新型殺菌劑丙硫菌唑及其在水果上的應(yīng)用

姚周麟 吳韶輝 黃振東 平新亮 王天玉 林 媚

（浙江省柑橘研究所 臺(tái)州 318026）

丙硫菌唑（prothioconazole）是一種新型廣譜三唑硫酮類殺菌劑，對(duì)白粉病、赤霉病、紋枯病、銹病等有很好的防治效果，不僅具有很好的內(nèi)吸活性，優(yōu)異的保護(hù)、治療和鏟除活性，持效期長(zhǎng)。其作用機(jī)理是抑制真菌中甾醇的前體羊毛甾醇或2，4-亞甲基二氫羊毛甾14位上的脫甲基化作用。2004年以來(lái)，其已在多個(gè)國(guó)家登記注冊(cè)，其中在美國(guó)、加拿大登記用于小麥、花生、蔬菜等多種作物上病害的防治。丙硫菌唑及其代謝產(chǎn)物硫酮菌唑（prothioconazoledesthio）均屬于手性化合物，其結(jié)構(gòu)式如圖1所示。

圖1 丙硫菌唑及其代謝產(chǎn)物硫酮菌唑的結(jié)構(gòu)式

1 丙硫菌唑及其代謝產(chǎn)物的防效和應(yīng)用

丙硫菌唑作為三唑類殺菌劑，具有較好的抗菌性。丙硫菌唑能抑制病原菌殼二孢疫病病菌種群[1]及孢子子囊萌發(fā)[2]、抑制鐮刀菌枯萎?。‵HB）[3]小麥眼斑病菌[4]、小麥褐斑病菌、條銹病菌和葉銹病菌[5]。83%丙硫菌唑原藥對(duì)番茄葉霉病菌具有良好的抑制效果，其活性明顯高于95%苯醚甲環(huán)唑原藥；40%丙硫菌唑懸浮劑對(duì)番茄葉霉病具有良好的防治效果，且對(duì)番茄生長(zhǎng)安全、環(huán)境和非靶標(biāo)生物無(wú)不良影響[6]。

丙硫菌唑及其代謝產(chǎn)物硫酮菌唑?qū)Π咨钪榫檀?4-α-脫甲基酶（CaCYP51）均有活性[7]，能抑制CaCYP51的活性。硫酮菌唑比丙硫菌唑具有更高的殺真菌活性，R-丙硫菌唑和R-硫酮菌唑?qū)Σ≡囊种颇芰Ψ謩e是其S-對(duì)映異構(gòu)體的6.262和19.954倍[8]，低濃度的R-丙硫菌唑就能有效抑制致癌真菌毒素。丙硫菌唑的手性選擇性還體現(xiàn)在(-)-丙硫菌唑?qū)π←湷嗝咕⒌疚敛【?、大斑病菌、小麥鏈格孢菌和枯萎病菌的抗菌活性?+)-丙硫菌唑的高85～2768倍；(-)-丙硫菌唑?qū)Υ笮驮榈亩拘员?+)-丙硫菌唑高2.2倍；(+)-對(duì)映體和(-)-對(duì)映體對(duì)大型蚤和蛋白核小球藻的毒性具有協(xié)同作用，外消旋體對(duì)水生生物的毒性更大[9]。

另外，丙硫菌唑可促進(jìn)塑料降解，形成微塑料，并能抑制微塑料對(duì)Cr，As，Pb和Ba的吸附，促進(jìn)植株對(duì)Cu的吸附[10]。

2 丙硫菌唑的降解和代謝

在稻田環(huán)境中，丙硫菌唑會(huì)迅速代謝為硫酮菌唑，在水稻及植株中的半衰期為2.5～10.1 d[11]。噴施到土壤中的丙硫菌唑會(huì)迅速轉(zhuǎn)化為硫酮菌唑，且硫酮菌唑的殘留濃度隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，丙硫菌唑的半衰期為5.3d[12]。孫星等研究表明丙硫菌唑及硫酮菌唑在小麥植株中降解動(dòng)態(tài)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)指數(shù)模型[13]，丙硫菌唑在3個(gè)不用地區(qū)的小麥植株中的半衰期分別為4.4d、1.8d和3.3d，而硫酮菌唑分別為6.2d、2.9d和6.0d。

田間自然條件下，Wang等發(fā)現(xiàn)土壤中R-丙硫菌唑優(yōu)先降解[14]，半衰期為6d內(nèi)，蚯蚓的存在能加速其降解，可提高土壤中降解的對(duì)映選擇性，S-丙硫菌唑被積累，Zhang等[15]的研究也證實(shí)了這一點(diǎn)。隨后在5種不同土壤中的實(shí)驗(yàn)也表明R-丙硫菌唑均被優(yōu)先降解[16]，硫酮菌唑在丙硫菌唑降解過(guò)程中迅速形成，隨后硫酮菌唑?qū)τ钞悩?gòu)體緩慢降解，存在輕微的對(duì)映體選擇性，且有機(jī)物可以促進(jìn)丙硫菌唑及其代謝產(chǎn)物的降解。

在溫室條件下，R-丙硫菌唑在番茄、黃瓜和辣椒中被優(yōu)先降解，硫酮菌唑?qū)τ丑w的濃度穩(wěn)定地增加到最大值，然后逐漸減少，其中S-硫酮菌唑在番茄和黃瓜中優(yōu)先降解，而R-硫酮菌唑在辣椒中優(yōu)先降解[17]。在大鼠肝微粒體中，丙硫菌唑沒(méi)有立體選擇性，而其代謝產(chǎn)物硫酮菌唑有顯著的立體選擇性代謝，酶動(dòng)力學(xué)的結(jié)果表明硫酮菌唑?qū)τ丑w與CYP酶的特異性結(jié)合親和力不同[18]。

3 丙硫菌唑的毒理

丙硫菌唑可能會(huì)干擾甲狀腺激素和芳烴受體，并引起內(nèi)分泌干擾[19]。丙硫菌唑及其代謝產(chǎn)物硫酮菌唑具有內(nèi)分泌干擾作用，通過(guò)影響多種核激素受體的功能來(lái)破壞內(nèi)分泌系統(tǒng)的平衡，可能會(huì)影響人類的發(fā)育和生殖系統(tǒng)[20]。丙硫菌唑S-對(duì)映體比R-對(duì)映體具有更大的激素作用，其立體選擇性內(nèi)分泌干擾作用部分歸因于對(duì)映體特異性受體結(jié)合親和力。

丙硫菌唑?qū)Π唏R魚胚胎會(huì)產(chǎn)生一系列毒性癥狀，包括孵化抑制、體長(zhǎng)縮短、心包囊腫和卵黃囊腫，引起明顯的脂質(zhì)過(guò)氧化和氧化損傷，參與脂質(zhì)代謝的代謝物和基因也表現(xiàn)出顯著變化[21]。斑馬魚胚胎暴露于0.85mg/L丙硫菌唑時(shí)，死亡率顯顯著加，孵化率顯著下降；濃度高于0.43mg/L時(shí)，發(fā)育形態(tài)異常，如心臟和卵黃囊水腫，脊柱彎曲，尾巴畸形，體長(zhǎng)縮短和眼面積減少，胚胎的心率在暴露時(shí)間內(nèi)呈劑量依賴性降低[22]。硫酮菌唑在斑馬魚體內(nèi)的急性毒性是母體的3.5倍，S型丙硫菌唑和硫酮菌唑的攝取速率比R型高，R-硫酮菌唑優(yōu)先代謝[23]。丙硫菌唑?qū)Π唏R魚的毒性等級(jí)為中毒，在斑馬魚體內(nèi)具有中等生物累積效應(yīng)，因此在使用過(guò)程中，需要考慮其對(duì)水生生物的毒性和水生食物鏈的放大效應(yīng)[24]。

硫酮菌唑在陸生動(dòng)物中毒性更高、更持久。丙硫菌唑比硫酮菌唑更易被吸收，使其在蜥蜴中的相對(duì)生物利用度低于硫酮菌唑。與丙硫菌唑相比，硫酮菌唑的半衰期較長(zhǎng)，在蜥蜴中優(yōu)先積累。在所有組織中均觀察到丙硫菌唑和硫酮菌唑的S對(duì)映體富集。證明了硫酮菌唑的較高生物利用度和持久性，增加了其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[25]。另外，長(zhǎng)期暴露于常規(guī)/正常劑量的丙硫菌唑下，工蜂和蜂王不受什么影響[26]。

4 丙硫菌唑的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

丙硫菌唑和硫酮菌唑的每日允許攝入量分別為每人0.05和0.01mg/kg，對(duì)育齡婦女的急性參考劑量分別為每人0.8和0.01mg/kg[12]。根據(jù)飲食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果，7d的采樣間隔內(nèi)，在大米中的殘留水平對(duì)于中國(guó)不同人群的慢性和急性飲食風(fēng)險(xiǎn)處于可接受范圍內(nèi)[11]。

近年來(lái)，丙硫菌唑作為一種新穎的廣譜殺菌劑備受關(guān)注，但由于其代謝產(chǎn)物對(duì)操作人員存在健康風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致其在中國(guó)的使用和登記受到限制。將丙硫菌唑制備為具有緩慢釋放、可提高農(nóng)藥穩(wěn)定性等特點(diǎn)的緩釋制劑可有效改善其帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題[27]。

5 丙硫菌唑的檢測(cè)方法

丙硫菌唑的外消旋檢測(cè)方法包括高效液相色譜法、液質(zhì)聯(lián)用法[28-29]、氣質(zhì)聯(lián)用法[30]和快檢法等。采用高效液相色譜法的定量限（LOQ）均為 0.05mg/kg[12，31-33]。

質(zhì)譜法是目前比較常用且檢出限更低的方法，陳倩娟等[31]采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法，定量限為0.1mg/kg。采用QuEChERS-HPLC-MS/MS法，定量限可達(dá)到0.02mg/kg[13]。Dong等[11]利用UPLC-MS/MS法對(duì)丙硫菌唑在稻米、稻殼和水稻植株中的殘留進(jìn)行分析，定量限小于0.01μg/g。Ivrigh等[32]開發(fā)了一種基于未修飾的銀納米聚合顆粒比色探針，在面粉和稻谷水等樣品中最低定量限為1.7ng/mL。Zhou等[33]提出了一種基于一步法金納米顆粒無(wú)標(biāo)記比色法測(cè)定稻田水中丙硫菌唑的方法，檢出限為0.38μg/L。

丙硫菌唑及其代謝產(chǎn)物硫酮菌唑均為手性化合物，目前有多種手性柱實(shí)現(xiàn)了硫酮菌唑?qū)τ丑w的基線分離[34]。如手性柱Lux Cellulose-3在流動(dòng)相乙腈/水（40/60）下結(jié)合UPLC-MS/MS同時(shí)拆分了食品和環(huán)境樣品中的丙硫菌唑及其代謝產(chǎn)物硫酮菌唑[15]。Zhang 等[16，18]進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)后，使用Lux-cellulose-1色譜柱手性分離了土壤和大鼠肝微粒體中的丙硫菌唑及其代謝物。Zhao等[35]采用Chiralpak IG柱，用HPLCMS聯(lián)用拆分了水果和蔬菜中的丙硫菌唑。Wang等[14]發(fā)現(xiàn)水相中加入0.1%的甲酸對(duì)改善丙硫菌唑的峰形有很大的影響，采用Chiralcel OD-RH柱，流動(dòng)相為乙腈/水(80/20)能實(shí)現(xiàn)很好的拆分效果。正相拆分主要是利用超臨界流體色譜技術(shù)，Jiang等[36]采用EnantioPak OD柱，以CO2/2-丙醇（80/20，v/v）為流動(dòng)相，測(cè)定了土壤和番茄中的丙硫菌唑?qū)τ丑w。Jiang等[17]采用Chiralcel OD-3色譜柱，以CO2-0.2%乙酸/5 mmol/L乙酸銨-2-丙醇（85/15，v/v）為流動(dòng)相，在超臨界流體色譜-串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜儀上實(shí)現(xiàn)了丙硫菌唑及其代謝產(chǎn)物硫酮菌唑在番茄，黃瓜和辣椒中的手性分離。

6 丙硫菌唑在果樹上的應(yīng)用

丙硫菌唑在我國(guó)于2018年首次登記獲批，在柑橘及其他果樹上已陸續(xù)開展應(yīng)用。10mg/mL丙硫菌唑?qū)x果細(xì)菌性角斑病具有較好的防效，作為一種低毒高效的環(huán)境友好型藥劑在杧果生產(chǎn)中推廣[37]；20%丙硫唑懸浮劑500倍涂抹可以有效防治藍(lán)莓潰瘍病[38]；丙硫菌唑800倍液對(duì)金柑黑點(diǎn)型樹脂病也有較好的防效[39]。

目前，在我國(guó)申請(qǐng)?zhí)镩g試驗(yàn)的丙硫菌唑產(chǎn)品較多，其中有許多復(fù)配產(chǎn)品，肟菌酯、戊唑醇、吡唑醚菌酯、異菌脲、嘧菌酯、氟嘧菌酯、精甲霜靈、多菌靈、咯菌腈+呋蟲胺等都參與到丙硫菌唑的復(fù)配中，其在果樹上的應(yīng)用仍有待進(jìn)一步研究，或許在在今后的市場(chǎng)中引起更大的反響。