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杀菌剂产品分类介绍(二)从石灰、硫磺到多菌灵、甲基硫菌灵

 shengjun66 2023-07-25 发布于江苏

本章各节列表:

第一节 石灰和硫磺

第二节 铜制剂

第三节 代森锰锌、福美双

第四节 百菌清

第五节 多菌灵、甲基硫菌灵

前言

除了由缺素(缺乏某种特定营养元素)、土壤干旱或积水、温度过低或过高等环境因素引起的生理性病害以外,植物的其他病害都是病理性病害,即都是因细菌、卵菌、真菌和线虫侵染所致。

细菌、卵菌、真菌和线虫都是肉眼看不见的微生物,是最低等却是繁殖力最强、同时还是最容易产生抗性的生物。为了对付它们的繁殖力、传播力、生命力和抗性,人类很早就开始使用杀菌剂,从早期的石灰和硫磺、无机铜等无机化合物杀菌剂发展到有机化合物杀菌剂,有机化合物杀菌剂的出现,标志着现代农药的诞生。

早期的有机砷和有机汞杀菌剂以及后继的有机磷杀菌剂,因为对人畜高毒或有生殖或遗传毒性,而自上世纪七、八十年代开始,陆续被世界各国禁用。

以代森锰锌和福美双为代表的有机硫杀菌剂、以百菌清为代表的取代苯类有机氯杀菌剂,它们都是多作用位点但无内吸活性的保护性杀菌剂,抗性低,对卵菌和真菌都有效,而且价格也便宜,常用于播种或移植前的土壤杀菌消毒以及病害发生前的预防,也可以与有治疗活性的内吸性杀菌剂复配使用。

上世纪六、七十年代研发上市的多菌灵和甲基硫菌灵是第一代有内吸活性的苯并咪唑类杀真菌剂,它们对霜霉菌、疫霉菌、腐霉菌等卵菌病害无效,在土壤中容易很快分解失效,但它们能够进入植物体内杀灭病原菌,有治疗兼保护作用,价格也很便宜。

自多菌灵和甲基硫菌灵开始,防治卵菌和防治真菌的杀菌剂开始在作用位点和作用机理上有了路线分歧。我们先从杀真菌剂开始,以研发上市的先后为序,根据杀菌的作用位点和作用机理分类,介绍三个最大的杀菌剂类别,最后用单独两节分别介绍杀卵菌剂和杀细菌剂。

三大杀菌剂类别是:

  1. 第一类:甾醇生物合成抑制剂(SBI)类杀菌剂,主要包括苯醚甲环唑、戊唑醇等化学结构上属于三唑类的杀菌剂、咪鲜胺等咪唑类杀菌剂等;
  2. 第二类:醌外抑制剂(QoI)类杀菌剂,主要包括嘧菌酯、吡唑醚菌酯等化学结构上属于甲氧基丙烯酸酯类的杀菌剂;
  3. 第三类:琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)类杀菌剂,主要包括氟唑菌酰胺、氟吡菌酰胺等化学结构上属于双酰胺类的杀菌剂。

上述三类杀菌剂属于杀真菌剂,只有第二类杀菌剂有杀卵菌的活性。我们下面会先介绍目前中国市场上还在继续销售使用的较早年代研发的几种杀菌剂,然后再着重介绍这三大类杀菌剂。

所谓第一、第二和第三类杀菌剂,只是一个排序序号,不具备学术意义上的严谨,只是为了初入门的读者便于记忆,以免被冷僻生涩又拗口的化学与生物学名称干扰阅读理解进程。也因为这个理由,每一类别杀菌剂我只会提及1-3个常用杀菌剂的化学名称或商品名称(商品名称通常用粗体字显示),而不把该类别杀菌剂的产品全部罗列出来。被提及的产品,我尽量做到是最早的原药研发或专利持有厂商的产品。我还来不及花时间对国内外农药生产厂的产品品质和适用作物种类进行考证和比较,这方面读者如有需要,或许可以考虑补充修订。

初入门者在阅读中遇到难记的化学与生物名称时,可先跳过,直到这个名称三番五次出现的时候,再记不迟。

第一节 石灰和硫磺

石灰和硫磺都是无机杀菌剂,石灰和硫磺的混合制剂石硫合剂被广泛应用于冬季清园,不仅可以杀灭细菌、卵菌和真菌,还能杀灭螨虫以及其他农业害虫的幼虫和卵,因而兼有杀菌、杀螨和杀虫的收效

它们多在作物感病前施用,杀死病原菌或抑制其孢子萌发从而保护作物免受病原菌的侵染。

石灰主要用于土壤消毒即施用于土壤中杀灭土传病害。生石灰(氧化钙)的杀菌活性一是施入土壤后与土壤中的水分发生化学反应释放热量产生局部高温杀菌,二是反应生成的氢氧化钙呈碱性,碱性环境能够抑制病原菌的生长繁殖。

石灰适宜于在酸性、微酸性土壤中施用,有利于改善土壤酸碱度;石灰中含有大量钙元素和少量或中量镁元素,是作物生长所需要的中量营养元素,但土壤中钙含量过高易与钾发生拮抗影响作物对钾的吸收。石灰中和土壤酸性能力强,对中性土壤施用要适量,碱性土壤则不宜使用。

石灰的过量施用还会导致土壤有机质分解,腐殖质积累减少,土壤肥力受损;同时,会与土壤中磷酸盐以及铁、锰、硼、锌、铜等微量元素形成难溶的沉淀物,降低作物对这些微量元素的有效吸收。石灰不能与有机肥一起施用,可以在匀施石灰粉并深翻入土一周后再补施有机肥,也可考虑再补施一些菌肥来恢复改善土壤中的有益菌群,恢复土壤肥力。

硫磺的杀菌效果强于石灰,它的杀菌原理是,硫是亲油性物质,能够透过病原菌的细胞膜进入细胞,在细胞呼吸过程中取代氧气而产生硫化氢(H2S),使病原菌因细胞生理功能受阻而死亡。硫磺制剂中产品的粒度粗细对杀菌杀虫效果影响很大,粒度越细,效果越好。

硫磺的渗透性(从叶片表面渗入叶肉组织或渗透到叶背的能力)不好,无内吸传导作用(不能从局部传遍全身),杀菌靠的是触杀,作物发病后无治疗作用,但不会使病虫害产生抗性,可以年复一年重复使用。

和石灰的作用相反,硫磺可以用来中和土壤的碱性。

第二节 铜制剂

铜制剂是保护性杀菌剂中的一个大类,主要是无机铜杀菌剂,包括氢氧化铜(先正达的可杀得3000)、氧氯化铜即王铜(日本北兴的加瑞农春雷霉素+王铜复配剂)、硫酸铜等。

波尔多液是常用于葡萄园、果园和花园清园的另一种无机杀菌剂,是硫酸铜和生石灰按不同比例配制成的蓝色胶状悬浊液,通过缓慢释放出铜离子来影响真菌孢子里的酶以阻止孢子发芽,因而本质上还是一种无机铜制剂。

波尔多液最早用于法国葡萄产地波尔多的葡萄园,可以防止葡萄、果树及花木免遭霜霉病、白粉病和其他卵菌与真菌病害的侵扰,但混合液中的铜含量较高,会造成重金属污染,所以波尔多液已被除法国外的大多数欧洲国家禁用。

无机铜制剂杀菌谱广,粘着性较强,能快速形成药膜,耐雨水冲刷,持效期长,无农药残留,但无内吸作用。有一些作物对铜敏感,容易引起药害,譬如白菜、番茄、小麦、大豆以及桃、李、杏、苹果等。氢氧化铜和王铜都是碱性很强的杀菌剂,不能与其他农药和叶面肥一起混用。铜制剂据说还会因为同时杀灭了作为螨虫天敌的一些有益菌而易诱发螨虫危害。

有机铜杀菌剂主要有喹啉铜(台湾兴农的净果精)、噻菌铜和松脂酸铜等。有机铜杀菌剂克服了无机铜易产生药害的弱点,溶液为中性,因而能够与大多数农药和叶面肥进行复配,同时杀菌谱更广、持效期更长;但与无机铜不一样,有机铜杀菌剂会在作物内产生农药残留,譬如作物的喹啉铜残留量也是食品安全的检测项目之一。

铜制剂对细菌、卵菌、真菌和害虫的幼虫或软体动物都有效,还可以用于一些果品贮藏期间的保鲜防腐,在全球葡萄种植业中使用的杀菌剂中,铜制剂一直排名首位。无机铜制剂低毒、无公害,可用于绿色有机蔬菜和水果的生产种植中。

铜制剂和硫磺等无机杀菌剂一样,病原菌都不会对它们产生抗性;同时,在防治十字花科蔬菜软腐病、黄瓜角斑病、柑橘溃疡病、水稻条斑病等细菌性病害方面,铜制剂目前还不可替代。

除铜以外,其他金属如锰、锌的离子态也有杀菌作用,代表性产品有代森锰锌、丙森锌、噻唑锌等。要注意的是,含金属的杀菌剂不能与含其他金属的杀菌剂、杀虫剂及叶面肥混用。

铜制剂在国内一般仅用于防治细菌性病害,但其实对真菌引起的病害也有效,铜制剂的好处是病原菌不会产生抗性,所以当不能识别到底是什么病原菌引起的病害时,先喷施一遍铜制剂一般不会有错。

但有些果树作物如桃、李、杏、樱桃、猕猴桃等水果作物对铜离子十分敏感,无论无机还是有机铜制剂都不宜施用。

即使是有机铜制剂,也要避免与含有“金属元素”的农药(如代森锰锌、丙森锌等)或含有“金属元素”的叶面肥(如硝酸铵钙、中微量元素叶面肥等)混配,以免其他金属离子与铜离子发生反应。

第三节 代森锰锌、福美双

代森锰锌和福美双属于有机硫杀菌剂,有机硫杀菌剂有代森福美两个系列,分别以代森锰锌和福美双为代表,它们是多作用位点杀菌剂,其中福美双在上世纪三、四十年代、代森锰锌在上世纪六十年代研发上市,直到2018年,代森锰锌一直位居全球杀菌剂销售排行榜的前三名。代森系列的最新杀菌剂产品是拜耳的丙森锌(安泰生)。

代森和福美系列的杀菌剂是广谱的多作用位点保护性杀菌剂,对卵菌和真菌都有效,遇水分解会释放出硫醇抑制剂,抑制病原菌体内丙酮酸的氧化,干扰病原菌的细胞质和线粒体内的一些生化过程,以及呼吸、脂质和三磷酸腺苷(ATP)的代谢过程。

除石硫合剂、波尔多液和铜制剂外,代森系列杀菌剂与其他常用的杀菌、杀虫和杀螨农药兼容,复配性好;杀菌成分中络合的微量元素锰和锌对作物有促壮、增产作用。代森和福美系列的杀菌剂与硫磺、铜制剂等多作用位点杀菌剂一样,不会使病原菌产生大的抗性,抗性风险极低或可忽略,因此与单作用位点的治疗性杀菌剂混配或交替使用,可延缓单作用位点杀菌剂抗性的发展。

但这类杀菌剂不能渗透植物表皮,也无内吸性,只能用作保护剂。停留在作物表面的药液容易被降解、光解和雨水冲刷,因此残留时间短,通常需要一周施用一次才能有效保护作物免受病害。

福美双主要用作种子杀菌剂和土壤处理剂,福美铁和福美锌可用于水果、蔬菜和花卉叶面喷施。相对而言,代森系列比福美系列的防效要稍高一些。

代森锰锌和福美双等同类杀菌剂,因其对人类、鸟类的潜在威胁而已被欧盟等国家禁用。福美双叶面喷施时被指对施药者有急性毒性威胁,拌种处理则会对鸟类和哺乳动物产生高风险。代森锰锌长期过量和不合理施用会导致代森锰锌代谢物(乙撑硫脲)在土壤和农产品中的残留增加,这类代谢物有可能的生殖毒性,或引致癌变或其他慢性病变。

第四节 百菌清

百菌清也是一款广谱的保护性杀菌剂,从化学结构上来说,属于取代苯类有机氯杀菌剂,于上世纪六十年代研发上市,八十年代在我国开始生产和使用。对卵菌和真菌都有效,通过与病原菌细胞中一种脱氢酶中的蛋白质结合,破坏酶的活性,阻碍病原菌细胞的新陈代谢并使其失去生命力而起到杀菌作用。

百菌清没有内吸传导性,但在植物表面有良好的黏着性,耐雨水冲刷,在常规用量下,一般药效期约7-10天。百菌清抗性风险低,对多菌灵、甲基硫菌灵已经产生抗药性的病害,有较好防效。

百菌清在25℃时有较高的蒸汽压,具有熏蒸作用,所以在大棚和温室内,也常使用百菌清的烟剂产品,用于温室作物的病害防治,也被用于土壤处理,防治由根肿菌、疫霉菌、丝核菌等引起的多种土传病害。

百菌清因对鱼类和两栖类动物有较高风险、在土壤中的降解产物可能污染地下水等原因,与代森锰锌一样被欧盟禁用。人体重复暴露并接触到百菌清以后会导致皮肤病,百菌清也被列入世界卫生组织国际癌症研究机构公布的2B类致癌物清单中(2B类致癌物的定义为:对人可能致癌,但此类致癌物对人致癌性证据有限,对实验动物致癌性证据不充分;或对人类致癌性证据不足,对实验动物致癌性则有充分证据)。

第五节 多菌灵、甲基硫菌灵

我们下面要介绍的各类杀菌剂,都是有内吸传导活性的杀真菌剂。有内吸传导活性就是真正有治疗作用的杀菌剂,能够杀灭已经进入植物体内的病原真菌。

第一类有内吸传导性的杀菌剂是多菌灵、甲基硫菌灵等,作用于真菌细胞的有丝分裂,是微管蛋白聚合抑制剂。细胞中的微管是由蛋白质组成的管状结构,是维持细胞形态的骨架。微管蛋白聚合抑制剂通过抑制微管蛋白的聚合来阻碍细胞的有丝分裂过程,从而达到杀菌作用。从化学结构上来说,它们是苯并咪唑类杀菌剂。用于人类的有效抗肿瘤药物中,也有一类属于微管蛋白聚合抑制剂,当然不是指多菌灵或甲基硫菌灵可以抗癌,而是指杀菌和抗癌机理上它们相同或相似。

多菌灵是广大农友和种花养花者常备的杀菌剂,可能部分要归功于它有一个好名字。但需要注意的是,多菌灵和甲基硫菌灵对细菌和卵菌无效,只对真菌有效。

甲基硫菌灵最早由日本曹达研发上市时叫甲基托布津,它在植物体内或在植物近旁经代谢活化,变成多菌灵或近似于多菌灵的化合物,二者杀菌机理相同,只是甲基硫菌灵与多菌灵相比杀菌活性更强,在酸、碱中的稳定性更好,意味着与其他农药有更好的混配性。

多菌灵和甲基硫菌灵因杀菌谱广、成本低而被广泛使用甚至滥用过度,有可能会因为在各类食物中的残留超标构成对人类的健康风险而被列入欧盟的下一个禁用名单中。

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