新型杀菌剂丙硫菌唑及其在水果上的应用

姚周麟 吴韶辉 黄振东 平新亮 王天玉 林 媚

（浙江省柑橘研究所 台州 318026）

丙硫菌唑（prothioconazole）是一种新型广谱三唑硫酮类杀菌剂，对白粉病、赤霉病、纹枯病、锈病等有很好的防治效果，不仅具有很好的内吸活性，优异的保护、治疗和铲除活性，持效期长。其作用机理是抑制真菌中甾醇的前体羊毛甾醇或2，4-亚甲基二氢羊毛甾14位上的脱甲基化作用。2004年以来，其已在多个国家登记注册，其中在美国、加拿大登记用于小麦、花生、蔬菜等多种作物上病害的防治。丙硫菌唑及其代谢产物硫酮菌唑（prothioconazoledesthio）均属于手性化合物，其结构式如图1所示。

图1 丙硫菌唑及其代谢产物硫酮菌唑的结构式

1 丙硫菌唑及其代谢产物的防效和应用

丙硫菌唑作为三唑类杀菌剂，具有较好的抗菌性。丙硫菌唑能抑制病原菌壳二孢疫病病菌种群[1]及孢子子囊萌发[2]、抑制镰刀菌枯萎病（FHB）[3]小麦眼斑病菌[4]、小麦褐斑病菌、条锈病菌和叶锈病菌[5]。83%丙硫菌唑原药对番茄叶霉病菌具有良好的抑制效果，其活性明显高于95%苯醚甲环唑原药；40%丙硫菌唑悬浮剂对番茄叶霉病具有良好的防治效果，且对番茄生长安全、环境和非靶标生物无不良影响[6]。

丙硫菌唑及其代谢产物硫酮菌唑对白色念珠菌固醇14-α-脱甲基酶（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杀真菌活性，R-丙硫菌唑和R-硫酮菌唑对病原菌的抑制能力分别是其S-对映异构体的6.262和19.954倍[8]，低浓度的R-丙硫菌唑就能有效抑制致癌真菌毒素。丙硫菌唑的手性选择性还体现在(-)-丙硫菌唑对小麦赤霉菌、稻瘟病菌、大斑病菌、小麦链格孢菌和枯萎病菌的抗菌活性比(+)-丙硫菌唑的高85～2768倍；(-)-丙硫菌唑对大型蚤的毒性比(+)-丙硫菌唑高2.2倍；(+)-对映体和(-)-对映体对大型蚤和蛋白核小球藻的毒性具有协同作用，外消旋体对水生生物的毒性更大[9]。

另外，丙硫菌唑可促进塑料降解，形成微塑料，并能抑制微塑料对Cr，As，Pb和Ba的吸附，促进植株对Cu的吸附[10]。

2 丙硫菌唑的降解和代谢

在稻田环境中，丙硫菌唑会迅速代谢为硫酮菌唑，在水稻及植株中的半衰期为2.5～10.1 d[11]。喷施到土壤中的丙硫菌唑会迅速转化为硫酮菌唑，且硫酮菌唑的残留浓度随时间的延长呈现先升高后降低的趋势，丙硫菌唑的半衰期为5.3d[12]。孙星等研究表明丙硫菌唑及硫酮菌唑在小麦植株中降解动态符合一级动力学指数模型[13]，丙硫菌唑在3个不用地区的小麦植株中的半衰期分别为4.4d、1.8d和3.3d，而硫酮菌唑分别为6.2d、2.9d和6.0d。

田间自然条件下，Wang等发现土壤中R-丙硫菌唑优先降解[14]，半衰期为6d内，蚯蚓的存在能加速其降解，可提高土壤中降解的对映选择性，S-丙硫菌唑被积累，Zhang等[15]的研究也证实了这一点。随后在5种不同土壤中的实验也表明R-丙硫菌唑均被优先降解[16]，硫酮菌唑在丙硫菌唑降解过程中迅速形成，随后硫酮菌唑对映异构体缓慢降解，存在轻微的对映体选择性，且有机物可以促进丙硫菌唑及其代谢产物的降解。

在温室条件下，R-丙硫菌唑在番茄、黄瓜和辣椒中被优先降解，硫酮菌唑对映体的浓度稳定地增加到最大值，然后逐渐减少，其中S-硫酮菌唑在番茄和黄瓜中优先降解，而R-硫酮菌唑在辣椒中优先降解[17]。在大鼠肝微粒体中，丙硫菌唑没有立体选择性，而其代谢产物硫酮菌唑有显著的立体选择性代谢，酶动力学的结果表明硫酮菌唑对映体与CYP酶的特异性结合亲和力不同[18]。

3 丙硫菌唑的毒理

丙硫菌唑可能会干扰甲状腺激素和芳烃受体，并引起内分泌干扰[19]。丙硫菌唑及其代谢产物硫酮菌唑具有内分泌干扰作用，通过影响多种核激素受体的功能来破坏内分泌系统的平衡，可能会影响人类的发育和生殖系统[20]。丙硫菌唑S-对映体比R-对映体具有更大的激素作用，其立体选择性内分泌干扰作用部分归因于对映体特异性受体结合亲和力。

丙硫菌唑对斑马鱼胚胎会产生一系列毒性症状，包括孵化抑制、体长缩短、心包囊肿和卵黄囊肿，引起明显的脂质过氧化和氧化损伤，参与脂质代谢的代谢物和基因也表现出显着变化[21]。斑马鱼胚胎暴露于0.85mg/L丙硫菌唑时，死亡率显显著加，孵化率显著下降；浓度高于0.43mg/L时，发育形态异常，如心脏和卵黄囊水肿，脊柱弯曲，尾巴畸形，体长缩短和眼面积减少，胚胎的心率在暴露时间内呈剂量依赖性降低[22]。硫酮菌唑在斑马鱼体内的急性毒性是母体的3.5倍，S型丙硫菌唑和硫酮菌唑的摄取速率比R型高，R-硫酮菌唑优先代谢[23]。丙硫菌唑对斑马鱼的毒性等级为中毒，在斑马鱼体内具有中等生物累积效应，因此在使用过程中，需要考虑其对水生生物的毒性和水生食物链的放大效应[24]。

硫酮菌唑在陆生动物中毒性更高、更持久。丙硫菌唑比硫酮菌唑更易被吸收，使其在蜥蜴中的相对生物利用度低于硫酮菌唑。与丙硫菌唑相比，硫酮菌唑的半衰期较长，在蜥蜴中优先积累。在所有组织中均观察到丙硫菌唑和硫酮菌唑的S对映体富集。证明了硫酮菌唑的较高生物利用度和持久性，增加了其生态风险[25]。另外，长期暴露于常规/正常剂量的丙硫菌唑下，工蜂和蜂王不受什么影响[26]。

4 丙硫菌唑的健康风险评估

丙硫菌唑和硫酮菌唑的每日允许摄入量分别为每人0.05和0.01mg/kg，对育龄妇女的急性参考剂量分别为每人0.8和0.01mg/kg[12]。根据饮食风险评估的结果，7d的采样间隔内，在大米中的残留水平对于中国不同人群的慢性和急性饮食风险处于可接受范围内[11]。

近年来，丙硫菌唑作为一种新颖的广谱杀菌剂备受关注，但由于其代谢产物对操作人员存在健康风险，导致其在中国的使用和登记受到限制。将丙硫菌唑制备为具有缓慢释放、可提高农药稳定性等特点的缓释制剂可有效改善其带来的健康风险问题[27]。

5 丙硫菌唑的检测方法

丙硫菌唑的外消旋检测方法包括高效液相色谱法、液质联用法[28-29]、气质联用法[30]和快检法等。采用高效液相色谱法的定量限（LOQ）均为 0.05mg/kg[12，31-33]。

质谱法是目前比较常用且检出限更低的方法，陈倩娟等[31]采用液相色谱-串联质谱法，定量限为0.1mg/kg。采用QuEChERS-HPLC-MS/MS法，定量限可达到0.02mg/kg[13]。Dong等[11]利用UPLC-MS/MS法对丙硫菌唑在稻米、稻壳和水稻植株中的残留进行分析，定量限小于0.01μg/g。Ivrigh等[32]开发了一种基于未修饰的银纳米聚合颗粒比色探针，在面粉和稻谷水等样品中最低定量限为1.7ng/mL。Zhou等[33]提出了一种基于一步法金纳米颗粒无标记比色法测定稻田水中丙硫菌唑的方法，检出限为0.38μg/L。

丙硫菌唑及其代谢产物硫酮菌唑均为手性化合物，目前有多种手性柱实现了硫酮菌唑对映体的基线分离[34]。如手性柱Lux Cellulose-3在流动相乙腈/水（40/60）下结合UPLC-MS/MS同时拆分了食品和环境样品中的丙硫菌唑及其代谢产物硫酮菌唑[15]。Zhang 等[16，18]进一步优化实验后，使用Lux-cellulose-1色谱柱手性分离了土壤和大鼠肝微粒体中的丙硫菌唑及其代谢物。Zhao等[35]采用Chiralpak IG柱，用HPLCMS联用拆分了水果和蔬菜中的丙硫菌唑。Wang等[14]发现水相中加入0.1%的甲酸对改善丙硫菌唑的峰形有很大的影响，采用Chiralcel OD-RH柱，流动相为乙腈/水(80/20)能实现很好的拆分效果。正相拆分主要是利用超临界流体色谱技术，Jiang等[36]采用EnantioPak OD柱，以CO2/2-丙醇（80/20，v/v）为流动相，测定了土壤和番茄中的丙硫菌唑对映体。Jiang等[17]采用Chiralcel OD-3色谱柱，以CO2-0.2%乙酸/5 mmol/L乙酸铵-2-丙醇（85/15，v/v）为流动相，在超临界流体色谱-串联三重四极杆质谱仪上实现了丙硫菌唑及其代谢产物硫酮菌唑在番茄，黄瓜和辣椒中的手性分离。

6 丙硫菌唑在果树上的应用

丙硫菌唑在我国于2018年首次登记获批，在柑橘及其他果树上已陆续开展应用。10mg/mL丙硫菌唑对杧果细菌性角斑病具有较好的防效，作为一种低毒高效的环境友好型药剂在杧果生产中推广[37]；20%丙硫唑悬浮剂500倍涂抹可以有效防治蓝莓溃疡病[38]；丙硫菌唑800倍液对金柑黑点型树脂病也有较好的防效[39]。

目前，在我国申请田间试验的丙硫菌唑产品较多，其中有许多复配产品，肟菌酯、戊唑醇、吡唑醚菌酯、异菌脲、嘧菌酯、氟嘧菌酯、精甲霜灵、多菌灵、咯菌腈+呋虫胺等都参与到丙硫菌唑的复配中，其在果树上的应用仍有待进一步研究，或许在在今后的市场中引起更大的反响。