柏亞羅，陳燕玲

(江蘇省農(nóng)藥協(xié)會農(nóng)藥資訊網(wǎng)，南京 210024)

水稻、果樹和蔬菜(簡稱“果蔬”)、大豆、谷物、玉米是全球五大作物，其農(nóng)藥市場占作物農(nóng)藥75%以上份額，其中水稻農(nóng)藥市場約占作物農(nóng)藥市場10%，而85%水稻農(nóng)藥市場又集中于亞太地區(qū)。作為亞太地區(qū)前3 強，中國、日本、印度占該地區(qū)水稻農(nóng)藥市場70%以上份額。亞太地區(qū)，尤其是中國、日本、印度，往往成為水稻農(nóng)藥新產(chǎn)品上市的前沿陣地。

除草劑是水稻農(nóng)藥市場主力，約占40%份額。水稻除草劑不僅是全球研發(fā)熱門領域，而且不乏環(huán)庚草醚、四氟咯草胺、環(huán)噠嗪草酯等全新作用機理的新產(chǎn)品上市。國內(nèi)企業(yè)也在水稻除草劑市場持續(xù)發(fā)力，并有三唑磺草酮、吡唑喹草酯、苯嘧草唑等多款專利產(chǎn)品上市或即將上市。在水稻除草劑市場，新老產(chǎn)品既頻繁更迭，又交相輝映，共同肩負水稻田雜草的有效防控。

1 全球作物農(nóng)藥市場

基于標普全球大宗商品洞察(S&P Global Commodity Insights)作物科學團隊統(tǒng)計分析[1]，2022 年，全球農(nóng)藥銷售額達877 億美元，同比增長9.2%；作物農(nóng)藥銷售額787.15 億美元，同比增長9.9%，在過去10 年增速最快，其中，除草劑、殺蟲劑、殺菌劑銷售額分別為371.50 億、196.55 億、196.46 億美元，同比分別增長13.9%、6.3%、7.4%，分別占作物農(nóng)藥市場47.20%、24.97%、24.96%。

2022 年，美洲地區(qū)以2 位數(shù)增長率領銜；盡管亞太地區(qū)增長率稍遜，但銷售額仍居各大地區(qū)之首。亞太、拉美、歐洲、北美、中東及非洲五大地區(qū)作物農(nóng)藥銷售額分別為250.82 億、220.69 億、157.15 億、133.66 億、24.84 億美元，同比分別增長5.0%、16.8%、6.3%、14.4%、5.8%，分別占作物農(nóng)藥市場31.86%、28.04%、19.96%、16.98%、3.16%。巴西作為全球第一大農(nóng)藥市場國家，2022 年作物農(nóng)藥銷售額138.00 億美元。中國作為全球最大農(nóng)藥生產(chǎn)商，在2021 年50 家領先農(nóng)藥公司中有27 家。中國農(nóng)藥出口對市場和產(chǎn)品價格都影響重大。

果樹和蔬菜(果蔬)為全球最大作物農(nóng)藥市場，2022 年銷售額173.07 億美元，同比增長2.9%，占作物農(nóng)藥市場21.99%。其后依次為大豆124.95 億美元(+18.0%，占15.87%)、谷物124.94 億美元(+13.9%，占15.87%)、玉米100.69 億美元(+13.8%，占12.79%)、水稻92.67 億美元(+3.8%，占11.77%)、棉花39.20 億美元(+16.7%，占4.98%)、糖料作物33.69 億美元(+9.1%，占4.28%)、油菜28.21 億美元(+23.3%，占3.58%)、向日葵11.79 億美元(+6.7%，占1.50%)、其他57.94 億美元(占7.36%)。

基于標普全球大宗商品洞察預測，2023 年全球農(nóng)藥市場或?qū)⒔抵?021 年水平，且主要是農(nóng)藥價格下降所致。

2 全球水稻農(nóng)藥市場

多年來，水稻農(nóng)藥市場約占作物農(nóng)藥市場10%份額，如2022 年為11.77%、2019 年為10.2%，以下基于2019 年數(shù)據(jù)分析總結全球水稻農(nóng)藥市場[2]。

亞太是全球最大水稻種植和消費地區(qū)，也是全球第一大水稻農(nóng)藥市場，2019 年銷售額51.33 億美元，占全球水稻農(nóng)藥市場84.27%(表1)。中國和印度是亞太兩大水稻種植國，2019 年中國和印度水稻種植面積和產(chǎn)量分別占全球45.7%和53.6%。2019 年全球水稻農(nóng)藥市場依次是中國29.0%、日本18.5%、印度12.5%、越南5.8%、韓國5.4%、巴西3.1%、泰國3.1%、美國2.9%、其他19.7%。且中國、日本和印度占據(jù)亞太地區(qū)水稻農(nóng)藥市場71.23%。

表1 2019 年全球四大地區(qū)領先水稻農(nóng)藥市場

拉美是繼亞太之后全球第二大水稻農(nóng)藥市場，2019 年銷售額4.65 億美元，占全球水稻農(nóng)藥市場7.63%(表1)。其中，巴西位居第一，占該地區(qū)水稻農(nóng)藥市場40.43%。

北美2019 年水稻農(nóng)藥銷售額1.89 億美元，占全球水稻農(nóng)藥市場3.10%(表1)。其中，美國占北美水稻農(nóng)藥市場92.59%。

歐洲2019 年水稻農(nóng)藥銷售額1.23 億美元，占全球水稻農(nóng)藥市場2.02%(表1)。意大利和西班牙占該地區(qū)水稻農(nóng)藥市場83.74%。

2019 年全球水稻除草劑、殺蟲劑、殺菌劑銷售額分別為23.65 億、21.30 億、14.84 億美元，各占水稻農(nóng)藥市場38.83%、34.97%、24.36%。不難看出，水稻除草劑市場地位最為重要。

3 水稻農(nóng)藥市場領先國家及產(chǎn)品

2019 年前十大水稻除草劑國家：日本、中國、印度、韓國、美國、越南、巴西、泰國、意大利、哥倫比亞；前十大水稻除草劑：氰氟草酯、草甘膦、五氟磺草胺、丁草胺、丙草胺、雙草醚、敵稗、滅草松、芐嘧磺隆、二氯喹啉酸。其中，日本主要產(chǎn)品：草甘膦、雙唑草腈、滅草松、氰氟草酯、溴丁酰草胺、嗪吡嘧磺隆、嘧氟磺草胺、呋喃磺草酮、草銨膦等；中國主要產(chǎn)品：氰氟草酯、五氟磺草胺、草甘膦、丁草胺、丙草胺、芐嘧磺隆、雙草醚、滅草松等；印度主要產(chǎn)品：雙草醚、丙草胺、丁草胺、吡嘧磺隆、芐嘧磺隆、丙炔草酮、甲磺隆等[2]。

2019 年前十大水稻殺蟲劑國家：中國、印度、日本、越南、韓國、印尼、泰國、菲律賓、巴西、哥倫比亞；前十大水稻殺蟲劑：氯蟲苯甲酰胺、阿維菌素、吡蟲啉、吡蚜酮、氟蟲腈、蘇云金桿菌、呋蟲胺、殺螺胺、殺螟丹、噻蟲嗪。其中，中國主要產(chǎn)品：阿維菌素、氯蟲苯甲酰胺、吡蟲啉、吡蚜酮、殺螺胺、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、毒死蜱等；印度主要產(chǎn)品：氯蟲苯甲酰胺、殺螟丹、呋蟲胺、氟苯蟲酰胺、噻蟲嗪、氟蟲腈、噻嗪酮、氟啶蟲酰胺、吡蚜酮等[2]。

2019 年前十大水稻殺菌劑國家：中國、日本、印度、越南、韓國、印尼、巴西、泰國、哥倫比亞、意大利；前十大殺菌劑：三環(huán)唑、苯醚甲環(huán)唑、己唑醇、嘧菌酯、戊唑醇、丙環(huán)唑、稻瘟靈、肟菌酯、異噻菌胺、百菌清。其中，中國主要產(chǎn)品：三環(huán)唑、稻瘟靈、己唑醇、苯醚甲環(huán)唑、丙環(huán)唑、井岡霉素、多菌靈、百菌清等；日本主要產(chǎn)品：異噻菌胺、霉靈、百菌清、種菌唑、有效霉素(即井岡霉病)、四氯苯酞、噻酰菌胺等；印度主要產(chǎn)品：戊唑醇、己唑醇、嘧菌酯、肟菌酯、三環(huán)唑、代森錳鋅、醚菌酯、苯醚甲環(huán)唑、丙環(huán)唑等[2]。

4 水稻除草劑產(chǎn)品研發(fā)

水稻生產(chǎn)中，抗性雜草問題日益突出，尤其是抗性稗草、千金子發(fā)展迅速，防除難度越來越大[3]。近30 年，水稻抗性雜草種群數(shù)量急劇增加，已有80 余種雜草生物型產(chǎn)生抗性[4]。因此，研究開發(fā)新型安全、高效的水稻除草劑具有重要意義。

為解決水稻田抗性雜草防除難題，新型除草劑研發(fā)成為熱點，上市產(chǎn)品不斷升級，后續(xù)產(chǎn)品持續(xù)跟進，為水稻田雜草有效防控構建了較為完整的產(chǎn)品體系。

水稻田禾本科雜草除草劑，種植前使用的除草劑主要為禾草敵等；苗前除草劑主要有丁草胺等；苗后除草劑主要有莎稗磷、氰氟草酯、四唑酰草胺、溴丁酰草胺等；苗前、苗后皆可使用的除草劑主要有苯噻酰草胺、嘧草醚、二氯喹啉酸、嘧氟磺草胺、唑草胺、嗪草酮等[5]。

水稻田闊葉雜草除草劑，有苗前、苗后都可使用的唑吡嘧磺隆、氯吡嘧磺隆等；有苗后除草劑甲磺隆、滅草松、四唑嘧磺隆、2,4-滴等[5]。

2,4-滴、丁草胺、敵稗等是40 年前水稻除草劑主打產(chǎn)品，且有些產(chǎn)品目前仍在一些國家占據(jù)重要市場地位。但隨著杜邦(現(xiàn)科迪華)磺酰脲類除草劑，尤其是1984 年芐嘧磺隆的上市，導致水稻除草劑市場發(fā)生革命性變化。盡管芐嘧磺隆兼防禾本科雜草和闊葉雜草，但其仍多與其他產(chǎn)品復配以擴大防除譜、增強禾本科雜草防除效果。值得一提的還有日產(chǎn)化學吡嘧磺隆、武田唑吡嘧磺隆等磺酰脲類除草劑?；酋ｋ孱惓輨┑某晒﹂_發(fā)，也導致其不能有效防控的莎草和多年生雜草野荸薺、矮慈姑等除草劑成功開發(fā)[5]。

1988 年以來，上市的禾本科雜草除草劑主要有巴斯夫二氯喹啉酸和環(huán)苯草酮、陶氏益農(nóng)(現(xiàn)科迪華)氰氟草酯、組合化學嘧草醚和嘧氟磺草胺(pyrimisulfan)、住友化學唑草胺、拜耳四唑酰草胺、安萬特(現(xiàn)拜耳)嗪草酮、東部韓農(nóng)唑酰草胺、先正達環(huán)酯草醚等[5]。上市的交叉防除譜除草劑主要有組合化學雙草醚和fenoxasulfone、LG 化學嘧啶肟草醚、Tokuyama Soda 噻吩草胺、日本史迪士雙環(huán)磺草酮、意賽格嘧苯胺磺隆、住友化學丙嗪嘧磺隆、陶氏益農(nóng)(現(xiàn)科迪華)五氟磺草胺、北興化學三唑酰草胺、Kyoyu Agri 雙唑草腈和cyclopyranil、日產(chǎn)化學嗪吡嘧磺隆、拜耳氟酮磺草胺、陶氏益農(nóng)(現(xiàn)科迪華)氯氟吡啶酯、住友化學epyrifenacil、富美實二氯異草酮和四氟咯草胺等[2,5]。

5 近期研發(fā)的部分水稻除草劑

“抗藥性”是一把雙刃劍，既困擾著全球有害生物的有效控制，同時又推動了農(nóng)藥產(chǎn)品的更新?lián)Q代。輪換使用不同作用機理的除草劑，不僅可以有效防控水稻雜草，而且可以延緩抗藥性。水稻除草劑作用機理豐富多樣，主要有乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制劑、乙酰輔酶A 羧化酶(ACCase)抑制劑、原卟啉原氧化酶(PPO)抑制劑、合成激素類、對羥基苯基丙酮酸雙氧化酶(HPPD)抑制劑、脫氧-D-木酮糖磷酸合成酶(DOXP)抑制劑、脂肪酸硫酯酶(FAT)抑制劑、二氫乳清酸脫氫酶(DHODH)抑制劑、尿黑酸茄尼基轉(zhuǎn)移酶(HST)抑制劑等。除草劑作用機理不同，抗藥性風險不同，如HPPD 抑制劑、合成激素類除草劑等抗性風險較低。

5.1 對羥基苯基丙酮酸雙氧化酶(HPPD)抑制劑

對羥基苯基丙酮酸雙氧化酶(HPPD)廣泛存在于需氧生物體內(nèi)，主要參與生物體內(nèi)酪氨酸代謝。HPPD 抑制劑類除草劑持續(xù)領漲除草劑市場[3]，它們通過抑制對羥基苯基丙酮酸雙氧化酶活性，使酪氨酸代謝產(chǎn)物對羥基苯基丙酮酸轉(zhuǎn)化為尿黑酸過程受阻，導致生育酚、質(zhì)體醌無法正常合成，進而影響靶標體內(nèi)類胡蘿卜素生物合成，促使植物分生、新生組織產(chǎn)生白化癥狀，最終導致植株死亡。國際除草劑抗性行動委員會(HRAC)將該類除草劑歸為第27 組[3]。

5.1.1 三唑磺草酮

近年來，清原作物科學有限公司連續(xù)公布10 余個新農(nóng)藥，成為全球商業(yè)化除草劑有效專利數(shù)量領先公司。2018—2020 年，清原上市4 個專利化合物，包括用于小麥田雙唑草酮、環(huán)吡氟草酮，用于玉米田苯唑氟草酮，用于水稻田三唑磺草酮。2024—2026 年，公司還將上市新型水稻田除草劑氟砜草胺，小麥田除草劑甲氧嘧草肟，非選擇性除草劑氟氯氨草酯、氟草啶、唑草啶，棉花、大豆等作物除草劑溴草松等。

三唑磺草酮(圖1，英文通用名：tripyrasulfone，開發(fā)代號：QYR301，商品名：稻裕、稻谷盈、賽丹等)是清原推出的全球首例安全用于水稻苗后莖葉處理防除禾本科雜草的HPPD 抑制劑類除草劑[6]。

三唑磺草酮殺草譜廣，苗后莖葉處理，防除水稻禾本科雜草和部分闊葉雜草，對稗草、千金子、鴨舌草、鱧腸、碎米莎草、稻稗等活性較高，尤其對多抗性稗草、抗性千金子表現(xiàn)出很好的防效，并能有效抑制澤瀉、野慈姑等闊葉雜草。對水稻安全，適用于水稻移栽田和直播田。與水稻常用除草劑無交互抗性，可有效防除水稻田對ALS 抑制劑、ACCase 抑制劑類除草劑產(chǎn)生抗性的稗屬雜草，以及對ACCase 抑制劑類產(chǎn)生抗性的千金子，是重要的抗性管理工具[6]。

2020 年1 月7 日，江蘇清原農(nóng)冠雜草防治有限公司95%三唑磺草酮原藥、6%三唑磺草酮可分散油懸浮劑、28%敵稗·三唑磺草酮(25%敵稗+3%三唑磺草酮)可分散油懸浮劑在我國取得登記[7]。2020 年春季，2 個制劑產(chǎn)品在我國上市。

2035 年12 月30 日，三唑磺草酮在中國的化合物專利(CN105399674B)到期。

5.1.2 氟砜草胺

氟砜草胺(圖2，英文通用名：flusulfinam，開發(fā)代號：KAI-151162，商品名：稻普瑞等)是清原自主研發(fā)的最新一代HPPD 抑制劑類水稻除草劑[8]。

圖2 氟砜草胺結構式

氟砜草胺為首個含硫手性除草劑，安全、高效、廣譜，兼具莖葉和土壤活性，能有效防除稗草、馬唐、千金子等禾本科雜草及部分闊葉雜草、莎草，對抗ACCase 抑制劑稗草、千金子及日照飄拂草等防效優(yōu)異。對水稻極其安全，對粳稻、秈稻安全性沒有差異。

2022 年4 月，氟砜草胺在柬埔寨獲得全球首登；2024 年有望在我國登記和上市。

5.1.3 吡唑喹草酯

從結構上看，HPPD 抑制劑類除草劑涉及多個化學類型，如三酮類、吡唑酮類、異唑酮類等。近年來，華中師范大學楊光富教授團隊通過研究，創(chuàng)制了多款基于喹唑啉二酮類全新骨架的HPPD 抑制劑類除草劑，如高粱專用選擇性除草劑喹草酮、水稻除草劑吡唑喹草酯等。并通過與先達股份共同成立的“先達創(chuàng)新研究院”，將這些創(chuàng)制產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化。

吡唑喹草酯(圖3，英文通用名：pyraquinate，開發(fā)代號：CDH18119，商品名：道清揚)是基于喹唑啉二酮結構的苯甲酰吡唑類除草劑，不僅在喹唑啉二酮母體結構的基礎上引入吡唑基團，而且在吡唑環(huán)的5-位上成功引入N,N-二乙基氨基甲酸基團，不僅提高產(chǎn)品生物活性，而且增加化合物的作物選擇性[3]。

圖3 吡唑喹草酯結構式

吡唑喹草酯開創(chuàng)了HPPD 抑制劑類除草劑安全應用于所有水稻品種的先河。按照產(chǎn)品推薦方法使用，該產(chǎn)品對雜交稻、常規(guī)秈稻、粳稻、糯稻安全；對人和動物安全性高。

吡唑喹草酯高效、低毒、低殘留，具有很強的內(nèi)吸傳導性和速效性，對大齡、高密度雜草表現(xiàn)較好的防效，通過莖葉噴霧，有效防除水稻千金子、蟣子草、低齡稗草、碎米知風草(亂草)、稻李氏禾、雙穗雀稗、江稗(菰)等雜草及抗性雜草。

吡唑喹草酯可以作為抗性管理的重要工具，防除對ALS 抑制劑、ACCase 抑制劑、激素類除草劑產(chǎn)生抗性的禾本科雜草，對抗性千金子防效突出。

吡唑喹草酯即將完成登記，預計2024 年在我國上市。先達股份也在東南亞、中亞、非洲、拉美等眾多市場開展該產(chǎn)品的登記工作。

2039 年4 月3 日，吡唑喹草酯在中國的化合物專利(CN110357860B)到期。

5.1.4 Fenquinotrione

Fenquinotrione(圖4，開發(fā)代號：KIH 3653，商品名：Effeeda)是由日本組合化學研發(fā)的新型HPPD抑制劑類除草劑，是含有氧代喹喔啉結構的新穎三酮類產(chǎn)品[2]。

圖4 Fenquinotrione 結構式

Fenquinotrione 主要用于水稻田防除闊葉雜草、禾本科雜草、莎草，包括雨久花屬、莎草屬、莧屬雜草等，如牛毛氈、螢藺、眼子菜、水莎草、矮慈姑、窄葉澤瀉等；也用于谷物；并能防除對ALS 抑制劑類除草劑產(chǎn)生抗性的雜草。苗前或苗后早期使用[2]。

2018 年，fenquinotrione在日本登記和上市；2019 年，住友化學上市Maslao (唑吡嘧磺隆+嘧草醚+fenquinotrione)，用于移栽和直播水稻田。Certis Europe 與組合化學聯(lián)合開發(fā)fenquinotrione，旨在將該產(chǎn)品推向歐洲市場，用于谷物和水稻田[2]。

2028 年7 月30 日，fenquinotrione 在中國的化合物專利(CN101778832B)到期[8]。

5.1.5 Lancotrione

Lancotrione(圖5，開發(fā)代號：SL-261)是由石原產(chǎn)業(yè)株式會社研發(fā)的具有三酮結構的HPPD 抑制劑類除草劑，以鈉鹽形式(lancotrione-sodium)商品化，2019 年在日本上市。主要防除水稻禾本科雜草、闊葉雜草、莎草，對野稗、藨草、慈姑防效較好；苗前、苗后施藥；對水稻安全[2,8]。

圖5 Lancotrione 結構式

5.2 合成激素類除草劑

合成激素類除草劑歷史悠久，是最早開發(fā)的選擇性除草劑。早在20 世紀40 年代，全球第1 個有機合成的除草劑2,4-滴誕生，開創(chuàng)了化學除草新紀元[9]；目前已有20 多個該類產(chǎn)品上市[10]。

合成激素類除草劑作用機理復雜，直到20 世紀末，研究人員才找到它們的受體，近幾年才確定了TIR1、AFB5 等6 個主要受體，從而從分子水平解析其作用機理[9]。

HRAC 將合成激素類除草劑歸為第4 組[10]，目前開發(fā)的合成激素類除草劑都含有羧酸結構[9]。根據(jù)化學結構，這些除草劑又被分成8 類，分別為苯甲酸類(如麥草畏)、苯氧羧酸類(如2,4-滴丁酯、2 甲4 氯)、苯基羧酸類(如伐草克、燕麥酯)、吡啶羧酸類(如氯氨吡啶酸、二氯吡啶酸、氟氯吡啶酯、氯氟吡啶酯)、吡啶氧羧酸類(如三氯吡氧乙酸)、嘧啶羧酸類(如環(huán)丙嘧啶酸)、喹啉羧酸類(如氯甲喹啉酸、二氯喹啉酸)、其他類(如草除靈)等[10]。

合成激素類除草劑不乏超億美元產(chǎn)品，如2,4-滴、氨氯吡啶酸、氯氟吡氧乙酸、麥草畏等。陶氏益農(nóng)(現(xiàn)科迪華)最新開發(fā)的氟氯吡啶酯和氯氟吡啶酯，則為合成激素類除草劑注入新鮮血液。最近，清原作物還開發(fā)了合成激素類非選擇性除草劑氟氯氨草酯，其在該類除草劑廣泛防除闊葉雜草和莎草的基礎上，還突破性地防除禾本科雜草[2,9]。

甲氧嘧草肟是清原作物研發(fā)的最新一代合成激素類專利化合物，有效防除小麥抗性婆婆納等，亦可用于水稻、玉米，防除水竹葉、鴨舌草、水花生、鴨跖草、飯包草等闊葉雜草。與ALS、PPO、PSⅡ抑制劑等無交互抗性，可用于抗性雜草綜合治理。2025 年，甲氧嘧草肟有望在我國上市[11]。

陶氏益農(nóng)(現(xiàn)科迪華)研發(fā)人員獨辟蹊徑，在吡啶羧酸的6-位上引入芳基，于2014 年成功上市了首款6-芳基吡啶酸酯類除草劑氟氯吡啶酯；2018 年，再次推出該類除草劑氯氟吡啶酯，這是公司繼氰氟草酯、五氟磺草胺之后開發(fā)的又一重要的水稻除草劑；2023 年，科迪華宣布推出第3 代6-芳基吡啶酸酯類除草劑indolauxipyr-cyanomethyl(吲哚吡啶酯；Bexoveld)，用于谷物[10]。

TIR1、AFB5 是合成激素類除草劑中2 個最重要的靶標位點。氯氟吡啶酯(圖6，英文通用名：florpyrauxifen-benzyl，開發(fā)代號：XDE-848，商品名：Rinskor、靈斯科等)與AFB5 緊密結合，導致其用藥量顯著降低，除草速度更快，且與其他除草劑無交互抗性，是防除抗性雜草的重要工具[10]。

圖6 氯氟吡啶酯結構式

氯氟吡啶酯苗后施用，經(jīng)由植物的莖、葉及根部吸收，通過與植物體內(nèi)的激素受體結合，刺激植物細胞過度分裂，阻塞傳導組織，破壞雜草生長調(diào)節(jié)的正常過程，中斷各種細胞過程使其產(chǎn)生畸變，導致雜草根部附近或下部尤其是莖組織壞死，最后導致植株營養(yǎng)耗盡死亡[10]。

氯氟吡啶酯微毒，廣譜、高效、速效，具有內(nèi)吸性，用藥量低，苗后莖葉處理，可用于水直播、旱直播、移栽水稻及其他多種作物等，防除禾本科雜草、闊葉雜草、莎草，如稗草、光頭稗、稻稗、千金子等禾本科雜草，異型莎草、油莎草、碎米莎草、香附子、日照飄拂草等莎草，苘麻、澤瀉、莧菜、豚草、藜、小飛蓬、母草、水丁香、雨久花、慈姑、蒼耳等闊葉雜草[10]。

氯氟吡啶酯可以有效防除對敵稗、二氯喹啉酸、草甘膦、ALS 抑制劑、ACCase 抑制劑、HPPD 抑制劑、三嗪類除草劑等產(chǎn)生抗性的雜草，對水稻田抗性稗草活性較高，甚至對合成激素類除草劑也無交互抗性[10]。

氯氟吡啶酯揮發(fā)性低，降解快，能在土壤和水環(huán)境中迅速降解為無除草活性的物質(zhì)；對環(huán)境友好，美國環(huán)保署將其歸為“減風險”產(chǎn)品[10]。2018 年，氯氟吡啶酯榮獲美國化學學會綠色化學研究所頒發(fā)的“綠色化學挑戰(zhàn)獎”[9]。

2016 年10 月14 日，陶氏益農(nóng)(現(xiàn)科迪華)91.4%氯氟吡啶酯原藥和3%氯氟吡啶酯乳油在我國獲準登記。目前，科迪華還在我國登記了13%氰氟·吡啶酯乳油(10.9%氰氟草酯+2.1%氯氟吡啶酯)、3%五氟·吡啶酯可分散油懸浮劑(1.1%氯氟吡啶酯+1.9%五氟磺草胺)[7]。

2017 年以來，多款氯氟吡啶酯產(chǎn)品在美國取得登記。2018 年，氯氟吡啶酯在中國和美國上市。2019 年7 月24 日，氯氟吡啶酯在歐盟正式登記，有效期10 年。氯氟吡啶酯還在澳大利亞、巴西、土耳其、印尼、馬來西亞、越南、韓國、智利、秘魯、烏拉圭、印度等許多國家登記和上市。據(jù)科迪華預測，氯氟吡啶酯有望實現(xiàn)4.00 億美元的年峰值銷售額[10]。

2027 年1 月11 日，氯氟吡啶酯在中國的化合物專利(CN101360713B)到期[10]。

5.3 原卟啉原氧化酶(PPO)抑制劑

原卟啉原氧化酶(PPO)抑制劑類除草劑，通過抑制葉綠素生物合成過程中的原卟啉原氧化酶而起效[12]。HRAC 將PPO 抑制劑類除草劑歸類為第14 組[13]。

目前，PPO 抑制劑類除草劑共有40 多個品種，不僅包括氟磺胺草醚、乳氟禾草靈、三氟羧草醚、乙氧氟草醚、苯草醚、甲羧除草醚、氯氟草醚乙酯等二苯醚類除草劑，還包括丙炔氟草胺、甲磺草胺、唑草酮、苯嘧磺草胺、草酮、雙唑草腈、吡草醚等其他化學結構的除草劑，即“其他PPO 抑制劑類除草劑”[14]。

PPO 抑制劑類除草劑因產(chǎn)品性能杰出、抗性發(fā)展緩慢等特點，在全球抗性雜草防除領域擔綱了重要角色，實現(xiàn)了較快的市場增長，涌現(xiàn)出多款銷售額超億美元的產(chǎn)品，如丙炔氟草胺、甲磺草胺、唑草酮、苯嘧磺草胺、氟磺胺草醚、乙氧氟草醚等[12]。

5.3.1 苯嘧草唑

苯嘧草唑(圖7，試驗代號：SYP-3301、SYP-3356，開發(fā)代號：SY-1604)是揚農(nóng)化工子公司沈陽中化農(nóng)藥化工研發(fā)有限公司劉長令教授團隊歷時8 年，以苯嘧磺草胺為先導，采用“中間體衍生化法”，分子中同時引入脲嘧啶和異唑啉基團，成功發(fā)現(xiàn)的新型滅生性PPO 抑制劑類除草劑[14]。

圖7 苯嘧草唑結構式

苯嘧草唑毒性低，在土壤中易分解，是符合農(nóng)藥管理要求的安全性除草劑。

苯嘧草唑廣譜、高效、速效，持效期適中，可用于小麥、水稻、玉米、大豆、棉花、油菜等作物，有效防除稗草、看麥娘、狗尾草、異型莎草、水莎草、馬唐、千金子、藎草、苘麻、百日草、反枝莧、馬齒莧、蒼耳、龍葵、決明、野西瓜苗、野大豆等禾本科雜草、闊葉雜草和莎草科雜草，且對抗草甘膦的牛筋草和小飛蓬、抗草銨膦的苔草等同樣高效。

苯嘧草唑既可單獨使用，也可與其他除草劑混用，且與草甘膦混用具有明顯增效作用，使草甘膦用量大大降低。

2017 年3 月，沈陽中化農(nóng)藥化工研發(fā)有限公司與江山股份簽訂了獨家專利許可協(xié)議，江山股份將苯嘧草唑(JS-T205)作為其發(fā)展戰(zhàn)略產(chǎn)品，正在新建JS-T205 生產(chǎn)項目，預計2024 年上市。

江山股份還將與先正達共同開發(fā)苯嘧草唑國際市場。苯嘧草唑一旦上市，將率先進入非選擇性除草劑市場，用于化學休耕等；因其具備一定的土壤活性，未來還將擴展到大田作物，苗前封閉處理；在先正達技術支持下，苯嘧草唑還將用于轉(zhuǎn)基因作物。

沈陽中化農(nóng)藥化工研發(fā)有限公司于2015 年12 月14 日提交苯嘧草唑?qū)＠暾圕N201580034859.7，2020 年3 月17 日獲得專利權ZL201580034859.7，其專利權將于2035 年12 月13 日到期。

5.3.2 氟草啶

氟草啶(圖8，英文通用名：flufenoximacil，商品名：快如風等)是清原作物自主研發(fā)的新一代觸殺型滅生性除草劑，為PPO 抑制劑，可有效防除牛筋草、蘆葦、茅草、再生稻、小飛蓬、黑麥草、羊蹄、灰綠藜、刺兒菜、田旋花等170 多種雜草，尤其對夏季禾本科雜草防效甚佳；其作用速度快，施藥當天即可見效，對后茬有較好的靈活性。氟草啶活性很高，它將滅生性除草劑的有效成分畝用量降到了克級，對環(huán)境友好[15]。

圖8 氟草啶結構式

氟草啶開創(chuàng)了滅生性除草新時代，不僅對傳統(tǒng)滅生性除草劑進行了升級換代，也為清原作物的生物技術育種奠定了基礎。由清原生物技術團隊研發(fā)的抗氟草啶且具有優(yōu)良性狀的玉米、大豆、棉花、水稻等種子正處于商業(yè)化階段；未來，氟草啶還將用于一些跨國公司的轉(zhuǎn)基因作物。

2022 年4 月，氟草啶在柬埔寨獲得全球首登；2024 年，氟草啶或?qū)⒃谖覈怯浐蜕鲜小?/p>

5.3.3 Epyrifenacil

苯嘧磺草胺是PPO 抑制劑類除草劑中的佼佼者，是巴斯夫研發(fā)的脲嘧啶類除草劑，可用于大豆、玉米、谷物、甘蔗等30 多種作物，防除90 多種闊葉雜草，并可防除對草甘膦和ALS 抑制劑類除草劑產(chǎn)生抗性的雜草。

與苯嘧磺草胺一樣，epyrifenacil(圖9，開發(fā)代號：S-3100，商品名：Rapidicil)也為脲嘧啶類化合物，是日本住友化學最新研發(fā)的含吡啶結構的脲嘧啶類除草劑[16]。

圖9 Epyrifenacil 結構式

Epyrifenacil 廣譜、速效，主要用于玉米、小麥、大麥、水稻、高粱、大豆、棉花、甜菜、花生、向日葵、油菜、蔬菜、觀賞植物等，防除狗尾草、牛筋草、稗草、黑麥草、尾稃草等多種闊葉雜草和禾本科雜草。

住友化學與拜耳展開合作，epyrifenacil 未來將用于拜耳正在開發(fā)的耐PPO 抑制劑類除草劑作物，苗后防除長芒莧、莧菜藤子等難防雜草。

2022 年，住友化學美國子公司Valent 向美國和加拿大提交了基于epyrifenacil 的產(chǎn)品登記申請。這些產(chǎn)品既包括單劑，也包括epyrifenacil 分別與丙炔氟草胺+砜吡草唑、硝磺草酮+砜吡草唑的復配產(chǎn)品。

Valent 預計，基于epyrifenacil 的產(chǎn)品有望于2025 年在美國和加拿大上市。據(jù)Phillips McDougall公司預測，epyrifenacil的年峰值銷售額可達1.00 億美元[2]。

5.3.4 雙唑草腈

雙唑草腈(圖10，英文通用名：pyraclonil，商品名：Megazeta、Ippon 等)是由德國先靈(現(xiàn)拜耳)發(fā)現(xiàn)的具有吡唑并吡啶環(huán)結構的PPO 抑制劑類除草劑[17]。

圖10 雙唑草腈結構式

雙唑草腈為觸殺型除草劑，廣譜、速效，主要通過雜草根部和基部吸收，防除水稻田禾本科雜草、闊葉雜草和莎草，如稗草、千金子、凹頭莧、鴨舌草、陌上菜、節(jié)節(jié)菜、溝繁縷、螢藺、紫水莧菜、鱧腸、狼把草、田皂角、扁稈藨草、矮慈姑、野慈姑、水莎草、眼子菜、荸薺、浮萍、水綿(青苔)等。雙唑草腈對水稻安全性高，插秧返青后即可使用，且對后茬作物小麥、油菜等安全。

雙唑草腈與目前水稻田常用除草劑無交互抗性，可以有效防除抗磺酰脲類除草劑雜草以及對五氟磺草胺、二氯喹啉酸等除草劑產(chǎn)生抗性的稗草。

2002 年，拜耳將雙唑草腈轉(zhuǎn)讓給日本八洲化學工業(yè)株式會社在日本進行開發(fā)。2007 年12 月28 日，雙唑草腈在日本登記；2008 年在日本上市。其后，多家日本公司的雙唑草腈產(chǎn)品在日本登記和上市。雙唑草腈現(xiàn)已成為日本水稻除草劑市場的領先產(chǎn)品。

2016 年9 月，湖北相和精密化學有限公司在我國登記了97%雙唑草腈原藥和2%雙唑草腈顆粒劑，2017 年在我國上市。2023 年8 月，日本農(nóng)藥美國公司在美國登記了98.2%雙唑草腈原藥和1.8%雙唑草腈顆粒劑。

2019年，雙唑草腈的全球銷售額為0.65 億美元。

5.3.5 Cyclopyranil

Cyclopyranil(圖11，開發(fā)代號：KY-1211)是日本Kyoyu 農(nóng)業(yè)株式會社開發(fā)的吡唑類除草劑。由于其化學結構與雙唑草腈類似，所以推測也屬于PPO 抑制劑類除草劑。通過土壤處理或莖葉處理，cyclopyranil 可有效防除水稻和旱田作物中多種一年生雜草和多年生雜草，如稗草、鴨舌草、野慈姑、馬唐、苘麻、陌上菜、螢藺、節(jié)節(jié)菜、馬齒莧、婆婆納、龍葵、豚草、藜、一年蓬、地膚等；對磺酰脲類除草劑產(chǎn)生抗性的雜草也有較好防效[2]。

圖11 Cyclopyranil 結構式

5.3.6 氟嘧硫草酯

氟嘧硫草酯(圖12，英文通用名：tiafenacil，開發(fā)代號：DCC-3825，商品名：Terrad'or、Tergeo 等)是由福阿母韓農(nóng)株式會社、韓國化學技術研究院等聯(lián)合研發(fā)的含β-氨基酸骨架的新型脲嘧啶類非選擇性除草劑，為新型PPO 抑制劑類除草劑[13]。

圖12 氟嘧硫草酯結構式

氟嘧硫草酯通過抑制葉綠素生物合成過程中原卟啉原氧化酶，抑制雜草中葉綠素的形成，產(chǎn)生活性氧，從而破壞細胞，表現(xiàn)出快速除草活性。植物受藥后，通常在數(shù)小時內(nèi)失綠，出現(xiàn)壞死癥狀；敏感雜草在數(shù)天內(nèi)死亡。氟嘧硫草酯對人畜無害，使用安全，具有良好的毒理學特性。

氟嘧硫草酯殺草譜廣，具有觸殺和脫葉作用，種植前、苗前、苗后施用，防除大豆、水稻、玉米、小麥、棉花、葡萄、油菜、果樹等多種作物以及休閑地、非作物等領域的闊葉雜草和禾本科雜草，如苘麻、稗草、反枝莧、繁縷、馬唐、一年生黑麥草、野燕麥、大狗尾草、普通豚草、卷莖蓼、地膚、刺沙蓬、藜、蕓苔、自生玉米、寶蓋草等；對草甘膦產(chǎn)生抗性的雜草也表現(xiàn)出較好的防效，如莧屬、鐵莧菜、鴨跖草、豚草屬等；也可以防除對ALS 抑制劑類、三嗪類等除草劑產(chǎn)生抗性的雜草。

作為觸殺型除草劑，氟嘧硫草酯主要用于玉米、水稻、小麥、大豆等作物；作為脫葉劑，該產(chǎn)品主要用于棉花及果樹，如蘋果、柑橘、梨、堅果、葡萄等。

2018 年，氟嘧硫草酯率先在韓國上市；2019 年，在斯里蘭卡上市；目前，氟嘧硫草酯也已在美國、加拿大、澳大利亞、巴西等國取得登記，并在其他主要市場積極登記。在氟嘧硫草酯開發(fā)的產(chǎn)品中，既有單劑，也有其與草甘膦、草銨膦等分別復配的產(chǎn)品。

2029 年9 月23 日，氟嘧硫草酯在中國的化合物專利(CN102203071B)到期。

5.4 乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制劑

乙酰乳酸合成酶(ALS)是支鏈氨基酸生物合成途徑中的關鍵酶。ALS 抑制劑通過阻止纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸的生物合成，影響蛋白質(zhì)合成，抑制細胞分裂和分生組織生長，導致雜草組織失綠、黃化、生長受阻，進而使雜草死亡。HRAC 將ALS抑制劑歸類為第2 組[18]。

ALS 抑制劑類除草劑產(chǎn)品非常豐富，上市產(chǎn)品有50 多個，包括磺酰脲類、咪唑啉酮類及其他產(chǎn)品類型[19]。進入水稻市場的該類除草劑也不在少數(shù)，如芐嘧磺隆、氯嘧磺隆、吡嘧磺隆、甲磺隆、嘧苯胺磺隆、五氟磺草胺、氟酮磺草胺、嘧氟磺草胺、雙草醚、環(huán)酯草醚、嘧草醚、甲氧咪草煙、咪唑乙煙酸等[2]。

5.4.1 氟酮磺草胺

氟酮磺草胺(圖13，英文通用名：triafamone，開發(fā)代號：AE1887196、BSC-BX60309，商品名：墾收等)是拜耳開發(fā)的磺酰苯胺類結構的ALS 抑制劑，為新型水稻田除草劑[20]。

圖13 氟酮磺草胺結構式

氟酮磺草胺被敏感雜草的根系和莖葉吸收進入植物體內(nèi)，經(jīng)N-脫甲基化作用，生成具有除草活性的氟酮磺草胺-羥基-N-脫甲基次生代謝物，經(jīng)韌皮部和木質(zhì)部進一步向頂和向基傳導至植物的分生組織。受藥后，雜草表現(xiàn)出黃化、停止生長癥狀，進而枯萎死亡。

氟酮磺草胺為選擇性水稻田除草劑，可用于水稻直播和移栽田，適用于粳稻、秈稻等水稻品種，兼具土壤封閉和莖葉處理作用，防除稗草、雙穗雀稗、扁稈藨草、異型莎草、日照飄拂草、水莎草、丁香蓼等禾本科雜草、闊葉雜草及莎草。其用藥量低，持效期長達40～45 d。

氟酮磺草胺開創(chuàng)了“零天施藥”技術，水稻插秧與施藥同步，且其施藥窗口期寬，移栽當天或移栽水稻充分緩苗后至稗草3 葉期均可用藥，采用甩施法或藥土法施用效果更佳。

2014 年，氟酮磺草胺在韓國登記；2015 年3 月17 日，氟酮磺草胺在我國取得登記；2016 年在日本登記。拜耳持續(xù)加大氟酮磺草胺在亞洲主要水稻種植國的市場推廣力度。

2026 年9 月1 日，氟酮磺草胺在中國的化合物專利(CN101394743B)到期。

5.4.2 氟嘧啶草醚

氟嘧啶草醚(圖14，英文通用名：pyriflubenzoxim)為ALS 抑制劑，是以雙草醚為先導化合物創(chuàng)制的嘧啶水楊酸結構的除草劑，由常州市信德農(nóng)業(yè)科技有限公司研發(fā)，江蘇省農(nóng)用激素工程技術研究中心有限公司進行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)[21]。

圖14 氟嘧啶草醚結構式

氟嘧啶草醚具有選擇性，可用于水稻田防除稗草、紅腳稗、雙穗雀稗、稻稗等禾本科雜草及闊葉雜草。該產(chǎn)品對環(huán)境友好，低毒，可作為水稻田替代或輪換使用藥劑。

目前，氟嘧啶草醚尚未在我國登記。

5.5 乙酰輔酶A 羧化酶(ACCase)抑制劑

植物脂肪酸是油脂和磷脂的重要組成部分，是重要的能源物質(zhì)和信號傳導分子。丙二酰輔酶A 在質(zhì)體中用于脂肪酸合成，而乙酰輔酶A 羧化酶(ACCase)催化丙二酰輔酶A 的合成。ACCase 抑制劑通過抑制雜草乙酰輔酶A 羧化酶的活性，阻礙脂肪酸的生物合成，破壞細胞生長和分裂，最終導致雜草死亡[18]。HRAC 將該類除草劑歸類為第1 組。

目前上市的ACCase抑制劑類除草劑有20余個[19]，其中，有多個產(chǎn)品進入水稻市場，如氰氟草酯、唑禾草靈、唑酰草胺、環(huán)苯草酮(profoxydim)等。1996 年上市的氰氟草酯是由陶氏益農(nóng)(現(xiàn)科迪華)研發(fā)的芳氧苯氧丙酸酯類(FOPs)除草劑，對水稻安全性很高，現(xiàn)已成為水稻除草劑市場的第一大產(chǎn)品，其年銷售額已超過2 億美元[2]。

繼先達股份上市專利產(chǎn)品喹草酮之后，公司或?qū)⒂?024 年推出2 個水稻專利除草劑吡唑喹草酯和苯丙草酮，從而為水稻田禾本科抗性雜草防控提供新的解決方案[22]。

苯丙草酮(圖15，英文通用名：feproxydim，開發(fā)代號：Y17168，商品名：馬稗克)為環(huán)己烯酮(DIMs)結構的新型ACCase 抑制劑，是由先達股份開發(fā)的擁有自主知識產(chǎn)權的水稻除草劑[22]。先達股份全資子公司遼寧先達農(nóng)業(yè)科學有限公司正在進行苯丙草酮的登記工作以及相關化合物專利、配方專利、生產(chǎn)工藝專利的注冊申請工作[23]，并在新建年產(chǎn)200 t苯丙草酮原藥的生產(chǎn)項目。

圖15 苯丙草酮結構式

馬稗克為10%苯丙草酮乳油，是先達股份即將在我國上市的首款苯丙草酮制劑產(chǎn)品。先達股份還大力推進苯丙草酮產(chǎn)品在澳洲、東南亞、中美和拉美、非洲等市場的登記可行性評估工作，亦已啟動安全性和藥效試驗，并在上述區(qū)域內(nèi)多個市場開啟產(chǎn)品登記工作[25]。

5.6 脫氧-D-木酮糖磷酸合成酶(DOXP)抑制劑

脫氧-D-木酮糖磷酸合成酶(DOXP)是甲羥戊酸(MEP)途徑的調(diào)控酶，對類胡蘿卜素、葉綠素等物質(zhì)的合成具有關鍵調(diào)控作用[18]。

DOXP 抑制劑通過破壞質(zhì)體類異戊二烯的生物合成，抑制類胡蘿卜素的合成，阻礙植物的光合作用，使植株變白、變黃或失綠，從而停止生長而死亡[26]。

HRAC 將DOXP 抑制劑歸類為第13 組，目前，該組中僅有2個有效成分，即異草松和二氯異草酮[19]。

圖16 二氯異草酮(左)和異草松(右)結構式

5.7 脂肪酸硫酯酶(FAT)抑制劑

?；d體蛋白(ACP)脂肪酸硫酯酶(FAT)是脂肪酸合成過程中控制鏈長，促使脂肪酸從?；d體蛋白釋放的酶[18]。脂肪酸硫酯酶抑制劑通過與FAT 結合，抑制脂肪酸生物合成，破壞細胞膜，從而使雜草死亡[27]。

2020 年，環(huán)庚草醚獲得了由HRAC 給予的新作用機理分類，成為第30 組的首個成員，隨后甲硫唑草啉(methiozolin)也進入該組，2 者皆為芐基醚類化合物[27]。

5.7.1 環(huán)庚草醚

環(huán)庚草醚是巴斯夫近年來重點推向市場的擁有獨特化學結構和新穎作用機理的除草劑，該產(chǎn)品早在20 世紀80 年代即有報道，2000 年才明晰其作用機理。

環(huán)庚草醚(圖18，英文通用名：cinmethylin，開發(fā)代號為：BAS 684 H，商品名：Luximo、Luximax等)由殼牌公司研發(fā)，1989 年在中國上市。1993 年，美國氰胺公司完成對殼牌農(nóng)藥部的兼并；2000 年，巴斯夫收購了美國氰胺公司，從此環(huán)庚草醚由巴斯夫生產(chǎn)和開發(fā)[27]。

圖18 環(huán)庚草醚結構式

環(huán)庚草醚為FAT 選擇性抑制劑，主要通過苗期雜草的芽和根吸收，經(jīng)植株向上傳導，干擾芽和根生長點中分生組織的生長發(fā)育。FAT 對植物細胞膜的發(fā)育和功能至關重要，這種抑制作用可以破壞禾本科雜草的萌發(fā)和發(fā)生。

環(huán)庚草醚具有持效作用，苗前施用，防除谷物田多種禾本科雜草，包括大穗看麥娘、黑麥草、芒屬雜草等抗性雜草及難除雜草，并對一些禾本科雜草提供抑制作用；環(huán)庚草醚也可防除稗屬雜草、鴨舌草、異型莎草等水稻田雜草。研究表明，環(huán)庚草醚對黑麥草特效，并提供持效作用，持效期長達12 周。為了擴大防治譜，環(huán)庚草醚可與闊葉雜草除草劑桶混使用。環(huán)庚草醚無已知交互抗性，可用于雜草的綜合治理。

環(huán)庚草醚高效、低毒，對環(huán)境友好；能被土壤強烈吸附，在環(huán)境中的半衰期較短。

2019 年，環(huán)庚草醚原藥在澳大利亞獲準登記；2020 年，其制劑產(chǎn)品Luximax(750 g/L 環(huán)庚草醚乳油)在澳大利亞登記和上市。早在2003 年，環(huán)庚草醚原藥曾在澳大利亞取得登記。

我國曾經(jīng)登記過11 個環(huán)庚草醚產(chǎn)品，其中，巴斯夫環(huán)庚草醚制劑產(chǎn)品可防除水稻移栽田稗草、鴨舌草、異型莎草。

隨著環(huán)庚草醚作用機理的明確以及農(nóng)田抗性雜草的防除難度加大，市場需要全新作用機理的除草劑，環(huán)庚草醚因此成為巴斯夫近年來重點推廣的品種。該產(chǎn)品不僅用于谷物田，也將重返水稻市場，有效防除稻田抗性雜草。公司用于水稻的環(huán)庚草酯產(chǎn)品Luximo 將于2024 年在印尼率先上市，2025 年起將陸續(xù)在亞洲其他國家上市[28]。

5.7.2 氟溴草醚

氟溴草醚為清原作物研發(fā)的FAT 抑制劑類除草劑，可以封閉水稻田幾乎所有禾本科雜草，對稗草、稻稗、千金子、馬唐等禾本科雜草及莎草防效出眾，是水稻移栽田和旱直播田高效封閉除草劑[29]。同時，對旱田的禾本科雜草封閉活性高，可在小麥、大豆、玉米、花生以及部分闊葉蔬菜田作為封閉禾本科雜草的除草劑。

土壤封閉是抗性雜草防除的第一道防線，氟溴草醚是新型的FAT 抑制劑，與當前主流藥劑無交互抗性，對水稻及部分旱田作物的抗性雜草防除具有重要意義。2025 年，氟溴草醚或?qū)⒃谖覈怯浐蜕鲜小?/p>

5.8 二氫乳清酸脫氫酶(DHODH)抑制劑

嘧啶從頭生物合成由6 個酶促步驟組成，其中，第4 步由二氫乳清酸脫氫酶(DHODH)催化，將泛醌介導的二氫乳清酸(DHO)氧化為乳清酸。所有雜草的DHODH 都是位于線粒體內(nèi)膜外表面的黃素蛋白，由于核苷酸的核心作用，該途徑的抑制對大多數(shù)生物都是致命的[18]。

四氟咯草胺為DHODH 抑制劑，2021 年，HRAC將其歸類為第28 組，它是目前該組中唯一的化合物，具有全新作用機理[19,30]。

四氟咯草胺(圖19，英文通用名：tetflupyrolimet)是由杜邦(現(xiàn)科迪華)研制的新型芳基吡咯烷酮苯胺類除草劑[30]。2018 年，杜邦將其專利權轉(zhuǎn)讓給富美實，該產(chǎn)品現(xiàn)已成為富美實旗下的專利除草劑。

圖19 四氟咯草胺結構式

四氟咯草胺為DHODH 抑制劑，通過抑制嘧啶從頭生物合成途徑中的二氫乳清酸脫氫酶(DHODH)而發(fā)揮作用。四氟咯草胺競爭DHODH 上的泛醌結合位點，抑制雜草體內(nèi)關鍵生長分子嘧啶的合成，從而使雜草生長發(fā)育停滯。四氟咯草胺尚無已知交互抗性，將成為抗性雜草管理的有效工具。

四氟咯草胺主要用于水稻、玉米、小麥、大豆、甘蔗、柑橘、堅果等作物，防除稗草、大狗尾草、地膚、沼生異蕊花等一年生雜草及抗性雜草，苗前使用更佳。其用藥量低，持效期長。

四氟咯草胺適用于移栽水稻和直播水稻，整季防除水稻田重要的禾本科雜草，如大狗尾草、稗草、馬唐、水稗、叢生千金子等；對一些難除的闊葉雜草和莎草也有效；并能防除抗性雜草。

四氟咯草胺將率先進入水稻市場，并逐漸向其他領域拓展。富美實現(xiàn)已啟動四氟咯草胺的登記工作，很快上市相關產(chǎn)品。2023 年5 月16 日，富美實和先正達植保達成協(xié)議，在亞洲聯(lián)合推出基于四氟咯草胺的水稻田雜草防控技術。

富美實預測，四氟咯草胺的年峰值銷售額將達3.00 億～4.00 億美元[2]。

2034 年12 月1 日，四氟咯草胺在中國的化合物專利(CN106414403B)到期。

5.9 尿黑酸茄尼基轉(zhuǎn)移酶(HST)抑制劑

根據(jù)作用機理，HRAC 將白化型除草劑分成4 類，其靶標位點與類胡蘿卜素或質(zhì)體醌生物合成相關。這4 個靶標酶分別為脫氧-D-木酮糖磷酸合成酶(DOXPS)、對羥基苯基丙酮酸雙氧化酶(HPPD)、尿黑酸茄尼基轉(zhuǎn)移酶(HST)、八氫番茄紅素去飽和酶(PDS)。其中，大多數(shù)白化型除草劑靶標為PDS 和HPPD[12]。

尿黑酸茄尼基轉(zhuǎn)移酶(HST)是質(zhì)體醌生物合成途徑中對羥基苯基丙酮酸雙氧化酶的下游酶，催化尿黑酸的異戊烯化和脫羧形成2-甲基-6-茄尼基-1,4-苯并喹醇，這是質(zhì)體醌生物合成中的第一個中間體[18]。

環(huán)噠嗪草酯為HST 抑制劑，HRAC 將其歸類為第33 組，這是目前該組唯一的有效成分[12]。

與硝磺草酮、氟草敏等現(xiàn)有的類胡蘿卜素生物合成抑制劑一樣，環(huán)噠嗪草酯也能引起擬南芥白化癥狀。然而，環(huán)噠嗪草酯處理會導致尿黑酸大量積累，質(zhì)體醌水平下降。在藥劑處理過的植物中檢測到環(huán)噠嗪草酯的一種代謝產(chǎn)物——脫嗎啉羰基-環(huán)噠嗪草酯(DMC)(圖20)。研究表明，環(huán)噠嗪草酯和/或DMC 抑制尿黑酸茄尼基轉(zhuǎn)移酶(HST)。離體試驗結果表明，DMC 對擬南芥中的HST 有強烈的抑制作用，環(huán)噠嗪草酯的抑制作用較弱，而其他商業(yè)化的具有白化作用的除草劑則對HST 無抑制作用。DMC衍生物對HST 抑制作用與活體白化活性呈現(xiàn)正相關性。這些研究結果表明，環(huán)噠嗪草酯和DMC 的靶標位點為尿黑酸茄尼基轉(zhuǎn)移酶(HST)，這是商業(yè)化除草劑中一個全新的靶標位點[31]。

圖20 環(huán)噠嗪草酯和DMC 結構式

環(huán)噠嗪草酯(圖20，英文通用名：cyclopyrimorate，開發(fā)代號：SW-065，商品名：Cyra 等)是日本三井化學AGRO 株式會社發(fā)現(xiàn)和開發(fā)的苯氧噠嗪類除草劑，其作用機理新穎[12]。

環(huán)噠嗪草酯通過抑制HST，導致尿黑酸大量積累，質(zhì)體醌水平下降，植株產(chǎn)生白化癥狀，最終導致雜草死亡。

環(huán)噠嗪草酯主要防除谷物、水稻田闊葉雜草、莎草，包括對ALS 抑制劑產(chǎn)生抗性的雜草。

2019 年，三井化學的Cyra(環(huán)噠嗪草酯)在日本上市，高效防除水稻田闊葉雜草，并能有效防除對ALS 抑制劑類除草劑產(chǎn)生抗性的雜草。該產(chǎn)品可同時用于直播水稻、移栽水稻等多種水稻，對水稻安全性高，持效期長。

三井化學和日本農(nóng)協(xié)共同推進環(huán)噠嗪草酯產(chǎn)品的推廣應用，并繼續(xù)研發(fā)新的復配產(chǎn)品，滿足稻農(nóng)的需求。研究表明，環(huán)噠嗪草酯與HPPD 抑制劑類除草劑吡唑特具有協(xié)同增效作用，從而推動了環(huán)噠嗪草酯+吡唑特復配產(chǎn)品的開發(fā)。目前，多款環(huán)噠嗪草酯復配產(chǎn)品在日本廣泛應用，防除水稻田雜草。其配伍產(chǎn)品包括吡唑特+氟酮磺草胺、吡唑特+丙嗪嘧磺隆等。

據(jù)Phillips McDougall 公司預測，環(huán)噠嗪草酯的年峰值銷售額將達0.75 億美元[2]。

6 水稻除草劑市場展望

水稻作為全球最重要糧食作物之一，是約60%人口主要食物組成，且以水稻為主要糧食作物地區(qū)往往人口增長較快，水稻穩(wěn)產(chǎn)增量強勁需求將帶動水稻除草劑市場增長。勞動力成本提高和抗性雜草發(fā)生發(fā)展等都對水稻除草劑市場增長提出強而高的要求。

從作用機理來看，ALS 抑制劑、ACCase 抑制劑、PPO 抑制劑、合成激素類、HPPD 抑制劑類除草劑都布局了豐富的產(chǎn)品，而DOXP 抑制劑、FAT抑制劑、DHODH 抑制劑、HST 抑制劑等作用機理除草劑產(chǎn)品很少，有的甚至只有1 個產(chǎn)品，未來或?qū)⒊蔀檠邪l(fā)力量重點關注領域。

在水稻除草劑開發(fā)中，中國的研發(fā)力量不可小覷，不僅已有新專利產(chǎn)品上市，而且還有多個擁有自主知識產(chǎn)權的高活性產(chǎn)品蓄勢待發(fā)。期待這些產(chǎn)品在中國乃至全球水稻除草劑市場發(fā)揮更大的作用。