目前,国内外能够有效防治农作物细菌性病害的杀细菌剂品种资源,还比较缺乏。
在防治水稻细菌性病害上,近年来使用的主要药剂就是叶枯唑。据南京农业大学的研究结果表明,水稻白叶枯病细菌极易对该药产生抗药性,细菌性条斑病也存在类似的情况。故近几年来,各地反映叶枯唑的药效很差,发病后病情得不到有效的控制。2016年11月,叶枯唑制剂登记不再续展。
在果树上,特别是柑橘,我国常用国产和进口的无机铜杀菌剂,也存在着药效不理想、容易产生药害和螨类的增殖猖獗发生等问题。在蔬菜细菌性病害上,更无好的药剂防治,常用的农用链霉素(2016年6月14日之后,已被停止登记;2018年6月14日之后,市场上不再销售),效果较差,抗药性很强,细菌病害仍然得不到有效的防治。噻菌铜的创制成功,解决了细菌性病害的防治难题,从而为细菌性病害的防治找到了新的药剂。
在马铃薯上,黑胫病一旦发生会大面积暴发流行,不仅会导致马铃薯普遍减产,而且品质也大幅下降,给种植户造成巨大的经济损失,且一直无专用药剂防治该病害。而2019年龙克均突破马铃薯黑胫病无药剂防治的难题,成为首个登记在马铃薯上防治黑胫病的化学农药产品。
由于噻菌铜具有结构新颖、内吸性能好、传导性强和治疗效果明显、剂型环保、产品低毒和安全等特点,在农业农村部已正式登记了12个作物15个病害。
1 理化性质
图1 噻菌铜的结构式
中文通用名: 噻菌铜;商品名: 龙克均
英文通用名:thiodiazole-copper
化学名称: 2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑铜
分子式:C4H4N6S4Cu
相对分子质量:327.9
CAS:3234-61-5
原药为黄绿色粉末,密度为1.94,溶点300℃,溶于N,N-二甲基甲酰胺, 不溶于水和各种有机溶剂。制剂为黄绿色黏稠液体, 密度为1.12~1.14,细度为4~8 μm,pH为5.5~8.5,悬浮率为90%以上,热贮(54±2)℃及冷贮0℃以下储存稳定,遇强碱分解,在酸性下稳定。
2 杀菌机理
噻菌铜是由两个基团组成。
一是噻唑基团,在植物体外对细菌抑制力差,但在植物体内却是高效的治疗剂。药剂在植株的孔纹导管中,细菌受到严重损害,其细胞壁变薄,继而瓦解,导致细菌的死亡。在植株中的其他两种导管(螺纹导管和环导管)中的部分细菌受到药剂的影响,细胞并不分裂,病情暂被抑制住。
二是铜离子,具有既杀细菌又杀真菌的作用。药剂中的铜离子与病原菌细胞膜表面上的阳离子(H+、K+等)交换,导致病菌细胞膜上的蛋白质凝固杀死病菌;部分铜离子渗透进入病原菌细胞内,与某些酶结合,影响其活性,导致机能失调,病菌因而衰竭死亡。
总之,噻菌铜在两个基团的共同作用下,杀菌更彻底,防治效果更好,防治对象更广泛。可以混配、混用。大多数无机铜制剂因为呈现碱性,往往不能与其他大多数杀虫剂、杀螨剂和杀菌剂混配或混用。而除强碱性农药外,噻菌铜均可与其他各类农药混配或混用。
3 毒 性
(1)原药对大鼠经口急性毒性雌鼠LD50为2,150 mg/kg,原药对雌雄大鼠急性经皮LD50均>2,000 mg/kg。20%制剂对大鼠经口急性LD50>5,050 mg/kg,20%制剂对大鼠经皮急性LD50>2,150 mg/kg。
(2)原药在各试验剂量下,无致生殖细胞突变作用。
(3)Ames试验,龙克均原药的致突变作用为阴性。
(4)原药在试验所用剂量下, 无致微核作用。
(5)亚慢性经口毒性的最大无作用剂量为20.16 mg/kg·d。
(6)原药对皮肤无刺激性,对眼属轻度刺激;制剂对皮肤、对眼均属轻度刺激,20%龙克均悬浮剂对皮肤属弱致敏物。
4 环境生物安全性评价
20%龙克均SC对鹌鹑的急性经口毒性LD50>2,000 mg/kg,因此龙克均对鸟类是安全的。
20%龙克均SC对斑马鱼的急性毒性LC50>100 mg/L,对鱼类是安全的。
20%龙克均SC对蜜蜂的急性经口毒性LD50>2,000 mg/L,接触毒性LD50>3,250 mg/L,该药的田间喷雾浓度为400 mg/L,田间弥雾浓度为2,000~4,000 mg/L,所得出的LD50值均大于或至少相当于田间施用浓度,因此该药对蜜蜂的胃杀毒性和触杀毒性均属低毒,正常使用不会对蜜蜂造成危害。
食下毒叶法测得20%龙克均SC对家蚕24、48小时及三龄起蚕的急性LD50>750 mg/kg桑叶,以药液浓度计为1,500 mg/L,而该药的田间喷雾浓度(折算后)为200 mg/L,田间弥雾浓度(折算后)为1,000~2,000 mg/L,LD50值是田间喷雾浓度的7.5倍,大于或至少相当于田间弥雾浓度。因此,该药对家蚕毒性低,正常使用不会对家蚕造成危害。
20%龙克均制剂,以水为载体的悬浮剂,不含甲苯、二甲苯等有机溶剂,无粉尘,对环境不会造成污染。
5 应 用
噻菌铜内吸性能好,主要防治大白菜软腐病、柑橘溃疡病、菜豆角斑病、茄科青枯病、水稻基腐病等细菌性病害,具有很好的防效,对真菌性病害亦有优良的防治效果(表1、表2)。此外,经中国农业科学院烟草研究所、河南省农药检定所、贵州省农科院、浙江省农药检定所等单位试验,20%噻菌铜悬浮剂使用500倍防治烟草野火病2次,平均防治效果74.29%(61.64%~87.11%),优于对照药剂72%农用链霉素1,000倍的平均防治效果70.49%(57.60%~83.20%)。
表1 龙克均各地示范试验效果
作物 |
病害 |
试验单位 |
使用方法 |
防治效果 |
猕猴桃 |
溃疡病 |
浙江省农药检定所 |
300~700倍液喷雾2~3次 |
71.3%~83.1% |
西北农林科技大学 |
69.77%~80.54% | |||
马铃薯 |
黑胫病 |
甘肃省农科院植保所 |
100~125毫升/亩2次 |
80.43%~83.11% |
内蒙古农牧科院植保所 |
77.1%~80.4% | |||
桃树 |
细菌性穿孔病 |
福建农科院植保所 |
300~700倍液喷雾2~3次 |
76.59%~85.79% |
江苏省农科院植保所 |
75.05%~86.81% | |||
大白菜 |
软腐病 |
天津武清区植保站 |
600倍喷雾 |
76.70% |
河北省农科院植保所 |
600倍喷雾 |
70.59%~79.72% | ||
生姜 |
姜瘟病(腐烂病) |
山东省植保植检站 莱芜市植保站 |
300倍灌根 600倍粗喷 |
86.52% |
黄瓜 |
细菌性角斑病 |
浙江省农药检定所 |
500倍喷雾 |
62.87%~71.34% |
山东青州市植保站 |
500倍喷雾 |
78.45% | ||
北京市农药检定所 |
500倍喷雾 |
79.3%~81.4% | ||
西瓜 |
枯萎病 |
北京市农药检定所 大兴区植保植检站 |
300倍灌根 600倍粗喷 |
84.9% |
芝麻 |
青枯病 枯萎病 |
江西南昌市农科所 江西进贤赵埠农技站 |
500倍喷雾 |
66.67%~75.00% |
水稻 |
细菌性条斑病 |
江西省农药检定所 |
500倍喷雾 |
75.76%~80.72% |
江西南昌市农科所 |
500倍喷雾 |
85.73% | ||
白叶枯病 |
广东省农科院植保所 |
600倍喷雾 |
74.15% | |
浙江省农药检定所 |
700倍喷雾 |
65.20% | ||
细菌性基腐病 |
山东省鱼台县植保站 |
1,000倍浇灌 |
87.67% | |
稻曲病 |
浙江省农药检定所 浙江平湖市植保站 |
500倍喷雾 |
85.99%~91.49% | |
柑桔 |
疮痂病 |
广西区柑桔研究所 |
400倍喷雾 |
65.0%~73.2% |
福建省泉州市植保站 |
500倍喷雾 |
84.2% | ||
溃疡病 |
浙江农科院植保所 |
700倍喷雾 |
90.30~91.90% | |
广东省植保总站 |
600倍喷雾 |
93.42% | ||
香蕉 |
叶斑病 |
广东农科院植保所 |
600倍喷雾 |
64.19%~70.72% |
福建省农药检定所 |
600倍喷雾 |
74.92% |
表2 龙克均防治说明
作物 |
防治对象 |
作物发病条件 |
噻菌铜施用时间 |
使用浓度及方法 |
白菜 |
软腐病 |
发病适温25~30℃,湿度高,氮肥过多植株徒长,水淹状态及台风大雨造成伤害易发病 |
第1次用药在苗期,小叶片相互交叉盖在苗床土壤时用药。第2次用药在座莲期 |
用500倍药液喷雾全株,连续用药2~3次,间隔7~10 d为1次 |
黄瓜 |
幼苗性 角斑病 |
最适温度25℃,低温、高湿,排水通风差,连作,易发病 |
在长蔓期至始花期开始发病 |
用500倍药液喷雾,连续喷雾2~3次,间隔7~10 d为 1次 |
西瓜 |
枯萎病 |
温度20~25℃,湿度高,连续降雨,晴后气温急速上升时,发病迅猛 |
第1次施药在始花开时灌根;第2次施药为座瓜期(瓜长到核桃大小)灌根;第3次隔10 d用药喷雾防治 |
用500倍药液浇根,每株 250 mL。喷雾时以500倍药液全株喷雾 |
柑橘 |
溃疡病 |
温度22~30℃,多雨、高温,特别是受台风影响发病,橙类、沃柑易感病 |
春梢、夏梢、秋梢抽出2~3.5 cm时用药防治 |
用500~700倍药液喷雾,每疗程用2次,间隔期 7~10 d为1次 |
疮痂病 |
温度15~25℃,温度高,多雨易发病 |
第1次用药春梢抽出2~5 mm,第2次用药在花落2/3 时,第3次用药在幼果期 |
以500倍药液喷雾,全株正反喷湿不滴水为宜 | |
水稻 |
细条病 |
温度22~30℃,多雨、高湿,特别是受台风影响,严重发生在老病区、低畦田、风口田和嫩绿田 |
苗期、孕穗期、抽穗期、扬花期, 叶片出现发白或红色时 |
667 m2用100~130 g 配制500倍药液喷雾。视病情连用2~3次,间隔7~10 d |
疮痂病 | ||||
番茄 |
叶斑病 |
温度在25~30℃,湿度高, 不通风,易发病 |
第1次用药在移栽前 5 d,第2次用药在定植后高为 18 cm至始花期 |
用500倍药液喷雾,全株喷湿为宜,疗程用2次,间隔期7~10 d |
烟草 |
野火病 |
发病温度为28~32℃,湿度高,特别是暴风雨后易造成病害流行 |
烟草野火病在旺长期易发病 |
用20%噻菌铜500倍药液喷雾,连用2次,间隔期7~10 d |
青枯病 |
高温、高湿、土壤黏重、排水不良、连作青枯病重 |
①苗生长到叶片基本覆盖时开始预防;②苗定植返青后,开始防治 |
用20%噻菌铜300倍液喷淋(浇根)或700倍液喷雾 | |
兰花 |
软腐病 |
气温27~30℃湿气滞留,地下害虫多,易发病 |
发病初期叶尖先发黄,病部产生水渍状条斑,根颈部软腐变褐开始防治 |
用20%噻菌铜300~500倍液喷淋 |
棉花 |
苗期立枯病 |
由种子带菌或土壤中菌源传播 |
播种前预防为主,对种子或土壤消毒 |
1,000~1,500 g/kg种子拌种消毒 |
铜基杀菌剂的使用,不可避免地造成铜元素在环境中的积累。因此,当前开发使用的铜基杀菌剂在保持药效的同时,需不断降低铜的使用量。从无机铜转为有机铜,是一条很好途径。据徐家基对77%可杀得(氢氧化铜)WP在桔园全年喷药400倍和800倍7次,成熟时检测可杀得的铜残留量为4.62 mg/kg和3.54 mg/kg,施药5次为2.44 mg/kg,而可杀得常用浓度为500~600倍,全年一般仅用2~3次,在柑桔上残留量远低于2.44 mg/kg。参照我国食品卫生标准规定的糖水桔罐头铜含量不得超过10 mg/kg,可见可杀得在柑桔中铜残留量在安全范围之内。而77%可杀得WP的铜含量是20%噻菌铜SC含铜量的12倍多,故龙克均在农作物的使用中,是极为安全的。
6 产品登记
噻菌铜是由浙江龙湾化工有限公司开发并登记,已获国家发明专利授权(专利号:ZL99113411.7),是2002年度国家级星火计划项目,2003年度浙江省高新技术产品,2006—2009年度国家重点新产品, 2016—2017年温州市救灾农药储备产品。该成果于2004年被授予中国石化联合会“技术发明一等奖”,项目还获得2006—2008年国家“十一·五”科技支撑计划项目资助。
龙湾化工研发团队在前期专项技术领先的优势基础上,不断深化研究,近两年又成功研制噻菌铜延伸产品,并获得“一种噻菌铜杀菌剂”(ZL201410443629.3)、“一种含有噻菌铜的复合杀菌剂”(ZL201410442628.7)、“一种噻菌铜水分散粒剂及其制备方法”(ZL201410444292.8)和“一种含有噻菌铜和申嗪霉素的杀菌组合物及其杀菌剂”(ZL201610715788.3)4项国家发明专利授权。
目前95%噻菌铜原药和20%噻菌铜悬浮剂由浙江龙湾化工有限公司独家登记。