小麥(Triticum aestivum L.)是(shi)重要的(de)糧食作(zuo)物,在全世界廣泛(fan)種(zhong)植,不僅給人(ren)類提(ti)供(gong)充足(zu)的(de)能量,而且提(ti)供(gong)豐富的(de)維生素、蛋白質、礦物質和膳(shan)食纖(xian)維等。全球超過40%的人口(kou)以小麥為主糧,2016年全(quan)球小麥種植面(mian)積為22 010.76萬(wan)hm2,約占(zhan)谷物種植面積(ji)的30.7%,遠(yuan)超玉米、大豆和(he)水稻種植面積。2021年全球小麥產量(liang)為(wei)7.769億t,比2020年度增加107萬t,我(wo)國為主(zhu)要(yao)的小麥生產(chan)國,產(chan)量(liang)為1.34億(yi)t。
小(xiao)麥赤霉病(Fusarium head blight)是(shi)(shi)(shi)最具有破壞性(xing)(xing)的(de)(de)(de)小(xiao)(xiao)麥病(bing)(bing)害之(zhi)一(yi),被(bei)視為小(xiao)(xiao)麥的(de)(de)(de)“癌癥(zheng)”,是(shi)(shi)(shi)由(you)小(xiao)(xiao)麥鐮(lian)刀(dao)菌(jun)引(yin)起的(de)(de)(de)真菌(jun)病(bing)(bing)害,也是(shi)(shi)(shi)一(yi)種氣(qi)候型流(liu)行(xing)性(xing)(xing)病(bing)(bing)害,在(zai)(zai)全球大部(bu)分(fen)小(xiao)(xiao)麥種植區均有發(fa)(fa)生(sheng),特別是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)溫暖(nuan)潮濕的(de)(de)(de)小(xiao)(xiao)麥產(chan)區。在(zai)(zai)我國赤霉(mei)病(bing)(bing)主要發(fa)(fa)生(sheng)在(zai)(zai)長江中下游和(he)華南(nan)冬麥區及東(dong)北春麥區東(dong)部(bu),黃河流(liu)域及其他地區也有發(fa)(fa)生(sheng),隨(sui)著(zhu)氣(qi)溫和(he)耕作(zuo)方式(shi)的(de)(de)(de)改(gai)變(bian),小(xiao)(xiao)麥赤霉(mei)病(bing)(bing)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)生(sheng)越來越嚴(yan)重(zhong)。近年(nian)來,20%的小麥種植區發生小麥赤(chi)霉病,2016—2020年度全國赤霉病發生面積為(wei)1億~1.5億畝次。該病(bing)在小麥的整個生(sheng)育期均可以發生(sheng),根、莖基(ji)、穗都(dou)可能被侵染(ran),引(yin)起根腐、莖基(ji)腐和穗腐病(bing)害。小麥赤霉病(bing)嚴重(zhong)影響產量,據(ju)相關報道顯示(shi),2000—2018年(nian)(nian)由于小麥赤(chi)霉病(bing)導(dao)致年(nian)(nian)均產(chan)量損失超過341萬t,而且影響小麥(mai)品(pin)質,造成麥(mai)粒積(ji)累大(da)量脫氧雪(xue)腐鐮刀菌烯醇(DON)、3-乙酰基脫氧雪(xue)腐鐮(lian)刀菌烯醇(3-AcDON)等毒素(su),這些(xie)毒素(su)不僅(jin)會(hui)(hui)影響麥粒的萌(meng)發,而(er)且(qie)會(hui)(hui)導(dao)致(zhi)人(ren)畜中毒,嚴重時會(hui)(hui)導(dao)致(zhi)胎兒畸形,致(zhi)孕婦(fu)流產,致(zhi)癌,甚至致(zhi)死(si)。
目前,在有(you)關小麥(mai)赤霉病防(fang)治(zhi)報道中,培育抗(kang)病品種(zhong)、農業防(fang)治(zhi)和化學農藥(yao)防(fang)治(zhi)等措施為常見的防(fang)治(zhi)手段。廖森等從育種(zhong)角度(du)出發,發掘了小麥(mai)赤霉病的抗(kang)性種(zhong)質資源和抗(kang)性基因,發現(xian)‘鎮(zhen)麥(mai)12號’‘寧麥27’‘鎮麥13’‘寧麥17108’等品(pin)種具有赤霉(mei)病抗性基因(yin),可以(yi)作(zuo)為(wei)抗赤霉(mei)病遺傳(chuan)改良的(de)種質資源。有關近(jin)緣種抗赤霉(mei)病基因(yin)導入小(xiao)麥的(de)研(yan)究(jiu)也(ye)頗多,如(ru)將鵝觀草的(de)Fhb6基(ji)因(yin)轉到小(xiao)麥上(shang),獲得抗性品(pin)種,且能穩定性遺傳。選(xuan)育抗性品(pin)種雖然可以從根(gen)本(ben)上(shang)解決赤(chi)(chi)霉(mei)病(bing)(bing)(bing)的(de)(de)危害,但(dan)是育種周期長,成(cheng)本(ben)高,且轉基(ji)因(yin)品(pin)種還(huan)(huan)存在很大爭(zheng)議。目前赤(chi)(chi)霉(mei)病(bing)(bing)(bing)的(de)(de)防治(zhi)主(zhu)要還(huan)(huan)是依賴于化學農藥,其見效(xiao)(xiao)快(kuai)、成(cheng)本(ben)低。汪永安等(deng)開展了篩選(xuan)小(xiao)麥赤(chi)(chi)霉(mei)病(bing)(bing)(bing)不同藥劑組(zu)合試驗,發現(xian)戊唑(zuo)(zuo)醇與多(duo)菌(jun)靈及丙(bing)硫菌(jun)唑(zuo)(zuo)混配、氟唑(zuo)(zuo)菌(jun)酰羥胺+丙(bing)環唑(zuo)(zuo)對小(xiao)麥赤(chi)(chi)霉(mei)病(bing)(bing)(bing)有較好的(de)(de)綜合防效(xiao)(xiao)。李(li)雷(lei)雷(lei)等(deng)發現(xian)氰烯菌(jun)酯和戊唑(zuo)(zuo)醇對小(xiao)麥赤(chi)(chi)霉(mei)病(bing)(bing)(bing)的(de)(de)毒力強(qiang),均可以作為防治(zhi)小(xiao)麥赤(chi)(chi)霉(mei)病(bing)(bing)(bing)的(de)(de)主(zhu)要藥劑。
然而,長期(qi)大(da)量使用單(dan)一(yi)農藥(yao)品種,導致不少地區已經有關于(yu)赤(chi)(chi)霉(mei)(mei)(mei)(mei)病抗(kang)藥(yao)性報道,如河南省(sheng)已經出(chu)現了對(dui)(dui)多菌靈存(cun)在抗(kang)藥(yao)性的(de)(de)(de)(de)小(xiao)(xiao)麥(mai)(mai)(mai)赤(chi)(chi)霉(mei)(mei)(mei)(mei)病菌,以及安徽定遠(yuan)、壽縣和蕪湖等地小(xiao)(xiao)麥(mai)(mai)(mai)赤(chi)(chi)霉(mei)(mei)(mei)(mei)病菌株(zhu)對(dui)(dui)丙硫菌唑具有一(yi)定的(de)(de)(de)(de)抗(kang)藥(yao)性。因此(ci),對(dui)(dui)小(xiao)(xiao)麥(mai)(mai)(mai)赤(chi)(chi)霉(mei)(mei)(mei)(mei)病的(de)(de)(de)(de)防(fang)治(zhi)一(yi)方面(mian)需要開(kai)發新型、高(gao)效、低殘留的(de)(de)(de)(de)農藥(yao);另一(yi)方面(mian)加強混配(pei)制劑的(de)(de)(de)(de)研(yan)究,配(pei)制合理、高(gao)效、延緩產(chan)(chan)品抗(kang)性并能(neng)擴大(da)殺菌譜(pu)的(de)(de)(de)(de)混劑產(chan)(chan)品。因此(ci),本文(wen)對(dui)(dui)我國(guo)登記(ji)用于(yu)小(xiao)(xiao)麥(mai)(mai)(mai)赤(chi)(chi)霉(mei)(mei)(mei)(mei)病防(fang)治(zhi)的(de)(de)(de)(de)藥(yao)劑及具有潛在開(kai)發價值的(de)(de)(de)(de)部(bu)分(fen)活性化合物結構進行(xing)綜述,為(wei)小(xiao)(xiao)麥(mai)(mai)(mai)赤(chi)(chi)霉(mei)(mei)(mei)(mei)病防(fang)治(zhi)工作和產(chan)(chan)品研(yan)發提供參考。
1 防(fang)治小麥赤霉病藥劑登記現狀
截至(zhi)2021年12月2日,我國登記(ji)注冊并(bing)且(qie)仍在有(you)效使用期限內(nei)防(fang)治小麥赤霉病的農藥共有(you)368種(zhong),其中單劑有153種,混劑有215種,單劑有效成分僅(jin)有22種(表1)。按結構類型劃(hua)分有三唑(zuo)類、苯并(bing)咪唑(zuo)類、氰(qing)基丙(bing)烯酸酯類等8類農藥。
表 1 小麥赤霉病上單劑的22種(zhong)有(you)效成分(fen)登記情況
有效成分 |
單(dan)劑數(shu)量/個 |
混劑(ji)數量/個 |
有效成分 |
單(dan)劑數量(liang)/個 |
復配數(shu)量/個 |
戊唑醇 |
7 |
104 |
噻霉酮 |
1 |
2 |
多菌(jun)靈 |
35 |
83 |
醚(mi)菌酯 |
1 |
2 |
咪鮮(xian)胺(鹽) |
11 |
49 |
氟唑菌(jun)酰羥胺 |
2 |
0 |
吡唑(zuo)醚菌酯 |
4 |
29 |
枯草(cao)芽孢桿(gan)菌 |
4 |
0 |
福美(mei)雙 |
11 |
24 |
低聚糖素 |
4 |
0 |
甲基硫菌靈 |
60 |
22 |
申嗪霉素(su) |
1 |
0 |
氟環唑 |
1 |
21 |
粉(fen)唑醇 |
1 |
0 |
氰(qing)烯菌酯 |
1 |
3 |
葉菌唑(zuo) |
1 |
0 |
己唑醇(chun) |
2 |
2 |
四霉素 |
1 |
0 |
嘧菌酯(zhi) |
2 |
2 |
氨基寡糖素 |
1 |
0 |
丙硫菌唑 |
1 |
2 |
多粘類芽孢桿菌KN-03 |
1 |
0 |
1.1 三唑類
三唑(zuo)類殺菌劑為C14-脫(tuo)甲基(ji)化抑(yi)制劑,通過(guo)阻(zu)止麥角甾醇的(de)(de)生(sheng)物合成,破壞菌(jun)體細胞膜(mo)功能,達(da)到抑(yi)菌(jun)作用(yong)。目前登(deng)記用(yong)于小(xiao)麥赤霉病(bing)(bing)(bing)(bing)上(shang)的(de)(de)三唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)類(lei)(lei)(lei)農(nong)(nong)藥(yao)(yao)(yao)有(you)(you)(you)戊(wu)(wu)(wu)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)醇、丙硫菌(jun)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)、葉菌(jun)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)、三唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)酮(tong)、氟(fu)(fu)(fu)環(huan)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)、丙環(huan)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)、己唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)醇、苯(ben)(ben)醚甲環(huan)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)、烯唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)醇、粉唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)醇,其(qi)中三唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)酮(tong)、丙環(huan)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)、苯(ben)(ben)醚甲環(huan)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)、烯唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)醇僅以復配(pei)形式登(deng)記。三唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)類(lei)(lei)(lei)殺菌(jun)劑機制獨特并有(you)(you)(you)較(jiao)(jiao)好的(de)(de)防(fang)效(xiao)(xiao)功能,以及具有(you)(you)(you)廣譜、內吸、低毒等優(you)良(liang)特性。國內外已經有(you)(you)(you)幾十年有(you)(you)(you)關三唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)類(lei)(lei)(lei)農(nong)(nong)藥(yao)(yao)(yao)防(fang)治(zhi)(zhi)小(xiao)麥赤霉病(bing)(bing)(bing)(bing)的(de)(de)研究的(de)(de)歷(li)史,雖然(ran)已經有(you)(you)(you)報(bao)道(dao)顯(xian)示三唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)類(lei)(lei)(lei)殺菌(jun)劑防(fang)效(xiao)(xiao)降(jiang)低現象(xiang),甚至產生(sheng)抗(kang)藥(yao)(yao)(yao)性,但其(qi)復配(pei)藥(yao)(yao)(yao)劑仍然(ran)能有(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)防(fang)治(zhi)(zhi)小(xiao)麥赤霉病(bing)(bing)(bing)(bing)。王(wang)平(ping)山等對(dui)粉唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)醇、環(huan)丙唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)醇、氟(fu)(fu)(fu)環(huan)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)和(he)(he)戊(wu)(wu)(wu)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)醇混用(yong)防(fang)治(zhi)(zhi)小(xiao)麥赤霉病(bing)(bing)(bing)(bing)進行了(le)田間藥(yao)(yao)(yao)效(xiao)(xiao)試驗,發(fa)現粉唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)醇與(yu)戊(wu)(wu)(wu)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)醇、氟(fu)(fu)(fu)環(huan)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)與(yu)戊(wu)(wu)(wu)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)醇混用(yong)對(dui)赤霉病(bing)(bing)(bing)(bing)具有(you)(you)(you)一定的(de)(de)防(fang)效(xiao)(xiao),并且環(huan)丙唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)醇與(yu)戊(wu)(wu)(wu)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)醇復配(pei)對(dui)赤霉病(bing)(bing)(bing)(bing)的(de)(de)防(fang)效(xiao)(xiao)較(jiao)(jiao)好。相關研究表明,室(shi)內毒力(li)和(he)(he)田間藥(yao)(yao)(yao)效(xiao)(xiao)高的(de)(de)殺菌(jun)劑有(you)(you)(you)戊(wu)(wu)(wu)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)醇、丙硫菌(jun)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)、葉菌(jun)唑(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)等。
(1)戊唑醇。戊唑醇英文通用名:Tebuconazole,分子(zi)式:C16H22ClN3O,由拜耳公司于1986年開發,是市面上防治小麥(mai)赤霉病常見藥劑,在我國主要以混劑形式(shi)登記,與其復配(pei)的有咪鮮胺、甲(jia)基硫菌(jun)靈(ling)、肟菌(jun)酯、吡唑醚(mi)菌(jun)酯、醚(mi)菌(jun)酯等17種有效成分(fen)。張(zhang)海燕等(deng)研(yan)究發現(xian)戊唑(zuo)醇單劑(ji)或復(fu)配劑(ji)1次用藥既能(neng)高效控制小(xiao)麥(mai)赤霉病,又能(neng)有效控制小(xiao)麥(mai)籽粒DON毒(du)素(su)不超標。2021年,陳莉等(deng)報道戊(wu)唑醇對采集自河南(nan)省北部(bu)和中(zhong)部(bu)地區的(de)小麥赤(chi)霉病菌有較高的(de)抑菌效果,EC50值分(fen)別為(wei)0.332 4和0.351 2 mg/L。朱保平等(deng)研究(jiu)表明戊唑(zuo)醇(chun)與咪(mi)鮮(xian)胺的復配能夠(gou)極(ji)好(hao)的防治(zhi)小(xiao)麥(mai)赤(chi)霉(mei)病(bing),顯著提高小(xiao)麥(mai)產(chan)量(liang)。宋陽陽等(deng)研究(jiu)了湖北省小(xiao)麥(mai)赤(chi)霉(mei)病(bing)菌對(dui)戊唑(zuo)醇(chun)等(deng)的敏感性,發現(xian)戊唑(zuo)醇(chun)對(dui)湖北省小(xiao)麥(mai)赤(chi)霉(mei)病(bing)菌依然具有較(jiao)高的敏感性,EC50平均(jun)值為0.181 μg/mL。2020年,周華飛等報道,利用LAMP-PCR技術(shu)檢測江蘇鹽(yan)城市、溧陽市和(he)南通市通州(zhou)區小(xiao)麥赤霉病原菌的優勢種群,發現亞細亞鐮孢為優勢小(xiao)種,占比100%,禾谷鐮孢占比(bi)僅為11.33%,并且(qie)未發現戊唑醇(chun)(chun)產生抗藥(yao)性(xing)。但相關研(yan)究表明河(he)南省等(deng)已(yi)經出現了對戊唑醇(chun)(chun)敏感性(xing)下降的(de)小麥赤(chi)霉病(bing)菌亞群(qun)體(ti)。
(2)丙硫菌唑。丙硫菌唑的(de)英文通用(yong)名:Prothioconazole,分子式:C14H15Cl2N3OS,由拜耳公司研發,并于(yu)2004年在英國和德國上市,2018年(nian)才在(zai)我(wo)國獲得登(deng)記(ji)。截至2021年12月,僅有(you)3個產品登(deng)記用于(yu)防(fang)治小麥赤霉病(bing),其(qi)中(zhong)有(you)2個混劑,分別與多菌靈和(he)戊(wu)唑(zuo)醇(chun)復配。2021年王栓等報道了丙硫菌(jun)唑(zuo)對禾谷鐮孢菌(jun)具有(you)較(jiao)好的(de)抑制效(xiao)果(guo),EC50值為1.747 0 μg/mL,與(yu)氰烯菌(jun)(jun)酯(zhi)、咯菌(jun)(jun)腈和氟唑菌(jun)(jun)酰羥胺(an)等作(zuo)用機制不同的殺(sha)菌(jun)(jun)劑復配對小(xiao)麥赤霉病均表現為增效或者相加作(zuo)用,與(yu)上述3種藥劑(ji)進行交替(ti)或者復配使用,延緩藥劑(ji)抗性產生(sheng)。2021年(nian),殷毅凡等報(bao)道用植(zhi)保無人(ren)飛機(ji)噴施丙(bing)硫菌唑納(na)米(mi)水性(xing)化制劑對(dui)小(xiao)麥赤(chi)霉病的防(fang)效優異,顯著優于(yu)(yu)多菌靈、甲基(ji)硫菌靈等不同(tong)有效成分,并(bing)且在減(jian)量前提下還優于(yu)(yu)有效成分相同(tong)的常規(gui)農藥(yao)(yao)。目(mu)前丙(bing)硫菌唑在我國登(deng)記用于(yu)(yu)小(xiao)麥赤(chi)霉頰骨防(fang)治(zhi)的劑為懸浮劑和可(ke)分散油懸浮劑,因此新型(xing)劑型(xing)的研(yan)發可(ke)以(yi)在提高防(fang)治(zhi)防(fang)盜的同(tong)時,適用于(yu)(yu)新型(xing)植(zhi)保機(ji)械(xie)。雖(sui)然(ran)丙(bing)硫菌唑在我國登(deng)記時間較短,但是(shi)由于(yu)(yu)其與戊唑醇(chun)等藥(yao)(yao)劑作用機(ji)制相同(tong)等因素,不少地區已有抗藥(yao)(yao)性(xing)報(bao)道記錄(lu)。2021年(nian),李(li)夢婷(ting)報道了不同地區(qu)菌(jun)株對(dui)丙硫(liu)(liu)菌(jun)唑敏(min)感性(xing)差異較大(da),其中安徽定遠、壽縣和(he)蕪湖等地的(de)菌(jun)株已經對(dui)丙硫(liu)(liu)菌(jun)唑產生(sheng)了抗藥(yao)性(xing),并且(qie)發(fa)現因長期使用(yong)丙硫(liu)(liu)菌(jun)唑藥(yao)劑而對(dui)小麥赤霉病(bing)產生(sheng)抗性(xing)的(de)菌(jun)株會(hui)導致菌(jun)株DON毒(du)素含(han)量上(shang)升,應與其無交互抗(kang)性的氰烯菌酯和咪鮮胺交替使用。
(3)葉菌唑。葉(xie)菌唑的英文(wen)通用名:Metconazole,分子式C17H22ClN3O。1986年首次合成(cheng)成(cheng)功,由殼(ke)牌和日本(ben)吳(wu)羽(yu)于1993年上市,2005年被巴斯夫收購。目前,僅安(an)道麥輝豐(江蘇(su))有限公司的8%葉(xie)菌(jun)唑懸浮劑登記用(yong)于防治小(xiao)麥(mai)赤霉病。2020年,李永平等(deng)報(bao)道了安徽鳳臺、江(jiang)蘇宜興地區利用(yong)葉(xie)菌唑(zuo)防治小麥赤霉病取得優異(yi)防效,平均(jun)防效大于85%,均有(you)保(bao)產增產效(xiao)果(guo)。2020年,劉(liu)程程等報道了葉菌唑對(dui)禾谷(gu)鐮孢菌有較好(hao)的抑制效果(guo),EC50值(zhi)為0.016 3~0.038 3 μg/mL,與(yu)戊唑醇、咪(mi)鮮胺(an)、丙硫菌唑和氟啶胺(an)混配表現出(chu)相加(jia)及增效作用,與(yu)上述藥劑混配可以延緩抗藥性。2018年王長(chang)青等報道克菌(jun)丹與葉菌(jun)唑復配對小麥(mai)赤霉病有(you)一(yi)定防效,防效在86%以(yi)(yi)上(shang),并且對(dui)小麥(mai)沒有藥(yao)害,使用安(an)全,增產明顯。葉菌唑防治(zhi)譜廣,并對(dui)小麥(mai)赤(chi)霉病防效(xiao)優異,其專利已(yi)經過(guo)保護期,近(jin)年來其與戊唑醇(chun)等(deng)藥(yao)劑復配在麥(mai)區的市場前(qian)景進一步凸顯,但我國暫無混配制劑登(deng)記,因此應(ying)加強對(dui)混劑登(deng)記,以(yi)(yi)擴大防治(zhi)譜及延緩抗(kang)藥(yao)性(xing)。
1.2 苯并咪唑類
苯并(bing)咪唑類農(nong)藥是一類以(yi)具有(you)(you)殺(sha)菌活性的(de)苯并(bing)咪唑環為母體的(de)有(you)(you)機(ji)(ji)殺(sha)菌劑,其作用機(ji)(ji)制是與真菌β-微管蛋白結合,阻止細胞紡錘絲的形(xing)成,進(jin)而干擾(rao)有(you)絲分(fen)裂,達(da)到殺(sha)死小(xiao)麥赤霉(mei)病原菌的目(mu)的。目(mu)前(qian)登記(ji)用(yong)于(yu)防(fang)治小(xiao)麥赤霉(mei)病的苯并咪唑類農藥有(you)多菌靈、甲基硫(liu)菌靈、丙硫(liu)唑,共有(you)201個產品登(deng)記。
(1)多菌靈。多菌靈英文通用名:Carbendazim,分子:為(wei)C9H9N3O2。多菌靈為目前登記用(yong)于防治小麥赤霉病最多的藥劑,其(qi)中混(hun)劑有(you)83個,主(zhu)要與三(san)唑(zuo)酮、福美(mei)雙、戊唑(zuo)醇、咪鮮胺錳(meng)鹽(yan)等(deng)14種有(you)效成分復(fu)配(pei)。此類藥劑抗性問(wen)題比(bi)較突(tu)出,王晉麗測定了2018—2020年采自河南、安徽(hui)和江(jiang)蘇等省份的赤霉病原(yuan)菌(jun)對多菌(jun)靈等常用藥劑的抗藥性(xing),發現(xian)江(jiang)蘇省的多菌(jun)靈抗性(xing)菌(jun)株比例平均值為(wei)38.07%;安徽省均值(zhi)為(wei)12.50%;河南(nan)省平均值(zhi)為4.95%。2020年(nian),周(zhou)華飛(fei)等報道了江(jiang)蘇地區小(xiao)麥赤(chi)霉病(bing)原菌種群對傳(chuan)統藥(yao)劑的抗性結(jie)果,發現江(jiang)蘇地區已經對多菌靈產生了嚴重抗性,抗性頻率為26.3%~54.5%。張穗(sui)等研究了2013—2015年上海小麥赤霉病(bing)對多菌(jun)靈抗(kang)性水平(ping),雖(sui)然對多菌(jun)靈敏感的(de)小麥赤霉病(bing)菌(jun)株的(de)平(ping)均EC50值(zhi)呈(cheng)逐年遞(di)減趨勢,但是對于抗性病株EC50值的(de)抗性呈遞增(zeng)趨勢,2015年(nian)達到高(gao)抗水平,且抗藥性菌(jun)株(zhu)出(chu)現的(de)頻(pin)率增(zeng)高(gao),遺(yi)傳性穩定(ding)。出(chu)現多(duo)菌(jun)靈(ling)抗性病(bing)株(zhu)EC50值與秸稈(gan)還(huan)田年(nian)限(xian)增(zeng)加呈現(xian)(xian)出正相關性的(de)現(xian)(xian)象(xiang),建(jian)議秸稈(gan)還(huan)田歷史較長的(de)地區(qu)應(ying)該盡量少(shao)用多(duo)菌(jun)靈。相關研究(jiu)表(biao)明,多(duo)菌(jun)靈的(de)使用會引(yin)起小(xiao)麥籽粒DON毒素(su)增加,主要原(yuan)因是多菌靈可以促進禾谷鐮刀菌體內(nei)乙酰輔酶A產生,上(shang)調DON毒素合(he)成。
(2)甲(jia)基(ji)硫(liu)菌靈。甲基硫菌靈英文通用名:Thiophanate-methyl,分(fen)子(zi)式:C12H14N4O4S2。其內吸性和持效性比(bi)多菌(jun)靈好,防效也高于(yu)多菌(jun)靈,常與戊唑醇、己唑醇、福美雙(shuang)等(deng)藥劑(ji)復配。2015年,黃世廣等研究發現高劑量的甲基硫菌靈對(dui)小麥赤霉(mei)病(bing)防(fang)效(xiao)優異,防(fang)效(xiao)達90%以上,優于多菌靈。其與多菌靈存在交互(hu)抗性(xing),一般(ban)在生產上不要混配使用。
1.3 咪唑(zuo)類(lei)
目(mu)前(qian),登記用于小麥赤(chi)霉病的咪(mi)唑類農藥主要為咪(mi)鮮胺及(ji)其鹽類。截至2021年12月,共(gong)有60個產品登記(ji),其中混劑49個,主要與戊唑醇、噻(sai)霉酮(tong)、吡唑醚菌酯、嘧菌酯、丙環唑、福美雙、甲硫靈等復(fu)配。
(1)咪鮮胺。英文(wen)通(tong)用名(ming):Prochloraz,分子式:C15H16Cl3N3O2。其為麥角甾醇脫甲基化抑(yi)制(zhi)劑,通過抑(yi)制(zhi)14a-脫甲基酶的(de)(de)(de)活性而阻止(zhi)麥(mai)(mai)角甾醇的(de)(de)(de)生物合成,導致(zhi)細(xi)胞膜功能異常,達到抑(yi)菌殺菌目的(de)(de)(de)。目前小(xiao)麥(mai)(mai)赤(chi)霉病(bing)(bing)病(bing)(bing)原菌對(dui)(dui)咪(mi)(mi)鮮(xian)胺的(de)(de)(de)敏感性依然較高(gao),鮮(xian)有(you)關于產生抗藥(yao)性的(de)(de)(de)報道。馬雪莉等研(yan)究(jiu)表明禾谷鐮刀菌對(dui)(dui)咪(mi)(mi)鮮(xian)胺非常敏感,其EC50值為0.058 mg/L,比多菌靈(ling)和己(ji)唑醇的殺菌活性(xing)更好,當其(qi)與嘧菌酯按4∶2混配時(shi),具(ju)有增效作(zuo)用,殺(sha)菌(jun)(jun)活性比(bi)咪(mi)(mi)鮮胺(an)單劑更高,可以(yi)用于防(fang)(fang)治對多菌(jun)(jun)靈產生(sheng)抗性的禾谷鐮刀菌(jun)(jun)。張春梅(mei)等利用戊唑·咪(mi)(mi)鮮胺(an)防(fang)(fang)治小麥赤霉(mei)病,發現其防(fang)(fang)效較好,在(zai)江蘇睢寧試驗點防(fang)(fang)效達87.62%~91.36%,江(jiang)蘇(su)里下河地區試(shi)驗(yan)點(dian)達87.4%~91.4%。尹(yin)軍良等利用咪鮮胺與氰(qing)烯(xi)菌(jun)酯復配防治小(xiao)麥赤霉病原菌(jun),發現(xian)其抑菌(jun)水平遠遠大于單劑,兩者增(zeng)效(xiao)系數也大于7,EC50值為(wei)0.018 46 μg/L。
(2)咪(mi)鮮胺錳鹽、咪(mi)鮮胺銅鹽不僅具有優異的殺菌功能,而且對(dui)小(xiao)(xiao)麥安全,對(dui)環境影響小(xiao)(xiao)。2018年,亢曉麗報道了(le)40%咪鮮胺銅(tong)鹽·氟(fu)環唑(zuo)懸浮(fu)劑對小麥(mai)赤霉病的防效達90.95%,優于45%戊唑·咪(mi)鮮(xian)胺水乳劑。蔣志新等63.5%咪(mi)鮮(xian)胺錳鹽·多菌靈WP對小麥赤霉病有較好(hao)的(de)防效,一次用藥(yao)即有較好(hao)的(de)效果,可達84%左右,且對(dui)小麥安全。
1.4 丙烯酸酯類(lei)
丙烯酸酯(zhi)類(lei)殺菌劑分(fen)為(wei)兩類(lei),一類(lei)為(wei)甲氧基丙烯酸酯(zhi)類(lei)殺菌劑,是目前全(quan)球(qiu)銷售額較大(da)的殺菌劑,其通過抑制電(dian)子(zi)在細(xi)胞色(se)素(su)間(jian)傳(chuan)遞,進(jin)而阻(zu)止了ATP的(de)形成,抑制細胞線粒體呼吸,達(da)到殺菌(jun)(jun)的(de)目(mu)的(de)。目(mu)前登記(ji)用于(yu)防(fang)治(zhi)小麥赤霉病的(de)甲氧(yang)基丙烯酸(suan)酯類殺菌(jun)(jun)劑(ji)有烯肟(wo)菌(jun)(jun)酯、吡唑醚(mi)(mi)菌(jun)(jun)酯、嘧菌(jun)(jun)酯、醚(mi)(mi)菌(jun)(jun)酯、肟(wo)菌(jun)(jun)酯。登記(ji)有效期內共有49個農藥產品,主要(yao)為混劑,占比85.7%。登(deng)記(ji)條(tiao)數最(zui)多的為吡唑醚(mi)菌(jun)酯(zhi),其次為肟菌(jun)酯(zhi),烯肟菌(jun)酯(zhi)登(deng)記(ji)最(zui)少,僅有1個產(chan)品(pin),為烯肟·多菌(jun)(jun)靈。另一類為氰基(ji)丙(bing)烯酸酯類,僅有氰烯菌(jun)(jun)酯,登記產(chan)品(pin)共4個(ge),混(hun)劑主(zhu)要(yao)與戊(wu)唑(zuo)醇(chun)劑己唑(zuo)醇(chun)復配。
(1)吡唑醚菌酯。吡(bi)唑(zuo)醚菌酯(zhi)的(de)通用名:Pyraclo-strobin,分子(zi)式:C19H18N3O4Cl。由巴(ba)斯(si)夫公司于1993年(nian)研發成(cheng)功(gong),2002年上市。吡唑醚菌酯具有廣闊的殺(sha)菌譜,保護(hu)作物及提高(gao)產量等作用(yong),對(dui)小麥赤(chi)霉病也有較好的防效(xiao)。劉(liu)同(tong)金等于2019年(nian)報道了吡(bi)唑醚菌酯在(zai)安(an)徽和山東地(di)(di)區小麥上的(de)防效,發(fa)現兩地(di)(di)防效均(jun)在(zai)78.33%以上,但(dan)(dan)在山(shan)東地區吡(bi)唑(zuo)醚菌酯的(de)防效(xiao)低于(yu)多(duo)菌靈(ling),而安徽則(ze)高于(yu)多(duo)菌靈(ling)。由于(yu)其抗性(xing)是非可逆性(xing),且(qie)復配(pei)(pei)藥劑(ji)對小(xiao)麥赤霉病的(de)防效(xiao)比(bi)單(dan)劑(ji)更高,復配(pei)(pei)藥劑(ji)還可以延緩抗藥性(xing),因此推薦其與戊(wu)唑(zuo)醇、氟環(huan)唑(zuo)、咪(mi)鮮胺(an)、多(duo)菌靈(ling)等復配(pei)(pei)防治小(xiao)麥赤霉病。有(you)(you)研究表明(ming),吡(bi)唑(zuo)醚菌酯單(dan)劑(ji)與戊(wu)唑(zuo)醇等復配(pei)(pei)對小(xiao)麥赤霉病有(you)(you)一定防效(xiao),但(dan)(dan)其不(bu)能有(you)(you)效(xiao)控(kong)制(zhi)小(xiao)麥籽粒DON毒素(su),遠差于氰(qing)烯(xi)菌酯(zhi)和戊唑醇等。
(2)氰烯菌酯。氰烯菌(jun)酯英文通用名(ming):Phenamacril,分子式:C12H12N2O2,是由江蘇省農藥(yao)研究所于1998年發現的(de)高效、低毒、對環境友好的(de)肌(ji)球蛋(dan)白抑(yi)制劑。與(yu)甲氧基(ji)丙(bing)烯酸酯(zhi)類殺(sha)菌劑能刺(ci)激赤霉(mei)病菌產生毒素不同,氰烯菌酯(zhi)則通(tong)過抑(yi)制DON毒素小體的形成,顯著(zhu)降低毒素的合(he)成。相關(guan)研究表(biao)明,其對小麥赤霉病(bing)的防效比目前生產上廣泛應(ying)用(yong)的多菌(jun)(jun)靈(ling)和戊(wu)唑醇更好,并且即使麥粒受到禾谷鐮刀菌(jun)(jun)侵染,依然能夠有效地(di)控(kong)制DON毒素積累。2020年,豐(feng)越研究(jiu)發現,氰(qing)烯菌酯與丙硫菌唑(zuo)和(he)戊唑(zuo)醇復配對小麥赤霉病的(de)防效(xiao)分別達(da)91.43%和83.39%,其處理小(xiao)區的小(xiao)麥籽(zi)粒中(zhong)真菌毒(du)素含(han)量(liang)均在0.02 mg/kg以下。2019年,張(zhang)春云等報道(dao)了氰烯(xi)(xi)·戊唑醇、氰烯(xi)(xi)菌(jun)酯對小(xiao)麥赤(chi)霉病的(de)防效分別(bie)達(da)98.47%、97.45%,優于戊唑·咪(mi)鮮胺等(deng)藥劑防效,同時能較好地控(kong)制(zhi)真菌(jun)(jun)毒(du)素。由(you)于其獨特的(de)作用(yong)機理(li),氰(qing)烯(xi)菌(jun)(jun)酯已成為各省植(zhi)保站及政(zheng)府防治赤霉病(bing)的(de)首(shou)推藥劑。值得注(zhu)意的(de)是,氰(qing)烯(xi)菌(jun)(jun)酯與目前(qian)現(xian)有的(de)殺菌(jun)(jun)劑無(wu)交互抗性,建議(yi)生產(chan)上不要單用(yong),可以選擇復配(pei)藥劑,增強效果,延緩抗藥性。
1.5 酰胺(an)類
酰(xian)胺類(lei)殺(sha)菌(jun)劑已經(jing)有50多年的應用歷史,主要通過干擾病原菌的呼吸(xi)鏈電子傳遞(di)從(cong)而達到殺菌的效果(guo)。目前登(deng)記防治小麥赤霉病的酰(xian)胺類殺菌劑(ji)僅有3個產品,為(wei)萎銹靈與戊唑(zuo)醇復配及氟唑(zuo)菌(jun)酰羥(qian)胺單劑(ji)。
氟(fu)唑菌酰羥胺英(ying)文通用名(ming):Pydiflumetofen,分子式:C16H16Cl3F2N3O2,是先(xian)正達開發的新型琥珀酸脫(tuo)氫(qing)酶(mei)抑制劑(SDHI)類殺菌劑,于2017年上市,2019年在我(wo)國獲得(de)登(deng)記(ji)。它對小麥赤霉病原菌抑制效果及DON毒(du)素防(fang)效均非常優異。2021年,陳宏(hong)州等發現其(qi)(qi)對禾(he)谷鐮刀菌菌絲生(sheng)長抑制活(huo)性(xing)要高于咪鮮胺(an)、戊(wu)唑(zuo)醇、丙硫菌唑(zuo)、多菌靈(ling)等藥(yao)劑。然而,氟唑(zuo)菌酰羥胺(an)作用(yong)(yong)位點比較單一,其(qi)(qi)抗(kang)性(xing)發展(zhan)水平較高,建(jian)議與不同作用(yong)(yong)機理的藥(yao)劑復(fu)配(pei)使用(yong)(yong)或者(zhe)輪換使用(yong)(yong),如丙環(huan)唑(zuo)、戊(wu)唑(zuo)醇等。2021年,楊健等發(fa)現氟唑(zuo)菌酰羥胺與丙環唑(zuo)防效(xiao)優異,1次防效達90.6%。
1.6 其他
除(chu)上述(shu)農藥(yao)類別外,登記用于防(fang)治小麥赤霉病的還有(you)生(sheng)物(wu)農藥(yao)和多靶標位點(dian)類農藥(yao)等(deng)。登記期(qi)內的生(sheng)物(wu)農藥(yao)共(gong)有(you)38個產品,主(zhu)要涉(she)及低聚(ju)糖素、氨基寡糖素、多抗霉(mei)(mei)素、申(shen)嗪霉(mei)(mei)素、四(si)霉(mei)(mei)素、枯草芽(ya)孢桿(gan)菌(jun)(jun)、蠟(la)質芽(ya)孢桿(gan)菌(jun)(jun)、多粘類芽(ya)孢桿(gan)菌(jun)(jun)KN-03及井(jing)岡霉素及其復配等。多靶標位(wei)點類有(you)福美雙(shuang)、百菌清,在登記(ji)有(you)效期內共有(you)39個產品,由于此類殺菌(jun)劑對小麥赤霉病的毒力不強(qiang),一般與戊唑醇(chun)、咪鮮胺、多菌(jun)靈等復配(pei)使用。
2 文(wen)獻報道的部分活(huo)性化合物結構
2.1 國(guo)外(wai)報道
2021年4月(yue)先正達在專(zhuan)利(li)WO2021074309、WO2021074311分別公布(bu)了1-(3-喹啉基(ji))-3,4-二氫異喹啉衍生物和1-(3-喹啉(lin)基)-1,2,3,4-四氫(qing)異喹啉(lin)衍生物。專利WO2021074309包含(han)187個化合物,結構通式見圖1。當衍生物(wu)處(chu)理濃度為20 mg/L,24℃下處理3~4 d后,其(qi)中的131個化合物對黃色(se)鐮(lian)刀菌(jun)(Fusarium culmorum)的抑制率(lv)超過(guo)80%;當(dang)濃度為200 mg/kg時,溫度(du)為20℃,相對濕度為60%條件(jian)下處理6~8 d,其(qi)中的20個化合物同時對(dui)Fusarium culmorum、禾(he)谷鐮刀菌(jun)(Fusarium graminearum)的抑制率超過80%。專(zhuan)利WO2021074311中,化合物1和化合物2(圖2)對Fusarium graminearum的抑制率(lv)超過80%,并且化(hua)合(he)物1同時對Fusarium culmorum有優異的抑制率。
圖1 1-(3-喹啉基)-3,4-二氫異喹啉衍生物結(jie)構通式
圖2 1-(3-喹(kui)啉(lin)基)-1,2,3,4-四氫異喹啉衍生物(wu)結構式(shi)
2.2 國內報(bao)道(dao)
華中(zhong)師范大學專利CN107372496A公布了苯肼基(ji)酮類化合物3和(he)4,當濃度(du)為20 mg/L時,對小麥赤(chi)霉(mei)病的抑制率分別達85.4%和93.9%。蘭(lan)州大學(xue)專利CN109717198B和CN110447651B分別公布了(le)新白葉藤堿衍生物(wu)和喹(kui)唑啉酮類(lei)化合物(wu)。專利(li)CN109717198B中的化合物(wu)5、化合物6、化合(he)物7、化合(he)物8和化合物9對小麥赤霉病有優(you)異(yi)的(de)抑制(zhi)率,顯著優(you)于(yu)嘧菌酯(zhi),當濃度為50 mg/L時,對小麥赤霉病(bing)菌的抑(yi)制率分別(bie)為(wei)95.98%、100.66%、99.98%、91.27%和90.46%;當濃度為(wei)25 mg/L時(shi),對小麥赤霉病的(de)抑(yi)制(zhi)率(lv)分別(bie)為87.74%、99.98%、95.75%、84.68%和(he)88.06%。專利CN110447651B中(zhong)的化合物10和11在濃(nong)度為50 mg/L時,對小麥赤霉(mei)病抑制(zhi)率超過85%。江蘇省(sheng)農藥股份有(you)限公司(si)報道(dao)了(Z)-3-亞氨基-1-丙烯(xi)醇類化合(he)物12對小(xiao)麥赤霉(mei)病菌的抑制率達(da)100%,田(tian)間病指防效達89.62%,顯著優于常(chang)規藥劑(ji)多·酮可(ke)濕性粉劑(ji),而且顯著降低(di)小麥籽(zi)粒(li)中DON毒素。
圖3 國內(nei)專利公布的化(hua)合物結構式
李安邦等將噻吩環(huan)引入吡唑(zuo)酰胺類殺(sha)菌劑的骨架中,設計(ji)并合成(cheng)了24個吡(bi)唑(zuo)聯噻吩甲酰(xian)胺類衍生物(wu)(圖4),并對(dui)其抑菌(jun)活(huo)性(xing)進行(xing)研(yan)究。生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)測試結果表明化(hua)合物(wu)(wu)13對小麥(mai)赤霉病(bing)菌(jun)的EC50為28.9 μmol/L,對小(xiao)麥赤(chi)霉(mei)病(bing)病(bing)菌抑制率(lv)為88.7%,并(bing)且(qie)對草莓灰霉(mei)病、水(shui)稻紋(wen)枯病和馬(ma)鈴薯早疫病病菌有較(jiao)好(hao)的抑制(zhi)率。王維等基于(yu)活(huo)性亞(ya)結構拼接原理,將1,3,4-噁二唑與2,2-二氟-1,3-苯并二噁茂結合,合成了9個(ge)結(jie)構(gou)新穎的(de)2,2-二氟-1,3-苯并二噁茂類(lei)衍生物,其中化合物14在100 mg/L下對小麥赤霉(mei)(mei)病(bing)(bing)(bing)菌、蘋果樹腐(fu)爛病(bing)(bing)(bing)菌和(he)番茄灰(hui)霉(mei)(mei)病(bing)(bing)(bing)菌的抑制(zhi)活性為100%。左懷(huai)龍等將二苯醚結構(gou)單(dan)元引入3,4-二(er)氫異喹(kui)啉(lin)母核(he)中(zhong),設(she)計合成了15個新(xin)型的異喹啉(lin)衍生物(wu),其中化合物(wu)15對(dui)小(xiao)麥(mai)赤霉病菌的抑菌率為83.3%,遠優(you)于(yu)血根堿(64.2%)和百菌清(57.7%)。同時對油菜菌核(he)病菌、水稻紋(wen)枯(ku)病菌等有較好的(de)抑制(zhi)作用。
圖4 國(guo)內文獻中的部分化(hua)合物結(jie)構式
3 小結(jie)與展望
小麥赤霉病是世界性(xing)病害,主要(yao)高發(fa)于我國長江中(zhong)下(xia)游和黃(huang)淮小麥產區,年發(fa)病面積超過1億畝,對小麥(mai)的(de)產量(liang)和品質產生嚴重影響的(de)同時還(huan)造成籽粒(li)積累(lei)DON毒素,危害人類健康(kang)。化學防(fang)治依(yi)然是赤霉(mei)病防(fang)治的(de)主(zhu)要措施,目前登記在小麥赤霉(mei)病上的(de)農藥產(chan)品共(gong)有368種,其中混劑占(zhan)比58.4%,主要包括(kuo)三(san)唑類、苯(ben)并咪(mi)唑類、甲氧基(ji)丙烯酸酯類和(he)氰基(ji)丙烯酸酯類等。在登記(ji)農(nong)藥中(zhong),老品種農(nong)藥登記(ji)占比(bi)較高(gao),如多菌靈,共有118個產(chan)品(pin)在登記有(you)效期;甲基硫菌(jun)靈(ling),共有(you)82個(ge)產品,而近年來登(deng)記的(de)新(xin)有效成分氟唑菌(jun)酰(xian)羥胺、葉菌(jun)唑、丙硫(liu)菌(jun)唑占比少,分別登(deng)記了2、1、3個產品(pin)。部分地(di)區已(yi)經(jing)出(chu)現小麥赤(chi)霉(mei)(mei)病(bing)對多(duo)菌(jun)靈、丙(bing)硫(liu)菌(jun)唑(zuo)等藥劑產生(sheng)抗藥性,并且對小麥赤(chi)霉(mei)(mei)病(bing)產生(sheng)抗性的(de)菌(jun)株會導(dao)致菌(jun)株DON毒(du)素含量上升(sheng),嚴(yan)重影響小麥產量和(he)品(pin)質(zhi)。
小(xiao)麥赤霉病(bing)的(de)防治要(yao)遵循“主動出擊,科學用(yong)藥”。這(zhe)不僅要(yao)注(zhu)意不同作用(yong)機制(zhi)的(de)藥劑(ji)混用(yong)和(he)輪換使用(yong)來(lai)延(yan)長(chang)農藥產品(pin)的(de)使用(yong)壽命,同時(shi)要(yao)選擇對(dui)降低毒素作用(yong)較強的(de)農藥。在對(dui)多菌靈(ling)和(he)丙硫菌唑等(deng)產生抗(kang)性(xing)的(de)地(di)區,建議選擇氰烯菌酯、戊(wu)唑醇、咪鮮胺、氟唑菌酰羥胺等(deng)及其復配進行防治。此外,不斷(duan)開發(fa)高(gao)效、低殘留(liu)、新型作用(yong)機制(zhi)的(de)產品(pin)是(shi)解決小(xiao)(xiao)麥赤(chi)霉病(bing)抗(kang)性(xing)問題的(de)有(you)效途徑,也(ye)是(shi)未來(lai)防治小(xiao)(xiao)科赤(chi)霉病(bing)的(de)一(yi)個重(zhong)要(yao)研究方向。
來源:《現代農藥》2022年第(di)1期
作者(zhe):沭陽縣植物(wu)保護站 董(dong)吉衛,黃 敏(min),宋 浩
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