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    小麥赤霉病（Fusarium head blight）是最具有破壞性的小麥病害之一，被視為小麥的“癌癥”。在我國赤霉病主要發生在長江中下游和華南冬麥區及東北春麥區東部，黃河流域及其他地區也有發生。小麥赤霉病嚴重影響產量，而且影響小麥品質，造成麥粒積累大量脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）、3-乙酰基脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（3-AcDON）等毒素，不僅會影響麥粒的萌發，而且會導致人畜中毒，嚴重時會導致胎兒畸形，致孕婦流產，致癌，甚至致死。

    目前，在有關小麥赤霉病防治報道中，培育抗病品種、農業防治和化學農藥防治等措施為常見的防治手段。選育抗性品種雖然可以從根本上解決赤霉病的危害，但是育種周期長，成本高，且轉基因品種還存在很大爭議。目前赤霉病的防治主要還是依賴于化學農藥，其見效快、成本低。然而，長期大量使用單一農藥品種，導致不少地區已經有關于赤霉病抗藥性報道。因此，對小麥赤霉病的防治一方面需要開發新型、高效、低殘留的農藥；另一方面加強混配制劑的研究，配制合理、高效、延緩產品抗性并能擴大殺菌譜的混劑產品。因此，本文對我國登記用于小麥赤霉病防治的藥劑及具有潛在開發價值的部分活性化合物結構進行綜述，為小麥赤霉病防治工作和產品研發提供參考。

    01、防治小麥赤霉病藥劑登記現狀

    截至2021年12月2日，我國登記注冊并且仍在有效使用期限內防治小麥赤霉病的農藥共有368種，其中單劑有153種，混劑有215種，單劑有效成分僅有22種（表1）。按結構類型劃分有三唑類、苯并咪唑類、氰基丙烯酸酯類等8類農藥。

    1.1  三唑類

    三唑類殺菌劑為C14-脫甲基化抑制劑，通過阻止麥角甾醇的生物合成，破壞菌體細胞膜功能，達到抑菌作用。目前登記用于小麥赤霉病上的三唑類農藥有戊唑醇、丙硫菌唑、葉菌唑、三唑酮、氟環唑、丙環唑、己唑醇、苯醚甲環唑、烯唑醇、粉唑醇，其中三唑酮、丙環唑、苯醚甲環唑、烯唑醇僅以復配形式登記。三唑類殺菌劑機制獨特并有較好的防效功能，以及具有廣譜、內吸、低毒等優良特性。國內外已經有幾十年有關三唑類農藥防治小麥赤霉病的研究的歷史，雖然已經有報道顯示三唑類殺菌劑防效降低現象，甚至產生抗藥性，但其復配藥劑仍然能有效防治小麥赤霉病。王平山等對粉唑醇、環丙唑醇、氟環唑和戊唑醇混用防治小麥赤霉病進行了田間藥效試驗，發現粉唑醇與戊唑醇、氟環唑與戊唑醇混用對赤霉病具有一定的防效，并且環丙唑醇與戊唑醇復配對赤霉病的防效較好。相關研究表明，室內毒力和田間藥效高的殺菌劑有戊唑醇、丙硫菌唑、葉菌唑等。

    （1）戊唑醇

    戊唑醇英文通用名：Tebuconazole，分子式：C16H22ClN3O，由拜耳公司于1986年開發，是市面上防治小麥赤霉病常見藥劑，在我國主要以混劑形式登記，與其復配的有咪鮮胺、甲基硫菌靈、肟菌酯、吡唑醚菌酯、醚菌酯等17種有效成分。張海燕等研究發現戊唑醇單劑或復配劑1次用藥既能高效控制小麥赤霉病，又能有效控制小麥籽粒DON毒素不超標。2021年，陳莉等報道戊唑醇對采集自河南省北部和中部地區的小麥赤霉病菌有較高的抑菌效果，EC50值分別為0.332 4和0.351 2 mg/L。朱保平等研究表明戊唑醇與咪鮮胺的復配能夠極好的防治小麥赤霉病，顯著提高小麥產量。宋陽陽等研究了湖北省小麥赤霉病菌對戊唑醇等的敏感性，發現戊唑醇對湖北省小麥赤霉病菌依然具有較高的敏感性，EC50平均值為0.181 μg/mL。2020年，周華飛等報道，利用LAMP-PCR技術檢測江蘇鹽城市、溧陽市和南通市通州區小麥赤霉病原菌的優勢種群，發現亞細亞鐮孢為優勢小種，占比100%，禾谷鐮孢占比僅為11.33%，并且未發現戊唑醇產生抗藥性。但相關研究表明河南省等已經出現了對戊唑醇敏感性下降的小麥赤霉病菌亞群體。

    （2）丙硫菌唑

    丙硫菌唑的英文通用名：Prothioconazole，分子式：C14H15Cl2N3OS，由拜耳公司研發，并于2004年在英國和德國上市，2018年才在我國獲得登記。截至2021年12月，僅有3個產品登記用于防治小麥赤霉病，其中有2個混劑，分別與多菌靈和戊唑醇復配。2021年王栓等報道了丙硫菌唑對禾谷鐮孢菌具有較好的抑制效果，EC50值為1.747 0 μg/mL，與氰烯菌酯、咯菌腈和氟唑菌酰羥胺等作用機制不同的殺菌劑復配對小麥赤霉病均表現為增效或者相加作用，與上述3種藥劑進行交替或者復配使用，延緩藥劑抗性產生。2021年，殷毅凡等報道用植保無人飛機噴施丙硫菌唑納米水性化制劑對小麥赤霉病的防效優異，顯著優于多菌靈、甲基硫菌靈等不同有效成分，并且在減量前提下還優于有效成分相同的常規農藥。目前丙硫菌唑在我國登記用于小麥赤霉頰骨防治的劑為懸浮劑和可分散油懸浮劑，因此新型劑型的研發可以在提高防治防盜的同時，適用于新型植保機械。雖然丙硫菌唑在我國登記時間較短，但是由于其與戊唑醇等藥劑作用機制相同等因素，不少地區已有抗藥性報道記錄。2021年，李夢婷報道了不同地區菌株對丙硫菌唑敏感性差異較大，其中安徽定遠、壽縣和蕪湖等地的菌株已經對丙硫菌唑產生了抗藥性，并且發現因長期使用丙硫菌唑藥劑而對小麥赤霉病產生抗性的菌株會導致菌株DON毒素含量上升，應與其無交互抗性的氰烯菌酯和咪鮮胺交替使用。

    （3）葉菌唑

    葉菌唑的英文通用名：Metconazole，分子式C17H22ClN3O。1986年首次合成成功，由殼牌和日本吳羽于1993年上市，2005年被巴斯夫收購。目前，僅安道麥輝豐（江蘇）有限公司的8%葉菌唑懸浮劑登記用于防治小麥赤霉病。2020年，李永平等報道了安徽鳳臺、江蘇宜興地區利用葉菌唑防治小麥赤霉病取得優異防效，平均防效大于85%，均有保產增產效果。2020年，劉程程等報道了葉菌唑對禾谷鐮孢菌有較好的抑制效果，EC50值為0.016 3～0.038 3 μg/mL，與戊唑醇、咪鮮胺、丙硫菌唑和氟啶胺混配表現出相加及增效作用，與上述藥劑混配可以延緩抗藥性。2018年王長青等報道克菌丹與葉菌唑復配對小麥赤霉病有一定防效，防效在86%以上，并且對小麥沒有藥害，使用安全，增產明顯。葉菌唑防治譜廣，并對小麥赤霉病防效優異，其專利已經過保護期，近年來其與戊唑醇等藥劑復配在麥區的市場前景進一步凸顯，但我國暫無混配制劑登記，因此應加強對混劑登記，以擴大防治譜及延緩抗藥性。

    1.2  苯并咪唑類

    苯并咪唑類農藥是一類以具有殺菌活性的苯并咪唑環為母體的有機殺菌劑，其作用機制是與真菌β-微管蛋白結合，阻止細胞紡錘絲的形成，進而干擾有絲分裂，達到殺死小麥赤霉病原菌的目的。目前登記用于防治小麥赤霉病的苯并咪唑類農藥有多菌靈、甲基硫菌靈、丙硫唑，共有201個產品登記。

    （1）多菌靈

    多菌靈英文通用名：Carbendazim，分子：為C9H9N3O2。多菌靈為目前登記用于防治小麥赤霉病最多的藥劑，其中混劑有83個，主要與三唑酮、福美雙、戊唑醇、咪鮮胺錳鹽等14種有效成分復配。此類藥劑抗性問題比較突出，王晉麗測定了2018—2020年采自河南、安徽和江蘇等省份的赤霉病原菌對多菌靈等常用藥劑的抗藥性，發現江蘇省的多菌靈抗性菌株比例平均值為38.07%；安徽省均值為12.50%；河南省平均值為4.95%。2020年，周華飛等報道了江蘇地區小麥赤霉病原菌種群對傳統藥劑的抗性結果，發現江蘇地區已經對多菌靈產生了嚴重抗性，抗性頻率為26.3%～54.5%。張穗等研究了2013—2015年上海小麥赤霉病對多菌靈抗性水平，雖然對多菌靈敏感的小麥赤霉病菌株的平均EC50值呈逐年遞減趨勢，但是對于抗性病株EC50值的抗性呈遞增趨勢，2015年達到高抗水平，且抗藥性菌株出現的頻率增高，遺傳性穩定。出現多菌靈抗性病株EC50值與秸稈還田年限增加呈現出正相關性的現象，建議秸稈還田歷史較長的地區應該盡量少用多菌靈。相關研究表明，多菌靈的使用會引起小麥籽粒DON毒素增加，主要原因是多菌靈可以促進禾谷鐮刀菌體內乙酰輔酶A產生，上調DON毒素合成。

    （2）甲基硫菌靈

    甲基硫菌靈英文通用名：Thiophanate-methyl，分子式：C12H14N4O4S2。其內吸性和持效性比多菌靈好，防效也高于多菌靈，常與戊唑醇、己唑醇、福美雙等藥劑復配。2015年，黃世廣等研究發現高劑量的甲基硫菌靈對小麥赤霉病防效優異，防效達90%以上，優于多菌靈。其與多菌靈存在交互抗性，一般在生產上不要混配使用。

    1.3  咪唑類

    目前，登記用于小麥赤霉病的咪唑類農藥主要為咪鮮胺及其鹽類。截至2021年12月，共有60個產品登記，其中混劑49個，主要與戊唑醇、噻霉酮、吡唑醚菌酯、嘧菌酯、丙環唑、福美雙、甲硫靈等復配。

    （1）咪鮮胺英文通用名：Prochloraz，分子式：C15H16Cl3N3O2。其為麥角甾醇脫甲基化抑制劑，通過抑制14a-脫甲基酶的活性而阻止麥角甾醇的生物合成，導致細胞膜功能異常，達到抑菌殺菌目的。目前小麥赤霉病病原菌對咪鮮胺的敏感性依然較高，鮮有關于產生抗藥性的報道。馬雪莉等研究表明禾谷鐮刀菌對咪鮮胺非常敏感，其EC50值為0.058 mg/L，比多菌靈和己唑醇的殺菌活性更好，當其與嘧菌酯按4∶2混配時，具有增效作用，殺菌活性比咪鮮胺單劑更高，可以用于防治對多菌靈產生抗性的禾谷鐮刀菌。張春梅等利用戊唑·咪鮮胺防治小麥赤霉病，發現其防效較好，在江蘇睢寧試驗點防效達87.62%～91.36%，江蘇里下河地區試驗點達87.4%～91.4%。尹軍良等利用咪鮮胺與氰烯菌酯復配防治小麥赤霉病原菌，發現其抑菌水平遠遠大于單劑，兩者增效系數也大于7，EC50值為0.018 46 μg/L。

    （2）咪鮮胺錳鹽、咪鮮胺銅鹽不僅具有優異的殺菌功能，而且對小麥安全，對環境影響小。2018年，亢曉麗報道了40%咪鮮胺銅鹽·氟環唑懸浮劑對小麥赤霉病的防效達90.95%，優于45%戊唑·咪鮮胺水乳劑。蔣志新等63.5%咪鮮胺錳鹽·多菌靈WP對小麥赤霉病有較好的防效，一次用藥即有較好的效果，可達84%左右，且對小麥安全。

    1.4  丙烯酸酯類

    丙烯酸酯類殺菌劑分為兩類，一類為甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑，是目前全球銷售額較大的殺菌劑，其通過抑制電子在細胞色素間傳遞，進而阻止了ATP的形成，抑制細胞線粒體呼吸，達到殺菌的目的。目前登記用于防治小麥赤霉病的甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑有烯肟菌酯、吡唑醚菌酯、嘧菌酯、醚菌酯、肟菌酯。登記有效期內共有49個農藥產品，主要為混劑，占比85.7%。登記條數最多的為吡唑醚菌酯，其次為肟菌酯，烯肟菌酯登記最少，僅有1個產品，為烯肟·多菌靈。另一類為氰基丙烯酸酯類，僅有氰烯菌酯，登記產品共4個，混劑主要與戊唑醇劑己唑醇復配。

    （1）吡唑醚菌酯

    吡唑醚菌酯的通用名：Pyraclostrobin，分子式：C19H18N3O4Cl。由巴斯夫公司于1993年研發成功，2002年上市。吡唑醚菌酯具有廣闊的殺菌譜，保護作物及提高產量等作用，對小麥赤霉病也有較好的防效。劉同金等于2019年報道了吡唑醚菌酯在安徽和山東地區小麥上的防效，發現兩地防效均在78.33%以上，但在山東地區吡唑醚菌酯的防效低于多菌靈，而安徽則高于多菌靈。由于其抗性是非可逆性，且復配藥劑對小麥赤霉病的防效比單劑更高，復配藥劑還可以延緩抗藥性，因此推薦其與戊唑醇、氟環唑、咪鮮胺、多菌靈等復配防治小麥赤霉病。有研究表明，吡唑醚菌酯單劑與戊唑醇等復配對小麥赤霉病有一定防效，但其不能有效控制小麥籽粒DON毒素，遠差于氰烯菌酯和戊唑醇等。

    （2）氰烯菌酯

    氰烯菌酯英文通用名：Phenamacril，分子式：C12H12N2O2，是由江蘇省農藥研究所于1998年發現的高效、低毒、對環境友好的肌球蛋白抑制劑。與甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑能刺激赤霉病菌產生毒素不同，氰烯菌酯則通過抑制DON毒素小體的形成，顯著降低毒素的合成。相關研究表明，其對小麥赤霉病的防效比目前生產上廣泛應用的多菌靈和戊唑醇更好，并且即使麥粒受到禾谷鐮刀菌侵染，依然能夠有效地控制DON毒素積累。2020年，豐越研究發現，氰烯菌酯與丙硫菌唑和戊唑醇復配對小麥赤霉病的防效分別達91.43%和83.39%，其處理小區的小麥籽粒中真菌毒素含量均在0.02 mg/kg以下。2019年，張春云等報道了氰烯·戊唑醇、氰烯菌酯對小麥赤霉病的防效分別達98.47%、97.45%，優于戊唑·咪鮮胺等藥劑防效，同時能較好地控制真菌毒素。由于其獨特的作用機理，氰烯菌酯已成為各省植保站及政府防治赤霉病的首推藥劑。值得注意的是，氰烯菌酯與目前現有的殺菌劑無交互抗性，建議生產上不要單用，可以選擇復配藥劑，增強效果，延緩抗藥性。

    1.5  酰胺類

    酰胺類殺菌劑已經有50多年的應用歷史，主要通過干擾病原菌的呼吸鏈電子傳遞從而達到殺菌的效果。目前登記防治小麥赤霉病的酰胺類殺菌劑僅有3個產品，為萎銹靈與戊唑醇復配及氟唑菌酰羥胺單劑。

    氟唑菌酰羥胺英文通用名：Pydiflumetofen，分子式：C16H16Cl3F2N3O2，是先正達開發的新型琥珀酸脫氫酶抑制劑（SDHI）類殺菌劑，于2017年上市，2019年在我國獲得登記。它對小麥赤霉病原菌抑制效果及DON毒素防效均非常優異。2021年，陳宏州等發現其對禾谷鐮刀菌菌絲生長抑制活性要高于咪鮮胺、戊唑醇、丙硫菌唑、多菌靈等藥劑。然而，氟唑菌酰羥胺作用位點比較單一，其抗性發展水平較高，建議與不同作用機理的藥劑復配使用或者輪換使用，如丙環唑、戊唑醇等。2021年，楊健等發現氟唑菌酰羥胺與丙環唑防效優異，1次防效達90.6%。

    1.6  其他

    除上述農藥類別外，登記用于防治小麥赤霉病的還有生物農藥和多靶標位點類農藥等。登記期內的生物農藥共有38個產品，主要涉及低聚糖素、氨基寡糖素、多抗霉素、申嗪霉素、四霉素、枯草芽孢桿菌、蠟質芽孢桿菌、多粘類芽孢桿菌KN-03及井岡霉素及其復配等。多靶標位點類有福美雙、百菌清，在登記有效期內共有39個產品，由于此類殺菌劑對小麥赤霉病的毒力不強，一般與戊唑醇、咪鮮胺、多菌靈等復配使用。

    02、文獻報道的部分活性化合物結構

    2.1  國外報道

    2021年4月先正達在專利WO2021074309、WO2021074311分別公布了1-（3-喹啉基）-3,4-二氫異喹啉衍生物和1-（3-喹啉基）-1,2,3,4-四氫異喹啉衍生物。專利WO2021074309包含187個化合物，結構通式見圖1。當衍生物處理濃度為20 mg/L，24℃下處理3～4 d后，其中的131個化合物對黃色鐮刀菌（Fusarium culmorum）的抑制率超過80%；當濃度為200 mg/kg時，溫度為20℃，相對濕度為60%條件下處理6～8 d，其中的20個化合物同時對Fusariumculmorum、禾谷鐮刀菌（Fusarium graminearum）的抑制率超過80%。專利WO2021074311中，化合物1和化合物2（圖2）對Fusarium graminearum的抑制率超過80%，并且化合物1同時對Fusarium culmorum有優異的抑制率。

    2.2  國內報道

    華中師范大學專利CN107372496A公布了苯肼基酮類化合物3和4，當濃度為20 mg/L時，對小麥赤霉病的抑制率分別達85.4%和93.9%。蘭州大學專利CN109717198B和CN110447651B分別公布了新白葉藤堿衍生物和喹唑啉酮類化合物。專利CN109717198B中的化合物5、化合物6、化合物7、化合物8和化合物9對小麥赤霉病有優異的抑制率，顯著優于嘧菌酯，當濃度為50 mg/L時，對小麥赤霉病菌的抑制率分別為95.98%、100.66%、99.98%、91.27%和90.46%；當濃度為25 mg/L時，對小麥赤霉病的抑制率分別為87.74%、99.98%、95.75%、84.68%和88.06%。專利CN110447651B中的化合物10和11在濃度為50 mg/L時，對小麥赤霉病抑制率超過85%。江蘇省農藥股份有限公司報道了（Z）-3-亞氨基-1-丙烯醇類化合物12對小麥赤霉病菌的抑制率達100%，田間病指防效達89.62%，顯著優于常規藥劑多·酮可濕性粉劑，而且顯著降低小麥籽粒中DON毒素。

    李安邦等將噻吩環引入吡唑酰胺類殺菌劑的骨架中，設計并合成了24個吡唑聯噻吩甲酰胺類衍生物（圖4），并對其抑菌活性進行研究。生物活性測試結果表明化合物13對小麥赤霉病菌的EC50為28.9 μmol/L，對小麥赤霉病病菌抑制率為88.7%，并且對草莓灰霉病、水稻紋枯病和馬鈴薯早疫病病菌有較好的抑制率。王維等基于活性亞結構拼接原理，將1,3,4-二唑與2,2-二氟-1,3-苯并二茂結合，合成了9個結構新穎的2,2-二氟-1,3-苯并二茂類衍生物，其中化合物14在100 mg/L下對小麥赤霉病菌、蘋果樹腐爛病菌和番茄灰霉病菌的抑制活性為100%。左懷龍等將二苯醚結構單元引入3,4-二氫異喹啉母核中，設計合成了15個新型的異喹啉衍生物，其中化合物15對小麥赤霉病菌的抑菌率為83.3%，遠優于血根堿（64.2%）和百菌清（57.7%）。同時對油菜菌核病菌、水稻紋枯病菌等有較好的抑制作用。

    03、小結與展望

    小麥赤霉病是世界性病害，主要高發于我國長江中下游和黃淮小麥產區，年發病面積超過1億畝，對小麥的產量和品質產生嚴重影響的同時還造成籽粒積累DON毒素，危害人類健康。化學防治依然是赤霉病防治的主要措施，目前登記在小麥赤霉病上的農藥產品共有368種，其中混劑占比58.4%，主要包括三唑類、苯并咪唑類、甲氧基丙烯酸酯類和氰基丙烯酸酯類等。在登記農藥中，老品種農藥登記占比較高，如多菌靈，共有118個產品在登記有效期；甲基硫菌靈，共有82個產品，而近年來登記的新有效成分氟唑菌酰羥胺、葉菌唑、丙硫菌唑占比少，分別登記了2、1、3個產品。部分地區已經出現小麥赤霉病對多菌靈、丙硫菌唑等藥劑產生抗藥性，并且對小麥赤霉病產生抗性的菌株會導致菌株DON毒素含量上升，嚴重影響小麥產量和品質。

    小麥赤霉病的防治要遵循“主動出擊，科學用藥”。這不僅要注意不同作用機制的藥劑混用和輪換使用來延長農藥產品的使用壽命，同時要選擇對降低毒素作用較強的農藥。在對多菌靈和丙硫菌唑等產生抗性的地區，建議選擇氰烯菌酯、戊唑醇、咪鮮胺、氟唑菌酰羥胺等及其復配進行防治。此外，不斷開發高效、低殘留、新型作用機制的產品是解決小麥赤霉病抗性問題的有效途徑，也是未來防治小麥赤霉病的一個重要研究方向。