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氯化苦土壤熏蒸剂发展与应用现状

杀菌杀线剂发展与应用现状

作者:乔 康 更新时间:2015-02-27

   设施蔬菜是目前我国农业中最有活力的产业,在现代农业及农村经济发展中的作用和地位十分突出。然而,随着设施蔬菜的专业化和规模化生产的发展,连作障碍问题也日益突出,造成蔬菜持续生产障碍,设施土壤连作障碍已成为制约设施蔬菜发展的重大难题。

   连作障碍主要是由真菌、细菌、线虫、病毒、杂草、地下害虫和啮齿动物等病虫害引起。而土传病虫害是引起土壤连作障碍的主要原因,研究表明,采用熏蒸剂进行土壤消毒、添加土壤益生菌、增施有机肥及轮作换茬等是目前用于克服土壤连作障碍的主要农艺措施。

1  土壤消毒的优点

   单一接触性农药的使用,易造成农药残留、地下水污染、抗药性问题,同时由于土壤施药困难,因此难以取得理想的效果。而熏蒸剂在土壤中具有移动性,可达到土壤的各个部位,因而可取得良好的效果。

   1937年,Shepard等人深入研究认为,甲基溴(溴甲烷)比常用的熏蒸剂氰氢酸和氯化苦更为广谱和有效,对根结线虫、病原菌、地下害虫和杂草均有很好的效果,因此甲基溴的应用范围逐渐扩大。目前,甲基溴已商品化使用超过60年,在全球广泛用于土壤消毒,耐久贮藏品、易腐果品和建筑物消毒。可用于控制真菌、细菌、土传病毒、昆虫、螨类、线虫和啮齿动物。

   美国于1961年登记使用甲基溴。直到20世纪70年代甲基溴才作为农药广泛应用于土壤、仓储农产品和其他方面。在20世纪80年代末和90年代初,甲基溴是美国最常用的5种农药之一,其中75%用于种植前土壤熏蒸。

2  甲基溴存在的问题

   甲基溴作为一种高效的种植前土壤熏蒸剂,因其广谱、高效、移动性好等优点而被广泛使用,但因其能破坏大气臭氧层,蒙特利尔议定书规定发达国家于2005年淘汰,发展中国家在2015年前全面淘汰甲基溴。因此,从根结线虫防治和环境保护角度考虑,减少甲基溴的逸散和寻找甲基溴的替代品进而淘汰甲基溴势在必行。

表1  甲基溴淘汰时间表

发达国家

发展中国家

1995年冻结在1991年基线

2002年冻结在1995—1998年的平均水平

1999年减少25%

2005年减少20%

2001年减少50%


2003年减少70%


2005年全部淘汰

2015年全部淘汰

   当今,农药的开发和使用显著受到环境的制约,全球制定了许多农药管理条例、公约等,以保护环境,如《巴塞尔公约》、《维也纳公约、蒙特利尔议定书》、《蒙特利尔修正案》、《伦敦修正案》、《哥本哈根修正案》、《鹿特丹公约(PIC公约)》、《斯德哥尔摩公约(POPs公约)》、《北京修正案》等。

3  甲基溴替代品

   甲基溴替代品包括化学替代品、非化学替代品、化学与非化学联合技术。

3.1  甲基溴主要化学替代品

表2  甲基溴主要化学替代品

化学替代品

病虫害防治效果

存在问题

病原菌

线虫

杂草

氯化苦

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1,3-二氯丙烯(1,3-D)

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病原菌+杂草防效差

异硫氰酸甲酯产生物

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移动性较差

甲基碘

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成本较高

磷化氢及其产生物

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抗药性

二甲基二硫

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硫酰氟

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环氧丙烷

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叠氮化钠

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溴丙炔

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3.1.1  氯化苦

 

   1934年,氯化苦作为一种作物种植前的土壤消毒剂而得到广泛地应用。我国从20世纪50年代起开始使用,目前主要作为土壤熏蒸和粮库使用,但使用量不大。

   氯化苦是当前世界上应用最广泛和用量最高的土壤熏蒸剂。需要专门的机械施用。

   与甲基溴相比,氯化苦对大气臭氧层无破坏作用,并且其在光照条件下降解速度很快,对环境污染的压力小。有研究表明,氯化苦在环境中的降解主要是依赖于土壤微生物,在25℃下,68%~92%氯化苦被土壤微生物降解。

   到目前,氯化苦的杀线虫机理仍未研究清楚,但通常认为其能与破坏细胞内多个靶标的生物硫醇发生作用。

   氯化苦杀菌活性卓越。据报道,氯化苦能有效防治如镰刀菌属、疫霉属、腐霉属、喙担子菌属、丝核菌属、刺盘孢属、轮枝菌属、柱果霉属等土传病原真菌。通常与其他熏蒸剂如甲基溴、1,3-二氯丙烯、甲基碘、威百亩和metam potassium混用。

   

3.1.2  1,3-二氯丙烯(1,3-D)

   在很多高附加值农作物产品上,1,3-二氯丙烯(1,3-D)可以作为一种防治植物病原线虫的有效的甲基溴替代物。然而,有研究表明,这种化学品对杂草效果一般或是无效。但是,这一点国际上存在很大争议。现在1,3-D多与其他熏蒸剂或是非熏蒸剂如除草剂联合使用以增加其对杂草的防治效果。目前,1,3-D和氯化苦混用被认为是甲基溴土壤消毒最好的替代品之一。

   1,3-D主要用途为土壤熏蒸杀线虫剂,当1,3-D注入土壤后,很快蒸发为1,3-D蒸汽,并在土壤颗粒间扩散,最终溶解于土壤内的水中,从而起到杀灭有害生物的效果。

   1,3-D在土壤和水中的残留会对环境和人类健康造成较大压力。然而,这方面的研究存在争议,也有研究结果表明1,3-D施用之后对地下水污染风险较低。