植物化学保护

学习目的：掌握植物病害化学防治原理本章重点：植物病害化学防治原理第四章杀菌剂农作物病害防治的重要性，早已为人们所认识。据粗略估计，病虫害等造成的埙失一般为20～30%，其中的一半是病害引起的。从世界范围来看，由于某重病害大流行而造成的严重埙失是经常有的。从国内来看，许多作物的病害也都对生产带来很大的威胁。如小麦锈病、三麦赤霉病、水稻三大病害（稻瘟病、白叶枯病、纹枯病），禾谷类病毒病、玉米大小班病、棉花枯萎病、黄萎病、油菜菌核病，以及许多重要果树、蔬菜的病害等等。但是病害给农业生产造成的危害，尤其是对农产品质量的影响，常常不如虫害那么明显，因此，植物病害在防治上有时没有引起人们足够的重视，这也表现在对杀虫剂的研究不够重视上。杀菌剂是对病原生物（包括真菌、细菌、类菌质体、螺旋质体、病毒、立克次氏体）具有抑制和毒杀作用的化学物质。只有在一定的量或一定浓度下能起杀菌作用的化学物质才可以被看成是杀菌剂。例如：传统保护性杀菌剂在田间生长着的作物上喷药时，杀菌剂的用量一般要在1～3Kg（ai）/公顷，用于处理土壤的药量要少于100ppm（化合物重量/土壤重量），用于处理种子的少于1000ppm（化合物重量/种子重量）。而近年来出现的一些内吸性杀菌剂，单位用药量比传统保护性杀菌剂明显降低，如甲霜灵只用0.255Kg/公顷，粉锈宁用0.125Kg/公顷、丙环唑用0.1Kg/公顷。杀菌剂和杀虫剂相比，后者是在动物和植物之间进行选择，前者却在高等植物（农作物）与低等植物（菌体）之间进行选择。菌体和寄主植物具有同样的代谢过程和酶系统，因此杀菌剂的选择系数（生物体差异选择性）就比杀虫剂小得多，在生产上应用时出现对作物药害的可能性比杀虫剂大。和杀虫剂一样作为杀菌剂使用的化合物，还必须对人和其他有益生物是安全的，没有残毒作用，对作物不会产生药害。一般杀菌剂对人的急性毒性比杀虫剂低得多，但在慢性毒性方面，由于杀菌剂要求有较长的残效期，残毒问题就更重要一些。总的来说，目前人们要求农药在使用后会比较快的降解，以免污染环境。由于植物病害的特点和人们对病害认识不足，杀菌剂的发展总的比杀虫剂缓慢，但从杀菌剂本身来说，近几十年来发展还是迅速的，20世纪70年代以前能提供生产使用的只有保护性杀菌剂，这类药剂对已侵入植物体内为害的病原菌起不到作用，自1966年出现了恶噻英类化合物，如萎锈灵之后，1967年又涌现一类新的杀菌剂如苯来特等，使杀菌剂进入了一个崭新的内吸性杀菌剂广泛使用时期。内吸性杀菌剂是一类专化性很强的药剂。在杀菌剂发展的漫长历程中，病原菌对杀菌剂产生抗药性的问题早在20世纪50年代就为Horsfall氏提出，但一直没有在生产上成为重要问题，只有到70年代选择性强的内吸性杀菌剂广泛使用以后，病原菌的抗药性问题才逐渐突出，现已成为一个紧迫解决的问题。同时杀菌剂作用机理研究的飞速发展以及杀菌剂新品种开发手段的变革为杀菌剂的快速发展起到了巨大的推动作用。表4—1杀菌剂的重要史记传统保护性杀菌剂（Conventionalfungicides）1882年以前为无机铜、无机硫化合物使用时期；1882年发现波尔多液防治葡萄霜霉病的效果；1888年福尔马林液杀菌作用的发现；1913年有机汞杀菌剂出现；1934年福美双的出现标志着不含金属元素的有机杀菌剂的兴起；1942年有机硫代森类杀菌剂出现；1952年另一类有机硫杀菌剂克菌丹出现；60年代中后期有机汞有机砷杀菌剂的禁用及农用抗菌素的发展。内吸性杀菌剂（Systemicfungicides）70年代商品化内吸杀菌剂问世，随后在农业上广泛使用；80年代内吸性杀菌剂新品种不断推出，以及内吸性杀菌剂和传统保护性杀菌剂的复配剂在生产实际中使用。第一节植物病害化学防治原理一、植物病害化学防治原理使用杀菌剂防治病害的方法虽然很多，但防治原理不外下列三种：化学保护、化学治疗、化学免疫。（一）化学保护是在植物未发病之前使用杀菌剂杀灭病菌或防止病菌侵入，以使植物得到保护。使用杀菌剂杀灭病菌的途径一般有两个：在接种体来源施药和在可能被侵染的植物表面或农产品表面施药。接种体来源主要是指病菌越冬的场所或中间寄主和土壤。带菌的种子和繁殖材料也是接种体来源的一种。在接种体来源施药的目的，是在于消灭或减少可侵染田间生长植物的孢子或其他繁殖体，从而防止或减轻病害的发生。但是，由于越冬病菌的子实体或其他繁殖体都是对不良环境条件（包括杀菌剂）抵抗力很强，难于彻底杀死；对病菌孢子来说，由于数量巨大，更难于全部杀死，而且病菌的繁殖力又很强，极易再次侵染。因此只要有很少一部分的越冬病菌孢子或其他繁殖体没有被杀死，遇到适宜的条件病害仍可大量流行。在作物体表面施药，药剂覆盖不周到也是难免的，但是在这种情况下不易重复侵染，容易获得成功，因此在过去很长时间里，许多人都认为，在接种体来源施药是不容易凑效的。而近年来，人们对这种看法有了一些改变，这是由于有了在生产实际中取得成功的例子，据报道，桃缩叶病可用冬季清楚果园、消灭越冬病菌而得到满意的防治效果；又如，桃褐腐病可用苯来特铲除被侵染花梗上和干果上的病菌而得到防治。苯来特和甲基托布津，尤其是前者，加些表面活性剂对苹果黑星病菌的子囊壳的形成有很强的抑制作用，这就完全有可能大大减轻第二年的为害，在喷药防病时可大量减少用药量。当然，带菌种苗等的消毒和土壤处理，长期来都是认为从理论上和实际上可得到良好效果的防病方法，尤其是种子消毒。如解放后广泛使用福尔马林处理水稻种子防治水稻恶苗病，取得了极为明显的效果，在生产上起了很大的作用。田间发病中心对田间未发病的植株来说也可以看作是一种接种体来源。消灭发病中心则是一个重要的防病环节，特别是在抑制发展迅速的病害的蔓延时，尤应加以注意，因此，接种体来源施药仍然是许多病害的有效防治途径。但是对许多植物病害来说，化学保护的最有效途径是在田间生长着的未发病而可能被侵染的植物体上施药。如：稻瘟净防治水稻稻瘟病，田安防治水稻纹枯病，五氧吩嗪防治水稻白叶枯病和胶体硫防治花生叶斑病等。由于病菌的繁殖速度快，再侵染的次数多，在未发病的植物体表面施药时就要求药剂具有较长的残效期，以减少喷药次数。一种农药的残效期长短，主要决定于其有效成分的理化性质，水溶性、蒸汽压、稳定性包括抗光分解性能等。但残效期与药剂剂型也有关系，应加以注意的是，对食用作物来说，农药的残效期与残留量是同一事物的两个方面，这是一个很大的矛盾，是农药研究、生产和使用中考虑的主要问题。用杀菌剂喷撒或浸蘸农产品如柑橘类果实、苹果、香蕉、甘薯等，是防治贮藏期病害有效的化学保护方法。对用于处理水果的杀菌剂有什么要求呢？用于处理水果的杀菌剂，对果皮的渗透力不能太强，以免污染果肉，也不能具有臭味和颜色，以免影响品质。(二)化学治疗是植物发病或感病后，在植物体施用化学药剂使其对植物或病菌发生作用而改变病菌的致病过程，从而达到减轻或消除病害的目的。植物病害的化学治疗，一般说来比化学保护困难。这是由于病菌侵入植物体后与植物细胞发生了密切关系，因此，在植物体内用化学药剂来杀菌也就更加容易造成对植物的药害，自1968年以来，内吸杀菌剂在大面积防治植物病害中的广泛应用，使化学治疗成为现实，例如甲基托布津对苹果黑星病有极明显的治疗作用；苯来特对小麦黑粉病、春雷霉素对稻瘟病也有治疗作用。化学治疗主要有三种类型：1、表面化学治疗有少数病菌主要是附着在植物的表面，如许多作物的白粉病，用化学药剂如石硫合剂可以把表面的病菌杀死而得到治疗；海南岛大量使用硫磺粉防治橡胶白粉病就是这种治疗作用。另一典型例子是苹果黑星病菌侵入植物组织，只在角质层与表皮之间活动，可用具有渗透性的杀菌剂进行防治。多果定可透过角质层而起杀菌治疗作用，所以，表面治疗并不要求药剂具有内吸性能。2、内部化学治疗这是把药剂引入植物体内进行的治疗。严格的说，所谓化学治疗指的就是这一类型。内部化学治疗的概念在20年代就已经有了，但真正由于内部治疗作用而使植物病害得到控制，还是60年代后期内吸杀菌剂在生产实践中广泛应用之后才有的。内部化学治疗剂或广义地说内吸杀菌剂，发展如此缓慢是有起根本原因的：寄主植物与病原菌具有极其相似的生化代谢过程和酶系统，能杀菌的物质往往也容易招致对寄主植物的药害产生。换句话说，内吸剂必须在植物和病菌间有明显的选择性。这种选择性的获得要比杀虫剂困难得多。内部化学治疗剂进入植物组织后，有的可直接起防病作用，如对氨基苯磺酸钠；有的需要经过转化后才起作用，转化又有两种情况：第一，治疗剂与寄主植物细胞中代谢物质起反应后转化为有毒或毒性更大的物质，如6—氮杂尿嘧啶转化为磷酸氮杂尿苷。第二，治疗剂本身分子结构改变，如苯来特、托布津、定菌磷等。虽然这种转化有的也是在植物细胞质中才容易进行，但在这种情况下，胞质中的组分并没有与药剂分子反应，滋是创造一个更有利的转化条件，因此，与第一种情况仍有区别。如苯来特在细胞质中的毒力比在水中的大。典型的化学治疗剂必须具有内吸活性。内部化学治疗剂的作用方式有两种，其一是对病菌直接的毒杀作用或抑制作用；其二是通过影响植物的代谢，改变其对病菌的反应或影响病菌的致病过程。3、外部化学治疗在果树或森林病害的防治中有一种可称为“外科治疗”的方法，药剂能渗到作物的体内，但不能被作物内吸传导，以防治该部位的病害，常用这种处理方法防治果树病害。树干或大枝条外部被病菌侵染引起的腐烂病，可用刀子刮去病部（应刮至健康部分0.3厘米处），伤口用药剂消毒后，涂以保护剂或防水剂，以免再受侵染。用刀子刮去病部时，伤口应切成梭型、直切，涂保护剂或防水剂时不要把形成层盖住，以利愈合组织的形成。伤口消毒可用升汞（1：1000），如在升汞溶液中加入升汞4—5倍的浓盐酸则效果更好。还可用氯化锌涂剂：氯化锌1Kg、酒精1Kg、浓盐酸0.02Kg、水0.3Kg。先将盐酸加入酒精中，然后加入氯化锌，待溶解后将其倒入酒精中即成。由于氯化锌对植物易产生药害，应在树木处于休眠期使用。伤口经过消毒后，一般还要涂上保护剂，保护剂有多种，常用的有波尔多液。在某些情况下，伤口不涂保护剂而涂防水剂，森林病害的治疗上常常如此。常用的防水剂为松脂—兽油油灰。松香（或松香60%、松节油20%）80%，兽油5%，酒精10%，赭（zhe）石粉（赤铁矿，含三氧化二铁）5%。调制时先将松脂和兽油熬煮，调匀后加入赭石粉，搅匀后取出冷却，加入酒精再搅匀即成。此外，环烷酸铜既是消毒剂又是保护剂，使用也甚方便，浓度为含有效成分约2～3%。（三）化学免疫免疫是比抗病性更高一级的一种生物对另一病原生物的抵抗能力，这种性能无疑是由基因决定的，其完整的定义是能遗传的周体抗病能力。化学免疫即通过化学物质或广义的杀菌剂的应用而使植物产生抗病性，高水平的抗病性也就可以称为免疫性。化学免疫和化学治疗的作用虽然不同，但有时也难分清，因为许多作物治疗以后，往往会增加其免疫力。不过化学免疫和化学保护并不完全相同，化学保护往往是指植物外部处理，是单纯药剂的作用，和植物本身的免疫力关系不大，而化学免疫是植物内部的作用，其药剂的作用主要是增强植物的免疫力，促进植物的新陈代谢。植物不象动物那样体内有免疫系统，植物免疫是难于为人们所理解和接受的。60年代前，虽然有个别杀菌剂如代森锰可以使大豆产生抗病性，其原因是大豆经该药处理后，体内积累了一种植物保护素—云扁豆蛋白。由于这只是个别例子，没有引起人们重视。80年代以来，这样的例子更多了，尤其是当前人们对植物抗病性的分子生物学基础有了新的概念，在一些情况下，植物抗病性的出现是由于在细胞内潜在的抗性基因的表达结果。而这种基因的表达可以通过生物的或非生物的诱导剂的作用而实现的，这些非生物的诱导剂则可看作一种新类型的杀菌剂。目前比较肯定的已有下列几个化合物：1、2，2—二氯—3，3—二甲基环丙羧酸此化合物可以使水稻植株在稻瘟菌侵入点周围的组织内积累大量的植物保护素momilactonesA和B，而能抗稻瘟病。2、乙膦铝（fosety—AL）使用后能激发植物坏死班块反应，即使侵染点植株组织中酚类物质大量积累，而使植物提高抗病能力。3、噻瘟唑（pro