植物病源線蟲是危害作物根系的有害生物,其危害嚴(yán)重于常見病害,常造成作物減產(chǎn)、品質(zhì)下降,并帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。據(jù)統(tǒng)計,每年線蟲造成的全球作物產(chǎn)量損失約達(dá)12.3%,經(jīng)濟損失超過1,570億美元,其中,美國約為80億美元,中國超過700億元。
線蟲種類繁多,如根結(jié)線蟲、孢囊線蟲、短體線蟲、穿孔線蟲、莖線蟲等。其中,根結(jié)線蟲是重要的土傳病害,目前,全球已發(fā)現(xiàn)90多種重要的根結(jié)線蟲,可侵染3,000多種植物。根結(jié)線蟲不僅寄主廣泛,還能傳播一些真菌和細(xì)菌性病害。根結(jié)線蟲危害后,植株根系形成根瘤,阻礙植物營養(yǎng)吸收,葉片黃化落葉,植株矮小,嚴(yán)重的甚至死亡。
防治根結(jié)線蟲病應(yīng)采取農(nóng)業(yè)防治、物理防治、生物防治、化學(xué)防治相結(jié)合的綜合防治措施。其中,化學(xué)防治因見效快、易實施而頗受市場歡迎。
目前我國登記殺線蟲劑的企業(yè)約200家,登記配方約50個,涉及氨基甲酸酯類、有機磷類、大環(huán)內(nèi)酯類等化學(xué)結(jié)構(gòu)的有效成分,主流殺線蟲產(chǎn)品有阿維菌素、噻唑膦、威百畝等。
近幾年,有多個殺線蟲劑新農(nóng)藥申請了登記試驗,如阿維菌素B2a、二甲基二硫醚、芽孢桿菌B16、厚垣孢普克尼亞菌、噁線硫醚、三氟吡啶胺、1,3-二氯丙烯等。
2019年,我國新增的殺線蟲劑新農(nóng)藥有:氟烯線砜、嗜硫小紅卵菌HNI-1等。其中,氟烯線砜是新近上市的全新化學(xué)殺線蟲劑,是劃時代的革命性殺線蟲產(chǎn)品。
1 氟烯線砜的作用機理
氟烯線砜(通用名:fluensulfone;商品名:Nimitz、尼咪特等;開發(fā)代號:MCW-2)是由以色列馬克西姆公司(現(xiàn)安道麥)于1993—1994年研發(fā)的雜環(huán)氟代烯基砜類殺線蟲劑,2014年上市,近年來,市場增長迅速。
氟烯線砜的IUPAC名稱為:5-氯噻唑-2-基3,4,4-三氟丁-3-烯基砜,或5-氯-2-[(3,4,4-三氟丁-3-烯基)磺酰基]噻唑;CAS登錄號:318290-98-1;分子式:C7H5ClF3NO2S2;相對分子質(zhì)量:291.70?;瘜W(xué)結(jié)構(gòu)式如圖1。
圖1 氟烯線砜的結(jié)構(gòu)式
氟烯線砜為非熏蒸性殺線蟲劑,低毒,具有觸殺作用,是植物寄生線蟲獲取能量儲備過程的代謝抑制劑。通過與線蟲接觸,抑制線蟲獲取脂質(zhì)能量,抑制線蟲能量儲備,阻斷線蟲獲取能量通道,從而殺死線蟲。
線蟲接觸到氟烯線砜藥劑后,活動減少,進而麻痹,暴露1 h后停止取食,侵染能力和產(chǎn)卵能力下降,卵孵化率下降,孵化的幼蟲不能成活。研究表明,氟烯線砜不同于氨基甲酸酯類、有機磷類、大環(huán)內(nèi)酯類化合物,其殺線蟲效果不可逆轉(zhuǎn),在線蟲接觸藥液的48 h內(nèi)死亡,能夠真正殺死線蟲。
氟烯線砜對線蟲的卵、幼蟲、成蟲3種形態(tài)均有較好的殺滅效果。作用于卵時,干擾卵中幼體的正常發(fā)育,降低孵化率及幼蟲發(fā)育;作用于幼蟲時,引起僵直和癱瘓,削弱口針推擠及取食活動,影響其代謝及脂肪積累。
氟烯線砜主要用于蔬菜、果樹、馬鈴薯等,防治多種作物線蟲,如爪哇根結(jié)線蟲、南方根結(jié)線蟲、北方根結(jié)線蟲、刺線蟲、馬鈴薯白線蟲、哥倫比亞根結(jié)線蟲、玉米短體線蟲、花生根結(jié)線蟲等。
氟烯線砜對非靶標(biāo)生物毒性低,是許多氨基甲酸酯類、有機磷類殺線蟲劑的替代品。研究表明,氟烯線砜顯著降低爪哇根結(jié)線蟲、南方根結(jié)線蟲、花生根結(jié)線蟲對植物根部感染,且穿透效果顯著。
與現(xiàn)有殺線蟲劑相比,氟烯線砜的優(yōu)勢體現(xiàn)在:全新作用機理,與其他產(chǎn)品無交互抗性;真正殺死線蟲,具有不可逆性,降低種群數(shù)量;作用于線蟲的所有蟲態(tài);使用簡便,持效期長;對土壤中的有效線蟲無傷害;低毒,對植物、環(huán)境及人友好。
2 氟烯線砜在中國的登記及其應(yīng)用
2019年1月30日,安道麥馬克西姆有限公司在我國登記了95%氟烯線砜原藥和40%氟烯線砜乳油;制劑產(chǎn)品商品名為尼咪特®,土壤噴霧,防治黃瓜根結(jié)線蟲,制劑用藥量為500~600 mL/667 m2。同年,尼咪特®在中國上市。
尼咪特®不僅作用機理獨特,而且能夠較好地契合農(nóng)戶的農(nóng)事操作,減少用工投入,降低用藥次數(shù)。
為了最大程度降低線蟲對作物的危害,安道麥建議在移栽前7天,通過土壤噴霧,將尼咪特®施用到種植帶中,48 h即可殺滅線蟲,有效降低線蟲基數(shù)。在完成作物定植和灌溉后,尼咪特®會隨著水流分布到作物根際,殺死線蟲,形成空白地帶,使得作物根系能夠健康生長,提高品質(zhì),延長采收期,帶來更多、更高的收益。
據(jù)介紹,使用尼咪特®,清園要徹底,混土要及時,上水有節(jié)奏。具體包括:(1)清園、施肥、翻耕。將根瘤根系清理出園,有機糞肥深翻入土。(2)造畦。(3)種植行/畦面均勻噴霧。采用扇形噴頭,噴霧寬度向兩側(cè)擴10 cm。(4)立即混土。機械混土不超過20 cm,人工混土采用3~4齒釘耙混土10~15 cm。(5)5~7天后移栽,間隔期一定要留夠。(6)灌水。灌水在施藥混土48 h后進行,可結(jié)合定植水進行灌水,以浸透20~25 cm土層為宜。
尼咪特®每季施藥1次,安全采收間隔期為收獲期。
此外,安道麥馬克西姆有限公司在2017年3月還申請了2%氟烯線砜顆粒劑的田間試驗,用于防治姜根結(jié)線蟲,目前正在登記進程中。
3 氟烯線砜的專利概況
2000年6月28日,日本拜耳農(nóng)藥株式會社在我國申請了氟烯線砜的化合物專利;發(fā)明名稱:殺線蟲的三氟丁烯化合物;授權(quán)公告日:2004年7月28日;授權(quán)公告號:CN1159304C。該專利的保護期已于2020年6月27日屆滿。
本發(fā)明涉及通式Ⅰ化合物,其中,X代表鹵素,n代表0、1或2,涉及通式Ⅰ化合物的制備方法和它們作為殺線蟲劑的用途。
4 氟烯線砜的全球市場開發(fā)
2014年,氟烯線砜在美國取得登記。2015年,在以色列獲準(zhǔn)登記;同年,安道麥在以色列內(nèi)蓋夫地區(qū)建立了氟烯線砜生產(chǎn)廠。2017年,安道麥在日本、韓國、中國臺灣登記了氟烯線砜,用于果樹、蔬菜。2018年,氟烯線砜產(chǎn)品在巴西登記和上市。2019年,安道麥在秘魯上市了Nimitz(氟烯線砜)。
迄今,氟烯線砜還在墨西哥、澳大利亞、加拿大、英國、意大利、南非、中國等國取得了登記。
氟烯線砜尚處于商業(yè)化早期階段,但其市場增長較快。2016年的全球銷售額為700萬美元,2018年大幅增長至2,000萬美元。
作為全新作用機理的非熏蒸性殺線蟲劑,氟烯線砜具有較好的市場前景。
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