高效、低风险叶面杀菌剂和种子处理剂咯菌腈的市场与应用评析

多年来国外开发的杀菌剂品种大都为内吸性和选择性较好的产品，多数具有杂环结构，有些还增加了氟原子，以增加杀菌活性；同时给农药的发展增添了许多新活力，这类杀菌剂也取得了明显的成效，其中咯菌腈杀菌剂是其代表性品种之一。

咯菌腈是由先正达公司开发的新颖广谱、非内吸性的吡咯类杀菌剂，具有高效、低风险、安全的特点，尤其是对灰霉病的防治有特效作用。咯菌腈也是目前全球销售量最大的种子处理剂品种之一。由于其用量少、毒性极低、持效期长，被美国环保局评为“零风险”产品，有很广阔的市场前景。

一、 咯菌腈进展和市场

咯菌腈（Fludioxonil）又称氟咯菌腈，商品名Maxim^®等，1994年由诺华（现先正达）公司开发和上市的新颖、广谱、非内吸性吡咯类杀菌剂，是天然产物硝吡咯菌素（pyrrolnitrin）的类似物。由于它与天然产物硝吡咯菌素相比能抗光解，能专一性地抑制霉菌病害，因此它广泛应用于防治农业生产中的真菌病害，有很好的防效作用。

1964年Arima首次发现天然产物硝吡咯菌素具有生物杀菌活性，并于1965年报道了天然产物硝吡咯菌素的化学结构。1984年瑞士汽巴-嘉基（现先正达）公司用氰基替换吡咯-3位的氯进行化学修饰合成了咯菌腈。美国环保局（EPA）认为咯菌腈与“低风险”毒性有关，1996年在美国登记注册并允许使用。咯菌腈既可以抑制孢子萌芽、细菌芽管生长、灰霉病菌菌丝体生长，又可以有效抵抗链核盘菌属、核盘菌属、扩展青霉等真菌，对子囊菌、担子菌、半知菌等病原菌有良好的防效。目前已经广泛用于多种农作物的叶面喷雾和种子处理（包衣和拌种），也用于防治果蔬贮存中的腐烂病。

　 咯菌腈用于种子处理，1995年作为谷物种子包衣剂在法国首次销售，可防治种子带菌及土壤传播的真菌病害，同年作为叶面杀菌剂在该国销售。1997年进入日本市场，1997年咯菌腈+苯醚甲环唑+戊唑醇的三元复配制剂（Landor CT^®）在德国登记。另外还开发了谷物种子处理剂Beret Gold^®和水稻种子处理剂Celest^®。1998年咯菌腈以商品名“适乐时”（Celest^®）在中国登记，并获得行政保护。

　 在美国登记的20多个咯菌腈产品，其中许多为复配制剂；例如2004年咯菌腈+嘧菌酯+精甲霜灵的三元复配制剂Dynasty PD^®投放美国市场用于花生；2005年咯菌腈+噻虫嗪+精甲霜三元复配制剂CruiserMaxx Pak^®在美国市场用于防治大豆上的早期病虫害；2006年咯菌腈+噻虫嗪复配制剂CruiserMaxx Potatoe^®进入美国市场。目前咯菌腈在全球登记的产品可用于200多种作物，2001年销售额为0.33亿美元，2009年增至1.50亿美元，可见其增幅之大，2011年上升到2.55亿美元，2012年为2.80亿美元，2014年增至2.85亿美元。2009年~2014年复合年增长率达到13.7%，从中可见该产品的成长性非常好。

二、 作用机制

咯菌腈兼具有杀菌和抑菌作用。咯菌腈是抑制在渗透感应传输过程中具有信号作用的蛋白质致活酶PK-Ⅲ（kinase PK-Ⅲ），从而导致非磷酸化调节蛋白质（nonphosphorylatedre）浓度的增加，进而使渗透敏感的细胞分裂剂活化蛋白质酶分泌失常，最终导致病菌死亡。

　 咯菌腈对灰霉病的杀菌机制主要是干扰并破坏灰霉病菌的生物氧化和生物合成，即溶解灰霉病菌的菌体细胞壁，快速破坏灰霉病菌细胞壁膜上的疏水链，将病菌生命活动的主要物质蛋白质氧化溶解，破坏核酸蛋白质的合成。它用于种子处理，可防治种子带菌及土壤传播的真菌病害。因其独特的作用机制，属触杀性杀菌剂，持效期长，而且与现有杀菌剂无交互抗性，深受用户市场欢迎。

三、 作用特点

　 咯菌腈可作为叶面杀菌剂使用防治雪腐孢菌、小麦网星黑穗菌和作为立枯病菌等，且对灰霉病有特效。也可作为种子处理剂使用，用于谷类和非谷类作物防治种传和土传病菌，如曲霉属、链格孢属、镰孢菌屑、长蠕孢屑、丝核菌属和青霉菌属等病菌，还可用于防治果蔬贮存中的腐烂病。

　 使用咯菌腈具有如下特点：

（1） 高效和低毒：对子囊菌、担子菌、半知菌的许多病原菌有很好的防效。当用“适乐时”处理种子时，有效成分处理种子发芽时只有很少量被内吸；因具有触杀性，却可以杀死种子表皮及种皮内的病菌。

（2） 安全性好：推荐剂量下用药对作物安全和无药害。用作种子处理剂安全性非常好，不影响种子出苗，并能促进种子提前出苗。

（3） 持效期长：有效成分在土壤中几乎不移行，在种子周围形成一个稳定而持久的保护层，对作物根部能够提供长期保护，持效期长可以长达4个月以上。

（4） 储存和耐受性好：包衣种子可以直接播种，在适当贮存条件下也可放至下一季播种。用“适乐时”处理的种子在适宜的条件下可以存放3年，出芽率不会降低。

（5） 杀菌谱广：可防治小麦网星黑穗病、雪腐病、雪霉病、纹枯病、根腐病，大麦条纹病、网斑病、坚黑穗病，玉米青枯病、茎基腐病、猝倒病，棉花立枯病、红庸病、黑根病、炭疽病、种子腐烂病，大豆立枯病、根腐病，花生立枯病、茎腐病，水稻恶苗病、胡麻叶班病、早期叶瘟病、立枯病，油菜黑斑病、黑胫病，马铃薯立枯病、疮痂病，蔬菜枯萎病、炭疽病、褐斑病、蔓枯病。

四、 咯菌腈合成方法

　　据国内外文献专利报道，咯菌腈主要有以下几条合成路线：

（1） 以硝基邻苯二酚为起始原料，经醚化、氯化、氟化、还原等工艺制得中间体取代苯胺，再经重氮化后与丙烯腈反应，最后闭环得到咯菌腈产物。

（2）以取代的苯甲醛为起始原料，经缩合闭环得到咯菌腈产物。

（3）以氟化的环醚为起始原料，与丁基锂反应生成有机金属化合物，再与丙烯腈反应，最后闭环得到咯菌腈产物。

（4）以氟化的环醚或其衍生物为起始原料，经过Heek反应与丙烯腈作用，最后闭环得到咯菌腈产物。

（5） 以邻苯二酚为起始原料，与三氯甲烷在碱性条件下合成邻苯二酚缩甲醛，然后以氯气为氯化试剂与邻苯二酚缩甲醛发生自由基取代反应合成2,2-二氯邻苯二酚缩甲醛，再以氟化氢三乙胺为氟化试剂进行氟氯交换反应，然后与氯气发生亲电取代反应。然后再经硝化、还原得到中间体取代苯胺，再经重氮化后与丙烯腈反应，最后闭环得到咯菌腈产物。

　 国内李超等着重研究了咯菌腈合成工艺路线，对其合成方法实验室进行了一定的改进。首先以4-醛基-2,3-二氟苯并-1,3-间二氧杂环戊烯为原料，与氰基乙酰胺反应制得4-（2-氰基）丙烯酰胺-2,2-三氟苯并-1,3-间二氧杂环戊烯。然后该化合物与对甲苯磺酰甲基异腈（TOSMIC）闭环反应，经一锅法制得咯菌腈；反应总收率46.2%，含量（HPLC）99.8%。

　 黄晓瑛等研究一种咯菌腈合成的方法，以邻苯二酚为原料，经过醚化、氯化、氟化、酯化和环化5步反应合成咯菌腈，并在实验室优化其合成工艺。其工艺为：

　 第一步：以邻苯二酚为原料在无水碳酸钾和二甲基亚砜存在下，滴加二氯甲烷，反应毕，反应物冷却至室温。经过滤、洗涤、蒸馏、干燥得到无色透明液体的邻苯二酚缩甲醛产物，收率84.6%，含量95.7%。

　 第二步：邻苯二酚缩甲醛内加入偶氮二异丁腈和氯苯，通入氯气反应，反应毕，蒸除溶剂氯苯，减压蒸馏得到无色透明液体的2,2-二氯邻苯二酚缩甲醛产物。

　 第三步：2,2-二氯邻苯二酚缩甲醛与氟化氢三乙胺反应。反应毕，倒入冰水中，并用二氯甲烷萃取，水洗至中性。经干燥、常压脱溶、减压蒸馏得到无色透明液体的2,2-二氟邻苯二酚缩甲醛产物收率76.1%，含量95.0%。

　 第四步：2,2-二氟邻苯二酚缩甲醛与叔丁基锂的正己烷溶液在极低温（-70℃）下反应，然后再与乙氧基亚甲基氰基乙酸乙酯的四氢呋喃溶液反应。反应毕，水洗至中性，乙酸乙酯萃取，经干燥、减压蒸馏得到无色固体的2-氰基-3-（2,2-而氟苯并-1,3-间二氧杂环戊烯-4-基）-2-丙烯酸酯产物，收率69.8%，含量96.3%。

　 第五步：2-氰基-3-（2,2-氟苯并-1,3-间二氧杂环戊烯-4-基）-2-丙烯酸酯在二氯甲烷和氢氧化钾存在下与对甲苯磺酰甲基异腈二氯甲烷溶液反应，反应毕，经水解、过滤、水洗、重结晶得到白色固体咯菌腈产物，收率88.8%，含量97.5%。

　 该工艺路线总收率≥21%，纯度97.5%，具有反应条件温和、操作简、收率高、成本低的特点，适合工业化生产。

五、 理化性质和剂型

咯菌腈结构式如下：

咯菌腈纯品为无色无味结晶固体，纯度99.8%，咯菌腈熔点199.8℃，相对密度1.54（20℃）。25℃时溶解度：丙酮190mg/L、甲醇44mg/L、正辛醇20mg/L、甲苯2.7mg/L、己烷0.0078mg/L、水1.8mg/L，pH值5~9条件下不发生水解。

　 咯菌腈对小鼠急性经口LD50＞5000mg/kg和大鼠急性经皮LD50＞2000mg/kg，对兔眼睛和皮肤无刺激性。Ames等试验结果表明，不致畸、不发生突变、不致癌。

　 咯菌腈加工剂型较多：有WP、SC、FS、DS、WG，如50%WP、25%FS、50%WG等。

瑞士先正达作物保护公司在国内首先登记咯菌腈原药（95%）和250g/L咯菌腈FS。2012年8和10月浙江博仕达作物科技公司和上虞颖泰精细化工公司分别取得咯菌腈原药（97%和98%）正式登记，目前登记的咯菌腈原药还有西安近代（98%）、江苏苏滨生物农化（97%）、陕西美邦（97%）、浙江禾本（95%）、山东潍坊润丰化工（95%）、永乐生物科学（95%）、江苏如东众意化工（94%）等公司。

　 瑞士先正达公司在我国分别登记的剂型产品有50%咯菌腈WP用于菊花灰霉病的防治，喷雾使用；25%咯菌腈FS防治大豆和花生的根腐病、马铃薯黑痣病、棉花立枯病等；12%咯菌腈SC防治草坪褐斑病，喷雾使用。复配制剂有4.8%苯醚·咯菌腈FS，防治小麦散黑穗病，用于种子包衣；62%嘧环·咯菌腈WG防治观赏百合的灰霉病，喷雾使用；62.5g/L精甲（霜灵）·咯（菌腈）FS防治大豆根腐病和水稻恶苗病，用于种子包衣。

　 国内上虞颖泰精细化工公司分别登记了25%咯菌腈FS防治棉花立枯病，用于种子包衣；63%咯菌腈·嘧菌环胺（25+38）WG防治芒果树炭疽病，喷雾使用。

六、 应用例

（1）乔广行等采用菌丝生长抑制法，测定8种杀菌剂对3个不同多重抗药性番茄灰霉病菌株的生物活性。结果表明，8种杀菌剂中25%氟啶胺SC、50%咯菌腈WP与50%啶酰菌胺WG的抑菌效果最好，EC50值小于2mg/L。这3种杀菌剂中50%咯菌腈WP（EC50值分别为0.00916、0.0600和0.0311 mg/L）效果优于50%啶酰菌胺WG（EC50值分别为1.5820、0.1328和0.1325

mg/L），和25%氟吡菌酰胺SC（EC50值分别为3.1010、3.7545、7.0020mg/L）效果，但略低于25%氟啶胺SC（EC50值分别为0.0374、0.0387、0.0283mg/L）效果。

（2）刘颖超等用生长速率法测定了咯菌腈、多菌灵、硫菌·霉威、苯醚甲环唑4种药剂对草莓灰霉病的毒力，其EC50值分别为0.0472、95.7193、0.4854、1.3611mg/L，其中以咯菌腈的毒力最强。从田间试验防效来看，2.5%咯菌腈FS防治草莓灰霉病的使用量0.667hm2施药80~120mL，防效为83.7%。

（3）范志耀等采用生长速率法测定了咯菌腈分别与丁香菌酯、吡唑醚菌酯或苯醚甲环唑3种药剂复配对马铃薯早疫病菌的联合毒力。通过田间试验验证咯菌腈与其他药剂有增效作用的桶混产品对马铃薯早疫病的防治效果。结果表明：咯菌腈与上述3种药剂按9种配比混合物均无拮抗作用（增效系数均大于0.5），咯菌腈与苯醚甲环唑以5:1复配有明显的增效作用（增效系数SR 2.02）；咯菌腈与丁香菌酯或吡唑醚菌酯按9种配比混合物有加和作用（增效系数介于0.5~1.5之间），咯菌腈（50%咯菌腈WP）与苯醚甲环唑（10%苯醚甲环唑WG）以5:1桶混，并以105g/hm2的剂量施用，防效可达85%以上，增产率40%以上，显著高于同浓度单剂的防效和增产率。

（4）赵建江等研究了番茄灰霉病菌对咯菌腈敏感性及其与其他杀菌剂之间是否存在交互抗性的报道。结果表明：咯菌腈对（最敏感的）106株野生菌株的反应作为敏感基线，其EC50的平均值为（0.0135±0.0096）mg/L。咯菌腈对靶标菌作用机理新颖，与多菌灵、乙霉威、腐霉利、嘧霉胺和啶酰菌胺之间不存在交互抗性；对苯并咪唑类、N-苯氨基甲酸酯类、苯胺基嘧啶类和二甲酰亚胺类杀菌剂已产生抗性的灰葡萄孢仍具有很高的毒力，在田间对番茄灰霉病菌具有良好的防治效果，因此咯菌腈可广泛用于番茄灰霉病菌的防治。

（5）陈卫明等进行了3种杀菌剂对向日葵黑茎病拌种的药效试验。结果表明，出苗后35天防效最好，尤其以2.5%咯菌腈FS（先正达产品）用量11.25mL/hm2和9mL/hm2的防效最好，分别为83.4%和78.9%，优于50%多菌灵WP用量13.5mL/hm2和9 mL/hm2的防效（71.7%和66.8%），以及70%甲基硫菌灵WP用量13.5mL/hm2和9mL/hm2的防效（63.9%和60.1%）。

　 出苗后45天防效迅速下降，这期间2.5%咯菌腈FS用量11.25mL/hm2和9mL/hm2的防效分别为58.8%和53.7%，仍优于50%多菌灵WP用量13.5mL/hm2和9mL/hm2的防效（54.1%和46.0%），以及70%甲基硫菌灵WP用量13.5mL/hm2和9mL/hm2的防效（39.1%和35.8%）。

（6） 钱国华开展了噻虫嗪70%种子处理剂可分散粉剂加咯菌腈2.5%种子处理悬浮剂进行水稻种子包衣防虫壮苗效果研究。结果表明：该药剂组配进行种子包衣对秧苗期灰飞虱、稻蓟马效果显著，灰飞虱、稻蓟马虫量保持为0~8头/百株，秧田期只需移栽前用药一次，较常规防治少用药1次以上；对条纹叶枯病等病害具有很好的预防效果，有效避免了错过用药期或防效不佳现象产生。该药剂组配进行种子包衣对秧苗主根长和干物质积累有促进作用，有利于秧苗根系和植株生长，有利于培养大苗和壮苗。

（7）蒋代清等用适乐时种衣剂（2.5%咯菌腈FS）产品，受诺华（现先正达）公司委托在水稻上作应用效果试验。在江西早稻品种浓香16号（带有恶苗病菌）和三系杂交晚稻金优12，进行了两个品种设置适乐时种衣剂200、300、500ml/100kg种子和对照四个处理试验。结果表明：（1）对控制带菌种恶苗病的发生有明显的防治作用，随用量加大防治效果呈增长趋势。试验中，药种比300和500ml/100kg种子处理试验区未见恶苗病发生。从苗高和叶龄方面来看，各处理与对照相当，各包衣处理的单株带蘖数和秧苗地上部干重均显著多于对照，表明该药剂对秧苗生长有促进作用。

（2）包衣处理对不带菌的秧苗处理的秧苗单株带蘖数有较明显的增加，秧苗干物质积累优势明显，单位苗高干重也明显较大，这些均表明该药剂对秧苗综合素质的改善。

（3） 通过各处理实际结果看出，包衣各处理实际产量均明显高于对照，其中以药种比200ml/100kg种子产量最高（509.3kg/667m2），500ml/100kg种子和300ml/100kg种子的产量分别为471.0kg/667m2和469.6kg/667m2，而对照为443.0kg/667m2。

（8） 李红等人试验，用亮盾62.5克/升精甲·咯菌腈悬浮种衣剂（先正达公司）包衣稻种，对恶苗病有较好防效。试验在辽宁省盘锦、营口、东港、辽中四个地区进行，各地区分别用亮盾62.5克/升精甲·咯菌腈悬浮种衣剂按药种比1∶500和1∶400包衣稻种，种子经48小时风干后浸种7~10天，设用壮秧剂为对照。试验结果表明，营口、东港、辽中地区两种用药处理对恶苗病的防效分别达到97.6%、96.7%，95.5%、94.8%，93.7%、92.8%，防效明显好于壮秧剂处理。

（9） 咯菌腈作为一种新型杀菌剂，尚未在果蔬贮藏中大规模使用，谢永红等通过对青绿霉等真菌性病害防效的研究，通过病原菌感染法将柑橘青绿霉和灰霉病菌人工针刺接种到柑橘果实上，比较了20%咯菌腈、50%特克多、22.2%抑霉唑、50%多菌灵对柑橘果实贮藏病害的抑制效果。结果表明20%咯菌腈600g/L和20%咯菌腈+50%特克多配合使用，对柑橘青绿霉病的抑制效果明显，降低了果实感病率和腐烂率。Erram palli等同样采用病原接种法研究了苹果气调贮藏和冷藏青霉病的控制，300g/L咯菌腈可以完全抑制气调贮藏中噻菌灵的青霉菌，防效期达105天。这表明了低毒、低残留咯菌腈可以有效地控制柑橘绿霉、青霉病菌，可以解决柑橘青绿霉菌对噻菌灵、抑霉唑的抗药性问题。

七、 结语

　 咯菌腈是一种新颖广谱、非内吸性吡咯类杀菌剂，与其他类杀菌剂相比，属于高效、安全、低风险的农药。目前咯菌腈在全球登记的产品用于200多种作物，而且也是目前全球销售量最大的种子处理剂品种之一。咯菌腈杀菌剂既可以抑制孢子萌芽、细菌芽管生长、灰霉病菌菌丝体生长，又可以有效抵抗链核盘菌属、核盘菌属、扩展青霉等真菌等病原菌有良好的防效。

　 咯菌腈2014年全球销售额达到2.85亿美元，2009年~2014年复合年增长率达到13.7%，表明该产品成长性非常好，值得国内企业和用户关注和重视。