三嗪類除草劑又稱三氮苯類除草劑,自二十世紀五十年代就被廣泛應用于苗前或苗后除草,控制一年生草本科植物以及闊葉雜草的生長。三嗪類除草劑作為一類重要的除草劑,在農業生產中發揮了重要作用。半個多世紀以來,三嗪類除草劑市場也是起起伏伏。由于其殺蟲譜廣,成本低,與對羥基苯基丙酮酸雙加氧酶(HPPD)抑制類除草劑復配等原因,早起階段,其市場走勢較好,曾經占據過除草劑市場的榜首地位,但是由于長期和過量使用,殘留較長,單一使用后抗性、殘留問題凸顯,對環境和人類健康的影響,加上新產品不斷更新換代,耐除草作物的大力推廣應用,地下水中檢測到該類產品的存在,三嗪類除草劑市場萎縮,市場開始日趨下落,甚至被禁限用。近年來,由于雜草對草甘膦等除草劑抗性的不斷增強,甘蔗和果蔬市場的巨大需求,三嗪類除草劑因廣譜和低成本廣泛參與許多除草劑的復配等,三嗪類除草劑再次登上除草劑市場的舞臺。
最新上市的三嗪類除草劑品種為茚嗪氟草胺(商品名Specticle),開發代號BCS-AA10717, 2011年由拜耳公司上市。茚嗪氟草胺(Indaziflam)是在三嗪氟草胺分子中的幾個位點進行結構修飾得到的新化合物,除草活性顯著提高。其化學結構與之前上市的三嗪類除草劑品種相差較大,結構更為新穎、復雜,性能也更加優異,結構見下圖。
茚嗪氟草胺的結構式
作用機理
與其他類纖維素的生物合成抑制劑除草劑相比,茚嗪氟草胺抑制纖維素合成的作用位點不同。茚嗪氟草胺為纖維素生物合成抑制劑(CBI),是迄今發現的最有效的CBI除草劑。主要通過抑制細胞膜的生物合成,影響植物分生組織生長而起到除草效果。土壤處理后,經胚軸吸收,抑制雜草萌發和出苗,是一種長效的土壤處理除草劑,具有廣譜抗草、藥效時間長、用量低、環保等優點。
茚嗪氟草胺持效期長,對禾本科雜草和闊葉雜草的防效長達6個月,且對作物安全。其除草高效廣譜,主要用于經濟作物和非農應用,適用于草坪、定植人工林、堅果樹、工業植被、柑橘、葡萄等永久植物,及棉花、甘蔗、高爾夫球場、觀賞植物等多年生植物,防除禾本科雜草和闊葉雜草,用量低,有效成分用量僅25~100 g/hm2。茚嗪氟草胺還是一款抗性管理工具,對抗乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制劑、草甘膦、三嗪類除草劑、乙酰輔酶A羧化酶(ACCase)抑制劑類除草劑雜草有效。茚嗪氟草胺既可以苗前單獨使用,也可和其他苗后除草劑復配用于苗后除草,其配伍品種包括敵草快、草甘膦、異噁唑草酮、2,4-滴、麥草畏、五氟磺草胺等。
登記情況
2010年,茚嗪氟草胺在美國獲得全球首個登記;2011年,在美國上市,用于草坪,商品名Specticle(茚嗪氟草胺200 g/L懸浮劑)。2011年,茚嗪氟草胺在美國擴作登記,主要用于多年生作物,如柑橘、堅果樹、葡萄、梨果、核果等,商品名Alion。2013年,拜耳在美國上市茚嗪氟草胺產品Specticle?G,用于觀賞植物和暖季型草坪。2014年,拜耳在美國上市了Specticle?Total (敵草快+草甘膦+茚嗪氟草胺),用于非作物領域。2019年,Esplanade 20 SC(19.05%茚嗪氟草胺懸浮劑)上市,用于牧場;同年獲得蒙大拿州、懷俄明州和猶他州的緊急豁免使用,防除雀麥草等一年生入侵性雜草。2020年3月,茚嗪氟草胺、砜嘧磺隆復配水分散粒劑在美國登記,用于柑橘、葡萄、梨果、堅果等。同年7月,茚嗪氟草胺產品Rejuvra?在美國獲準登記,用于防控牧場、耕地邊緣和保護儲備項目(CRP)土地及自然區域中的入侵雜草。登記試驗表明,與未處理小區相比,Rejuvra?處理小區中的多年生牧草生物量增加了2~3倍。
2011年,茚嗪氟草胺及其懸浮劑產品Alion(500 g/L)在智利登記,主要用于水果和堅果防除闊葉雜草和禾本科雜草;2012年,Alion在智利擴作至鮮食葡萄和榛子。
2012年,拜耳在加拿大上市茚嗪氟草胺產品Alion,用于梨果、核果和堅果作物防除一年生雜草和闊葉雜草,包括抗草甘膦、莠去津和ALS抑制劑類除草劑雜草。
2014年,拜耳在危地馬拉推出除草劑Merlín Total(異噁唑草酮+茚嗪氟草胺),以提高當地的甘蔗產量。
2015年,在薩爾瓦多和危地馬拉上市了Merlin Total(茚嗪氟草胺十異噁唑草酮),用于甘蔗。
2016年,拜耳公司除草劑Specticle(茚嗪氟草胺200 g/L懸浮劑)獲得澳大利亞登記,用于防除高爾夫球場草坪上的馬唐(Digitaria?spp.)、牛筋草(Eleusine indica)和早熟禾(Poa annua),其是澳大利亞登記的首個烷基三嗪類產品。
2016年,茚嗪氟草胺在巴西,用于咖啡、柑橘、按樹、甘蔗和草坪。2019年,拜耳公司在巴西推出?“革命性”甘蔗除草劑Provence Total(茚嗪氟草胺+異噁唑草酮),用于甘蔗,防除三葉鬼針草(Bidens pilosa)、白苞猩猩草(Euphorbia heterophylla)、車前狀臂形草(Brachiaria plantaginea)、大黍(Panicum maximum)等禾本科雜草和闊葉雜草,持效期長達200 d,用量低。同年,Alion在巴西上市,用于香蕉、肉豆蔻、葡萄、芒果和椰子等。兩產品上市前,拜耳在巴西開展了200多個田間試驗,試驗證實了兩者的除草效果,及其易操作性和靈活性以及產品應用帶來的增產效果。
此外,茚嗪氟草胺還在墨西哥、阿根廷、印尼、馬來西亞、越南和菲律賓登記,用于水果、堅果和其他作物。
截至目前,茚嗪氟草胺尚未獲得歐盟登記,也未獲得中國登記。
茚嗪氟草胺是拜耳公司開發的三嗪類除草劑,尚處于專利保護期內。拜耳公司在中國申請的茚嗪氟草胺化合物專利名稱為:用手性雙環基團N-取代的氨基-1,3,5-三嗪類、其制備方法、其組合物,及其用作除草劑和植物生長調節劑的用途;申請日:2004年1月23日;申請號:200480003474.6;公告號:CN100448850C,將于2024 年過期。
市場前景
目前其尚處于商業化開發早期,拜耳曾預計,一旦市場全面打開,其年銷售額可達2.20億美元。2014年,茚嗪氟草胺的全球銷售額為0.40億美元;2015年為0.35億美元;2016年為0.45億美元,2018年全球銷售額為0.87億美元;2019年全球銷售額1.02億美元。茚嗪氟草胺現主要銷售市場在北美自由貿易區、拉丁美洲、亞洲,美國是主要的國家市場,在巴西、日本、智利也占有一定的市場份額。
茚嗪氟草胺高效、廣譜、用量低、持效期長,可用于抗性管理,市場前景廣闊。從市場角度看,隨著三嗪類除草劑的禁限用,以及三嗪類除草劑中的龍頭老大“莠去津”基本穩定的市場和需求,三嗪類除草劑新的一元的茚嗪氟草胺未來或將出現較大的市場機會,其市場前景值得期待。
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參考文獻:
[1] Phillips McDougall. AgriService Products Section –?2016 Market [R]. Phillips McDougall, 2017.