葡萄病害綜合管理基礎知識系列:無機硫製劑與病害防治
上文說到,葡萄與很多種其它生物相伴相隨千萬年,早就形成了一種相互競爭的默契。與葡萄爭奪糖和其它營養的生物有各種機制擊破葡萄的防禦系統,葡萄則輪換著亮出各種招數。比如,當葡萄感知到難以抵禦其它生物的進攻時,就會誘導植物產生抗毒素和PR蛋白出來應敵。當發現已經有真菌或細菌侵入進木質部附近的時候,它就會在其維管束鞘和木質部薄壁細胞中積累硫元素來殺死這些病菌,所以,從表皮侵入並逐漸向維管束方向移動的白粉病病菌、黑痘病病菌等對含硫殺菌劑非常敏感,施用含硫肥料也可以提高葡萄對白粉病的抗性。而直接侵入到維管束內部的皮爾斯病菌之類的細菌,則可以規避葡萄的這個殺手鐧。
眾所周知,硫磺是一種很古老的消毒劑和殺菌劑。不說五千年文明的中國如何很久前就有使用硫磺的記載,在公元前1000年的古希臘時期,詩人Homer在其長篇敘事史詩中就曾經介紹過用硫磺消毒住房的方法。
1802年一個叫FORSYTH的人建議用生石灰、硫磺、煙草和接骨木芽的混合物防治果樹白粉病。
1840年代,為了防治從美洲傳到歐洲的葡萄白粉病,法國人開始使用石灰與硫磺熬制的石硫合劑。
用石灰和硫磺熬制的帶有濃烈臭雞蛋味的香油色半透明液體,偏鹼性,腐蝕性很強。其中的殺蟲殺菌成分主要是多硫化鈣。當把藥液噴施在植物體表面上以後,多硫化鈣與空氣相接觸,在水、氧氣和二氧化碳的作用下逐漸解析出極微小的硫元素顆粒,發揮殺菌和殺蟲的效果。因為石硫合劑偏鹼性和較強的腐蝕性,對介殼蟲及其卵也有不錯的防效。
硫磺為什麼能夠殺菌,對其殺菌原理的認知卻存有爭議。
有兩種說法,一種是噴布在葉表面的無機硫在氧氣、露水、光等多因素作用下,轉變成二氧化硫或三氧化硫來殺菌,也有人認為是硫在葉表面上的酵母菌作用下產生硫化氫來毒死病菌,但大量實驗發現這些說法並不靠譜,硫化氫並不能直接殺死植物上的致病菌;另一種說法是,一些植物病原真菌的細胞中含有較多的脂肪類物質,使親脂性強的硫粒子滲透進病菌的細胞中。硫粒子本身就是對生物細胞有毒的東西,它干擾了細胞在呼吸過程中的能量傳遞,耗盡了產生底物的能量和代謝所需要的ATP而致毒的。目前,後一種說法已經被大多數人所認可。對葡萄抗病機理的研究也證實了這一點。
市場上早就有硫懸浮劑、硫磺水分散粒劑等無機硫殺菌劑。近幾年硫磺水分散粒劑大有替代石硫合劑的趨勢。
那麼,這些無機硫製劑和石硫合劑都有哪些特點和使用上的注意事項呢?
首先,在殺菌原理上是相似的,都是硫微粒起作用。只不過石硫合劑還具有較強的腐蝕性,對介殼蟲的效果更好一些,鹼性條件下,石硫合劑在植物體表面解析出來的元素硫殺菌活性更強,但藥害風險也更大;
其次,都是緩慢釋放出硫微粒來發揮殺菌作用,持效期長、但硫磺水分散粒劑對作物更安全,也比石硫合劑使用更簡便,幾乎對皮膚沒有明顯的刺激性;
第三,無機硫製劑中硫微粒的大小在效果上和安全性上有明顯差別,大量實驗證明,硫微粒的直徑太大,在植物體表面上的分散性和覆蓋度很差,但過細卻又會聚結成團,也容易直接通過氣孔進入植物組織內而發生藥害,還會刺激產生更多的葉蟎,因為蟎喜歡粉塵。這就對含硫製劑的加工工藝有了較高的要求--更多較細的粒度以達到更好的效果,緩慢釋放的速率以保證對植物的安全,且不易引起蟎類的猖獗;
第四,一些植物對無機硫製劑很敏感,不能或慎重使用,葡萄則可以在秋冬落葉後或春季萌芽前使用含硫製劑清園。在石硫合劑溶液中添加硫酸亞鐵可以降低對植物的毒性和藥害風險;
第五,黑痘病病菌、白粉病病菌等真菌對無機硫製劑敏感,灰霉病菌則對其不敏感,儘管霜霉病病菌對硫也很敏感,但外用硫製劑中的硫難以進入更親水的霜霉病病菌細胞內,在藥效上也可能會不理想;
第六,硫有同素異形體之別,非晶態硫比晶體硫的殺菌活性更高;
第七,高溫(尤其是氣溫超過30℃時),幼嫩的器官,潮濕的空氣,這些條件下都很容易造成植物藥害。
參考資料:
1、Cyorgy Matolcsy等,Pesticide Chemistry;
2、Markus Kellar,The Science of Grapevines:anatomy and physiology;
3、徐漢虹,植物化學保護
※葡萄病害綜合管理基礎知識系列:為什麼葡萄果實轉色以後很少發生白粉病
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