由黃酶Ⅱ(FAD)為輔酶的黃素蛋白、非血紅素鐵硫蛋白及其他結(jié)合蛋白組成的。底物(琥珀酸)脫出的2個(gè)H傳遞給FADFADH2,而Fe3+將FADH2氧化成FAD,放出2個(gè)H,同時(shí)Fe3+Fe2+,這2個(gè)H又被CoQ接受,成CoQH2:
萎銹靈和復(fù)合體Ⅱ的活性中心——非血紅素鐵硫蛋白結(jié)合,從而阻斷了電子向輔酶Q的傳遞(圖5—17)。氟酰胺等殺菌劑也作用于復(fù)合體Ⅱ,但這些殺菌劑的結(jié)合部位既不是黃素蛋白,也不是非血紅素鐵硫蛋白這兩個(gè)主要的亞單位,而是結(jié)合于一種固膜蛋白,嵌入鐵硫蛋白和輔酶Q之間,阻止電子傳遞。
在圖中的模式中,有兩個(gè)萎銹靈分子嵌進(jìn)鐵硫蛋白活性中心,萎銹靈分子中的甲基和苯基錨在鐵硫蛋白的疏水區(qū),從而整個(gè)地改變了蛋白的結(jié)構(gòu)。
5、甲氧丙烯酸酯類殺菌劑的作用機(jī)制:
StrobilurinA.B是Anke和Oberwinkler(1977)從擔(dān)子菌中分離的天然抗菌活性物質(zhì)。近年來(lái)以StrobilurinA為先導(dǎo)化合物,開發(fā)出一類新型殺菌劑——甲氧丙烯酸酯類,代表品種有ICIA5504和BAS490F。甲氧丙烯酸酯類殺菌劑同樣抑制了病原菌線粒體呼吸電子傳遞鏈中電子的傳遞,其作用部位是復(fù)合體Ⅲ(即細(xì)胞色素b和細(xì)胞色素C1復(fù)合體)。據(jù)研究,甲氧丙烯酸酯類殺菌劑就通過和復(fù)合體Ⅲ中的活性部位結(jié)合而抑制了線粒體的電子傳遞。
此外,抗菌素抗霉素A(antimycinA)和殺菌劑殺枯凈(phenazine,5—氧吩嗪)也是作用于復(fù)合體Ⅲ。
6、敵克松的作用機(jī)制:
敵克松(dexon)為重氮磺酸鹽類殺菌劑,主要用于防治煙草黑脛病、小麥腥黑穗病、白菜軟腐病及水稻爛秧。敵克松作用于復(fù)合體工,阻斷了輔酶Ⅰ(NAD)和黃酶Ⅰ(FMN)之間的電子傳遞:
FMN(磷酸核黃素)中具有異咯嗪環(huán)結(jié)構(gòu),敵克松可能和這種異咯嗪環(huán)組成了一個(gè)穩(wěn)定的復(fù)合物,從而使FMN失去傳遞電子的功能。
7、氟啶胺的作用機(jī)制:
氟啶胺(fluazinam)近年來(lái)投入歐洲市場(chǎng),主要用于防治馬鈴薯晚疫病。據(jù)研究,氟啶胺是一種強(qiáng)有力的解偶聯(lián)劑,破壞氧化磷酸化,推測(cè)是分子中的氨基基團(tuán)的質(zhì)子化和質(zhì)子化作用引起的。
此外,五氯硝基苯(terrachlor)也是解偶聯(lián)劑。
2、影響生物合成的殺菌劑:
(1)有機(jī)磷殺菌劑的作用機(jī)制:
有機(jī)磷殺菌劑以異稻瘟凈(IBP)和克瘟散(edifenphos)為代表,主要用于防治水稻稻瘟病。關(guān)于有機(jī)磷殺菌劑的作用機(jī)制,20世紀(jì)70年代認(rèn)為是干擾了病原菌細(xì)胞壁幾丁質(zhì)的合成,20世紀(jì)80年以后人們傾向于認(rèn)為這類殺菌劑主要是抑制了卵磷脂的合成而破壞了細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)。卵磷脂(磷脂酰膽堿)是細(xì)胞質(zhì)膜最重要的組分,其生物合成途徑如圖所示。
卵磷脂的合成必需要有磷脂酰乙醇胺甲基轉(zhuǎn)移酶的參與。異稻瘟凈的作用機(jī)制主要是抑制磷脂酰乙醇胺甲基轉(zhuǎn)移酶的活性,阻斷了卵磷脂合成。
(2)嘧啶胺類殺菌劑作用機(jī)制:
早期開發(fā)的嘧啶胺類殺菌劑有甲菌啶(dimethirimo1)和乙菌啶(ethirimo1),主要用于防治瓜類和谷物白粉病。關(guān)于乙菌啶的作用機(jī)制,Hollomoon(1979)曾指出,主要是非競(jìng)爭(zhēng)性地抑制了腺(嘌呤核)苷脫氨酶的活性而影響了某些堿基及核酸的合成。
腺苷脫氨酶是在一條“補(bǔ)救”(salvagepathway)途徑中起作用,即某一組織中的核酸分解后的堿基可以被另一組織重新利用來(lái)合成新的核酸。腺苷脫氨酶所催化的反應(yīng)如下:
核苷酸酶
腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷
H2O腺嘌呤核苷酸脫氫酶
H3N核苷磷酸化酶
次黃核苷核苷次黃核苷
Pi核糖-1-P
近年來(lái)又有幾種新的嘧啶苯胺商品化,如嘧菌胺(mepanipyrim),pyrimethanil和cyprodini,對(duì)灰葡萄孢引起的多種病害,特別是灰霉病有特效,而且與二甲酰亞胺類殺菌劑無(wú)交互抗性。目前對(duì)嘧菌胺等殺菌劑的作用機(jī)制主要有兩種解釋:一是抑制細(xì)胞壁降解酶的分泌。以蠶豆褐斑病菌為試驗(yàn)材料的研究發(fā)現(xiàn),Pyrimethanil對(duì)孢子萌發(fā)和附著孢的形成沒有影響,對(duì)病原菌的早期入侵階段幾乎沒有影響,但能顯著地減少入侵點(diǎn)周圍寄主細(xì)胞的死亡。正常情況下,接菌后6—8h寄主細(xì)胞開始裂解,2—3d出現(xiàn)水漬狀擴(kuò)展的病斑,經(jīng)Pyrimethanil處理的蠶豆葉片上病菌侵入點(diǎn)周圍被裂解的寄主細(xì)胞很少,相應(yīng)的病斑也很小。
寄主細(xì)胞的裂解是病菌分泌的各種細(xì)胞壁降解酶(如果膠酶、纖維素酶等)作用的結(jié)果,病原菌依靠這些酶的分泌破壞寄主細(xì)胞,并獲得自身發(fā)展所需營(yíng)養(yǎng)。Pyrimethanil和嘧菌胺在很低的濃度下就對(duì)病菌細(xì)胞壁降解酶的分泌有抑制作用,結(jié)合顯微技術(shù)的觀察結(jié)果,可以認(rèn)為對(duì)酶分泌的抑制作用是這些殺菌劑極其重要的抗菌機(jī)制。
二是干擾甲硫氨酸(蛋氨酸)的生物合成。在寄主植物和病原菌體內(nèi),甲硫氨酸是由天冬氨酸合成的。生物合成途徑如下圖所示:
許多研究結(jié)果表明,Pyrimethanil、嘧菌胺抑制了甲硫氨酸生物合成途徑中次末端—β胱硫醚裂解酶(β-cyctathionase)的活性從而抑制了甲硫氨酸的合成,但詳細(xì)的抑制機(jī)理還不清楚。
?。?)苯基酰胺類殺菌劑的作用機(jī)制:
苯基酰胺類殺菌劑至少包括4類:酰基丙氨酸類、丁內(nèi)酯類、硫代丁內(nèi)酯類和惡唑烷酮類,其中以?;彼犷?以甲霜靈為代表)、惡唑烷酮類(以惡霜靈為代表)最重要。這類殺菌劑廣泛用于藻菌綱病害(如霜霉病)的防治。關(guān)于苯基酰胺類的作用機(jī)理,一般認(rèn)為是抑制了病原菌中核酸的生物合成,主要是RNA的合成。
細(xì)胞各類RNA,包括參與翻譯過程的mRNA、rRNA和tRNA,以及具有特殊功能的小RNA,都是以DNA為模板,在RNA聚合酶的催化下合成的,真核生物的RNA聚合酶有好多種,分子量大約在50萬(wàn)/u,通常由4—6種亞基組成,并含有Zn++。利用抑制劑α—鵝膏蕈堿的抑制作用可將其分為3類,對(duì)抑制劑不敏感的RNA聚合酶A(或I),可被低濃度抑制劑抑制的RNAB(或Ⅱ),只被高濃度抑制劑抑制的RNAC(或Ⅲ)。Hayes等認(rèn)為,甲霜靈、惡霜靈主要是抑制了對(duì)α—鵝膏蕈堿不敏感的RNA聚合酶A,從而阻礙了rRNA前體的轉(zhuǎn)錄。具體的抑制機(jī)理尚不清楚。
?。?)農(nóng)用抗菌素的作用機(jī)制:
農(nóng)用抗菌素的種類較多,作用也比較復(fù)雜?,F(xiàn)就幾種常用農(nóng)用抗菌素的作用機(jī)制作簡(jiǎn)單介紹。
A、多氧霉素D的作用機(jī)制:
多氧霉素D(polyoxinD)主要千擾真菌幾丁質(zhì)的合成。幾丁質(zhì)是構(gòu)成某些真菌細(xì)胞壁的主要組分,其生物合成過程如下:
葡萄糖6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖胺N-乙酰葡萄糖胺—6—磷酸N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸尿苷二磷酸-N-乙酰葡萄糖胺幾丁質(zhì)
幾丁質(zhì)合成酶
由于多氧霉素D和尿苷二磷酸N—乙酰葡萄糖胺分子結(jié)構(gòu)有一定相似性,多氧霉素D和底物競(jìng)爭(zhēng)性地結(jié)合幾丁質(zhì)合成酶,從而抑制了該酶的活性,破壞了真菌細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)。
井岡霉素的作用機(jī)制:
井岡霉素,國(guó)外稱有效霉素,主要是有效霉素A(VM-A),是水溶性內(nèi)吸殺菌劑,而且很容易在紋枯病菌絲中傳導(dǎo),引起菌絲異常分枝,從而抑制其生長(zhǎng)。作用機(jī)制主要是抑制核酸和蛋白質(zhì)合成。
最近的研究結(jié)果表明,VMA對(duì)菌體中海藻糖酶有頡頏性抑制作用,因此提出有效霉素的作用機(jī)制是基于阻斷了海藻糖分解而切斷了葡萄糖供應(yīng)。海藻糖酶把一個(gè)海藻糖分子分解成2個(gè)葡萄糖。
春雷霉素和滅瘟素的作用機(jī)制:
這兩種農(nóng)用抗菌素主要用于防治水稻稻瘟病。根據(jù)現(xiàn)有的研究資料,春雷霉素和滅瘟素主要是抑制了病原菌的蛋白質(zhì)合成。
蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所是核糖體(rRNA)。蛋白質(zhì)合成的大致過程如下(以大腸桿菌的蛋白質(zhì)合成為例):
?、侔被峄罨O囊粋€(gè)ATP,氨基酸和tRNA結(jié)合。
?、趍RNA結(jié)合到rRNA的30S小亞基上。
?、蹟y帶氨基酸的兩個(gè)tRNA結(jié)合到30S小亞基上,大亞基也與之結(jié)合形成穩(wěn)定的70S復(fù)合體。
?、茉谵D(zhuǎn)肽酶作用下,將P位點(diǎn)的氨基酸轉(zhuǎn)移到A位點(diǎn)的帶氨基酸的tRNA上,與之形成肽鍵。
⑤核糖體沿mRNA相對(duì)移動(dòng)一個(gè)密碼的距離,供P位點(diǎn)上脫去氨基的tRNA離開,去泡液中再運(yùn)送氨基酸;而帶有新合成肽鏈的tRNA從A位點(diǎn)移到P位點(diǎn),空出A位點(diǎn),接受下一個(gè)帶氨基酸的tRNA,從而使肽鏈延長(zhǎng)。
⑥到一定長(zhǎng)度時(shí),停止合成,多肽脫下,mRNA和rRNA分開,大、小亞基分開。
據(jù)研究,滅瘟素是和rRNA的大亞基上某一單一位點(diǎn)結(jié)合,從而影響了氨?!猼RNA(攜帶氨基酸的tRNA)和其應(yīng)有的位點(diǎn)結(jié)合,阻止了肽鏈延長(zhǎng)。
春雷霉素和滅瘟素的作用機(jī)制不同,用大腸桿菌進(jìn)行的研究證明,雖然它也和30S小亞基結(jié)合,從而阻止30S小亞基與氨酰-tRNA以及mRNA形成復(fù)合物,蛋白質(zhì)合成無(wú)法起始。
?。?)麥角甾醇合成抑制劑作用機(jī)制:
麥角甾醇(ergostero1)是病原菌細(xì)胞膜的重要組分,其合成受阻將間接地影響細(xì)胞膜的通透性功能。此外,麥角甾醇還是甾類激素的前體,在無(wú)性、有性生殖過程中起重要作用。
目前至少有8類、幾十個(gè)殺菌劑品種的作用機(jī)制是抑制麥角甾醇合成(圖5-20)。
其中三唑類、嘧啶類、咪唑類和哌嗪類抑制了從24—甲撐—24,25—二氫羊毛甾醇到4,4—二甲基fecosterolC-14脫甲基的反應(yīng)。Gadher等提出了這種抑制作用的分子機(jī)制:C—14脫甲基反應(yīng)是由多功能氧化酶(MFO)中的細(xì)胞色素P450來(lái)完成的。三唑類殺菌劑抑制C-14脫甲基是因?yàn)闅⒕鷦┖蚉450的結(jié)合部位相結(jié)合,三唑中的N原子和P450中心的Fe原子的第6位配位成一個(gè)復(fù)合物,從而抑制了細(xì)胞色素P450的脫甲基活性(圖5-21)。此外,C-22雙鍵的引入和C-24(28)雙鍵的加氫還原亦受到抑制。
嗎啉類和哌啶類則主要是抑制了異構(gòu)酶活性,使△8—△7之間的異構(gòu)化[即雙鍵從C—8(9)移到C-7(8)]。此外,這類殺菌劑還抑制C-14(15)雙鍵加氫還原酶的活性。△8—△7異構(gòu)酶及C-14(15)還原酶,都是和碳陽(yáng)離子中間態(tài)(圖5—22中方括弧部分)結(jié)合才起催化作用。嗎啉/哌啶殺菌劑在菌體生理PH條件下可質(zhì)子化,模擬了碳陽(yáng)離子中間態(tài)和這兩種酶強(qiáng)烈結(jié)合,從而使酶失活。
?。?)苯并咪唑類殺菌劑作用機(jī)制:
苯并咪唑類殺菌劑,苯來(lái)特、多菌靈和甲基硫菌靈等殺菌劑主要影響菌體內(nèi)微管的形成而影響了細(xì)胞分裂(圖5-23)。
微管(microtubule)是廣泛存在于植物(包括病菌)細(xì)胞中的纖維狀結(jié)構(gòu),直徑20—25nm,主要含有一種蛋白質(zhì),叫做微管蛋白(tububin)。它的功能是保護(hù)細(xì)胞形狀、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸,和微絲、居間纖維共同形成了立體網(wǎng)絡(luò),稱為“微梁系統(tǒng)”。細(xì)胞器和膜系統(tǒng)都由這個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)支架??梢哉f(shuō),微管是細(xì)胞的骨骼。微管除了參與合成細(xì)胞壁和在鞭毛、纖毛運(yùn)動(dòng)中起作用外,最主要的是在細(xì)胞分裂中起作用——微管構(gòu)成了減數(shù)分裂和有絲分裂紡錘體的纖維。
微管是由微管蛋白的亞單位靠疏水鍵的結(jié)合聚合成多聚體,最后再形成完整的微管。
在植物體內(nèi),苯來(lái)特和硫菌靈都轉(zhuǎn)換成多菌靈起作用。近年的研究表明,這類殺菌劑的主要作用機(jī)制是由于多菌靈和微管蛋白的β亞單位相結(jié)合,阻止了微管的組裝,從而破壞了紡錘體的形成,影響了細(xì)胞分裂。
另?yè)?jù)報(bào)道,下面的化合物也是影響微管形成的殺菌劑:
?。?)三環(huán)唑和豐谷隆的作用機(jī)制:
殺菌劑三環(huán)唑(tricyclelazole)、咯嗪酮(pyroquilon)、稻瘟醇、四氯苯酞,chlobenthiazone等都主要用于防治水稻稻瘟病,其作用機(jī)制主要在于影響了黑素的生物合成。
菌類黑素(Velanin)是一類酚類化合物,以1,8—二羥萘的聚合物為主要成分。黑素在病原菌的致病性(Pathogenicity)中起主要作用。稻梨孢及豆刺盤孢和葫蘆科刺盤孢對(duì)植物侵染前先形成一種附著孢的結(jié)構(gòu),然后該結(jié)構(gòu)穿透寄主表皮細(xì)胞壁而產(chǎn)生侵染。在附著孢穿透表皮之前不久,這些跗著孢的壁黑化(產(chǎn)生黑素),如果附著孢的壁不黑化。則不會(huì)穿透表皮或其他屏障。
附著孢壁的黑化可提供剛度和結(jié)構(gòu),這種剛度和結(jié)構(gòu)在穿透過程中起著支持和集中機(jī)械力的作用。黑化尤其可使稻梨孢的附著孢的下壁變硬,對(duì)寄主角質(zhì)層產(chǎn)生膨脹力,當(dāng)附著孢向下生長(zhǎng)到寄主表面細(xì)胞時(shí),這一堅(jiān)實(shí)的黑化壁可有助于切斷角質(zhì)層。黑素生物合成過程如圖5-24所示。
圖中三條合成黑素的途徑,主要是
黑素這一途徑。三環(huán)唑等殺菌劑主要在圖中有*號(hào)處切斷了黑素合成,從而阻礙了稻瘟病菌附著孢對(duì)水稻細(xì)胞的穿透。因此,三環(huán)唑等又稱為抗穿透劑。
也有人認(rèn)為,三環(huán)唑可能是抑制了多聚乙酰的代謝,造成多聚乙酰的積累,而多聚乙酰對(duì)稻瘟病菌來(lái)說(shuō)是有毒物質(zhì)。亦或抑制多聚乙酰代謝和阻斷黑素合成相輔相成。
?。?)苯基吡咯殺菌劑的作用機(jī)制:
近年來(lái),以天然抗生素硝吡咯菌素(pyrrolnitrin)為先導(dǎo)化合物開發(fā)出一類新型殺菌劑,拌種咯(fenpiclonil)和fludioxonil是其代表:
關(guān)于苯基吡咯殺菌劑的作用機(jī)制已有較深入的研究。當(dāng)以拌種咯處理Fusariumsulphureum,使其生長(zhǎng)受到50%抑制時(shí),菌絲中單糖的輸送受到抑制;細(xì)胞內(nèi)中性多元醇如甘油和甘露醇積累。除此之外,拌種咯對(duì)細(xì)胞核分裂、呼吸氧化、幾丁質(zhì)合成、甾醇合成、磷酯、核酸和蛋白合成均無(wú)影響?;谶@些研究結(jié)果,Jesper等(1995)認(rèn)為拌種咯的初始靶標(biāo)是與輸送相聯(lián)系的葡萄糖磷酸化的酶,特別是己糖激酶(hexokinase),然而沒有找到拌種咯對(duì)己糖激酶有直接影響的證據(jù)。最近,Pillonel和Meyer(1997)研究后認(rèn)為蛋白激酶PK—Ⅲ才是苯基吡咯殺菌劑的初始靶標(biāo)。PK—Ⅲ調(diào)節(jié)菌體內(nèi)甘油的合成,其調(diào)節(jié)機(jī)制如圖5-25所示。
拌種咯和蛋白激酶PK—Ⅲ結(jié)合,抑制了它的活性,使活化的調(diào)節(jié)蛋白不失活(不被磷酸化),從而導(dǎo)致甘油合成失控,細(xì)胞內(nèi)滲透壓加大,細(xì)胞發(fā)生腫脹而死亡。
?。?)防御素激活劑的作用機(jī)制:
這一類殺菌劑對(duì)病原菌在離體條件下并無(wú)殺菌作用,但它們可以誘導(dǎo)病原菌的寄主植物產(chǎn)生某些防御作用物質(zhì),即所謂植物防御素(phytotoxin)從而防止病害的蔓延。
乙磷鋁(aliette)可以有效地防治藻菌綱病害,但在離體條件下乙磷鋁并不表現(xiàn)明顯的殺菌作用,而在活體試驗(yàn)中,當(dāng)乙磷鋁噴到葉面上卻表現(xiàn)明顯的防病效果。Bompeix等研究證實(shí),乙磷鋁是通過干擾植物多元酚代謝、刺激寄主植物產(chǎn)生酚類及倍半萜烯類植物防御素,從而抑制了病害的擴(kuò)展。
噻菌靈(probenazole)對(duì)稻瘟病和白葉枯病有良好的防治效果。噻菌靈及其在稻株中的主要代謝產(chǎn)物糖精(鄰磺酰苯甲酰亞胺)和水楊酸,可以促使有毒脂類物質(zhì)的產(chǎn)生并提高過氧化物酶的水平,阻止病菌擴(kuò)展。
水楊酸類似物CGA41396和CGA245704是一類新殺菌劑,用于白粉病、葉稻瘟、煙草霜霉病的防治,其作用機(jī)理同樣是激活了寄主植物的防御系統(tǒng)。
第一節(jié)植物病害化學(xué)防治原理
]植物病害化學(xué)防治含義:使用化學(xué)藥劑處理植物及其生長(zhǎng)環(huán)境,以減少or消滅病原生物或改變植物代謝過程,提高植物抗病能力而達(dá)到預(yù)防或阻止病害的發(fā)生和發(fā)展。
使用殺菌劑防治植物病害的方法很多,但就防治原理而言,則可概括為三種:
一、化學(xué)保護(hù):是指病原菌侵入植物之前用藥把病菌殺死或阻止其侵入,使植物避免受害而得到保護(hù)。
殺菌劑處理有兩個(gè)途徑:
1、在菌源上施藥:目的在于減少or消滅病菌孢子or其它繁殖體,從而防止or減輕病害的發(fā)生。
?、偬幚聿【蕉⒃较膱?chǎng)所,中間寄主或帶菌土壤。對(duì)于一些土傳病害,如棉花黃萎病,可于秋天翻地時(shí)用殺菌劑(如棉?。┻M(jìn)行土壤處理。
?、谔幚韼ЬN子和苗木。對(duì)于以種子帶菌為主的病害,如小麥腥黑穗病菌,采用藥劑拌種??墒盏绞譂M意的防治效果。用濃度0.3%,效果達(dá)95%—100%。如用多菌靈50%WP0.2%—0.5%、萎銹靈0.33g(ai)/kg、敵克松95%WP0.2%—0.5%、福美雙0.2%—0.3%拌種。石灰水浸種對(duì)小麥散黑穗病菌,稻胡麻葉斑病菌、稻瘟病等也有效果。
?、厶幚戆l(fā)病中心。田間發(fā)病中心對(duì)田間未發(fā)病的植株也說(shuō),也是一種菌源,如在苗稻瘟田間發(fā)病中心施藥,對(duì)于減輕此病的流行很有效果。用40%克瘟散乳劑(WS)1000—1200倍、40%富士一號(hào)EC100g/畝。
2、在保護(hù)對(duì)象上施藥:
對(duì)大多數(shù)植物病害來(lái)說(shuō),化學(xué)保護(hù)最有效的途徑是在田間生長(zhǎng)著的、未發(fā)病而可能被侵染的植株上施藥。在可能被侵染的植物表面or農(nóng)產(chǎn)品前表面施藥,對(duì)大多數(shù)氣流傳播的葉叢病害是有效的途徑。
如用波爾多液防治馬鈴薯晚疫病以及用膠體硫防治葉斑病等都屬此種類型。
用于此種途徑的殺菌劑要求殘效期較長(zhǎng),劑型以可濕性粉劑、膠懸劑、膠體劑為主,以達(dá)到粘著性好,耐雨水沖刷目的。
同時(shí),施藥時(shí)要求全覆蓋,每畝用藥量30kg以上。重復(fù)用藥,在作物表面施藥,不易造成侵染,易獲得成功。另外,殺菌劑噴灑or浸果,防治果品、蔬菜貯運(yùn)期間病害。
第二節(jié)、化學(xué)治療
化學(xué)治療:在植株感病或發(fā)病后,施用殺菌劑,使之對(duì)植物或病菌發(fā)生作用,從而改變病菌的致病過程,達(dá)到減輕或消滅病害的目的,主要有三種方法:
1、表面化學(xué)治療:
有些病菌主要附著在植物表面,如小麥白粉病菌的吸孢或吸盤伸入寄主植物組織,施用石硫合劑、慶豐霉素可使菌絲萎縮、脫落,可稱為鏟除作用。
上述藥劑處理是對(duì)病菌未侵入的部分作用,用于表面化學(xué)治療的殺菌劑不一定是內(nèi)吸殺菌劑。
2、內(nèi)部化學(xué)治療:
嚴(yán)格地講,化學(xué)治療主要指這種情況。
藥劑進(jìn)入植物體后,直接(or經(jīng)過轉(zhuǎn)化)作用于病菌,使病害得以控制。藥劑對(duì)病菌有兩種可能的作用:一是藥劑對(duì)病菌的直接毒殺作用、抑制作用或影響病菌的致病過程:二是藥劑影響植物代謝,改變植物對(duì)病菌的反應(yīng)而減輕或阻止病害的發(fā)生,亦即提高植物對(duì)病菌的抵抗力。
用于內(nèi)部化學(xué)治療的殺菌劑必須是內(nèi)吸殺菌劑,如用粉銹寧(三唑酮)防治小麥條銹病、井岡霉素防治水稻紋枯病都是內(nèi)部化學(xué)治療成功的例子。
內(nèi)部化學(xué)治療的概念在上個(gè)世紀(jì)20年代就已經(jīng)有了,但真正由于內(nèi)部治療作用而使植物病害得到控制還是在60年代后期,內(nèi)吸性殺菌劑在生產(chǎn)上廣泛使用后才有的,內(nèi)部化學(xué)治療劑or內(nèi)吸性殺菌劑發(fā)展緩慢的根本原因:寄主與病菌都是屬于植物界,即內(nèi)吸劑必須在植物和病菌間有明顯的選擇性,這種選擇性就要比殺蟲劑困難多了,能殺菌的物質(zhì)往往也容易招致對(duì)植物產(chǎn)生藥害。
3、外部(局部0化學(xué)治療:
外部化學(xué)治療與表面化學(xué)治療相似,主要用于果樹病害防治,在樹干or大枝條樹皮被病害侵染發(fā)病后,先用刀子刮去病部,然后在傷口處再涂以殺菌劑及保護(hù)劑、防水劑。
如在遼寧防治蘋果腐爛病就推廣此法。
三、化學(xué)免疫:
免疫概念:一種生物固有的周體抗病能力,可以遺傳。
施用藥劑以提高植物本身的抵抗能力,免于發(fā)病,即為化學(xué)免疫,是一種間接的植物病害防治方法。
化學(xué)治療是藥劑或代謝物→病菌;
化學(xué)免疫是藥劑→誘發(fā)植物產(chǎn)生抗病物質(zhì)→抵抗病菌,不是植物固有的。
目前尚未有大面積采用化學(xué)免疫防治植物病害成功的例子,但研究使用誘發(fā)劑(Eliciter)誘導(dǎo)植物產(chǎn)生防御素(phytoalexin)的研究十分活躍。
Carwright等人用2,2—二氯丙烷羧酸防治稻瘟病,施藥后,在感病周圍出現(xiàn)黑素物質(zhì)外,還有兩種雙萜類植物防御素,這些物質(zhì)抑制了病菌蔓延。
第三節(jié)殺菌劑品種介紹
一、無(wú)機(jī)殺菌劑
無(wú)機(jī)殺菌劑在我國(guó)應(yīng)用歷史長(zhǎng),群眾使用經(jīng)驗(yàn)豐富,殺菌力強(qiáng)而穩(wěn)定(與新型殺菌劑,尤其是內(nèi)吸性殺菌劑相比病菌對(duì)其不易產(chǎn)生抗性),材料方便,使用簡(jiǎn)單。其弱點(diǎn)是:品種少,除拌種劑外,僅有硫素劑和銅素劑,使用稍有不慎,對(duì)植物易產(chǎn)生藥害?,F(xiàn)在大部分已不用于植物病防治而僅用于衛(wèi)生或防腐,目前生產(chǎn)上常用的主要為硫素劑和銅素劑。
?。ㄒ唬┧?zé)o機(jī)殺菌劑
石硫合劑(石灰硫磺合劑):(limesulphur)
CaS·Sx多硫化鈣
石硫合劑是以石灰和硫磺粉為原料熬制而成的深紅棕色透明液體,有效成份是多硫化鈣。
石硫合劑原液有硫化氫氣味,可溶于水,顯強(qiáng)堿性、有腐蝕性。原液稀釋液與空氣接觸后均易分解,對(duì)高等動(dòng)物的急性毒性中等,對(duì)人的眼睛、鼻粘膜、皮膚有腐蝕和刺激作用,熬制時(shí)常用配方為生石灰1份,硫磺2份,水10份,上火熬制。
石硫合劑的劑型即為原液,其有效成份含量與比重有關(guān),一般用波美比重計(jì)測(cè)量原液的波美比重(波美度),初熬制的原液可達(dá)28度以上,商品石硫合劑達(dá)32度以上,含多硫化鈣27.5%以上。
石硫合劑可有效的防治麥類、谷子、花生、果樹、葡萄等作物上的白粉病、銹病及其它葉斑病及紅蜘蛛類害蟲,對(duì)各種作物上的白粉病效果尤好。
防治麥類銹病、白粉病等,以0.3—0.5波美度藥液噴霧;用0.2—0.3度可防治紅蜘蛛;用3—5度防治芽前蘋果紅蜘蛛卵、桃褐病、炭疽病、蘋果白粉病、輪紋病等。
該劑對(duì)銅、鋁有腐蝕性,對(duì)人的皮膚、眼睛有害;熬制好的原液需用陶器存放,并在液面上加一層油以隔絕空氣;稀釋液需隨配隨用;石硫合劑為強(qiáng)堿性,不宜與其它農(nóng)藥混用,近期內(nèi)(20—30天)也不宜和波爾多液、松脂合劑交替使用,且要嚴(yán)格按規(guī)定濃度施藥,以免降低藥效或發(fā)生藥害;黃瓜、大豆、馬鈴署、番茄、桃、李、杏、葡萄等作物易發(fā)生藥害而不宜使用。
除石硫合劑外,硫素?zé)o機(jī)殺菌劑還有硫磺粉和硫磺膠懸劑等。前者是硫的粉碎物,可作為薰蒸劑,用于空間消毒;田間噴粉可防治白粉病、銹病等;還可防治介殼蟲、螨類等害蟲;土壤處理可防治土傳病害、根病等。
硫磺膠懸劑是一種保護(hù)性無(wú)機(jī)殺菌殺螨劑,對(duì)人、畜、植物安全,適用于多種農(nóng)作物及一些經(jīng)濟(jì)作物上防治白粉病和小麥銹病。制劑為45%、50%膠懸劑(SC),使用時(shí)如氣溫低會(huì)影響藥效。
噴霧防治白粉病、銹病、真菌性葉斑病,用量7.5kg/hm2;拌種可防治小麥黑穗病和堅(jiān)黑穗病,用量為種子量的0.5%。
二、銅素?zé)o機(jī)殺菌劑
銅素?zé)o機(jī)殺菌劑有硫酸銅(CuSO4·H2O),王銅(堿式氯化銅CuCl2·3Cu(OH)2·H2O);銅氨合劑(CuCO3·(NH4)2·CO3)、波爾多液等,其中以波爾多液在生產(chǎn)上應(yīng)用最普遍。
波爾多液(bordeauxmixture)
CuSO4·xCu(OH)2·yCa(OH)2·zH2O
化學(xué)名稱:硫酸銅和石灰混合液
波爾多液是用硫酸銅和石灰乳配制成的天藍(lán)色膠狀懸液,呈現(xiàn)堿性,有效成份是“堿式硫酸銅”,幾乎不溶于水,對(duì)金屬有腐蝕作用。對(duì)人、畜基本無(wú)毒,配制波爾多液的硫酸銅和石灰配比應(yīng)隨作物種類、品種、防治對(duì)象、季節(jié)及氣溫的不同,而采用不同的比例。
配制時(shí)把所需水分成兩份,一份水溶解硫酸銅,一份水用來(lái)配石灰乳液,配好后必須將硫酸銅液倒入石灰乳液中,邊倒邊攪拌即成。
波爾多液是一種廣譜保護(hù)性無(wú)機(jī)殺菌劑。藥液噴灑后,能粘附在植物體表面,形成一層保護(hù)膜,不易被雨水沖刷掉。有效成份堿式硫酸銅能逐漸釋放出銅離子殺菌,起到防治病害的作用。持效期一般7—15天左右。
波爾多液適用于防治多種作物特別是果樹、蔬菜、棉花等經(jīng)濟(jì)作物的葉部病害及苗期病害,如由真菌引起的霜霉病、綿腐病、炭疽病、幼苗猝倒病等;對(duì)細(xì)菌引起的柑桔潰瘍病、棉花角斑病等也有一定防效。波爾多液可用作莖干部傷口保護(hù)劑,如果樹的潰瘍病等。
波爾多液在作物花期或使用后遇陰雨或多濕天氣易發(fā)生藥害,對(duì)蠶有毒,不宜用于桑樹;波爾多液宜隨配隨用,不能久置;不宜與其它金屬共存,特別是鐵;配好后便不能加水稀釋;其為堿性,不能和其它忌堿藥劑及石硫合劑、松脂合劑混用;桃、李、杏、白菜、大豆、小麥等作物易發(fā)生藥害而不宜使用。
第四節(jié)有機(jī)殺菌劑
按非內(nèi)吸性和內(nèi)吸性兩大類介紹國(guó)內(nèi)生產(chǎn)上常用的殺菌劑品種。
一、非內(nèi)吸性殺菌劑:
我國(guó)應(yīng)用非內(nèi)吸殺菌劑的歷史較早,其中古老的藥劑如石硫合劑、波爾多液等至今仍在使用。40年代以后,陸續(xù)開發(fā)的有機(jī)合成殺菌劑中,二硫代氨基甲酸鹽類、三氯甲硫基類和取代苯類都有一些重要的品種。
1、非內(nèi)吸性殺菌劑有以下特點(diǎn):
(1)一般為廣譜的,往往一種藥劑能夠防治的病害種類較多;
(2)藥劑多在植物體表形成藥劑沉積,以保護(hù)植物不受病菌侵染。有些藥劑雖能就近滲入植物體內(nèi),但卻不能傳導(dǎo)至未直接施藥的部位;
(3)一般都作為預(yù)防性施藥,即在病原菌尚未侵入植物體時(shí)用藥,第一次施藥時(shí)期是否合適,至關(guān)重要,常常會(huì)左右整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)的防治效果;
?。?)在植物體形成的藥液是否均勻,會(huì)明顯地影響藥效,因此,要講求施藥規(guī)范,務(wù)必使藥液(粒)在植物體表面的沉積分布達(dá)到周到、均勻;
?。?)由于藥劑附著在植物體表,所以,諸如降水、溫度、刮風(fēng)等天氣因素常直接影響醫(yī)劑的再分布、穩(wěn)定、存留和流失,從而影響藥劑效果。
(6)與內(nèi)吸性殺菌劑相比,非內(nèi)吸性殺菌劑較不易誘發(fā)病菌產(chǎn)生抗藥性,但也有花生核盤菌對(duì)硫酮、蘋果仁果束孢殼菌對(duì)波爾多液抗性的報(bào)道。
(三)有機(jī)硫殺菌劑
我國(guó)常用的有機(jī)硫殺菌劑,主要有下列三大類:
1.二硫代氨基甲酸鹽類二硫代氨基甲酸鹽類殺菌劑從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又分為兩組:
(1)乙撐二硫代氨基甲酸鹽類代表品種:
代森錳鋅(大生,DithaneM—45,mancozeb)
化學(xué)名稱:代森錳和鋅離子的配位化合物。
作用方式:是保護(hù)性殺菌劑,比代森錳藥害小。
劑型:80%可濕性粉劑。
防治對(duì)象及使用方法:代森錳鋅是廣譜的保護(hù)性殺菌劑,用于防治多種作物的真菌性葉部病害。對(duì)小麥銹病、玉米大斑病及蔬菜霜霉病、炭疽病、疫病和果樹黑星病、赤星病、炭疽病有很好的防效。葉叢噴霧用有效成分1.83—2.335kg/hm2;可采用拌種方法防治棉花苗期病害,以棉籽重量的0.5%的藥量進(jìn)行濕拌。80年代后常與內(nèi)吸殺菌劑混配,用于延緩抗藥性的產(chǎn)生,例如Ridomil—MZ、Sandofan—M8、CuzoteM8和BaristinM等。
(2)二甲基二硫代氨基甲酸鹽類
氨基甲酸鹽類仍大量使用的品種是:
福美雙(thiram,amson,Tersam)
化學(xué)名稱:四甲基秋蘭姆二硫化物
作用方式:保護(hù)性殺菌劑。
劑型:80%可濕性粉劑。福美雙在拌種劑中占有一定地位,例如國(guó)產(chǎn)的80%炭疽福美可濕性粉(含20%福美雙,60%福美鋅)、40%拌種雙可濕性粉(含20%福美雙,20%拌種靈)。
防治對(duì)象及使用方法:以有效成分0.125%拌種,可防蔬菜類、蠶豆等苗期立枯和猝倒??;以有效成分0.15%一0.25%拌種,防治稻苗立枯、禾谷類黑穗病和松苗立枯??;以有效成分3.75—5.625kg/hm2處理土壤(溝施或穴施),防治蔬菜、煙草、甜菜苗期病害;用500—l000倍液噴霧防治蠶豆褐斑病、瓜霜霉病和炭疽病、梨黑星病、蘋果斑點(diǎn)病等。
2.三氯甲硫基(C13CS—)類
三氯甲硫基類殺菌劑主要有兩個(gè)品種:克菌丹和滅菌丹。
化學(xué)名稱:克菌丹:N—三氯甲硫基—4—環(huán)己烯—1,2—二甲酰亞胺
滅菌丹:N—三氯甲硫基鄰苯二甲酰亞胺
作用方式:克菌丹和滅菌丹都是殺菌潛廣的保護(hù)性殺菌劑,對(duì)植物安全。
劑型:克菌丹有5%粉劑,50%可濕性粉劑,75%種子處理劑。滅菌丹有5%、10%粉劑和50%、75%可濕性粉劑。
防治對(duì)象及使用方法:克菌丹作為果、蔬類病害的葉叢噴霧劑和拌種劑已廣泛使用。50%可濕性粉劑噴霧使用400—500倍,拌種用種子量的0.25%。果實(shí)和蔬菜中殘留量不能超過20mg/kg。滅菌丹用途與克菌丹相似,多用于防治觀賞作物病害。此外,兩藥都有殺螨作用。近來(lái)主張與內(nèi)吸殺菌劑混配使用,可延緩內(nèi)吸劑抗藥性的出現(xiàn),例如防治葡萄病害專用的Caltan(Ridomil瑞毒霉+folpet滅菌丹)、國(guó)產(chǎn)40%多克膠懸劑(多菌靈+克菌丹按1:1配合)。
3.氨基磺酸類
敵克松(地可松,敵磺鈉,fenaminosolf,Dexon)
化學(xué)名稱:對(duì)—二甲氨基苯重氮磺酸鈉
作用方式:敵克松是著名的種子和土壤消毒劑。對(duì)腐霉菌屬(Pythium)及絲囊霉屬(Aphanomyces)所致的作物病害有特效,但對(duì)絲核菌屬(Rhizoctonia)效果較差。敵克松具有弱的內(nèi)吸滲透性,能被植物根、莖吸收,吸收后再?gòu)闹参锖Y管、木質(zhì)部輸導(dǎo)至其他部位。
劑型:75%、95%可濕性粉劑和55%膏劑。
防治對(duì)象及使用方法:防治煙草黑脛病,95%可濕性粉劑5.25kg/hm2與225—300kg細(xì)土混勻,移植或培土?xí)r施用;或用500倍液噴灑在煙草莖基周圍土面,每公頃用1500kg藥液,隔15d1次,共3次。蔬菜病害,每公頃用95%可濕性粉2.76—5.52kg對(duì)水100—200L噴霧或潑澆,防綿疫病、枯萎病、猝倒病等。水稻苗期立枯病、黑根病、爛根病,用95%可濕性粉500—1000倍液,每公頃噴灑1500kg藥液。用95%可濕性粉拌種,用藥量為種子量的0.2%一0.5%,防治棉花苗期病害、麥腥黑穗病、松杉苗立枯根腐病。
(四)有機(jī)胂殺菌劑在有機(jī)胂殺菌劑主要有兩個(gè)類型:烷基胂酸鹽類和二硫代氨基甲酸胂類。砷劑是絲核菌病害的特效藥,但由于砷在人、畜體內(nèi)有累積毒性和在土壤中積累破壞土壤性質(zhì)的缺點(diǎn),這類藥劑的使用現(xiàn)已受限制,正處在被取代的地位。
1.烷基胂酸鹽類這是20世紀(jì)60年代主要由日本開發(fā)的一類用于防治水稻紋枯病的殺菌劑。使用最多的有稻腳青(甲基胂酸鋅)、蘇化911(硫代甲基胂)、猛殺多(甲基胂酸鈣)、田安(甲基胂酸鐵銨)等。這類殺菌劑用于防治水稻紋枯病時(shí),應(yīng)在水稻分蘗盛期至孕穗前病害發(fā)生初期施藥,孕穗以后施藥,特別在濃度過高時(shí),會(huì)產(chǎn)生藥害。藥害表現(xiàn)為稻穗不育,嚴(yán)重影響產(chǎn)量。我國(guó)在生產(chǎn)上使用較多的是田安[(CH3As03)2FeNH4],因?yàn)樗鼘?duì)水稻比較安全,但到了20世紀(jì)90年代后田安已基本上被井岡霉素所取代。
2.二硫代氨基甲酸胂類這是以有機(jī)硫二硫代氨基甲酸類為基礎(chǔ),加上砷元素的作用而成的一類廣譜的保護(hù)性殺菌劑,代表品種有福美甲胂和退菌特:
福美甲胂(Urbacid)為1953年德國(guó)拜爾公司生產(chǎn)的水稻紋枯病的高效藥劑。
化學(xué)名稱:雙—二甲基二硫代氨甲酸甲胂
福美甲胂在我國(guó)極少單獨(dú)使用,主要是作為退菌特的一個(gè)重要組份。
退菌特(三福美,透習(xí)脫,Tuzet)
是由福美雙40%、福美鋅20%與福美甲胂20%組成的混合制劑,是一個(gè)廣譜的保護(hù)性殺菌劑。防治水稻紋枯病可在分蘗末期至孕穗前期用1500倍液噴灑稻莖基部或撒施1:50的毒土;對(duì)小麥白粉病,松苗、杉苗立枯病,果樹炭疽病也都有效果;用種子量的0.5%拌種可防棉苗病害;退菌特還可抑制銹壁虱的發(fā)生。
上述兩類有機(jī)胂的殺菌作用是不同的。烷基胂酸鹽類只是砷原子起毒性作用,生物體內(nèi)含一SH基的二硫辛酸是砷劑的主要作用位點(diǎn);砷對(duì)生物體內(nèi)氧化磷酸化反應(yīng)有解偶聯(lián)作用。而二硫代氨基甲酸胂類則由其化合物分子的陰離子部分和砷原子同時(shí)起毒性作用。
(五)芳烴類、取代苯類和其他保護(hù)性殺菌劑
1.芳烴類保護(hù)性殺菌劑這類保護(hù)性殺菌劑有六氯苯、四氯硝基苯、五氯硝基苯、氯硝胺、氯硝散等。
生產(chǎn)上過去較常使用的品種有:
五氯硝基苯(quintozene,Teeraclor,Brassicol)
化學(xué)名稱:五氯硝基苯
作用方式:是著名的拌種劑和土壤消毒劑。
劑型:40%粉劑,75%可濕性粉劑。
防治對(duì)象及使用方法:有效防治絲核菌屬、葡萄孢屬、核盤菌屬和炭腐菌引致的病害,但對(duì)腐霉屬、疫霉屬和鐮刀菌引致的病害無(wú)效。主要用于拌種和土壤處理,防治小麥腥黑穗病、散黑穗病及稈黑粉病,每100kg種子用40%五氯硝基苯粉劑0.5kg拌種;防治棉花苗期病害,每100kg種子用40%五氯硝基苯粉劑lkg,或用40%五氯硝基苯粉劑0.5kg加25%多菌靈可濕性粉劑0.5kg混合后拌種;防治油菜、萵苣菌核病和立枯病,每公頃用40%五氯硝基苯粉劑6.75kg拌細(xì)土300—450kg,在發(fā)病初期撒于根部附近;防治甘藍(lán)根腫病,每公頃用藥2.5—5kg拌細(xì)土后溝施,或移栽前用1000倍藥液澆灌,每株澆藥液約0.5L。
2.取代苯類保護(hù)性殺菌劑
百菌清(chlorothalonil,Bravo,Daconil,Dacotech)
化學(xué)名稱:2,4,5,6—四氯—1,3—苯二甲腈
生物活性:百菌清是一種保護(hù)性殺菌劑。
百菌清雖然急性毒性低,但在我國(guó)也曾出現(xiàn)過急性中毒事故,加上慢性毒性問題,應(yīng)盡量少用于糧油作物和果蔬作物上,特別對(duì)多次采收的果、蔬作物的使用更要嚴(yán)格控制。為此我國(guó)藥檢部門規(guī)定:百菌清在水稻上最終殘留量不能超過0.2mg/kg,安全間隔期為lOd;蘋果、梨、葡萄不能超過lmg/kg,安全間隔期分別為21d,25d,21d。根據(jù)百菌清殺菌譜極廣的特點(diǎn),可在花卉、林木草坪的病害和蠶體霉菌病害防治上發(fā)揮作用。
劑型:75%可濕性粉,2.5%煙劑,蠶用百菌清(2%百菌清+2%代森錳)。
使用方法:作葉叢噴霧可防治多種真菌性病害,效果與波爾多液相類似,使用濃度為800—1000倍液。大棚和溫室作物病害防治使用煙劑。
3.其他的保護(hù)性殺菌劑一些不能納入上述類別的保護(hù)劑都?xì)w納在這里。
福爾馬林液(甲醛水溶液,formaldehyde)
化學(xué)名稱:甲醛(HCHO)
生物活性:本品1888年就開始作消毒劑,如用于生物標(biāo)本的保藏,至今仍在使用。1896年后用于處理種子和土壤。
劑型:37%一40%水溶液。
使用方法:福爾馬林處理水稻種子,防治水稻徒長(zhǎng)病效果顯著。方法是:稻種清水預(yù)浸6—12h,以未露白為度,晾干,然后用1:50的福爾馬林液浸種3h,取出后用水沖洗,繼續(xù)催芽;或用1:80福爾馬林液噴灑于干的稻種上(不用冷水預(yù)浸),邊噴邊翻,使稻種均勻濕潤(rùn),后用麻包袋或薄膜覆蓋悶種4h,然后再行沖洗、浸種催芽。福爾馬林作土壤
消毒,用于預(yù)防蔬菜、煙草、森林的苗床病害。福爾馬林在土壤中的殺菌力和通透性都比較強(qiáng),不會(huì)長(zhǎng)期遺留使土壤產(chǎn)生不良的副作用。1:50稀釋液每平方米施6kg,淋灑于苗床土中;干燥土用1:100稀釋液,每平方米施12kg。土壤處理后需經(jīng)1—2周待甲醛揮發(fā)后再行播種或移植。
禾穗寧(防霉靈、戊環(huán)隆、pencycuron,Monceren)
化學(xué)名稱:N—(4—氯苯甲基)—N—環(huán)戊烷基—N—苯脲
作用方式:本品具有保護(hù)作用和持效期長(zhǎng)的接觸性殺菌劑,無(wú)內(nèi)吸作用。
劑型:25%可濕性粉劑。
防治對(duì)象及使用方法:對(duì)絲核菌引起的水稻紋枯病和馬鈴薯黑痣病有特效。因其卓越的性能,此藥已成為防治此類病害的新標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)藥。防治水稻紋枯病,于初病時(shí)噴第一次藥,20d后噴第二次,藥量每公頃用制劑0.75—1.005kg對(duì)水1500L,噴稻株基部。禾穗寧對(duì)土傳病菌如Pythiumspp.和Fusariumspp.為害的苗期病害無(wú)效,為控制這些病害和Rhizoctoniasolani病害的發(fā)生,應(yīng)用時(shí)必須相應(yīng)地配合一些有效的藥劑如克菌丹等混合使用。
(六)二甲酰亞胺類殺菌劑
1.二甲酰亞胺類殺菌劑的主要品種
乙烯菌核利(農(nóng)利靈,vinclozolin,Ronilan)
化學(xué)名稱:3(3,5—二氯苯基)—5—甲基—5—乙烯基—l,3惡唑烷—2,4二酮
生物活性:為觸殺性殺菌劑,對(duì)核盤菌和灰葡萄孢特效。
劑型:50%可濕性粉劑
防治對(duì)象及使用方法:防治各種作物灰霉病、番茄早疫病和晚疫病、油菜菌核病、白菜黑斑病,在發(fā)病初期就開始每公頃用制劑1.125—1.5kg對(duì)水1500L進(jìn)行葉莖噴霧,每隔7一lOd噴1次,共噴藥3次。
速克靈(菌核酮、腐霉利、procymidone、Sumilex、Sumisclex)
化學(xué)名稱:N—(3,5二氯苯基)—1,2—二甲基環(huán)丙烷—1,2—二羰基亞胺
生物活性:是一種接觸型保護(hù)性殺菌劑,具弱內(nèi)吸性,對(duì)核盤菌和灰葡萄孢菌特效。
劑型:50%可濕性粉劑和10%煙劑。
防治對(duì)象及使用方法:主要用于防治黃瓜、番茄、草莓等作物的灰霉病和油菜、萵苣菌核病。對(duì)抗苯來(lái)特、多菌靈、甲基托布津的灰霉菌和核盤菌也有效。使用濃度為250—500mg/L藥液噴霧。溫棚內(nèi)用10%速克靈煙劑每公頃用3.75kg熏棚。
咪唑霉(撲海因、異菌脲、iprodione、Rovral)
化學(xué)名稱:3(3,5二氯苯基)—1—異丙基氨基甲?;覂?nèi)酰脲
生物活性:是一種保護(hù)性殺菌劑,除對(duì)核盤菌、灰霉菌特效外,對(duì)叢梗孢霉、交鏈孢霉和小菌核菌也有效。
劑型:50%可濕性粉劑。
防治對(duì)象及使用方法:葉叢噴霧每公頃用有效成分0.75kg,每100kg種子用50—100g進(jìn)行種子處理防治小麥網(wǎng)腥黑穗病。以有效成分的2%藥液浸馬鈴薯種薯防治黑痣病,與特克多混用可防治柑橙貯藏期的褐色和黑色蒂腐病、青綠霉腐爛病。
2。二甲酰亞胺類與芳烴類殺菌劑的關(guān)系這兩類殺菌劑在化學(xué)結(jié)構(gòu)上是兩種完全不相同的化合物,在防病譜上卻是相似的;在殺菌作用機(jī)理上二甲酰亞胺除沒有使菌體細(xì)胞壁加厚外,在許多方面又與芳烴類化合物相同,因而二甲酰亞胺類與芳烴類殺菌劑之間存在明顯的交互抗藥性。
二、內(nèi)吸性殺菌劑
早在20世紀(jì)20年代科學(xué)家就已提出植物病害內(nèi)部治療的設(shè)想,到50年代初已開始了尋找有機(jī)合成內(nèi)吸殺菌劑的研究,研究發(fā)現(xiàn)菌體和寄主植物間存在著多方面的差別,如兩者的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜組成不同,兩者對(duì)藥劑親和力不同,藥劑在兩者體內(nèi)代謝水平差別懸殊等等,這些發(fā)現(xiàn)給人們提供更多的使內(nèi)吸劑的理想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的理論依據(jù)。經(jīng)過幾十年
的努力,終于在1966年最先報(bào)道了萎銹靈,由于它只對(duì)擔(dān)子菌中的黑粉菌和銹菌有效,因而當(dāng)時(shí)還沒有受到人們的注意,直到1967年又出現(xiàn)了另一種內(nèi)吸劑苯來(lái)特,這是一種廣譜性的內(nèi)吸殺菌劑,很快就被廣泛應(yīng)用并被認(rèn)為是具有實(shí)際意義的內(nèi)吸性殺菌劑。苯來(lái)特的出現(xiàn),大大地促進(jìn)了內(nèi)吸劑的深入研究,使殺菌劑歷史出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。1972年出版了
一本《內(nèi)吸殺菌劑》專著,并于1977年再版(March.R.W.1977.Systemicfungicide)。
內(nèi)吸性殺菌劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上廣泛使用已有20多年,1977年以前商品化的品種為有機(jī)磷、羧酰替苯胺類、苯并咪唑類、羥基嘧啶類、哌嗪類、嗎啉類等,它們的特點(diǎn)是:①藥劑被植物內(nèi)吸后都是在植物體內(nèi)質(zhì)外體運(yùn)轉(zhuǎn),即從下而上單向輸導(dǎo),澆土或拌種可使藥劑從根部吸收后由木質(zhì)部向上輸導(dǎo),發(fā)揮良好的防病效果;葉叢噴霧,藥劑內(nèi)吸分布在植物有蒸騰作用的器官,沒有蒸騰作用的器官如花、果則沒有或很少有藥到達(dá);有些內(nèi)吸劑在沒有光照的情況下,在植物體內(nèi)不會(huì)輸導(dǎo),如哌嗪類;有些內(nèi)吸劑會(huì)大量集中到病部,健康部位很少有藥,在完全無(wú)病的葉片上則大量集中在葉緣,如氧化萎銹靈。這樣的輸導(dǎo)和分布特點(diǎn),都會(huì)給防病作用帶來(lái)一定的不良影響。②藥劑在木本植物體內(nèi)的移動(dòng)性較草本植物差。③對(duì)鞭毛菌引致的病害基本無(wú)效。④這些內(nèi)吸劑的某些種類,如苯并咪唑類、托布津類、羥基嘧啶類容易誘致病菌抗藥性的產(chǎn)生。由于這些存在的問題,人們又繼續(xù)探討,終于在1977年后使內(nèi)吸殺菌劑的發(fā)展有了新的突破,表現(xiàn)在:①甾醇抑制劑作力內(nèi)吸劑一個(gè)新的開拓領(lǐng)域,特別是三唑類。②在內(nèi)吸輸導(dǎo)方面,找到了向基性輸導(dǎo)的品種,
如吡氯靈,有明顯的從上而下通過韌皮部運(yùn)轉(zhuǎn),即可在地上部噴藥來(lái)防治根部病害;隨后雙向傳導(dǎo)的品種瑞毒霉、乙磷鋁也出現(xiàn)了,并扭轉(zhuǎn)了內(nèi)吸劑不能防治鞭毛菌病害的狀況。③加強(qiáng)了針對(duì)鞭毛菌病害的新內(nèi)吸劑的研究,出現(xiàn)了對(duì)霜、疫霉病效果特好的品種,氨基甲酸酯類(如普力克)和取代脲類(如克絕、克露)。④對(duì)病原菌抗藥性問題認(rèn)識(shí)不斷加
深。為延緩病菌抗藥性的發(fā)展,保護(hù)性殺菌劑與內(nèi)吸殺菌劑混配品種不斷涌現(xiàn),成為克服抗藥性的一項(xiàng)重要措施。⑤加強(qiáng)了對(duì)菌無(wú)毒性化合物的研究,出現(xiàn)了影響病菌致病過程的抗穿透化合物(Antipenertrantcompounds),并在生產(chǎn)上有應(yīng)用成功的品種,如三環(huán)唑(Beam);在提高寄主植物抗病性的研究中,找到了植物后天系統(tǒng)抗病性(Systemicacquiredresistan
內(nèi)吸殺菌劑按化學(xué)結(jié)構(gòu)分為下列幾大類。
(一)有機(jī)磷殺菌劑有機(jī)磷化學(xué)農(nóng)藥具有藥效高、用途廣、易分解和不殘留的優(yōu)點(diǎn),因而發(fā)展迅速。
有機(jī)磷殺菌劑主要有三類。
1、硫代磷酸酯類
(1)硫趕磷酸酯類殺菌劑
稻瘟凈(Kitazin,EBP)
化學(xué)名稱:O,O—二乙基—S—芐基—硫代磷酸酯
生物活性:有內(nèi)吸、治療和保護(hù)作用,主要用于防治稻瘟病,對(duì)水稻小粒菌核病、紋枯病、穎枯病和玉米大小斑病也有效,并可兼治稻飛虱、葉蟬。
劑型:40%乳油。
防治對(duì)象及使用方法:防治稻瘟病用400倍藥液,葉瘟初發(fā)期噴霧1次,根據(jù)病情隔5—7d再噴1次,穗頸瘟在抽穗期前噴藥2次,重病田在齊穗期間加噴1次。防治玉米大小斑病,用藥液量900—1050L/hm2。
異稻瘟凈(Kitazin—P,IBP)
化學(xué)名稱:O,O—二異丙基—S—芐基硫代磷酸酯
生物活性:內(nèi)吸性殺菌劑,具有良好的內(nèi)吸作用。
劑型:40%乳油。
防治對(duì)象及使用方法:防病作用與稻瘟凈相同,主要用于防治稻瘟病。水田水面施藥,由根部及水面下的葉鞘吸收,傳導(dǎo)快,其防效是葉面噴施的2—3倍。水面施藥3d后即可見效果,5—7d內(nèi)吸量達(dá)到最大,在水中藥效可維持3—4周。防治葉瘟用500倍藥液,于急性型病斑一出現(xiàn)時(shí)即噴藥,必要時(shí)在7d后再噴1次。防穗瘟用300—400倍藥液,在水稻破口期、齊穗期各噴藥1次,必要時(shí)7d后再噴1次,以便減輕梗瘟的發(fā)生。
克瘟散(edifenphos,Hinosan,EDDP)
化學(xué)名稱:O—乙基—S,S—二苯基二硫代磷酸酯
生物活性:內(nèi)吸性殺菌劑,用途與稻瘟凈、異稻瘟凈相同,對(duì)稻瘟孢子觸殺性能比稻瘟凈、異稻瘟凈好,但治療作用則不及異稻瘟凈。
劑型:40%乳劑。
防治對(duì)象及使用方法:用40%克瘟散l000倍藥液浸稻種1h后播種,可有效地防治苗稻瘟的發(fā)生;本田稻瘟病發(fā)生輕時(shí),用1000倍藥液噴霧,病害發(fā)生嚴(yán)重時(shí)用800倍液噴霧,每隔10—14d噴1次藥,噴藥量為750—900L/hm2。
(2)硫逐磷酸酯類殺菌劑
甲基立枯靈(利克磷,tolclofos—methyl,Rizolex)
化學(xué)名稱:O,O—二甲基—O—(2,6—二氯—對(duì)—甲苯基)硫代磷酸酪
生物活性:為內(nèi)吸性殺菌劑。
劑型:制劑有50%可濕性粉劑,5%、10%粉劑,20%乳油和25%膠懸劑。
防治對(duì)象及使用方法:對(duì)羅氏白絹菌、絲核菌屬、玉米黑粉菌、灰霉菌、核盤菌、禾谷全蝕菌、青霉菌有高效,特別對(duì)絲核菌,如為害馬鈴薯的絲核菌的菌核與此藥接觸30min即可被殺死。但對(duì)疫霉菌、腐霉菌、鐮刀菌和黃萎輪枝菌無(wú)效。防治多種作物苗立枯病、菌核病、雪腐病效果優(yōu)異?;焱痢璺N、浸種或葉面噴霧均可。萵苣在移植前用有效成分0.5一lg/m2可控制根腐立枯病;防治絲核菌引起的馬鈴薯莖潰瘍病和莖腐爛病,可用有效成分125—250g/t。甲基立枯磷可使病菌孢子不能形成或萌芽,會(huì)破壞肌絲功能,影響游動(dòng)孢子游動(dòng)和導(dǎo)致體細(xì)胞分裂不正常。
2.磷酰胺類有機(jī)磷殺菌劑的代表品種
三唑磷胺(威菌磷,triamiphos,Wepsynis)
化學(xué)名稱:5—氨基—3—苯基—l—(雙—N—二甲磷酰胺基)—1,2,4—三唑
生物活性:對(duì)植物白粉病菌具有內(nèi)吸活性,也有內(nèi)吸殺蟲殺螨活性。
劑型:25%可濕性粉,10%水乳劑。
防治對(duì)象及使用方法:以制劑l000倍液噴霧防治蘋果和玫瑰白粉病。
3.金屬有機(jī)磷化合物目前這類有機(jī)磷殺菌劑只有一個(gè)品種:
乙磷鋁(疫霉靈,fosetyl—Al,Aliette)
化學(xué)名稱:三乙基磷酸鋁
生物活性:乙磷鋁是第一個(gè)雙向傳導(dǎo)的內(nèi)吸性殺菌劑,進(jìn)入植物體內(nèi)移動(dòng)迅速并能持久,根據(jù)作物種類的不同,藥效可維持4周至4個(gè)月。防病譜廣,是防治鞭毛菌病害的重要品種,對(duì)霜疫霉菌、白粉病菌、菌核病菌均有效。
劑型:80%可濕性粉劑。
使用方法:用于防治果樹、蔬菜、花卉等作物由霜霉菌、疫霉菌引起的病害,用制劑的300—400倍液噴霧,此濃度藥液也可作灌根、浸漬方法施用。乙磷鋁自使用以來(lái),對(duì)其作用機(jī)理一直有爭(zhēng)論:一般認(rèn)為其有效作用的物質(zhì)是磷酸鹽或亞磷酸鹽(phosphonate或phosphite)和乙基磷酸鹽(ethylphosphonate),而Al離子不能穿透植物,但有抗菌作用,可增加藥劑的毒性(圖4;—7)。對(duì)乙磷鋁的作用方式,有兩方面的意見:一是認(rèn)為乙磷鋁對(duì)病菌有直接的毒殺作用;另一是認(rèn)為乙磷鋁誘導(dǎo)植物的防御反應(yīng),提高寄主的抗病能力。這兩方面的意見各自都有不少的支持者。
(二)苯并咪唑類和托布津類
1.苯并咪唑類和托布津類的關(guān)系
在殺菌劑的發(fā)展史上,這兩類藥劑幾乎是同時(shí)出現(xiàn)的內(nèi)吸性殺菌劑,20世紀(jì)70年代初已廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上。從化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)看,它們是完全不同的兩類化合物,但實(shí)際上這兩類殺菌劑無(wú)論在防病譜上還是在對(duì)病菌的作用機(jī)理上都是極為相似的。因此在毒理學(xué)上是被放在一起討論的,這是由于托布津在水中溶解后或在植物體內(nèi)經(jīng)代謝后會(huì)發(fā)生圖
4—8所示的變化。
從變化的最終產(chǎn)物是多菌靈可以看出,苯并咪唑可能是托布津類實(shí)際的毒劑,這一事實(shí)幫助解釋了為什么這兩類不同化合物之間有相似的生物譜。
2.我國(guó)常用的苯并咪唑類和托布津類殺菌劑品種
多菌靈(carbendazim,Delsene,Bavistin,Devosal)
化學(xué)名稱:苯并咪唑—2—氨基甲酸甲酯
生物活性:為廣譜內(nèi)吸性殺菌劑,有明顯的向頂性輸導(dǎo)性能。具有保護(hù)和治療作用。連續(xù)使用容易誘致病菌產(chǎn)生抗藥性。
劑型:25%和50%可濕性粉劑。
防治對(duì)象及使用方法:對(duì)葡萄孢菌、鐮刀菌、小尾孢菌、青霉菌、殼針孢菌、核盤菌、黑星菌、輪枝孢菌、絲核菌等效果較好,但對(duì)鞭毛菌無(wú)效;對(duì)子囊菌的作用也有明顯的選擇性,如對(duì)子囊菌無(wú)性世代的孔出孢子類和環(huán)痕孢子類不敏感。
除葉叢噴霧外,也作拌種和澆土使用。葉叢噴霧使用500—1000mg/L,拌種用50%可濕性粉,藥量為種子量的0.2%一0.5%。種苗、薯苗防病可用50mg/L藥液浸10min。
噻菌靈(涕必靈,特克多,thiabendazole,Mertect,Tecto)
化學(xué)名稱:2—(噻唑—4基)苯并咪唑
生物活性:為內(nèi)吸性殺菌劑,殺菌譜與多菌靈相同。與苯并咪唑類藥劑有正交互抗藥性。
劑型:45%膠懸劑。
防治對(duì)象及使用方法:多用于果蔬貯存防腐。柑橘貯運(yùn)防腐:采收后用500mg/L浸果3—5min,晾干裝筐,低溫保存控制青病菌、綠霉病病菌、蒂腐病病菌引起的腐爛。香蕉貯運(yùn)防腐:果采收后,用750mg/L浸果1—3min,晾干裝箱,可控制爛果。芒果炭疽病防治:收獲后用l000mg/L藥液浸果。草莓白粉病、灰霉病的防治:每公頃用有效成分0.45—0.9kg對(duì)水噴霧。
甲基托布津(thiophanate—methyl,Topsin—M,Mildothane,Pungo)
化學(xué)名稱:l,2—雙(3—甲氧羰基—2—硫脲基)苯
生物活性:廣譜性內(nèi)吸殺菌劑,殺菌譜與苯并咪唑類相似,在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)化為多菌靈。連續(xù)單一使用,容易引致病菌產(chǎn)生抗藥性,與苯并咪唑類殺菌劑有正交互抗藥性。
劑型:70%可濕性粉劑。
防治對(duì)象及使用方法:使用方法與多菌靈相同。
(三)羧酰替苯胺類這類藥劑又名為惡噻英類,是最早出現(xiàn)的內(nèi)吸性殺菌劑,1960年由UNIROYAL公司發(fā)現(xiàn)其內(nèi)吸活性,1966年通過大田試驗(yàn)正式確定其藥效。主要品種有萎銹靈和氧化萎銹靈。
萎銹靈(carboxin,Vitavax)氧化萎銹靈(oxycarboxin,Plantrax)
化學(xué)名稱:萎銹靈為5,6—二氫—2—甲基—l,4—氧硫雜芑—3—甲酰替苯胺;氧化萎銹靈為2,3—二氫—6—甲基—5甲酰替苯胺—l,4—氧硫雜芑—4,4—二氧化物
這兩種殺菌劑的主要防治對(duì)象是擔(dān)子菌亞門菌引起的許多重要病害,是禾谷類銹病、黑穗病和絲核菌病害的種子處理劑和土壤消毒劑。氧化萎銹靈拌種用有效成分0.33g/kg種子,幾乎可完全鏟除小麥稈黑粉病菌;萎銹靈也有較好的效果,用量是有效成分0.75g/kg。
大多數(shù)內(nèi)吸殺菌劑是影響生物合成的,一般說(shuō)來(lái),具有明顯抑制呼吸作用的內(nèi)吸劑,對(duì)植物組織和病菌組織都會(huì)有幾乎相等的毒性,這樣在生產(chǎn)實(shí)際中就很難有使用價(jià)值;但是羧酰替苯胺類殺菌劑卻例外。這類藥劑是抑制菌的呼吸作用,破壞菌體能量的產(chǎn)生,而對(duì)植物的毒性不大,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可用于防治植物病害。這是由于這類殺菌劑有非常典型的選擇性:藥劑的作用接受點(diǎn)是琥珀酸一輔酶Q之間的還原酶系復(fù)合體中一個(gè)特定的非血紅鐵硫蛋白組分,藥劑與非血紅鐵硫蛋白發(fā)生螯合作用,破壞了呼吸鏈及旁路的電子傳遞。
(四)甾醇生物合成抑制劑甾醇是真菌細(xì)胞膜的重要組成物,影響甾醇生物合成的殺菌劑則會(huì)使菌體細(xì)胞膜的功能受到破壞,最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。初期使用的品種如嗪胺靈、十三嗎啉等,與苯并咪唑類、托布津類殺菌劑比較,在實(shí)際使用中表現(xiàn)出不易誘致病菌產(chǎn)生抗藥性的優(yōu)點(diǎn)而受到重視。到20世紀(jì)80年代,甾醇抑制劑便成為內(nèi)吸殺菌劑開拓的新的領(lǐng)域。隨著蛋白質(zhì)晶體學(xué)、分子生物學(xué)以及計(jì)算機(jī)相關(guān)學(xué)科的迅速發(fā)展,酶和底物相互作用機(jī)理的進(jìn)一步闡明,開始了從分子水平進(jìn)行合理設(shè)計(jì)新結(jié)構(gòu)的高效甾醇抑制劑的研究,并廣泛開創(chuàng)了作用靶標(biāo)的新研究,這種研究已成為殺菌劑研究的重要方向。
到目前,甾醇抑制劑已發(fā)展為6大類:吡啶類、嘧啶類、咪唑類、哌嗪類、三唑類和
嗎啉類,近30多個(gè)品種,新品種還在不斷出現(xiàn)。
1.甾醇抑制劑的特點(diǎn)
(1)有強(qiáng)的向頂性傳導(dǎo)活性和明顯的熏蒸作用;
(2)殺菌譜廣,除鞭毛菌和病毒外,對(duì)子囊菌、擔(dān)子菌、半知菌都有一定效果;
(3)高效、使用量低,大田用藥量只為傳統(tǒng)保護(hù)性殺菌劑的10%,果樹上使用量為傳統(tǒng)保護(hù)劑的1%,水果貯防腐如抑霉力用量為每噸果用有效成分2—4g,禾谷類拌種,如粉銹寧拌麥種用有效成分0.30—0.40g/kg;
(4)藥效期長(zhǎng),一般為3—6周;
(5)一些品種如粉銹寧、羥銹寧和丙環(huán)唑等對(duì)雙子葉作物有明顯的抑制作用。
2.甾醇抑制劑的代表性品種
抑霉力(抑霉唑、萬(wàn)利得;imazolil,F(xiàn)ungaler)
化學(xué)名稱:l—[2—(2,4—二氯苯基)—2—(2—丙烯氧基)—乙基—]—iH—咪唑
生物活性:是內(nèi)吸性殺菌劑,為防治果、蔬貯藏病害的有效藥劑,特別是對(duì)Penicilliumspp.引致的各種腐爛病,對(duì)抗苯并咪唑類殺菌劑的青霉菌株有效,此外對(duì)炭疽菌、蒂腐病菌也有效。
劑型:50%乳油和25%水溶性鹽。
使用方法:用25%的水溶性鹽500倍液浸漬清洗貯運(yùn)用的箱、盒、泡沫塑料等包裝材料或直接噴灑沾濕果品、蔬菜,可有效地控制貯藏果晶病菌孢子的形成,減少腐爛;以0.01%水溶液浸番茄2min,防番茄釘頭斑??;0.02%溶液防治菠蘿風(fēng)梨??;100—250mg/L藥液加熱至51。C浸30s,防治核果褐腐病和梨黑根霉?。籰000mg/L浸柑橘果30s可使柑果免受黑腐病菌侵害。抑霉力也是廣譜性的葉叢噴霧劑和種子消毒劑,谷物拌種用50%乳油0.08—0.1g/kg,葉叢噴霧可防治稻瘟和禾谷類葉部病害。
咪唑霉(咪鮮安、撲霉靈、施寶克;prochloraz,Spartak,Mirage)
化學(xué)名稱:N—丙基—N—[2—(2,4,6—三氯苯氧基)乙基1—1—咪唑—1—基—甲酰胺
生物活性:咪唑霉是廣譜性殺菌劑,是氨基甲酰咪唑類中活性最強(qiáng)的品種,內(nèi)吸性弱,但有良好的傳導(dǎo)性能。劑型:45%乳油和50%可濕性粉劑(咪唑霉與氯化錳按4:l形成的螯合物)。
防治對(duì)象及使用方法:對(duì)子囊菌引起的多種病害有特效,也可用于水果采收后防腐保鮮。小麥生長(zhǎng)早期防眼點(diǎn)病用咪唑霉300g/hm2(生長(zhǎng)期30—31d施用),如眼點(diǎn)病仍很重,則4—6周后追加噴施1次;防治芒果炭疽病用50%可濕性粉劑1000—2000倍液于花蕾期和始花期各噴1次,以后隔7一lOd噴1次,最后噴藥為采果前10d;果品用藥液浸1—2min撈起晾干,可延長(zhǎng)保存期。用于防治蘑菇褐腐病、白腐病,每平方米菇床用0.8—1.2g50%可濕性粉與培養(yǎng)基質(zhì)混合。
粉銹寧(三唑酮、百里通;triadimefon,Bayleton)
化學(xué)名稱:1—(4—氯苯氧基)—3,3—二甲基—l—(1,2,4—三氮唑—1—基)—丁酮—[2]
生物活性:是高效、低毒、低殘留、持效期長(zhǎng)的內(nèi)吸殺菌劑。被植物各部分吸收后,能在植物體內(nèi)傳導(dǎo)。內(nèi)吸到植物體內(nèi)5d后有56%轉(zhuǎn)變?yōu)榱u銹寧(羥銹寧與粉銹寧結(jié)構(gòu)相似,只是酮基處改為羥基)。對(duì)銹病菌、白粉病菌具有預(yù)防、鏟除和熏蒸作用。
劑型:25%可濕性粉劑和20%乳油。
防治對(duì)象及使用方法:葉叢噴霧可防治禾谷類作物葉部多種病害,如白粉病、銹病、黑穗病,用量為有效成分120—130g/hm2;拌種用量為有效成分0.3—0.4g/kg。
烯唑醇(消斑靈、速保利;diniconazole,SumieightS一3308L)
化學(xué)名稱:p—[(2,4—二氯苯基)—甲叉]—?!?1,1—二甲基乙基)—1H—l,2,4—三唑乙醇
生物活性:是三唑類廣譜內(nèi)吸殺菌劑,對(duì)子囊菌、擔(dān)子菌和半知菌有較高防治效果,有保護(hù)、鏟除和治療作用。
劑型:12.5%可濕性粉劑和5%拌種劑。
使用方法:葉叢噴霧:麥類葉叢病害用有效成分22.5—60g/hm2,花生葉斑病用有效成分30—90g/hm2;防蘋果白粉、銹病,梨黑星病,醋栗白粉病用20—40mg/L。拌種:小麥用有效成分0.2—0.4g/kg,防治散(腥、堅(jiān))黑穗病、白粉病、條銹??;玉米用有效成分0.3—0,8g/kg,防治絲黑穗病。
丙環(huán)唑(脫力特;propiconazloe,Tilt,Desaol,Banner,Orbit,Alamo)
化學(xué)名稱:1—[2—(2,4—二氯苯基)—4—丙基—l,3—二氧戊環(huán)—2—甲基1—1—?dú)洹?,2,4—三唑
生物活性:是具有保護(hù)和治療作用的內(nèi)吸性三唑類殺菌劑。丙環(huán)唑可通過種子、土壤、葉面處理而被植物吸收,通過植物木質(zhì)部向上傳導(dǎo),但不能向基部傳導(dǎo),在傳導(dǎo)中丙環(huán)唑不會(huì)改變。丙環(huán)唑?qū)Υ蠖鄶?shù)作物都會(huì)引起延緩種子萌發(fā)的藥害癥狀,因此,限制作種子處理用。
劑型:25%乳油。
防治對(duì)象及使用方法:丙環(huán)唑能控制一系列子囊菌、擔(dān)子菌及半知菌等植物病原真菌,包括殼針孢、長(zhǎng)尾孢、銹菌、白粉菌、德氏霉、絲核菌以及種子傳帶的腥黑粉病菌,但對(duì)霜霉目真菌無(wú)活性。適用于多種由子囊菌、擔(dān)子菌、半知菌引起的作物病害。可與多種殺蟲劑、殺菌劑、殺螨劑混合使用。
十三嗎啉(克啉菌;tridemorph,Calexin)
化學(xué)名稱:2,6—二甲基—4—十三烷基嗎啉
劑型:75%乳油。
生物活性:是麥類和熱帶作物白粉病、銹病,蕉葉斑病、茶皰疫病的保護(hù)劑、鏟除劑和治療劑。能被植物的根、莖、葉吸收并在體內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。
防治對(duì)象及使用方法:用有效成分0.5—0.6kg/bm2可控制麥類白粉病達(dá)4—5周;用0.07%十三嗎啉加0.05%多菌靈噴霧,可有效控制花生葉斑病和銹病。
(五)苯基酰胺類苯基酰胺類是20世紀(jì)70年代末80年代初發(fā)展起來(lái)的一類新的內(nèi)吸殺菌劑,具有雙向傳導(dǎo)作用,但以向頂性輸導(dǎo)為主;這類化合物水溶性可達(dá)7400mg/L,故滲入土中快,易被嗜水性的卵菌攝取,對(duì)鞭毛菌引致的病害有特效;可作土壤處理、種子處理和葉叢噴霧用;藥效高、持效期長(zhǎng)。
苯基酰胺類殺菌劑的代表品種:
瑞毒霉(甲霜靈,metalaxyl,Ridomil)
化學(xué)名稱:D,L—N—(2,6—二甲基苯基)—N—(2—甲氧基乙酰)丙氨酸甲酯
生物活性:為內(nèi)吸性殺菌劑,是目前為止苯基酰胺類中最理想的品種,對(duì)霜霉目真菌引致的病害有保護(hù)和治療作用,可阻止菌絲生長(zhǎng)和孢子形成;可被植物綠色部分快速吸收,施藥后30min可內(nèi)吸傳導(dǎo)至各部位,持效期長(zhǎng),在推薦用量下可維持藥效14d左右。
瑞毒霉單劑極易誘致病菌產(chǎn)生抗藥性,生產(chǎn)上使用的都是復(fù)配劑。
劑型:58%甲霜靈錳鋅(進(jìn)口產(chǎn)品為瑞毒霉錳鋅RidomilMZ58%WP)可濕性粉劑,35%種子處理劑(進(jìn)口產(chǎn)品為35%Aport—阿普隆)。
防治對(duì)象及使用方法:葉叢噴霧,用有效成分125—250g/bm2,對(duì)馬鈴薯晚疫病的控制可從播種到開花期,此用量也可有效防治煙草黑脛?。环N子處理,用有效成分3—5g/kg拌種,對(duì)霜霉菌、疫霉菌引起的猝倒病及爛種的保護(hù)達(dá)4周;土壤處理用有效成分2—5g/m2防效能維持20—25周。近年,metalaxyl拆分產(chǎn)物CGA329351或metalaxyl—M,以RidomilGold的商品名投入市場(chǎng),此藥為第一個(gè)單異構(gòu)體殺菌劑,與外消旋的Ridomil作用相同,
但用藥量?jī)H為它的50%。
惡霜靈(殺毒礬,oxadixyl,Sandofan)
化學(xué)名稱:2—甲氧基—N—(2—氧化—1,3—惡唑烷—3—基)乙酰氨基—2,6—二甲苯
生物活性:殺毒礬殺菌譜與瑞毒霉相似,即活性譜局限于卵菌綱的霜霉目真菌。殺毒礬在植株體內(nèi)的移動(dòng)性稍次于瑞毒霉。殺毒礬和其他苯基酰胺類殺菌劑有交互抗藥性。
劑型:市面上供應(yīng)的制劑均為復(fù)配劑:64%殺毒礬M8(SandofanM8)可濕性粉(含8%oxadixyl和56%Mancozeb);60%殺毒礬鋅(SandofanZ)可濕性粉(含10%oxadixyl和50%Zineb);80%賽德福(SandofanF)可濕性粉(含20%oxadixyl和60%Folpet)。
防治對(duì)象及使用方法:64%殺毒礬M8作種子處理,每千克種子用制劑4g,可防苗期猝倒病;以400—500倍液噴霧,可防治煙草黑脛病,番茄早疫、晚疫、褐色腐敗病,黃瓜霜霉病,茄子綿疫病,馬鈴薯晚疫、早疫病,白菜霜霉病、白銹病,葡萄霜霉和黑腐病。
(六)氨基甲酸酯類、異惡唑類和取代脲類內(nèi)吸殺菌劑這三類殺菌劑均是70年代中期以后發(fā)展起來(lái)的,除個(gè)別品種(乙霉威)外,都是防治卵菌綱引致的病害的新藥劑。
1.氨基甲酸酯類
胺乙威(prothiocarb,PrevicurS70)
化學(xué)名稱:S—乙基—N—(3—二甲氨基丙基)—硫代氨基甲酸酯鹽酸鹽
生物活性:是用于土壤的內(nèi)吸殺菌劑,防治鞭毛菌特效。對(duì)作物安全。土壤處理后不需要候種期。
劑型:70%水劑。
防治對(duì)象及使用方法:用0.025%—0,1%有效成分的溶液施于幼苗根部,在溫室用同樣濃度噴施根部,也可防止幼苗和較老的植株葉片感染。
胺丙威(丙酰胺、霜霉威、普力克、propomcrarb、PrevicurN)
化學(xué)名稱:N—(3—二甲氨基丙基)—丙基氨基甲酸酯鹽酸鹽
生物活性:為內(nèi)吸性氨基甲酸酯類殺菌劑,防治腐霉菌、疫霉菌引起的土壤傳播的病害,以及由霜霉菌引起的葉部病害,適用于土壤處理和葉面噴霧,對(duì)蔬菜的猝倒病、疫病、霜霉病效果好。
劑型:72.2%水劑。
防治對(duì)象及使用方法:土壤處理用有效成分3.6—5.4g/m2或每立方米苗床土噴淋400—600倍藥液3L。葉部病害用600—1000倍液,每7—10d噴1次,共噴3次。
乙霉威(萬(wàn)霉靈,diethofencarb,Powmyl)
1988年Kato也證實(shí)了抗苯并咪唑的penicilliumexpansum和Botrytiscinerea的分離菌株對(duì)N—苯基氨基甲酸酯類的MDPC和Diethofencarb(乙霉威)高度敏感。因此乙霉威受到了人們的重視,成為第一個(gè)能在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用的負(fù)交互抗藥性的殺菌劑。
化學(xué)名稱:3,4—二乙氧基苯基氨基甲酸異丙酯
生物活性:廣譜的內(nèi)吸性殺菌劑,對(duì)灰霉菌、尾孢菌、炭疽菌、黑星菌、青霉菌引致的果蔬及其他作物病害具有預(yù)防和治療作用,并有持效期長(zhǎng)的特點(diǎn)。
劑型:國(guó)產(chǎn)乙霉威稱為萬(wàn)霉靈,制劑有65%甲霉靈可濕性粉(萬(wàn)霉靈加甲基托布津)和50%多霉靈可濕性粉劑(萬(wàn)霉靈加多菌靈)。
防治對(duì)象及使用方法:65%甲霉靈800—1250倍液防治蔬菜灰霉病、葉霉病、黑星病特別是對(duì)苯并咪唑類殺菌劑產(chǎn)生抗藥性的灰霉病菌有特效,從發(fā)病初期始,每間隔10d噴藥1次,共噴3次。50%多霉靈可用600—800倍液,于發(fā)病初開始,連續(xù)噴藥3次,每次間隔10d。
乙霉威與苯并咪唑類殺菌劑有負(fù)交互抗性,特別對(duì)抗苯并咪唑類藥劑的灰霉菌有效。乙霉威能與抗性病菌的細(xì)胞紡錘絲的變異氨基酸結(jié)合,因而對(duì)抗性病菌具有較高的活性。
2.異惡唑類
惡霉靈(土菌消,hymexazol,Tachiganen,Sankgo,F(xiàn)319,SF6505)
化學(xué)名稱:3—羥基—5—甲基異惡唑
生物活性:是一種內(nèi)吸殺菌劑,又是一種土壤消毒劑,與土壤中的鐵、鋁離子結(jié)合,抑制病菌孢子萌發(fā)。惡霉靈能被植物的根吸收并在根系內(nèi)移動(dòng),在植物體內(nèi)代謝產(chǎn)生兩個(gè)無(wú)毒產(chǎn)物:O—糖苷和N—糖苷,這兩個(gè)代謝產(chǎn)物對(duì)植物生長(zhǎng)有激素的作用,因而惡霉靈又是植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑。
劑型:為30%水劑和70%可濕性粉劑。
使用方法:用300—600mg/L的藥液3L處理1m2苗床或育種箱土壤,可有效地控制土中Fusarium,Aphanomyces,Pythium,Phytophthora等病菌的為害;以有效成分為0.5%一1%的液劑作甜菜種子處理防治甜菜立枯病。
3.取代脲類(又稱氰基莖乙酰胺肟類)
霜脲氰又稱氰基乙酰胺肟(克絕,cymoxanil,Curzate,Dupout,DPX3217)
化學(xué)名稱:N—(2—氰基—2—甲氧亞氨乙酰氨基)甲酰乙胺
生物活性:為廣譜殺菌劑,具有局部?jī)?nèi)吸作用,有抑制病菌產(chǎn)孢和孢子侵染的能力。
劑型:72%霜脲氰錳鋅可濕性粉劑(又名克絕錳鋅,是由8%霜脲氰和64%代森錳的復(fù)配劑),國(guó)外又稱霜脲氰錳鋅為克露,商品名為72%Curzate—M8可濕性粉劑。
防治對(duì)象及使用方法:主要防治霜霉目真菌如疫霉菌、霜霉菌、單軸霉菌引致的病害,與保護(hù)性殺菌劑混用,可提高持效性。防治蔬菜霜霉病、番茄或馬鈴薯晚疫病,可用制劑600—750倍液噴霧。
(七)無(wú)殺菌毒性的藥劑植物病害的化學(xué)防治長(zhǎng)期以來(lái)都是使用具有殺菌毒性的化學(xué)物質(zhì),這些化學(xué)物質(zhì)在實(shí)踐中存在兩大問題:一是由于病菌的變異,藥劑的使用壽命會(huì)大大地縮短;二是這類藥劑對(duì)人類和環(huán)境的危害。這就促使人們?nèi)パ芯啃碌乃巹╊愋?,這些藥劑始見于20世紀(jì)70年代的噻瘟唑(Probenazole)和80年代的三環(huán)唑(Tricyclazole),現(xiàn)已成為一類獨(dú)特的防治植物病害的化學(xué)藥劑——無(wú)殺菌毒性的植物保護(hù)藥劑(NonfungitoxicProtectants
1.無(wú)殺菌毒性藥劑的作用和特點(diǎn)
無(wú)殺菌毒性的植物保護(hù)藥劑的定義是:藥劑噴到植物上,在能起到防病效果的濃度下,對(duì)病菌本身卻沒有毒性或幾乎沒有毒性。這類藥劑的作用:可以直接作用于病菌,影響病菌的致病能力,使其不能侵入植物或不能在植物組織內(nèi)定殖,不能發(fā)展形成病害;或通過干擾病菌致病的關(guān)鍵因素(如真菌毒素和酶的活性或者產(chǎn)物)達(dá)到削弱病菌的致病能力;也可以影響病菌和植物間的反應(yīng),使植物提高抗病能力。近年出現(xiàn)的植物保護(hù)活化劑,就是可激活植物后天系統(tǒng)抗病性,使植物產(chǎn)生自我保護(hù)作用,從而防止病害的發(fā)生。
無(wú)殺菌毒性藥劑優(yōu)越于傳統(tǒng)有殺菌毒性藥劑的特點(diǎn)在于:
(1)具有更高選擇性和無(wú)殺傷生物的作用,是一類比普通內(nèi)吸殺菌劑更為專一作用的藥劑,因而對(duì)非靶標(biāo)生物和環(huán)境的危害極小。
(2)若屬于誘導(dǎo)寄主植物抗病性作用的化合物,其使用濃度很低,誘導(dǎo)而獲得的抗病性比具有殺菌毒性藥劑的作用更持久;而且通過誘導(dǎo)而獲得的抗病作物比一般通過育種而獲得的抗病品種更能保持原有的優(yōu)良品質(zhì)。
(3)這類藥劑由于對(duì)病菌沒有毒性或不能使病菌產(chǎn)生深刻的生化變化而受到毒害,因而不易引致病菌出現(xiàn)抗藥性。
2.無(wú)殺菌毒性藥劑的種類按作用分,主要有影響病菌的致病力和激活植物的抗病力兩大類:
(1)直接作用于病菌而削弱病菌致病力這類藥劑主要是影響病菌的致病能力,代表性藥劑有:
?、俸谏厣锖铣梢种苿?Melaninbiosynthesisinhib
三環(huán)唑(克瘟唑、比艷、Tricyclazole、Beam)
化學(xué)名稱:l,2,4—三唑并[b]4—甲基苯并噻唑
生物活性:三環(huán)唑是第一個(gè)被認(rèn)識(shí)的黑色素合成抑制劑,用于防治水稻稻瘟病。三環(huán)唑有內(nèi)吸性并能迅速在稻株內(nèi)轉(zhuǎn)移,在植株體內(nèi)和土壤中分解緩慢,持效期長(zhǎng)達(dá)7一10周。三環(huán)唑?qū)Φ疚辆鷽]有毒性,離體并不能抑制稻瘟孢子萌發(fā)、附著胞形成和菌絲生長(zhǎng),但卻能完全阻礙附著胞的黑色素的生成。
劑型:20%和75%可濕性粉。
使用方法:稻種用有效成分l000g/t拌種,播后可使秧苗5周內(nèi)不受稻瘟菌侵染;用制劑3—5g/mL懸浮液浸秧根10—20min后移植,秧苗10周內(nèi)可免受病菌侵染;用有效成分250g/hm2的藥量在孕穗時(shí)噴霧,可防穗瘟。應(yīng)特別注意的是,用三環(huán)唑防治稻瘟病時(shí)施藥要非常及時(shí),試驗(yàn)證明,在接種5h內(nèi)或病菌侵入前5h施藥才有效果,遲了則無(wú)效,因?yàn)榻臃N5h后附著胞的黑色素已經(jīng)形成,侵入絲已侵入寄主體內(nèi),同時(shí)有了黑色素的菌體細(xì)胞會(huì)阻止藥劑的透入。
②角質(zhì)酶抑制劑(Cutinaseinhibitors)角質(zhì)層是植物表皮細(xì)胞壁最外層組織,也是病菌進(jìn)人植物表皮下組織必須穿過的屏障。因此對(duì)角質(zhì)酶在病菌致病活性中所起的作用,以及通過抑制這種酶的產(chǎn)生或抑制其活性來(lái)防治植物病害的可能性已受到人們的重視。目前已有證據(jù)表明,病原物的侵染可以由作用于角質(zhì)酶而對(duì)離體病菌無(wú)毒性的化合物所制止。例如,?;慕琴|(zhì)酶抗血清或有效的角質(zhì)酶抑制劑二異丙基氟代磷酸酯和對(duì)氧磷(Paraoxon),在無(wú)殺菌毒性的濃度(I50低于lumol)下,就能保護(hù)無(wú)損傷的豌豆表面不受Fusariumsolani的侵染,也可使無(wú)損傷的木瓜果實(shí)不受Colletotrichumgloeospori
?、塾行顾?ValidamycinA)有效霉素是由Streptomyceshygroscopicu
?、芤种苹蜮g化病菌產(chǎn)生的毒素的藥劑近20年,植物病原菌毒素的研究受到了重視。
植物病原菌毒素,特別是特異性毒素,在病害發(fā)生發(fā)展過程中具有重要作用。采用化學(xué)的方法中和毒素,消除其有害作用或抑制毒素產(chǎn)生,則必然會(huì)干擾病原菌的致病過程,達(dá)到防病目的。但當(dāng)前這方面的研究,仍處在實(shí)驗(yàn)階段。下面是幾個(gè)有苗頭的例子:
a.阿魏酸(Ferulicacid)對(duì)稻瘟菌產(chǎn)生的稻瘟菌素(Piricalarin)具有解毒作用。
b.微量元素鐵、鎳、銅、錳等金屬離子可解除鐮刀菌酸對(duì)植物的毒害。
c.1994年李樹正等證明,KMn04、FeCl3、FeSO4、MnS04等對(duì)交鏈孢酸有解毒作用。
d.抑制毒素產(chǎn)生可減輕病害的發(fā)生,噴施ZnS04或ZnCl2可減少煙草黑脛病的發(fā)生。
e.利用毒素間的相互作用,減弱某種毒素的致病作用。1990年樊慕貞等指出,青梗白菜的黑斑病菌株產(chǎn)生的AG毒素和白梗白菜黑斑菌株產(chǎn)生的AW毒素與AK毒素(桃黑斑菌)之間有相互作用,發(fā)現(xiàn)AK對(duì)AG、AW有抑制作用,可降低對(duì)種子根的抑制百分率,使癥狀減輕。
(2)作用于調(diào)節(jié)(或激活)寄主植物抗病性的類型此類型化合物的使用是人們對(duì)植物病害化學(xué)防治策略的一種新觀念;避開了直接作用于病原微生物,而是作用于寄主保衛(wèi)系統(tǒng),即采用化學(xué)方法來(lái)調(diào)節(jié)植物和病菌之間的相互反應(yīng),激發(fā)植物抗病的主導(dǎo)作用而使病害得到控制。
植物保護(hù)活化劑CGA245704
CGA245704是第一個(gè)植物獲得性系統(tǒng)抗病性(systemicacquiredresistan
化學(xué)名稱:8—(S—甲基—硫代甲酸酯)—1,3,4—苯并噻二唑
生物活性:CGA245704是模擬抗性品系中一種天然信息素,可引發(fā)植物自我保護(hù)機(jī)理而間接發(fā)揮防病作用,對(duì)靶標(biāo)病菌無(wú)直接毒殺作用。在植物SAR進(jìn)程中,生物和化學(xué)誘導(dǎo)劑具有相同的信號(hào)傳遞途徑,因而對(duì)缺乏SAR信息傳遞途徑的植物無(wú)效。此藥引起植物體內(nèi)的生化反應(yīng)與生物誘導(dǎo)因子相同。在用藥一段時(shí)間后,植物的防衛(wèi)反應(yīng)才能增強(qiáng),因此應(yīng)在發(fā)病初期施用。藥劑能被植物迅速吸收和輸導(dǎo),誘導(dǎo)的植物防衛(wèi)反應(yīng)對(duì)病原菌生活史中多個(gè)環(huán)節(jié)都有影響。
劑型:50%和63%水分散性顆粒劑。
使用方法:小麥:2葉期(其他禾谷類亦同)施用有效成分30g/hm2,持效期6—9周,抗御白粉病菌直至穗期,并可兼治葉枯和銹病。
水稻:插秧前于育種箱內(nèi)加入有效成分0.01g/m2,可防止稻瘟病發(fā)生,時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10—12周。
煙草:每隔14d撒施1次(有效成分12g/hm2),可有效預(yù)防霜霉病。
蔬菜:每隔10—20d施用1次(有效成分10—50g/hm2),可預(yù)防霜霉、黃斑及細(xì)菌病害。
噻瘟唑(噻菌烯,Prebenazde,Pryzemate)
化學(xué)名稱:1,l—二氧—3—丙烯[1]—氧基苯并[b]噻唑
噻瘟唑具內(nèi)吸性,用于防治稻瘟病,對(duì)水稻白葉枯病也有一定效果。藥劑在稻株體內(nèi)持效期長(zhǎng)。藥劑處理后能誘導(dǎo)稻株產(chǎn)生幾種抗菌物質(zhì),其中主要的是,犀—羥基—順9,反—11:順—15—十八碳三烯亞麻酸和順—9,反—12,順—5—十八碳三烯亞麻酸。這些物質(zhì)對(duì)病菌都有抑制作用;同時(shí)稻株經(jīng)藥劑處理后,一些酶如苯丙氨酸裂解酶和兒茶酚—O—二甲基轉(zhuǎn)移酶的活性也提高了,使侵染點(diǎn)周圍組織纖維屏障增強(qiáng),病菌難于擴(kuò)展。
(八)其他內(nèi)吸性殺菌劑這些內(nèi)吸性殺菌劑品種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上和殺菌劑發(fā)展史上都起著重要的作用,由于未能納人上述類別的內(nèi)吸殺菌劑中,因而另立此項(xiàng),予以介紹。
葉青雙(葉枯唑、葉枯寧、噻枯唑、川化—018)
化學(xué)名稱:N,N’—甲撐—雙(2—氨基—5—巰基—l,3,4—噻二唑)
生物活性:葉青雙是我國(guó)特有的內(nèi)吸殺菌劑,與70年代日本產(chǎn)品“敵枯雙”相似(兩藥結(jié)構(gòu)上的區(qū)別僅僅在噻唑環(huán)的5位上,葉青雙是一SH,而敵枯雙是一NH2)。
劑型:20%和25%可濕性粉劑。
使用方法:防治水稻白葉枯病、細(xì)菌性條斑病,秧田4—5葉期施藥1次,本田在病害初發(fā)期及齊穗期各施藥1次,共施2次,用藥量為有效成分0.375—0.570kg/hm2對(duì)水600—750L噴霧。
稻瘟靈(富士1號(hào),Isoprothiolane,F(xiàn)uii—one)
化學(xué)名稱:1,3—二硫戊環(huán)—叉—丙二酸二異丙酯
生物活性:為內(nèi)吸性殺菌劑,對(duì)稻瘟病有特效。稻株吸收藥劑后,累積于葉組織,特別集中于穗軸與枝梗上,抑制病菌生長(zhǎng)和侵入,起到預(yù)防和治療作用。稻瘟靈防治稻瘟病的速效性不及有機(jī)磷殺菌劑,但藥效期長(zhǎng),一般20—45d,甚至長(zhǎng)達(dá)65d。
劑型:40%乳油和40%可濕性粉劑。
使用方法:防治葉瘟在病害初發(fā)時(shí)用有效成分360—450g/hm2噴霧,到抽穗期和齊穗期再各噴1次,用以防治穗頸瘟。稻瘟靈對(duì)稻飛虱也有明顯防效,尤其是若蟲,若蟲受藥后蛻皮不全或不能脫皮而死亡,但對(duì)卵無(wú)作用。日本T.Hirook等指出:水培番茄,在培養(yǎng)液中,每毫升加lOtxg富士1號(hào),可減輕由Phytophthoracapsici引起的根腐。另一試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),富士1號(hào)可增強(qiáng)植物根的生理活性,抵抗由于鹽分和水分供應(yīng)失調(diào)引致的植株萎蔫。
烯酰嗎啉(安克,Dimethomorph,CMEl51)
化學(xué)名稱:(E,Z)—4—3—(4—氯苯基)—3—(3—4—二甲氧基苯基)丙烯酰嗎啉
生物活性:屬肉桂酸類內(nèi)吸殺菌劑。烯酰嗎啉對(duì)霜霉屬、疫霉屬特別有效,對(duì)腐霉屬效果稍差。
劑型:50%可濕性粉劑,100—180g/L乳油。
使用方法:烯酰嗎啉可與保護(hù)性殺菌劑混用。與代森錳鋅混用(又名安克錳鋅),噴霧防治葡萄霜霉病,用量是:CMEl51200g+代森錳鋅有效成分1200g/hm2,防效達(dá)96%;防治馬鈴薯晚疫病用量:CMEl51180g+代森錳鋅有效成分l200g/hm2,防效達(dá)93%。烯酰嗎啉與植物激活劑Bion混合有明顯的增效作用。
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