世界需要糧食,農業需要農藥。要保證農作物的增產豐收,除殺蟲、除草、滅鼠外,對病害的防治也是重要手段。殺菌劑與殺蟲劑和除草劑相比,其市場額和品種相對較少,並且殺菌劑市場波動較大。但是,80年代以來,世界殺菌劑新品種的開發仍取得很大進展,如三唑類、醯胺類、嘧啶胺類、甲氧基丙烯酸酯類等。現將近20年來世界殺菌劑新品種的開發進展及發展趨勢介紹如下: 一、開發進展及特點
1. 三唑類
自1973年拜耳公司推出第一個商品化具有手性碳的殺菌劑三唑酮之後,三唑類殺菌劑的發展特別引人注目。其發展之快,數量之多,是以往任何殺菌劑所無法比擬的。目前,這類殺菌劑已有約40個品種商品化,其中近年來開發的品種有7個。近期開發的化合物特點是除對白粉病、銹病、黑星病等有活性外,對網斑病、灰黴病、眼紋病等多種病害亦有很好的活性,持效期長。另一特點是與常用的三唑類殺菌劑相比分子結構變化較大,且大多含氟。環氧菌唑對一系列禾穀類作物病害如立枯病、白粉病、眼紋病等十多種病害有很好的防治作用,不僅具有很好的保護、治療和剷除活性,而且具有內吸和較佳的殘留活性,使用劑量為75~125g/hm2。氟喹唑主要用於防治由擔子菌鋼、半知菌類和子囊菌綱真菌引起的多種病害,可有效地防治蘋果上的主要病害如蘋果黑病和蘋果白粉病,對白粉病菌、鏈核盤菌、尾孢黴屬、莖點黴屬、殼針孢屬、埋核盤菌屬、柄鏽菌屬、駝孢鏽菌屬和核盤菌屬等真菌引起的病害均有良好的防治效果。使用劑量為100~400g/hm2。義大利Isagro公司開發的氟醚唑屬第二代三唑類殺菌劑,具有優良的廣譜活性,持效期長達4~6周,使用劑量低,通常為25~100g/hm2。矽氟唑是由日本三共化學公司開發的含矽、含氟三唑類殺菌劑,具有很廣的殺菌譜,其對子囊菌類、擔子菌類及眾多不完全菌類均有很高的抗菌活性。使用劑量為50~100g/hm2,商品名為Mongazit、Patchikoron、Sanlit。羥菌唑是由美國氰胺公司開發的一種新型、廣譜內吸性殺菌劑,兼具優良的保護及治療作用,其作用機理雖與其它三唑類殺菌劑一樣,但活性譜則差別較大。主要用於禾穀作物防治矮形銹病、葉銹病、黃銹病、冠銹病、白粉病、穎枯病以及殼針孢、穗鐮刀菌等引起的病害。既可莖葉處理又可作種子處理,商品名為Caramba。莖葉處理30~90g/hm2,持效期5~6周。種子處理:2.5~7.5g/100kg種子。羅納普朗克公司開發的環菌唑對種傳病害有特效。主要用於防治禾穀類、玉米、豆科、果樹等作物中鐮孢(酶)屬、柄鏽菌屬、麥類核腔菌屬、黑粉菌屬、腥黑粉菌屬、白粉菌屬、圓核腔菌、殼針孢屬、柱隔孢屬等引起的病害如白粉病、銹病、黑星病、網斑病、灰黴病等。可種子處理、也可莖葉噴霧,持效期長達4~6周。種子處理時用量為2.5g/100kg種子,莖葉噴霧時用量為60g/hm2。從化學結構上看,環菌唑加氫即得羥菌唑。丙硫菌唑是由拜耳作物科學公司研製的新型廣譜三唑硫酮類殺菌劑,幾乎對所有麥類病害都有很好的防效,還能防治油菜和花生的土傳病害以及主要葉面病害。使用劑量為200g/hm2,在此劑量下,活性優於或等於常規殺菌劑如氟環唑、戊唑醇、嘧菌環胺等,且對作物具有良好的安全性,商品名為Proline、Input。
三唑類殺菌劑與其他內吸性殺菌劑具有不同的作用機制,它通過阻礙真菌麥角甾醇的生物合成而影響真菌細胞壁的形成,對危害作物生長的多數真菌病害均有良好防治效果。多數三唑類殺菌劑具有高效、廣譜、長效、強內吸性以及立體選擇性等活性特點。三唑類殺菌劑同時還具有一定的植物生長調節活性(如多效唑、抑芽唑和烯效唑等),它通過抑制植物體內赤黴素的合成,消除植物頂端優勢,具有增產、早熟、抗倒、抗逆等多種功能。另一方面,三唑類殺菌劑是內吸治療型殺菌劑,作用機制和作用位點單一,長期頻繁的使用,病害已產生了較嚴重的抗藥性,不少品種由於抗性問題已失去了原有的高效性。如三唑酮防治草莓白粉病,用量少防效低,用量大則易產生藥害,抑制草莓生長,導致減產。此外,三唑類殺菌劑只對真菌起作用,對細菌及病毒無活性。植物病害往往是多種病害同時發生,因此使用三唑類殺菌劑需要配合其它殺菌劑或防病毒劑才能有良好的綜合防效。
近年來,三唑類殺菌劑由於自身的抗性和活性問題已開始受到strobilurin類殺菌劑的強烈衝擊,但這類殺菌劑在世界農藥工業中仍佔有重要地位,如戊唑醇、氟矽唑和丙環唑1999年的銷售額分別達到2.0、1.3和1.15億美元,戊唑醇和環氧菌唑2002年的銷售額分別為2.01和1.52億美元。
2. 醯胺類殺菌劑
醯胺類化合物作為殺菌劑已有幾十年的歷史,至今已有30多個品種商品化,其中80年代以後開發的佔一半以上。下面主要介紹近年來開發的新品種。羅門哈斯公司開發的噻氟醯胺是琥珀酸酯脫氫酶抑制劑,即在菌三羧酸循環中抑制琥珀酸酯脫氫酶的合成。對絲核菌屬、柄鏽菌屬、黑粉菌屬、腥黑粉菌屬、伏革菌屬和核腔菌屬等致病真菌有活性。對擔子菌綱真菌引起的病害如立枯病等有特效。既可用於水稻、禾穀類作物和草坪等的莖葉處理(使用劑量為125~250g/hm2),又可用於禾穀類作物和非禾穀類作物拌種處理(7~30g/100kg種子),商品名為Greatam、Pulsor、Beton。日本拜耳公司開發的環丙醯菌胺是一種環丙烷羧醯胺內吸性殺菌劑,其作用機理與現有殺菌劑不同,無殺菌活性,不抑制病原菌絲的生長,以預防為主,治療活性較弱。主要用於稻田防治稻瘟病,用藥量為75~400g/hm2,商品名為Win、Winadmire、Solazas、Arcado、Protega。環醯菌胺是拜耳公司開發的另一個保護性殺菌劑,由於具有良好的環境相容性,對授粉昆蟲和動物無毒害作用,已被美國環保局劃為減少危害農藥。該品種主要用於防治葡萄、桔柑、桃樹、草莓和蔬菜等作物上的各種灰黴病及念株菌引起的病害,且與已有殺菌劑苯並咪唑類、醯亞胺類、三唑類、嘧啶胺類、N-苯基氨基甲酸酯類等無交互抗性。用藥量為370~1000g/hm2,商品名為Teldor、Password、Elevate。呋吡菌胺是日本住友化學公司開發的吡唑醯胺類殺菌劑。其抑制真菌線粒體中的琥珀酸的氧化作用,從而避免立枯絲核菌絲體分離,而對真菌線粒體還原型煙醯胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的氧化作用無影響,其具有優異的預防治療效果,對擔子菌綱的大多數病菌絹病等有特效。大田防治水稻紋枯病的劑量為450~600g/hm2,商品名為Limber。噻唑菌胺是由韓國LG生命科學公司開發的新型噻唑醯胺類殺菌劑,能有效地抑制馬鈴薯晚疫病菌菌絲體的生長和孢子的形成,主要用於防治卵菌綱病害,使用劑量為200~250g/hm2,它的可溼性粉劑(25%WP)已在韓國上市,商品名為Guardian。矽噻菌胺是由孟山都公司開發的含矽的噻酚醯胺類殺菌劑。具體作用機理尚不清楚,與三唑類、甲氧基丙烯酸酯類的作用機理不同,研究表明其是能量抑制劑,可能是ATP抑制劑。具有良好的保護活性,殘效期長。主要作種子處理,用於小麥全蝕病的防治,使用劑量為5~40g/kg種子。氰菌胺是由日本農藥株式會社與巴斯夫公司共同研製開發的新穎內吸性殺菌劑,屬於黑色素生物合成抑制劑,對水稻稻瘟病防效優異,且持效期較長。莖葉處理用量為200~400g/hm2,灌施劑量為2100~2800g/hm2,商品名為Achieve、Achi-Bu、Helmet。此外,住友化學公司開發的雙氯氰菌胺、安萬特公司開發的氟醯菌胺、捷利康公司開發的環啶菌胺、三井化學公司開發的penthiopyrad等品種也屬於醯胺類殺菌劑。醯胺類殺菌劑的作用機理比較複雜,許多品種之間互不相同。
醯胺類殺菌劑在世界殺菌劑市場中仍佔有相當重要的地位。如甲霜靈、惡霜靈、苯霜靈和甲呋醯胺等苯醯胺類殺菌劑中,僅高效甲霜靈2002的銷售額就達到2.25億美元。它們作為防治霜黴目真菌的專用藥劑,具有顯著的保護、治療和剷除作用,廣泛應用於馬鈴薯和番茄晚疫病的防治。然而,由於苯醯胺類殺菌劑對病菌作用位點單一(只對卵菌類有高效),一旦作用位點發生突變,藥劑即不能在其位點發揮作用,因而導致病菌易產生抗藥性。據報導,由於抗藥性產生而導致藥效降低的事例已屢見不鮮。但同時也應該看到,近年來一些具有獨特作用機理的醯胺類殺菌劑新品種的開發成功,使這類殺菌劑呈現出美好的發展前景。
3. 嘧啶胺類
嘧啶胺類化合物是90年代初開發的一類重要殺菌劑,對灰葡萄孢菌所致的各種病害有特效。目前有4個品種商品化:甲基嘧菌胺、嘧菌胺、環丙嘧菌胺和氟嘧菌胺。艾格福公司開發的甲基嘧菌胺具有保護、葉片穿透及根部內吸活性,在田間藥效試驗中,對葡萄、草黴、番茄、洋蔥、菜豆、豌豆、黃瓜、茄子及觀賞作物的灰黴病以及蘋果黑星病有優異的防效,使用劑量為200~800g/hm2。日本組合化學工業公司和石原化學工業公司共同開發的嘧菌胺對蘋果和梨上黑星病菌,黃瓜、葡萄、草莓和番茄上的灰葡萄孢菌有很好的防效,使用劑量為0.1~1.0kg/hm2,商品名為Frupica。諾華公司開發的環丙嘧菌胺主要用於大麥、小麥、葡萄、草莓、果樹、蔬菜、觀賞作物等防治灰黴病、白粉病、黑星病、網斑病、穎枯病以及小麥眼紋病等。葉面噴霧或種子處理,也可作大麥種衣劑用藥。日本宇部興產公司和日產公司共同開發的氟嘧菌胺主要用於防治小麥、大麥和觀賞作物的白粉病和銹病等。
嘧啶胺類殺菌劑的作用機制獨特,該類藥劑在離體條件下對病菌的抗菌性很弱,但用於寄主植物上卻表現很好的防治效果,該類藥劑能抑制病菌甲硫氨酸的生物合成和細胞壁降解酶的分泌,從而影響病菌侵入寄主植物。如甲基嘧菌胺和嘧菌胺的作用機理是抑制病原菌蛋白質分泌,包括降低一些水解酶水平,據推測這些酶與病原菌進入寄主植物並引起寄主組織的壞死有關。環丙嘧菌胺是蛋氨酸生物合成的抑制劑,同三唑類、咪唑類、嗎啉類、二羧醯亞類、苯基吡咯類殺菌劑無交互抗性,對敏感或抗性病原菌均有優異的活性。
4. 甲氧基丙烯酸酯類
甲氧基丙烯酸酯(strobilurin)類殺菌劑來源於具有殺菌活性的天然抗生素strobilurin A,自1969年Mugikek等發現其殺菌活性。經過二十多年的結構優化,終使此類殺菌劑開發成功,在殺菌劑開發史上樹立了繼三唑類殺菌劑之後又一個新的裡程碑。strobilurin類殺菌劑首例上市時間為1996年,到目前為止已有8個品種商品化:嘧菌酯、醚菌酯、肟菌酯、苯氧菌胺、啶氧菌酯、唑菌胺酯、氟嘧菌酯和烯肟菌酯。捷利康公司開發的嘧菌酯是第一個商品化的甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑,高效、廣譜,對幾乎所有的真菌鋼(子囊菌綱、擔子菌綱、卵菌綱和半知菌類)病害如白粉病、銹病、穎枯病、網斑病、霜黴病、稻瘟病等均有良好的活性。可用於莖葉噴霧、種子處理,也可進行土壤處理,主要用於穀物、水稻、花生、葡萄、馬鈴薯、果樹、蔬菜、咖啡、草坪等。使用劑量為25~400g/hm2,商品名為Abound、Amistar、Heritage、Quadris、Admire。巴斯夫公司開發的醚菌酯具有廣譜、持效期長等特點,主要用於蔬菜、小麥、水稻、馬鈴薯、蘋果、梨、南瓜、葡萄、棉花及觀賞植物等,對子囊菌綱、擔子菌綱、半知菌類和卵菌綱等致病真菌引起的大多數病害都有良好的活性。使用劑量為50~400g/hm2,商品名為Discus、Candit、Allegro、Mentor、Stroby、Cygnus、Sovran。諾華公司開發的肟菌酯不僅殺菌譜廣,而且具有優良的保護、治療、滲透活性,耐雨水衝刷,持效期長等特性。除對白粉病、葉斑病有特效外,對銹病、霜黴病、立枯病、蘋果黑星病有良好的活性。主要用於麥類作物(小麥、大麥、黑麥和黑小麥)及葡萄、蘋果、花生、香蕉、蔬菜、水稻等,使用劑量為50~200g/hm2,商品名為Flint、Compass、Stratego、Swifh、Zest、Sphere。日本鹽野義製藥公司開發的苯氧菌胺具有廣譜的殺菌活性。除對稻瘟病有特效外,對白粉病、霜黴病等亦有良好的活性。適宜作物如水稻、小麥、果樹和蔬菜等,使用劑量為150~200g/hm2,商品名為Oribright。啶氧菌酯是Zeneca公司繼嘧菌酯之後,開發的又一個strobilurin類殺菌劑,具有良好的保護及治療活性,且持效期長,對環境友好、安全。主要用於防治小麥、大麥、燕麥及黑麥中的葉面病害如葉枯病、葉銹病、穎枯病、褐斑病、白粉病等,與現有strobilurin類殺菌劑相比,對小麥葉枯病、網斑病和雲紋病有更強的治療效果。該化合物既具有木質內吸性又具有蒸發活性,因而施藥後,有效成份能有效再分配及充分傳遞。使用劑量為250g/hm2,商品名Acanto。唑菌胺酯是BASF公司以N-對氯苯基吡唑基替換了醚菌酯分子結構中的鄰甲基苯基,而開發的又一甲氧基丙烯酸酯類廣譜殺菌劑。通過葉面噴灑,它能控制子襄菌綱、擔綱菌綱、半知菌綱、卵菌綱等大多數病害。對孢子萌發及葉內菌絲體的生長有很強的抑制作用,具有保護和治療活性。具有滲透性及局部內吸活性,持效期長,耐雨水衝刷。被廣泛用於小麥、水稻、花生、葡萄、蔬菜、香蕉、檸檬及草坪的病害防治,用於農作物的使用劑量為50~250g/hm2,用於草坪的劑量為280~560g//hm2,商品名為Cabrio、Headline、Insignia、Attitude。該化合物不僅毒性低,對非靶標生物安全,而且對使用者和環境均安全友好,已被美國EPA列為「減小風險的候選藥劑」。氟嘧菌酯是由拜耳作物科學公司報導的新型內吸性莖葉處理用殺菌劑,可有效地防治小麥、蔬菜、馬鈴薯和咖啡等作物中幾乎所有真菌綱病害。具有快速擊殺和持效期長雙重特性,且對作物具有很好的相容性。使用劑量75~200g/hm2,商品名Fandango。烯肟菌酯是國內開發的第一個甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑,由瀋陽化工研究院1997年開發,已申請了中國、美國、日本及歐洲專利,2002年完成農藥臨時登記。該品種具有殺菌譜廣、活性高、毒性低,與環境相容性好等特點。對由鞭毛菌、結合菌、子囊菌、擔子菌及半知菌引起的病害均有很好的防治作用。能有效地控制黃瓜霜黴病、葡萄霜黴病、番茄晚疫病、小麥白粉病、馬鈴薯晚疫病及蘋果斑點落葉病的發生與危害,與苯基醯胺殺菌劑無交互抗性。田間使用劑量100~200g/hm2,是具有廣闊應用前景的殺菌劑新品種。此外,還有烯肟菌胺、二甲苯氧菌胺、肟醚菌胺等品種正在開發之中。
甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑具有獨特的作用機制,它通過鎖住細胞色素b和c1之間的電子傳遞而阻止細胞的ATP合成,從而抑制其線粒體呼吸而發揮抑菌作用。對14-脫甲基化酶抑制劑、苯甲醯胺類、二羧醯胺類和苯並咪唑類產生抗性的菌株有效。具有保護、治療、剷除、滲透、內吸活性,而且能在植物體內、土壤和水中很快降解。儘管該類殺菌劑作用機理獨特,但病原菌對其產生抗性的速度也很快,如醚菌酯在實際應用1年後就有關於小麥白粉病抗性發生的報導,到2000年抗性孢子(2%~99%)在德國的北部、法國的北部和英國已有大量報導。另外,2000年在德國的北部、法國的北部和蘇格蘭已發現對strobilurin類殺菌劑產生抗性的大麥白粉病原菌。對葉斑病、褐銹病和網斑病的抗性問題到目前為止還沒有發現。
strobilurin類殺菌劑是一類作用機制獨特、極具發展潛力和市場活力的新型農用殺菌劑。儘管目前限制了這類殺菌劑的使用次數,然而嘧菌酯在其首先開發的四年內已經成為世界上銷售最好的殺菌劑品種,1999年的銷售額為2.95億美元,2002年銷售額為4.72億美元。另外,醚菌酯2002年的銷售額和肟菌酯2000年的銷售額也分別達到4.08億美元和4500萬歐元。巴期夫公司預測現有的和正在開發的strobiluirn類殺菌劑將在西歐形成激烈的市場競爭,從而使其在西歐的市場份額進一步提高。2000年,該類殺菌劑佔法國、德國和英國穀物殺菌劑市場的49%,較1999年提高了5個百分點。在法國、德國和英國,strobiluirn類殺菌劑市場逐年大幅度上漲,1996年僅為1000萬歐元(1250萬美元),1999年上升為3.61億歐元,2000年約為4.51億美元。
5. 噁(咪)唑類
噁(咪)唑類殺菌劑是目前國外公司研究開發的熱點之一,有三個品種報導:商品化的噁唑菌酮和氰唑磺菌胺以及在開發中的咪唑菌酮。噁唑菌酮是由杜邦公司開發的新型噁唑啉二酮類、高效、廣譜殺菌劑。具有保護、治療、剷除、滲透、內吸活性,主要用於防治果樹、蔬菜、禾穀類作物中的重要病害如白粉病、銹病、穎枯病、網斑病、霜黴病、晚疫病等。商品名為Equation、Famoxate、Charisma、Tanos。氰唑磺菌胺是由日本石原產業化學公司開發的新型咪唑類殺菌劑。是細胞色素bc1中Qi抑制劑,不同於β-甲氧基丙烯酸酯(是細胞色素bc1中Qo抑制劑)。對卵菌所有生長階段均有作用。可用於馬鈴薯、葡萄、番茄、蔬菜(黃瓜、白菜、洋蔥、萵苣)、草坪中防治霜黴病、疫病如黃瓜霜黴病、葡萄霜黴病、番茄晚疫病、馬鈴薯晚疫病等。具有很好的保護活性,持效期長,且耐雨水衝刷。即可用於莖葉處理,也可用於土壤處理(防治草坪和白菜病害),商品名為Ranman、Docious、Mildicut。咪唑菌酮是由安萬特作物科學公司開發的新型咪唑酮類殺菌劑。具有觸殺、滲透、內吸活性,又有良好的保護和治療活性。除對卵菌綱類真菌引起的霜黴病、疫病(包括早疫病和晚疫病)等有良好的活性外,對果樹黑斑病亦有很好的活性。主要用於萵苣、葡萄、馬鈴薯、西紅柿等作物,使用劑量為75~150g/hm2,商品名為Reason、Fenomen、Sereno、Sagaie。
噁(咪)唑類殺菌劑與苯基醯胺類殺菌劑如甲霜靈無交互抗性,均是線粒體呼吸抑制劑,但不同於β-甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑。
6. 吡咯類
吡咯類殺菌劑來源於天然產物硝吡咯菌素,是非內吸性的廣譜菌劑,對灰黴病有特效。主要品種有兩個:拌種咯和氟咯菌腈,均由瑞士諾華公司開發。拌種咯和氟咯菌腈的活性譜相似,前者主要作種子處理用,後者既可作為葉面殺菌劑,也可作為種子處理劑,且活性高於前者。適宜作物如小麥、大麥、玉米、豌豆、油菜、水稻、觀賞作物、硬果、蔬菜、葡萄和草坪等。作為葉面殺菌劑用於防治雪腐鐮孢菌、小麥網腥黑腐菌、立枯病菌等,對灰黴病有特效;作為種子處理劑:主要用於穀物和非穀物類作物中防治種傳和土傳病菌如鏈格孢屬、殼二孢屬、麴黴屬、鐮孢菌屬、長蠕孢屬、絲核菌屬及青黴屬菌等。
吡咯類殺菌劑的作用機理是通過抑制葡萄糖磷醯化有關的轉移,並抑制真菌菌絲體的生長,最終導致病菌死亡。因其作用機理獨特,故與現有殺菌劑無交互抗性。
7. 胺基酸類
胺基酸類殺菌劑因其對人類、環境安全,目前亦是世界農藥公司研究的熱點之一,已有二個品種商品化。苯噻菌胺是日本組合化學公司開發的新型胺基酸類殺菌劑,主要用於葡萄、馬鈴薯、蔬菜等防治霜黴病、疫病等,使用劑量為25~75g/hm2。拜耳公司開發的異丙菌胺主要用於葡萄、馬鈴薯、番茄、黃瓜、柑枯、菸草等作物中防治霜黴病、疫病等。其既可用於莖葉處理,也可用於土壤處理(防治土傳病害)。使用劑量為100~300g/hm2。具體的作用機理尚不清楚,研究表明其影響胺基酸的代謝,且與已知殺菌劑作用機理不同,與甲霜靈、霜脲氰等無交互抗性。它是通過抑制孢子囊胚芽管的生長、菌絲體的生長和芽孢形成而發揮對作物的保護、治療作用。
8. 肉桂酸衍生物
早在1970年Staples等已報導肉桂酸衍生物3,4-二甲氧基肉桂酸甲酯具有殺菌活性,其中順式(cis)-異構體在日本作為農藥使用,反式幾乎沒有活性。20世紀80年代Shell公司在此基礎上,成功地研製了殺菌劑烯醯嗎琳,同樣是順式有活性,但順反異構體在光照下可以相互轉化,總有效體為80%。雖然文獻報導烯醯嗎啉具有很好的保護和治療活性,但實際上治療活性很差。90年代初,劉長令用氟原子取代烯醯嗎啉分子中苯環上的氯原子,發現了活性尤其是治療活性明顯優於烯醯嗎啉的新殺菌劑氟嗎啉,其順反異構體均有活性。氟嗎啉是瀋陽化工研究院開發的丙烯醯胺類殺菌劑。是我國有史以來第一個真正創製的農用殺菌劑、是首次獲得中國和美國發明專利的農用創製殺菌劑。具有良好的內吸、保護和治療活性。對卵菌亞綱病原菌引起的病害霜黴病、晚疫病如黃瓜霜黴病、葡萄霜黴病、馬鈴薯晚疫病、番茄疫病、辣椒疫病、菸草疫病等有優異的活性。施用濃度為50~200mg/L。作為保護劑使用,濃度為50~100mg/L;作為治療劑使用,濃度100~200mg/L。氟嗎啉於1999年11月投產,中試規模為年產原藥20噸。現已列為「十五」攻關項目,進一步進行工藝優化研究、製劑與劑型研究、應用和市場推廣研究。「十五」攻關完成後,將實現年產氟嗎啉原藥200噸的規模化生產。除了烯醯嗎啉和氟嗎啉外,還有很多類似物,但無商品化品種再出現。
烯醯嗎啉和氟嗎啉都屬於肉桂酸衍生物,同時其分子結構中均含嗎啉環結構,但它們與一般嗎啉類殺菌劑(十三嗎啉、嗎菌啉、丁苯嗎啉)不同。一般嗎啉類殺菌劑主要用於防治由大、小麥白粉病、葉銹病和網惺黑穗病等引起的病害,其作用機制基本上都是抑制菌體內麥角甾醇的生物合成;而烯醯嗎啉和氟嗎啉的作用機制是幹擾細胞壁的形成及抑制孢子萌發,對霜黴屬、疫黴屬等卵菌引起的病害有特效,對麥類白粉病等沒有作用效果,說明這兩種殺菌劑的主要作用基團並非嗎啉環,而是結構中的其它基團發揮作用。
9. 其它類
其它類品種主要包括:啶菌惡唑、活化酯、螺環菌胺、苯氧喹啉等。啶菌惡唑是瀋陽化工研究院開發的另一個新殺菌劑品種,屬於甾醇合成抑制劑,具有獨特的作用機制和廣譜殺菌活性,且同時具有保護治療作用,有良好的內吸性,通過根部和葉莖吸收能有效控制葉部病害的發生和危害。該化合物對番茄、黃瓜、葡萄灰黴病,小麥、黃瓜白粉病,黃瓜黑星病,水稻稻瘟病等均有良好的防治效果。使用劑量為200~400g/hm2。與苯並咪唑類殺菌劑無交互抗性。活化酯是諾華公司開發的苯並噻二唑羧酸酯類殺菌劑。它是植物抗病活化劑,幾乎沒有殺菌活性。多種生物因子和非生物因子可激活植物自身的防衛反應即「系統活化抗性」,從而使植物對多種真菌和細菌產生自我保護作用。其可在水稻、小麥、蔬菜、香蕉、菸草等中作為保護劑使用。主要用於預防白粉病、銹病、霜黴病等,使用劑量為12~30g/hm2,商品名為Bion、Unix Bion。螺環菌胺是拜耳公司開發的甾醇生物合成抑制劑,主要抑制C-14脫甲基化酶的合成。它是一種新型、內吸性的葉面殺菌劑,主要用於防治小麥白粉病和各種銹病;大麥雲紋病和條紋病,對白粉病特別有效。作用速度快且持效期長,兼具保護和治療作用。使用劑量為500~750g/hm2。苯氧喹啉是道農業科學公司開發的喹啉類內吸性殺菌劑。它是一個保護性殺菌劑,沒有治療作用,因此必須在可見症狀出現前使用。該殺菌劑對穀物類、葡萄、蛇麻和櫻桃等作物的白粉病及灰黴病和稻瘟病防治有特效,葉面施藥後,藥劑可迅速地滲入到植株組織中,並向頂轉移,持效期長達70d。使用劑量為125~250g/hm2,商品名為Fortress、Legend、Arius、Helios。
二、發展趨勢
農作物能否健康生長,除受蟲、草害影響外,對病害的防治亦很重要。隨著環保觀念的加強和可持發展戰略的實施,高效、低毒、高活性、低殘留已成為農藥發展的必然趨勢。展望21世紀的殺菌劑工業,將呈現以下特點:
1. 作用機理獨特、廣譜高效的殺菌劑已成為國際上近期的開發重點
近年來國外開發的殺菌劑品種主要是內吸性及選擇性較好的,大多具有雜環結構,有些引入氟原子以增加殺菌活性。特別是作用機理獨特、廣譜高效的殺菌劑已成為國際上近期的開發重點,總體有三個方向:①針對病原菌抗性開發的新型殺菌劑,如乙黴威對多菌靈產生抗性的病害灰黴病有特效;②以天然產物為先導化合物開發的具有獨特作用機理的新型殺菌劑,如吡咯類和丙烯酸酯類殺菌劑等不僅活性高,且與已知殺菌劑無交互抗性;③為增強作物自身對病害免疫能力的植物激活劑是近年來發展的,具有全新作用機理的一類新穎農藥,如新一代植物防病激活劑活化酯具有「系統自動抗病性」。
2. 非內吸性殺菌劑在國內外市場上仍將佔據較大份額
由於內吸性殺菌劑作用點較單一,病原菌的繁殖速度較快,因此抗性產生較快。同除草劑、殺蟲劑相比,內吸性殺菌劑的壽命較短;又由於短時期內農業上的轉基因技術對殺菌劑工業影響最小(對除草劑工業影響最大),因此,新殺菌劑的創製研究顯得尤為重要。預計新型的作用機理獨特,與現有殺菌劑無交互抗性的內吸廣譜殺菌劑的應用會逐漸擴大。但從長遠看,由於硫製劑、銅製劑、代森錳鋅和百菌清等非內吸性殺菌劑具有成本低、廣譜和不易產生抗性的特點,它們在市場上仍將經久不衰,並佔據較大份額,如代森錳鋅、硫磺和百菌清2002年的銷售額分別為2.18、2.02和1.93億美元。此外,在病害防治中,內吸和非內吸殺菌劑的混用製劑將會佔據主力位置,植物活化劑的使用量亦將上升。
3. strobilurin類殺菌劑在世界殺菌劑市場中將佔據主導地位
近五年來,世界領先國家的殺菌劑市場的開發主要受到新一代strobilurin類殺菌劑的驅動,以這類殺菌劑為活性成份的產品已經在世界上所有重要殺菌劑市場上取得登記,其中包括美國、日本和中國。strobilurin類殺菌劑已經篡奪了統治市場15~20年的三唑類殺菌劑的霸主地位,特別是目前已發展成為歐洲穀物市場的主要殺菌劑品種。新品種的開發是這類殺菌劑保持快速發展的關鍵,也是各大公司獲得高額利潤回報的手段。據有關專家預測,全球甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑市場平均每年將以約2%的速度逐年上漲,並將成為60億美元殺菌劑市場的主要發展方向,其市場前景非常廣闊。
4. 三唑類殺菌劑仍將繼續成為殺菌劑噴霧體系中的主角
由於strobilurin類殺菌劑的抗性已開始制約這類殺菌劑的進一步發展,目前國外農藥大公司正通過生產與其它殺菌劑的復配製劑來解決抗性問題。從而使得三唑類殺菌劑仍將繼續成為殺菌劑噴霧體系中的主角。三唑類殺菌劑將成為strobilurin類產品的理想配伍,從而擴大防治譜,改變作用方式。如拜耳公司已推出肟菌酯與丙環唑的復配品種(商品名Stratego)用於防治果樹和水稻病害如霜黴病、銹病和稻瘟病等,並在英國市場開發Sphere(肟菌酯+環唑醇)產品。陶氏作物科學公司的TPF(氟環唑+苯氧喹啉+醚菌酯)註冊用於防治穀物病害。BASF公司首次登記二甲苯氧菌胺與氟環唑的復配製劑(商品名Swing Gold)用於冬小麥。
5. 轉基因作物的種植對殺菌劑市場影響不大
與殺蟲劑和除草劑相比,轉基因作物的種植對殺菌劑市場影響最小,這主要是由於雜草防除和害蟲防治的技術發展引起的。耐除草劑作物和表達Bt毒素的抗蟲作物的開發已經開始影響除草劑和殺蟲劑的市場份額,美國尤為如此。但是,到目前為止,還沒有接近商品化的類似的作物增強技術對殺菌劑市場產生同樣影響。縱觀世界農藥市場,由於轉基因作物的迅速發展,導致化學農藥在近5年中連續出現了負增長。但是,殺菌劑卻在當今低迷的農藥市場中穩步增長。2000年世界農藥銷售額278.3億美元,殺菌劑為56.2億美元,佔整個農藥銷售額的20.2%。據phillips McDougall