責任編輯:李曉丹 來源:農資導報農藥 日期:2021-03-08
殺螨劑是現代農業防治害螨的主要手段。但是近年來殺螨劑新品種上市少,很多品種已使用多年并且多種殺螨劑品種存有交互抗性,并且由于人為使用不當等原因,農業害螨抗藥性問題曰趨嚴重。因此開發結構新穎、作用機制獨特的新型高效殺螨劑,合理使用殺螨劑,成為農業害螨的防治關鍵。
正在開發的新型殺螨劑
除以上在中國農藥信息網上登記的現有殺螨劑外,還有通過查閱相關文獻得知的部分己在國外登記上市或即將上市的殺螨劑新品種,以及一些相關專利中提到的具有殺螨活性的相關化合物。如Pyflubumide、Flometoquin、Acynonapyr.硫醚類化合物、3-(2,6-二氟苯基)-1,2,4噁二唑類化合物、吡唑類化合物。具體性能如下。
1.Pyflubumide
Pyflubumide是一種甲酰苯胺類新型殺螨劑,其分子式為C25H31F6N3O3,由日本農藥株式會社研發。目前,Pyflubumide己在日本和韓國登記上市,但在我國未見登記。Pyflubumide為呼吸鏈抑制劑,主要通過抑制琥珀酸脫氫酶使琥珀酸無法氧化為延胡索酸,從而使害螨線粒體呼吸鏈受到抑制而致其死亡。Pyflubumide對葉螨、全抓螨有良好的防治效果,但對跗線螨和癭螨活性較差。同時,Pyflubumide對害螨天敵及其他益蟲毒性極低。
2.Flometoquin
Flometoquin是一種喹啉類中毒殺蟲殺螨劑,其分子式為C22H20F3NO5,由明治制果制藥公司與日本化藥有限公司共同開發。Flome-toquin己于2018年在日本登記上市,但在我國未見登記。Flometoquin具有觸殺及胃毒作用,但不具有植物內吸傳導性。Flometoquin為線粒體呼吸鏈復合物in(細胞色素C氧化還原酶)抑制劑,作用于線粒體內膜還原Qi位點,從而抑制害蟲害螨線粒體電子傳遞及呼吸作用,使能量轉換受阻最終使其死亡。Flometoquin在用做殺螨劑時對蜱螨目害蟲有良好的殺螨活性,并且對有益生物安全。
3.Acynonapyr
Acynonapyr是一種氮雜環類殺螨劑,其分子式為C24H26F6N2O3,由日本曹達株式會社研制,Acynonapyr未見上市報道。Acynonapyr為谷氨酸受體抑制劑,通過抑制谷氨酸受體可使神經信號傳導受阻,害螨表現為行動失調最終死亡。Acynonapyr對柑橙樹紅蜘蛛、蘋果樹紅蜘蛛等農業害螨均有良好防治效果,并且與現有殺螨劑無交互抗性。
4.硫醚類化合物
2019年,德國拜耳股份有限公司在專利(WO2019/076749A)中公開了化合物I結構式,其中交叉雙鍵表示該化合物可能存在E-,Z-同分異構體即五元環存在不同方向。化合物I具有殺蟲、殺螨、殺線蟲活性。對柑橙、蔬菜、棉花、菠蘿、堅果等作物上的蜱螨均有良好防治效果。
根據沈陽中化農藥化工研發有限公司專利(CN105541682A),具有優異的殺螨活性,可用于防治各種螨害。其中化合物1、2、3在藥液質量濃度為100 m/L時對朱砂葉螨的致死率均為100%;化含物l在藥液質量濃度為5mg/L時,對朱砂葉螨的致死率為100%。
5.3-(2,6-=氟苯基)-1,2,4惡噁唑類化合物
青島科技大學專利(CN109320471A)中公開了3-(2,6-_氟苯基)-l,2,4噁二唑類化合物具有殺蟲殺螨活性。其一系列化合物設計主要由美國孟山都技術有限責任公司專利(CN104054719A)中提及的活性化合物KC和乙螨唑進行活性結構拼接及修飾得到。根據專利得知,通式I實施例主要針對小菜蛾幼蟲及螨卵具有良好的致死活性,但對其他種類害蟲害螨及形態并未提及。同時通式I實施例還具有對人畜及有益生物低毒性、易降解、環境相容性好的特點。
6.吡唑類化合物
西安近代化學研究所專利(CN109553577A)公開了含吡唑結構的一些化合物具有殺螨活性。其主要利用活性亞結構拼接原理,將吡唑與活性亞結構進行有效拼接,從而篩選出具有高殺螨活性的化合物。通過專利得知該類化合物對朱砂葉螨成螨具有良好殺螨活性。同時該類化合物還具有用量低、安全性高等特點。
此外,南開大學也公開了一系列吡唑類化合物專利如CN110041260A、CN109970650A,CN109970651A、CN109970653A。這些專利通式具有殺菌殺螨殺蟲活性,主要通過對琥珀酸脫氫酶的抑制作用使琥珀酸無法氧化為延胡索酸,從而使線粒體呼吸鏈無法完成來達到殺菌、殺螨、殺蟲的目的。
總結和討論
總結殺螨劑的機制、結構、劑型、防效的相關信息發現,目前殺螨劑在機制上主要可分為神經毒劑、呼吸毒劑、生長調劑等幾類,其中神經毒劑與呼吸毒劑的機制研究相對較透澈。在劑型上則以分散性、穩定性較好的乳油與水分散粒劑為主要劑型,而在重要的田間防治效果方面,殺蝻劑在防治未發生抗藥性的農業害螨時,其防效普遍可達到90%以上。
但農業害螨抗性的發展是十分迅速的,一些殺螨劑比如阿維菌素、噻螨酮、四螨嗪、聯苯肼酯、丙溴磷、噠螨靈、乙唑螨腈、腈吡螨酯、蟲螨腈、丁氟螨酯、甲氰菊酯、炔螨特、氨基甲酸酯類及一些傳統有機磷類,在使用時間及頻次增加后其防效下降嚴重。此外,人為不當使用殺螨劑也造成了害螨抗性在種間及區域上的極不平衡,比如物種方面,二斑葉螨對阿維菌素的抗性已普遍到達高抗水平,但朱砂葉螨對阿維菌素的抗性卻在低抗水平;地區方面,兩個地區的二斑葉螨對丁氟螨酯的抗性出現了一個高抗水平,一個低抗水平。所以以上的種種現象會使得現有殺螨劑在未來將越來越難以防治害螨。
為此,研究高效低毒的新型殺螨劑及培養正確的殺螨劑使用習慣是十分必要的。在對于新型殺螨劑的開發上目前主要有兩個方向:
一個是基于現有殺螨劑進行相關化合物衍生物的研究,比如乙螨唑類、盧.酮腈類、四嗪類、季酮酸內酉旨類等,其中β-酮腈及其衍生物的代表為丁氟螨酯、乙唑螨腈、腈吡螨酯、SYP-10898等;四嗪類及其衍生物的代表為四螨嗪與氟螨嗪等;季酮酸內酯類及其衍生物的代表為螺螨酯、螺甲蛹酯和螺蟲乙酯等,而乙螨唑類未見高活性衍生物報道。
另一個是基于機理研發的具有全新結構的殺螨劑,但由于目前對殺螨機制及農業害螨的抗性機制研究的不夠深入,短時間內很大可能是基于研究較透澈的神經毒劑及呼吸毒劑展開相關研發工作。這一點在未上市的相關殺螨劑上得到了印證,而劑型上,筆者認為變化的可能性不大,短時間內仍將以乳油和水分散粒劑為主。
此外,放眼我國農藥的發展,目前殺螨劑的需求僅次于殺蟲劑,位列第二位。同時,綠色農業的不斷發展也會使一些雖然防效較好但對環境威脅較大的殺螨劑面臨退役,比如有機磷類、有機錫類等,以及在專利層面上一些國內登記或未登記的殺螨劑專利面臨或已經到期,比如丁氟螨酯2023年到期;聯苯肼酯、氟螨嗪、乙螨唑、螺螨酯、螺甲螨酯、螺蟲乙酯等專利均己到期。以上這些都會刺激殺螨劑的不斷進步與發展。因此,殺螨劑的開發具有廣闊的前景。
作者:楊旭,孫洪揚,高一星,張靜,張立新(沈陽化工大學功能分子研究所,遼寧省綠色功能分子設計與開發重點實驗室,沈陽市靶向農藥重點實驗室,沈陽110142)