原标题：水稻农药市场及水稻除草剂开发

       水稻、果树和蔬菜（简称“果蔬”）、大豆、谷物、玉米是全球五大作物，其农药市场占作物用农药市场75%以上份额，其中，水稻用农药市场约占作物用农药市场10%的份额，而85%水稻用农药市场又集中于亚太地区。作为亚太地区前三强，中国、日本、印度占该地区水稻用农药市场70%以上份额。亚太地区，尤其是中国、日本、印度，往往成为水稻用农药新产品上市的前沿阵地。

       除草剂是水稻用农药市场主力，约占40%份额。水稻用除草剂不仅是全球研发的热门领域，而且不乏环庚草醚、四氟咯草胺、环哒嗪草酯等全新作用机理新产品上市。国内企业也在水稻用除草剂市场持续发力，并有三唑磺草酮、吡唑喹草酯、苯嘧草唑等多款专利产品上市或即将上市。在水稻用除草剂市场，新老产品既频繁更迭，又交相辉映，共同肩负水稻田杂草的有效防控。

1  全球作物用农药市场

       基于标普全球大宗商品洞察（S&P Global Commodity Insights）作物科学团队统计分析，2022年，全球农药销售额达877亿美元，同比增长9.2%；作物用农药销售额787.15亿美元，同比增长9.9%，在过去10年增速最快，其中，除草剂、杀虫剂、杀菌剂销售额分别为371.50亿、196.55亿、196.46亿美元，同比分别增长13.9%、6.3%、7.4%，分别占作物用农药市场的47.20%、24.97%、24.96%。

       2022年，美洲地区以两位数增长率领衔；尽管亚太地区增长率稍逊，但销售额仍居各大地区之首。亚太、拉美、欧洲、北美、中东及非洲五大地区作物用农药销售额分别为250.82亿、220.69亿、157.15亿、133.66亿、24.84亿美元，同比分别增长5.0%、16.8%、6.3%、14.4%、5.8%，分别占作物用农药市场的31.86%、28.04%、19.96%、16.98%、3.16%。巴西作为全球第一大农药市场国家，2022年作物用农药销售额为138.00亿美元。中国为全球最大农药生产商，在2021年50家领先农药公司中，中国有27家。中国农药出口对市场和产品价格影响重大。

       果树和蔬菜（果蔬）为全球最大作物用农药市场，2022年销售额173.07亿美元，同比增长2.9%，占作物用农药市场的21.99%。其后依次为：大豆124.95亿美元（+18.0%，占15.87%）、谷物124.94亿美元（+13.9%，占15.87%）、玉米100.69亿美元（+13.8%，占12.79%）、水稻92.67亿美元（+3.8%，占11.77%）、棉花39.20亿美元（+16.7%，占4.98%）、糖料作物33.69亿美元（+9.1%，占4.28%）、油菜28.21亿美元（+23.3%，占3.58%）、向日葵11.79亿美元（+6.7%，占1.50%）、其他57.94亿美元（占7.36%）。

       基于标普全球大宗商品洞察预测，2023年全球农药市场或将降至2021年水平，且主要系农药价格下降所致。

2  全球水稻用农药市场

       多年来，水稻用农药市场约占作物用农药市场10%份额，如2022年为11.77%、2019年为10.2%，以下基于2019年数据分析总结全球水稻用农药市场。

       亚太是全球最大水稻生产和消费地区，也是全球第一大水稻用农药市场，2019年销售额51.33亿美元，占全球水稻用农药市场的84.27%。中国和印度是亚太两大水稻生产国，2019年中国和印度两国水稻种植面积和产量分别占全球的45.7%和53.6%。2019年全球水稻用农药市场依次是中国29.0%、日本18.5%、印度12.5%、越南5.8%、韩国5.4%、巴西3.1%、泰国3.1%、美国2.9%、其他19.7%。且中国、日本、印度三国占据亚太地区水稻用农药市场的71.23%。

       拉美是继亚太之后全球第二大水稻用农药市场，2019年销售额4.65亿美元，占全球水稻用农药市场的7.63%。其中，巴西位居第一，占该地区水稻用农药市场的40.43%。

       北美2019年水稻用农药销售额1.89亿美元，占全球水稻用农药市场的3.10%。其中，美国占北美水稻用农药市场的92.59%。

       欧洲2019年水稻用农药销售额1.23亿美元，占全球水稻用农药市场的2.02%。意大利和西班牙两国占该地区水稻用农药市场的83.74%。

       2019年全球水稻用除草剂、杀虫剂、杀菌剂销售额分别为23.65亿、21.30亿、14.84亿美元，各占水稻用农药市场的38.83%、34.97%、24.36%。不难看出，水稻用除草剂市场地位最为重要。

表1  2019年全球四大地区领先的水稻用农药市场

3  水稻用农药市场领先产品

       2019年前十大水稻用除草剂国家：日本、中国、印度、韩国、美国、越南、巴西、泰国、意大利、哥伦比亚；前十大水稻用除草剂：氰氟草酯、草甘膦、五氟磺草胺、丁草胺、丙草胺、双草醚、敌稗、灭草松、苄嘧磺隆、二氯喹啉酸。其中，日本主要产品：草甘膦、双唑草腈、灭草松、氰氟草酯、溴丁酰草胺、嗪吡嘧磺隆、嘧氟磺草胺、呋喃磺草酮、草铵膦等；中国主要产品：氰氟草酯、五氟磺草胺、草甘膦、丁草胺、丙草胺、苄嘧磺隆、双草醚、灭草松等；印度主要产品：双草醚、丙草胺、丁草胺、吡嘧磺隆、苄嘧磺隆、丙炔噁草酮、甲磺隆等。

       2019年前十大水稻用杀虫剂国家：中国、印度、日本、越南、韩国、印尼、泰国、菲律宾、巴西、哥伦比亚；前十大水稻用杀虫剂：氯虫苯甲酰胺、阿维菌素、吡虫啉、吡蚜酮、氟虫腈、苏云金杆菌、呋虫胺、杀螺胺、杀螟丹、噻虫嗪。其中，中国主要产品：阿维菌素、氯虫苯甲酰胺、吡虫啉、吡蚜酮、杀螺胺、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、毒死蜱等；印度主要产品：氯虫苯甲酰胺、杀螟丹、呋虫胺、氟苯虫酰胺、噻虫嗪、氟虫腈、噻嗪酮、氟啶虫酰胺、吡蚜酮等。

       2019年前十大水稻用杀菌剂国家：中国、日本、印度、越南、韩国、印尼、巴西、泰国、哥伦比亚、意大利；前十大杀菌剂：三环唑、苯醚甲环唑、己唑醇、嘧菌酯、戊唑醇、丙环唑、稻瘟灵、肟菌酯、异噻菌胺、百菌清。其中，中国主要产品：三环唑、稻瘟灵、己唑醇、苯醚甲环唑、丙环唑、井冈霉素、多菌灵、百菌清等；日本主要产品：异噻菌胺、噁霉灵、百菌清、种菌唑、有效霉素（即井冈霉病）、四氯苯酞、噻酰菌胺等；印度主要产品：戊唑醇、己唑醇、嘧菌酯、肟菌酯、三环唑、代森锰锌、醚菌酯、苯醚甲环唑、丙环唑等。 

4  水稻田除草剂产品研发

       水稻生产中，抗性杂草问题日益突出，尤其是抗性稗草、千金子的发展迅速，防治难度越来越大。近30年，水稻抗性杂草种群数量急剧增加，已有80余种杂草生物型产生抗性。因此，研究开发新型安全、高效水稻田除草剂具有重要意义。

       为解决水稻田抗性杂草防治难题，新型除草剂研发一直是热点，上市产品不断升级，后续产品持续跟进，为水稻田杂草有效防控构建了较为完整的产品体系。

       水稻田禾本科杂草除草剂，种植前使用的除草剂主要为禾草敌等；苗前除草剂主要有丁草胺等；苗后除草剂主要包括莎稗磷、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剂主要包括苯噻酰草胺、嘧草醚、二氯喹啉酸、嘧氟磺草胺、唑草胺、噁嗪草酮等。

       水稻田阔叶杂草除草剂，有苗前、苗后都可使用的唑吡嘧磺隆、氯吡嘧磺隆等；有苗后除草剂甲磺隆、灭草松、四唑嘧磺隆、2,4-滴等。

       同时防除水稻田禾本科杂草和阔叶杂草除草剂中，异噁草松既可用于种植前，也可用于苗前除草；苗前、苗后都可使用的除草剂主要包括苄嘧磺隆、五氟磺草胺、双唑草腈、吡嘧磺隆、双环磺草酮、甲咪唑烟酸等；苗前除草剂主要有噁草酮、吡唑特、禾草丹、环戊噁草酮等；苗后除草剂主要包括丙嗪嘧磺隆、丙草胺、双草醚、敌稗、环丙嘧磺隆等；种植前、苗前、苗后都可使用的除草剂主要包括咪唑乙烟酸、二甲戊灵、乙氧氟草醚等。

       2,4-滴、丁草胺、敌稗等是40年前水稻田除草剂主打产品，且有些产品目前仍在一些国家占据重要市场地位。但随着杜邦（现科迪华）磺酰脲类除草剂，尤其是1984年苄嘧磺隆的上市，导致水稻田除草剂市场革命性变化。尽管苄嘧磺隆兼防禾本科杂草和阔叶杂草，但其仍多与其他产品复配以扩大防治谱、增强禾本科杂草防治效果。值得一提的还有日产化学吡嘧磺隆、武田唑吡嘧磺隆等磺酰脲类除草剂。磺酰脲类除草剂的成功开发，也导致其不能有效防控的莎草和多年生杂草野荸荠、矮慈姑等除草剂成功开发。

       1988年以来，上市的禾本科杂草除草剂主要有巴斯夫二氯喹啉酸和环苯草酮、陶氏益农（现科迪华）氰氟草酯、组合化学嘧草醚和嘧氟磺草胺（pyrimisulfan）、住友化学唑草胺、拜耳四唑酰草胺、安万特（现拜耳）噁嗪草酮、东部韩农噁唑酰草胺、先正达环酯草醚等。上市的交叉防治谱除草剂主要有组合化学双草醚和fenoxasulfone、LG化学嘧啶肟草醚、Tokuyama Soda噻吩草胺、日本史迪士双环磺草酮、意赛格嘧苯胺磺隆、住友化学丙嗪嘧磺隆、陶氏益农（现科迪华）五氟磺草胺、北兴化学三唑酰草胺、Kyoyu Agri双唑草腈和cyclopyranil、日产化学嗪吡嘧磺隆、拜耳氟酮磺草胺、陶氏益农（现科迪华）氯氟吡啶酯、住友化学epyrifenacil、富美实二氯异噁草酮和四氟咯草胺等。

5  近期研发的部分水稻田除草剂

       “抗药性”是一把双刃剑，它既困扰着全球有害生物的有效控制，同时又推动了农药产品的更新换代。轮换使用不同作用机理除草剂，不仅可以有效防控水稻田杂草，而且可以延缓抗药性。水稻田除草剂作用机理丰富多样，主要有乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂、乙酰辅酶A羧化酶（ACCase）抑制剂、原卟啉原氧化酶（PPO）抑制剂、合成激素类除草剂、对羟基苯基丙酮酸双氧化酶（HPPD）抑制剂、脱氧-D-木酮糖磷酸合成酶（DOXP）抑制剂、脂肪酸硫酯酶（FAT）抑制剂、二氢乳清酸脱氢酶（DHODH）抑制剂、尿黑酸茄尼基转移酶（HST）抑制剂等。除草剂作用机理不同，抗药性风险不同，如HPPD抑制剂、合成激素类除草剂等抗性风险较低。

5.1  对羟基苯基丙酮酸双氧化酶（HPPD）抑制剂

       对羟基苯基丙酮酸双氧化酶（HPPD）广泛存在于需氧生物体内，主要参与生物体内酪氨酸代谢。HPPD抑制剂类除草剂持续领涨除草剂市场，它们通过抑制对羟基苯基丙酮酸双氧化酶活性，使酪氨酸代谢产物对羟基苯基丙酮酸转化为尿黑酸过程受阻，导致生育酚、质体醌无法正常合成，进而影响靶标体内类胡萝卜素生物合成，促使植物分生、新生组织产生白化症状，最终导致植株死亡。国际除草剂抗性行动委员会（HRAC）将该类除草剂归为第27组。

5.1.1  三唑磺草酮

       近年来，清原作物科学有限公司连续公布10余个新农药，成为全球商业化除草剂有效专利数量领先公司。2018—2020年，清原上市4个专利化合物，包括用于小麦田双唑草酮、环吡氟草酮，用于玉米田苯唑氟草酮，用于水稻田三唑磺草酮。2024—2026年，公司还将上市新型水稻田除草剂氟砜草胺，小麦田除草剂甲氧嘧草肟，非选择性除草剂氟氯氨草酯、氟草啶、噁唑草啶，棉花、大豆等作物田除草剂溴噁草松等。

       三唑磺草酮（英文通用名：tripyrasulfone；开发代号：QYR301；商品名：稻裕、稻谷盈、赛丹等）是清原推出的全球首例安全用于水稻苗后茎叶处理防除禾本科杂草的HPPD抑制剂类除草剂。

图1  三唑磺草酮结构式

       三唑磺草酮杀草谱广，苗后茎叶处理，防除水稻禾本科杂草和部分阔叶杂草，对稗草、千金子、鸭舌草、鳢肠、碎米莎草、稻稗等活性较高，尤其对多抗性稗草、抗性千金子表现出很好的防效，并有效抑制泽泻、野慈姑等阔叶杂草。对水稻安全，适用于水稻移栽田和直播田。与水稻常用除草剂无交互抗性，可有效防除水稻田对ALS抑制剂、ACCase抑制剂产生抗性的稗属杂草，以及对ACCase抑制剂产生抗性的千金子，是重要的抗性管理工具。

       2020年1月7日，江苏清原农冠杂草防治有限公司95%三唑磺草酮原药、6%三唑磺草酮可分散油悬浮剂、28%敌稗·三唑磺草酮（25%敌稗+3%三唑磺草酮）可分散油悬浮剂在我国取得登记。2020年春季，两制剂产品在我国上市。

       2035年12月30日，三唑磺草酮在中国的化合物专利（CN105399674B）到期。

5.1.2  氟砜草胺

       氟砜草胺（英文通用名：flusulfinam；开发代号：KAI-151162；商品名：稻普瑞等）是清原自主研发的最新一代HPPD抑制剂类水稻田除草剂。

图2  氟砜草胺结构式

       氟砜草胺为首个含硫手性除草剂，安全、高效、广谱，兼具茎叶和土壤活性，能有效防除稗草、马唐、千金子等禾本科杂草及部分阔叶杂草、莎草，对抗ACCase抑制剂稗草、千金子及日照飘拂草等防效优异。对水稻极其安全，对粳稻、籼稻安全性没有差异。

       2022年4月，氟砜草胺在柬埔寨获得全球首登；2024年有望在我国登记和上市。

5.1.3  吡唑喹草酯

       从结构上看，HPPD抑制剂类除草剂涉及多个化学类型，如三酮类、吡唑酮类、异噁唑酮类等。近年来，华中师范大学杨光富教授团队通过研究，创制了多款基于喹唑啉二酮类全新骨架的HPPD抑制剂类除草剂，如高粱专用选择性除草剂喹草酮、水稻田除草剂吡唑喹草酯等。并通过与先达股份共同成立的“先达创新研究院”，将这些创制产品产业化。

       吡唑喹草酯（英文通用名：pyraquinate；开发代号：CDH18119；商品名：道清扬）是基于喹唑啉二酮结构的苯甲酰吡唑类除草剂，不仅在喹唑啉二酮母体结构的基础上引入吡唑基团，而且在吡唑环的5-位上成功引入N,N-二乙基氨基甲酸基团，不仅提高产品生物活性，而且增加化合物的作物选择性。

图3  吡唑喹草酯结构式

       吡唑喹草酯开创了HPPD抑制剂类除草剂安全应用于所有水稻品种的先河。按照产品推荐方法使用，该产品对杂交稻、常规籼稻、粳稻、糯稻安全；对人和动物安全性高。

       吡唑喹草酯高效、低毒、低残留，具有很强的内吸传导性和速效性，对大龄、高密度杂草提供出色的防效，通过茎叶喷雾，有效防除水稻千金子、虮子草、低龄稗草、碎米知风草（乱草）、稻李氏禾、双穗雀稗、江稗（菰）等杂草及抗性杂草。

       吡唑喹草酯可以作为抗性管理的重要工具，防除对ALS抑制剂、ACCase抑制剂、激素类除草剂产生抗性的禾本科杂草，对抗性千金子防效突出。

       吡唑喹草酯即将完成登记，预计2024年在我国上市。先达股份也在东南亚、中亚、非洲、拉美等众多市场开展该产品的登记工作。

       2039年4月3日，吡唑喹草酯在中国的化合物专利（CN110357860B）到期。

5.1.4  Fenquinotrione

       Fenquinotrione（开发代号：KIH 3653；商品名：Effeeda）是由日本组合化学研发的新型HPPD抑制剂类除草剂，是含有氧代喹喔啉结构的新颖三酮类产品。

图4  Fenquinotrione结构式

       Fenquinotrione主要用于水稻，防除阔叶杂草、禾本科杂草、莎草，包括雨久花属、莎草属、苋属杂草等，如牛毛毡、萤蔺、眼子菜、水莎草、矮慈姑、窄叶泽泻等；也用于谷物；并能防除对ALS抑制剂类除草剂产生抗性的杂草。苗前或苗后早期使用。

       2018年，fenquinotrione在日本登记和上市；2019年，住友化学上市Maslao（唑吡嘧磺隆+嘧草醚+fenquinotrione），用于移栽和直播水稻田。Certis Europe与组合化学联合开发fenquinotrione，旨在将该产品推向欧洲市场，用于谷物和水稻田。

       2028年7月30日，fenquinotrione在中国的化合物专利（CN101778832B）到期。

5.1.5  Lancotrione

图5  Lancotrione结构式

       Lancotrione（开发代号：SL-261）是由石原产业株式会社研发的具有三酮结构的HPPD抑制剂类除草剂，以钠盐形式（lancotrione-sodium）商品化，2019年在日本上市。主要防除水稻禾本科杂草、阔叶杂草、莎草，对野稗、藨草、慈姑防效较好；苗前、苗后施药；对水稻安全。

5.2  合成激素类除草剂

       合成激素类除草剂历史悠久，是最早开发的选择性除草剂。早在20世纪40年代，全球第1个有机合成的除草剂2,4-滴诞生，开创了化学除草新纪元；目前已有20多个该类产品上市。

       合成激素类除草剂作用机理复杂，直到20世纪末，研究人员才找到它们的受体，近几年才确定了TIR1、AFB5等6个主要受体，从而从分子水平解析其作用机理。

       HRAC将合成激素类除草剂归为第4组，目前开发的合成激素类除草剂都含有羧酸结构。根据化学结构，这些除草剂又被分成8类，分别为：苯甲酸类（如麦草畏）、苯氧羧酸类（如2,4-滴丁酯、2甲4氯）、苯基羧酸类（如伐草克、燕麦酯）、吡啶羧酸类（如氯氨吡啶酸、二氯吡啶酸、氟氯吡啶酯、氯氟吡啶酯）、吡啶氧羧酸类（如三氯吡氧乙酸）、嘧啶羧酸类（如环丙嘧啶酸）、喹啉羧酸类（如氯甲喹啉酸、二氯喹啉酸）、其他类（如草除灵）等。

       合成激素类除草剂不乏超亿美元产品，如2,4-滴、氨氯吡啶酸、氯氟吡氧乙酸、麦草畏等。陶氏益农（现科迪华）最新开发的氟氯吡啶酯和氯氟吡啶酯，则为合成激素类除草剂注入新鲜血液。最近，清原作物还开发了合成激素类非选择性除草剂氟氯氨草酯，其在该类除草剂广泛防除阔叶杂草和莎草的基础上，还突破性地防除禾本科杂草。

       甲氧嘧草肟是清原作物研发的最新一代合成激素类专利化合物，有效防除小麦抗性婆婆纳等，亦可用于水稻、玉米，防除水竹叶、鸭舌草、水花生、鸭跖草、饭包草等阔叶杂草。与ALS、PPO、PSⅡ抑制剂等无交互抗性，可用于抗性杂草综合治理。2025年，甲氧嘧草肟有望在我国上市。

5.2.1  氯氟吡啶酯

       陶氏益农（现科迪华）研发人员独辟蹊径，在吡啶羧酸的6-位上引入芳基，于2014年成功上市了首款6-芳基吡啶酸酯类除草剂氟氯吡啶酯；2018年，再次推出该类除草剂氯氟吡啶酯，这是公司继氰氟草酯、五氟磺草胺之后开发的又一重要的水稻田除草剂；2023年，科迪华宣布推出第3代6-芳基吡啶酸酯类除草剂indolauxipyr-cyanomethyl（吲哚吡啶酯；Bexoveld），用于谷物。

图6  氯氟吡啶酯结构式

       TIR1、AFB5是合成激素类除草剂中两个最重要的靶标位点。氯氟吡啶酯（英文通用名：florpyrauxifen-benzyl；开发代号：XDE-848；商品名：Rinskor、灵斯科等）与AFB5紧密结合，导致其用药量显著降低，除草速度更快，且与其他除草剂无交互抗性，是防除抗性杂草的重要工具。

       氯氟吡啶酯苗后施用，经由植物的茎、叶及根部吸收，通过与植物体内的激素受体结合，刺激植物细胞过度分裂，阻塞传导组织，破坏杂草生长调节的正常过程，中断各种细胞过程使其产生畸变，导致杂草根部附近或下部尤其是茎组织坏死，最后导致植株营养耗尽死亡。

       氯氟吡啶酯微毒，广谱、高效、速效，具有内吸性，用药量低，苗后茎叶处理，可用于水直播、旱直播、移栽水稻以及其他多种作物等，防除禾本科杂草、阔叶杂草、莎草，如稗草、光头稗、稻稗、千金子等禾本科杂草，异型莎草、油莎草、碎米莎草、香附子、日照飘拂草等莎草，苘麻、泽泻、苋菜、豚草、藜、小飞蓬、母草、水丁香、雨久花、慈姑、苍耳等阔叶杂草。

       氯氟吡啶酯可以有效防除对ALS抑制剂、ACCase抑制剂、HPPD抑制剂、敌稗、二氯喹啉酸、草甘膦、三嗪类除草剂等产生抗性的杂草，对水稻田抗性稗草活性较高，甚至对合成激素类除草剂也没有交互抗性。

       氯氟吡啶酯挥发性低，降解快，能在土壤和水环境中迅速降解为无除草活性的物质；对环境友好，美国环保署将其归为“减风险”产品。2018年，氯氟吡啶酯荣获美国化学学会绿色化学研究所颁发的“绿色化学挑战奖”。

       2016年10月14日，陶氏益农（现科迪华）91.4%氯氟吡啶酯原药和3%氯氟吡啶酯乳油在我国获准登记。目前，科迪华还在我国登记了13%氰氟·吡啶酯乳油（10.9%氰氟草酯+2.1%氯氟吡啶酯）、3%五氟·吡啶酯可分散油悬浮剂（1.1%氯氟吡啶酯+1.9%五氟磺草胺）。

       2017年以来，多款氯氟吡啶酯产品在美国取得登记。2018年，氯氟吡啶酯在中国和美国上市。2019年7月24日，氯氟吡啶酯在欧盟正式登记，有效期10年。氯氟吡啶酯还在澳大利亚、巴西、土耳其、印尼、马来西亚、越南、韩国、智利、秘鲁、乌拉圭、印度等许多国家登记和上市。据科迪华预测，氯氟吡啶酯有望实现4.00亿美元的年峰值销售额。

       2027年1月11日，氯氟吡啶酯在中国的化合物专利（CN101360713B）到期。

5.3  原卟啉原氧化酶（PPO）抑制剂

       原卟啉原氧化酶（PPO）抑制剂类除草剂，通过抑制叶绿素生物合成过程中的原卟啉原氧化酶而起效。HRAC将PPO抑制剂类除草剂归类为第14组。

       目前，PPO抑制剂类除草剂共有40多个品种，不仅包括氟磺胺草醚、乳氟禾草灵、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类除草剂，还包括丙炔氟草胺、甲磺草胺、唑草酮、苯嘧磺草胺、噁草酮、双唑草腈、吡草醚等其他化学结构的除草剂，即“其他PPO抑制剂类除草剂”。

       早在1969年，拜耳上市了噁草酮，这是“其他PPO抑制剂类除草剂”中上市最早的品种，目前该类产品有20余个；其中，最近上市的产品包括：2009年巴斯夫上市的苯嘧磺草胺和Kyoyu Agri上市的双唑草腈，以及2020年巴斯夫上市的三氟草嗪等；江山股份即将上市苯嘧草唑。

       PPO抑制剂类除草剂因产品性能杰出、抗性发展缓慢等特点，在全球抗性杂草防除领域担纲了重要角色，实现了较快的市场增长，涌现出多款销售额超亿美元的产品，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。

5.3.1  苯嘧草唑

       苯嘧草唑（试验代号：SYP-3301、SYP-3356；开发代号：SY-1604）是扬农化工子公司沈阳中化农药化工研发有限公司刘长令教授团队历时8年，以苯嘧磺草胺为先导，采用“中间体衍生化法”，分子中同时引入脲嘧啶和异噁唑啉基团，成功发现的新型灭生性PPO抑制剂类除草剂。

图7  苯嘧草唑结构式

       苯嘧草唑毒性低，在土壤中易分解，是符合农药管理要求的安全性除草剂。

       苯嘧草唑广谱、高效、速效，持效期适中，可用于小麦、水稻、玉米、大豆、棉花、油菜等作物，有效防治稗草、看麦娘、狗尾草、异型莎草、水莎草、马唐、千金子、荩草、苘麻、百日草、反枝苋、马齿苋、苍耳、龙葵、决明、野西瓜苗、野大豆等禾本科杂草、阔叶杂草和莎草科杂草，且对抗草甘膦的牛筋草和小飞蓬、抗草铵膦的苔草等同样高效。

       苯嘧草唑既可单独使用，也可与其他除草剂混用，且与草甘膦混用具有明显增效作用，草甘膦用量大大降低。

       2017年3月，沈阳中化农药化工研发有限公司与江山股份签订了独家专利许可协议，江山股份将苯嘧草唑（JS-T205）作为其发展战略产品，正在新建JS-T205生产项目，预计2024年上市。

       江山股份还将与先正达共同开发苯嘧草唑国际市场。苯嘧草唑一旦上市，将率先进入非选择性除草剂市场，用于化学休耕等；因其具备一定的土壤活性，未来还将扩展到大田作物，苗前封闭处理；在先正达技术支持下，苯嘧草唑还将用于转基因作物。

       沈阳中化农药化工研发有限公司于2015年12月14日提交苯嘧草唑专利申请CN201580034859.7，2020年3月17日获得专利权ZL201580034859.7，其专利权将于2035年12月13日到期。

5.3.2  氟草啶

图8  氟草啶结构式

       氟草啶（英文通用名：flufenoximacil；商品名：快如风等）是清原作物自主研发的新一代触杀型灭生性除草剂，为PPO抑制剂，可有效防除牛筋草、芦苇、茅草、再生稻、小飞蓬、黑麦草、羊蹄、灰绿藜、刺儿菜、田旋花等170多种杂草，尤其对夏季禾本科杂草防效甚佳；其作用速度快，施药当天即可见效，对后茬有较好的灵活性。氟草啶活性很高，它将灭生性除草剂的有效成分亩用量降到了克级，对环境友好。

       氟草啶开创了灭生性除草新时代，不仅对传统灭生性除草剂进行了升级换代，也为清原作物的生物技术育种奠定了基础。由清原生物技术团队研发的抗氟草啶且具有优良性状的玉米、大豆、棉花、水稻等种子正处于商业化阶段；未来，氟草啶还将用于一些跨国公司的转基因作物。

       2022年4月，氟草啶在柬埔寨获得全球首登；2024年，氟草啶或将在我国登记和上市。

5.3.3  Epyrifenacil

       苯嘧磺草胺是PPO抑制剂类除草剂中的佼佼者，是巴斯夫研发的脲嘧啶类除草剂，可用于大豆、玉米、谷物、甘蔗等30多种作物，防除90多种阔叶杂草，并可防除对草甘膦和ALS抑制剂类除草剂产生抗性的杂草。

       与苯嘧磺草胺一样，epyrifenacil（开发代号：S-3100；商品名：Rapidicil）也为脲嘧啶类化合物，是日本住友化学最新研发的含吡啶结构的脲嘧啶类除草剂。

图9  Epyrifenacil结构式

       Epyrifenacil广谱，速效，主要用于玉米、小麦、大麦、水稻、高粱、大豆、棉花、甜菜、花生、向日葵、油菜、蔬菜、观赏植物等，防除狗尾草、牛筋草、稗草、黑麦草、尾稃草等许多阔叶杂草和禾本科杂草。

       住友化学与拜耳展开合作，epyrifenacil未来将用于拜耳正在开发的耐PPO抑制剂类除草剂作物，苗后防除长芒苋、苋菜藤子等难除杂草。

       2022年，住友化学美国子公司Valent向美国和加拿大提交了基于epyrifenacil的产品登记申请。这些产品既包括单剂，也包括epyrifenacil分别与丙炔氟草胺+砜吡草唑、硝磺草酮+砜吡草唑的复配产品。

       Valent预计，基于epyrifenacil的产品有望于2025年在美国和加拿大上市。据Phillips McDougall公司预测，epyrifenacil的年峰值销售额可达1.00亿美元。

5.3.4  双唑草腈

       双唑草腈（英文通用名：pyraclonil；商品名：Megazeta、Ippon等）是由德国先令（现拜耳）发现的具有吡唑并吡啶环结构的PPO抑制剂类除草剂。

图10  双唑草腈结构式

       双唑草腈为触杀型除草剂，广谱，速效，主要通过杂草根部和基部吸收，防除水稻田禾本科杂草、阔叶杂草和莎草，如稗草、千金子、凹头苋、鸭舌草、陌上菜、节节菜、沟繁缕、萤蔺、紫水苋菜、鳢肠、狼把草、田皂角、扁秆藨草、矮慈姑、野慈姑、水莎草、眼子菜、荸荠、浮萍、水绵（青苔）等。双唑草腈对水稻安全性高，插秧返青后即可使用，且对后茬作物小麦、油菜等安全。

       双唑草腈与目前水稻田常用除草剂无交互抗性，可以有效防除抗磺酰脲类除草剂杂草以及对五氟磺草胺、二氯喹啉酸等除草剂产生抗性的稗草。

       2002年，拜耳将双唑草腈转让给日本八洲化学工业株式会社在日本进行开发。2007年12月28日，双唑草腈在日本登记；2008年在日本上市。其后，多家日本公司的双唑草腈产品在日本登记和上市。双唑草腈现已成为日本水稻田除草剂市场的领先产品。

       2016年9月，湖北相和精密化学有限公司在我国登记了97%双唑草腈原药和2%双唑草腈颗粒剂，2017年在我国上市。2023年8月，日本农药美国公司在美国登记了98.2%双唑草腈原药和1.8%双唑草腈颗粒剂。

       2019年，双唑草腈的全球销售额为0.65亿美元。

5.3.5  Cyclopyranil

图11  Cyclopyranil结构式

       Cyclopyranil（开发代号：KY-1211）是日本Kyoyu农业株式会社开发的吡唑类除草剂。由于其化学结构与双唑草腈类似，所以很可能也属于PPO抑制剂类除草剂。通过土壤处理或茎叶处理，cyclopyranil可有效防除水稻和旱田作物中多种一年生杂草和多年生杂草，如稗草、鸭舌草、野慈姑、马唐、苘麻、陌上菜、萤蔺、节节菜、马齿苋、婆婆纳、龙葵、豚草、藜、一年蓬、地肤等；对磺酰脲类除草剂产生抗性的杂草也有较好防效。

5.3.6  氟嘧硫草酯

       氟嘧硫草酯（英文通用名：tiafenacil；开发代号：DCC-3825；商品名：Terrad'or、Tergeo等）是由福阿母韩农株式会社、韩国化学技术研究院等联合研发的含β-氨基酸骨架的新型脲嘧啶类非选择性除草剂，为新型PPO抑制剂类除草剂。

图12  氟嘧硫草酯结构式

       氟嘧硫草酯通过抑制叶绿素生物合成过程中原卟啉原氧化酶，抑制杂草中叶绿素的形成，产生活性氧，从而破坏细胞，表现出快速除草活性。植物受药后，通常在数小时内失绿，出现坏死症状；敏感杂草在数天内死亡。氟嘧硫草酯对人畜无害，使用安全，具有良好的毒理学特性。

       氟嘧硫草酯杀草谱广，具有触杀和脱叶作用，种植前、苗前、苗后施用，防除大豆、水稻、玉米、小麦、棉花、葡萄、油菜、果树等许多作物以及休闲地、非作物等领域的阔叶杂草和禾本科杂草，如苘麻、稗草、反枝苋、繁缕、马唐、一年生黑麦草、野燕麦、大狗尾草、普通豚草、卷茎蓼、地肤、刺沙蓬、藜、芸苔、自生玉米、宝盖草等；对草甘膦产生抗性的杂草也表现出较好的防效，如苋属、铁苋菜、鸭跖草、豚草属等；也可以防除对ALS抑制剂类、三嗪类等除草剂产生抗性的杂草。

       作为触杀型除草剂，氟嘧硫草酯主要用于玉米、水稻、小麦、大豆等作物；作为脱叶剂，该产品主要用于棉花及果树，如苹果树、柑橘树、梨树、坚果树、葡萄等。

       2018年，氟嘧硫草酯率先在韩国上市；2019年，在斯里兰卡上市；目前，氟嘧硫草酯也已在美国、加拿大、澳大利亚、巴西等国取得登记，并在其他主要市场积极登记。在氟嘧硫草酯的开发产品中，既有单剂，也有其分别与草甘膦、草铵膦等的复配产品。

       2029年9月23日，氟嘧硫草酯在中国的化合物专利（CN102203071B）到期。

5.4  乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂

       乙酰乳酸合成酶（ALS）是支链氨基酸生物合成途径中的关键酶。ALS抑制剂通过阻止缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸的生物合成，影响蛋白质合成，抑制细胞分裂和分生组织生长，导致杂草组织失绿、黄化、生长受阻，进而使杂草死亡。HRAC将ALS抑制剂归类为第2组。

       ALS抑制剂类除草剂产品非常丰富，上市产品有50多个，包括磺酰脲类、咪唑啉酮类及其他产品类型。进入水稻市场的该类除草剂也不在少数，如苄嘧磺隆、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、双草醚、环酯草醚、嘧草醚、甲氧咪草烟、咪唑乙烟酸等。

5.4.1  氟酮磺草胺

       氟酮磺草胺（英文通用名：triafamone；开发代号：AE1887196、BSC-BX60309；商品名：垦收等）是拜耳开发的磺酰苯胺类结构的ALS抑制剂，为新型水稻田除草剂。

图13  氟酮磺草胺结构式

       氟酮磺草胺通过敏感杂草的根系和茎叶吸收进入植物体内，经N-脱甲基化作用，生成具有除草活性的氟酮磺草胺-羟基-N-脱甲基次生代谢物，经韧皮部和木质部进一步向顶和向基传导至植物的分生组织。受药后，杂草表现出黄化、停止生长症状，进而枯萎死亡。

       氟酮磺草胺为选择性水稻田除草剂，可用于水稻直播和移栽田，适用于粳稻、籼稻等水稻品种，兼具土壤封闭和茎叶处理作用，防除稗草、双穗雀稗、扁秆藨草、异型莎草、日照飘拂草、水莎草、丁香蓼等禾本科杂草、阔叶杂草及莎草。其用药量低，持效期长达40～45 d。

       氟酮磺草胺开创了“零天施药”技术，水稻插秧与施药同步，且其施药窗口期宽，移栽当天或移栽水稻充分缓苗后至稗草3叶期均可用药，采用甩施法或药土法施用效果更佳。

       2014年，氟酮磺草胺在韩国登记；2015年3月17日，氟酮磺草胺在我国取得登记；2016年在日本登记。拜耳持续加大氟酮磺草胺在亚洲主要水稻种植国的市场推广力度。

       2026年9月1日，氟酮磺草胺在中国的化合物专利（CN101394743B）到期。

5.4.2  氟嘧啶草醚

       氟嘧啶草醚（英文通用名：pyriflubenzoxim）为ALS抑制剂，是以双草醚为先导化合物创制的嘧啶水杨酸结构的除草剂，由常州市信德农业科技有限公司研发，江苏省农用激素工程技术研究中心有限公司进行产业化开发。

图14  氟嘧啶草醚结构式

       氟嘧啶草醚具有选择性，可用于水稻田，防除稗草、红脚稗、双穗雀稗、稻稗等禾本科杂草及阔叶杂草。该产品对环境友好，低毒，可作为水稻田替代或轮换使用药剂。

       目前，氟嘧啶草醚尚未在我国登记。

5.5  乙酰辅酶A羧化酶（ACCase）抑制剂

       植物脂肪酸是油脂和磷脂的重要组成部分，是重要的能源物质和信号传导分子。丙二酰辅酶A在质体中用于脂肪酸合成，而乙酰辅酶A羧化酶（ACCase）催化丙二酰辅酶A的合成。ACCase抑制剂通过抑制杂草乙酰辅酶A羧化酶的活性，阻碍脂肪酸的生物合成，破坏细胞生长和分裂，最终导致杂草死亡。HRAC将该类除草剂归类为第1组。

       目前上市的ACCase抑制剂类除草剂有20余个，其中，有多个产品进入水稻市场，如氰氟草酯、噁唑禾草灵、噁唑酰草胺、环苯草酮（profoxydim）等。1996年上市的氰氟草酯是由陶氏益农（现科迪华）研发的芳氧苯氧丙酸酯类（FOPs）除草剂，对水稻安全性很高，现已成为水稻田除草剂市场的第一大产品，其年销售额已超过2亿美元。

5.5.1  苯丙草酮

       继先达股份上市专利产品喹草酮之后，公司或将于2024年推出2个水稻专利除草剂吡唑喹草酯和苯丙草酮，从而为水稻田禾本科抗性杂草防控提供新的解决方案。

       苯丙草酮（英文通用名：feproxydim；开发代号：Y17168；商品名：马稗克）为环己烯酮（DIMs）结构的新型ACCase抑制剂，是由先达股份开发的拥有自主知识产权的水稻田除草剂。先达股份全资子公司辽宁先达农业科学有限公司正在进行苯丙草酮的登记工作以及相关化合物专利、配方专利、生产工艺专利的注册申请工作，并在新建年产200吨苯丙草酮原药的生产项目。

图15  苯丙草酮结构式

       苯丙草酮可有效防除水稻田禾本科杂草，与氰氟草酯、噁唑酰草胺、五氟磺草胺、二氯喹啉酸等水稻常用除草剂无交互抗性，能有效防除对ALS抑制剂、ACCase抑制剂（FOPs）、激素类除草剂等产生抗性的禾本科杂草，高效防除稗草、千金子、双穗雀稗等。

       马稗克为10%苯丙草酮乳油，是先达股份即将在我国上市的首款苯丙草酮制剂产品。先达股份还大力推进苯丙草酮产品在澳洲、东南亚、中美和拉美、非洲等市场的登记可行性评估工作，亦已启动安全性和药效实验，并在上述区域内多个市场开启产品登记工作。

5.6  脱氧-D-木酮糖磷酸合成酶（DOXP）抑制剂

       脱氧-D-木酮糖磷酸合成酶（DOXP）是甲羟戊酸（MEP）途径的调控酶，对类胡萝卜素、叶绿素等物质的合成具有关键调控作用。

       DOXP抑制剂通过破坏质体类异戊二烯的生物合成，抑制类胡萝卜素的合成，阻碍植物的光合作用，使植株变白、变黄或失绿，从而停止生长而死亡。

       HRAC将DOXP抑制剂归类为第13组，目前，该组中仅有2个有效成分，即异噁草松和二氯异噁草酮。

       早在1986年，富美实上市了全球首个全新作用机理的异噁唑啉酮类除草剂异噁草松。该产品为广谱选择性除草剂，主要防除甘蔗、油菜、棉花、水稻、大豆等作物田一年生杂草。异噁草松上市后得到了广泛应用，其中，巴西约占1/3的市场份额；非作物、甘蔗、油菜是其最重要的应用领域。作为一个接近40年市龄的老产品，异噁草松目前仍为全球重量级除草剂，2019年销售额3.75亿美元，在全球除草剂市场排名第14位。

5.6.1  二氯异噁草酮

       二氯异噁草酮（英文通用名：bixlozone；开发代号：F9600；商品名：Isoflex、Overwatch、封趣等）是美国富美实公司开发的异噁唑啉酮类除草剂，与公司上市的异噁草松仅差1个氯原子。

图16  二氯异噁草酮(左)和异噁草松(右)结构式

       二氯异噁草酮为广谱选择性除草剂，主要通过植物的根和幼苗吸收，具有内吸性和触杀作用，可用于果树、蔬菜、水稻、谷物、玉米、豆类植物、棉花、甜菜、油菜、甘蔗等作物，防除阔叶杂草、禾本科杂草、莎草，且对黑麦草等难除杂草有效，并可防除抗性杂草；播种时或苗前、苗后早期均可施用，持效期长达12周。二氯异噁草酮是目前唯一可用于小麦、大麦、油菜等3种主要冬季作物的除草剂，为轮作提供更大的灵活性。

       二氯异噁草酮率先发力抗性杂草防治难度最大的谷物除草剂市场。在澳大利亚，二氯异噁草酮已经在小麦田展现了相较于其他除草剂的优势。

       二氯异噁草酮2020年在澳大利亚取得登记，2021年上市；2021年，富美实在我国登记了二氯异噁草酮原药及其单剂产品；二氯异噁草酮在欧盟的登记正在推进中。该产品将在更多国家和地区、更多作物上广泛应用。

       二氯异噁草酮将主要靶标欧洲、美国、巴西、亚太等地区和国家市场。据富美实预测，二氯异噁草酮的年峰值销售额可达4.50亿～5.00亿美元。

5.6.2  溴噁草松

       溴噁草松（英文通用名：broclozone；开发代号：KAI-172402）为清原作物最新研发的异噁唑啉酮类除草剂，也为DOXP抑制剂。

图17  溴噁草松结构式

       溴噁草松兼具土壤活性和茎叶活性，可用于小麦、水稻、大豆、棉花、花生、油菜、大蒜、西瓜、白菜等许多作物，具有广泛的作物适用性和灵活的后茬安排，有效防除稗草、猪殃殃、婆婆纳、反枝苋、马齿苋、多花黑麦草、牛繁缕、野燕麦、龙葵等关键抗性杂草，与现有的主流除草剂无交互抗性，将成为抗性杂草管理的有效工具。

       溴噁草松预计将于2025年在我国登记和上市。

5.7  脂肪酸硫酯酶（FAT）抑制剂

       酰基载体蛋白（ACP）脂肪酸硫酯酶（FAT）是脂肪酸合成过程中控制链长、促使脂肪酸从酰基载体蛋白释放的酶。脂肪酸硫酯酶抑制剂通过与FAT结合，抑制脂肪酸生物合成，破坏细胞膜，从而使杂草死亡。

       2020年，环庚草醚获得了由HRAC给予的新作用机理分类，成为第 30组中的首个成员，随后甲硫唑草啉（methiozolin）也进入该组，两者皆为苄基醚类化合物。

5.7.1  环庚草醚

       环庚草醚是巴斯夫近年来重点推向市场的拥有独特化学结构和新颖作用机理的除草剂，该产品早在20世纪80年代即有报道，2000年才明晰其作用机理。

       环庚草醚（英文通用名：cinmethylin；开发代号为：BAS 684 H；商品名为：Luximo、Luximax等）由壳牌公司研发，1989年在中国上市。1993年，美国氰胺公司完成对壳牌农药部的兼并；2000年，巴斯夫收购了美国氰胺公司，从此环庚草醚由巴斯夫生产和开发。

图18  环庚草醚结构式

       环庚草醚为FAT选择性抑制剂，主要通过苗期杂草的芽和根吸收，经植株向上传导，干扰芽和根生长点中分生组织的生长发育。FAT对植物细胞膜的发育和功能至关重要，这种抑制作用可以破坏禾本科杂草的萌发和发生。

       环庚草醚具有持效作用，苗前施用，防效谷物田许多禾本科杂草，包括大穗看麦娘、黑麦草、芒属杂草等抗性杂草及难除杂草，并对一些禾本科杂草提供抑制作用；环庚草醚也可防除稗属杂草、鸭舌草、异型莎草等水稻田杂草。研究表明，环庚草醚对黑麦草特效，并提供持效作用，持效期长达12周。为了扩大防治谱，环庚草醚可与阔叶杂草除草剂桶混使用。环庚草醚无已知交互抗性，可用于杂草的综合治理。

       环庚草醚高效、低毒，对环境友好；能被土壤强烈吸附，在环境中的半衰期较短。

       2019年，环庚草醚原药在澳大利亚获准登记；2020年，其制剂产品Luximax（750 g/L环庚草醚乳油）在澳大利亚登记和上市。早在2003年，环庚草醚原药曾在澳大利亚取得登记。

       我国曾经登记过11个环庚草醚产品，其中，巴斯夫环庚草醚制剂产品防除水稻移栽田稗草、鸭舌草、异型莎草。

       随着环庚草醚作用机理的明确以及农田抗性杂草的防治难度加大，市场需要全新作用机理的除草剂，环庚草醚因此而成为巴斯夫近年来重点推广的品种。该产品不仅用于谷物田，也将重返水稻市场，有效防控稻田抗性杂草。公司用于水稻的环庚草酯产品Luximo将于2024年在印尼率先上市，并自2025年起陆续在亚洲其他国家上市。

5.7.2  氟溴草醚

       氟溴草醚为清原作物研发的FAT抑制剂类除草剂，可以封闭水稻田几乎所有禾本科杂草，对稗草、稻稗、千金子、马唐等禾本科杂草及莎草防效出众，是水稻移栽田和旱直播田高效封闭除草剂。同时，对旱田的禾本科杂草封闭活性高，可以在小麦、大豆、玉米、花生以及部分阔叶蔬菜田作为封闭禾本科杂草的除草剂。

       土壤封闭是抗性杂草防治的第一道防线，氟溴草醚是最新型FAT抑制剂，与当前主流药剂无交互抗性，对水稻及部分旱田作物的抗性杂草防治具有重要意义。2025年，氟溴草醚或将在我国登记和上市。

5.8  二氢乳清酸脱氢酶（DHODH）抑制剂

       嘧啶从头生物合成由6个酶促步骤组成，其中，第4步由二氢乳清酸脱氢酶（DHODH）催化，将泛醌介导的二氢乳清酸（DHO）氧化为乳清酸。所有杂草的DHODH都是位于线粒体内膜外表面的黄素蛋白，由于核苷酸的核心作用，该途径的抑制对大多数生物都是致命的。

       四氟咯草胺为DHODH抑制剂，2021年，HRAC将其归类为第28组，它是目前该组中唯一的化合物，具有全新作用机理。

5.8.1  四氟咯草胺

       四氟咯草胺（英文通用名：tetflupyrolimet）是由杜邦（现科迪华）研制的新型芳基吡咯烷酮苯胺类除草剂。2018年，杜邦将其专利权转让给富美实，该产品现已成为富美实旗下的专利除草剂。

图19  四氟咯草胺结构式

       四氟咯草胺为DHODH抑制剂，通过抑制嘧啶从头生物合成途径中的二氢乳清酸脱氢酶（DHODH）而发挥作用。四氟咯草胺竞争DHODH上的泛醌结合位点，抑制杂草体内关键生长分子嘧啶的合成，从而使杂草生长发育停滞。四氟咯草胺尚无已知交互抗性，将成为抗性杂草管理的有效工具。

       四氟咯草胺主要用于水稻、玉米、小麦、大豆、甘蔗、柑橘、坚果等作物，防除稗草、大狗尾草、地肤、沼生异蕊花等一年生杂草及抗性杂草，苗前使用更佳。其用药量低，持效期长。

       四氟咯草胺适用于移栽水稻和直播水稻，整季防除水稻田重要的禾本科杂草，如大狗尾草、稗草、马唐、水稗、丛生千金子等；对一些难除的阔叶杂草和莎草也有效；并能防除抗性杂草。

       四氟咯草胺将率先发力水稻市场，并逐渐向其他领域拓展。富美实现已启动四氟咯草胺的登记工作，很快上市相关产品。2023年5月16日，富美实和先正达植保达成协议，在亚洲联合推出基于四氟咯草胺的水稻田杂草防控技术。

       富美实预测，四氟咯草胺的年峰值销售额将达3.00亿～4.00亿美元。

       2034年12月1日，四氟咯草胺在中国的化合物专利（CN106414403B）到期。

5.9  尿黑酸茄尼基转移酶（HST）抑制剂

       根据作用机理，HRAC将白化型除草剂分成4类，其靶标位点与类胡萝卜素或质体醌生物合成相关。这4个靶标酶分别为：脱氧-D-木酮糖磷酸合成酶（DOXPS）、对羟基苯基丙酮酸双氧化酶（HPPD）、尿黑酸茄尼基转移酶（HST）、八氢番茄红素去饱和酶（PDS）。其中，大多数白化型除草剂靶标PDS和HPPD。

       尿黑酸茄尼基转移酶（HST）是质体醌生物合成途径中对羟基苯基丙酮酸双氧化酶的下游酶，催化尿黑酸的异戊烯化和脱羧形成2-甲基-6-茄尼基-1,4-苯并喹醇，这是质体醌生物合成中的第一个中间体。

       环哒嗪草酯为HST抑制剂，HRAC将其归类为第33组，这是目前该组中唯一的有效成分。

       与硝磺草酮、氟草敏等现有的类胡萝卜素生物合成抑制剂一样，环哒嗪草酯也能引起拟南芥白化症状。然而，环哒嗪草酯处理会导致尿黑酸大量积累，质体醌水平下降。在药剂处理过的植物中检测到环哒嗪草酯的一种代谢产物——脱吗啉羰基-环哒嗪草酯（DMC）。研究表明，环哒嗪草酯和/或DMC抑制尿黑酸茄尼基转移酶（HST）。离体试验结果表明，DMC对拟南芥中的HST有强烈的抑制作用，环哒嗪草酯的抑制作用较弱，而其他商业化的具有白化作用的除草剂则对HST无抑制作用。DMC衍生物对HST抑制作用与活体白化活性呈现正相关性。这些研究结果表明，环哒嗪草酯和DMC的靶标位点为尿黑酸茄尼基转移酶（HST），这是商业化除草剂中一个全新的靶标位点。

图20  环哒嗪草酯和DMC结构式

5.9.1  环哒嗪草酯

       环哒嗪草酯（英文通用名：cyclopyrimorate；开发代号：SW-065；商品名：Cyra等）是日本三井化学AGRO株式会社发现和开发的苯氧哒嗪类除草剂，其作用机理新颖。

       环哒嗪草酯通过抑制HST，导致尿黑酸大量积累，质体醌水平下降，植株产生白化症状，最终导致杂草死亡。

       环哒嗪草酯主要防除谷物、水稻田阔叶杂草、莎草，包括对ALS抑制剂产生抗性的杂草。

       2019年，三井化学的Cyra（环哒嗪草酯）在日本上市，高效防除水稻田阔叶杂草，并能有效防除对ALS抑制剂类除草剂产生抗性的杂草。该产品可同时用于直播水稻、移栽水稻等多种水稻，对水稻安全性高，而且持效期长。

       三井化学和日本农协共同推进环哒嗪草酯产品的推广应用，并继续研发新的复配产品，满足稻农的需求。研究表明，环哒嗪草酯与HPPD抑制剂类除草剂吡唑特具有协同增效作用，从而推动了环哒嗪草酯+吡唑特复配产品的开发。目前，多款环哒嗪草酯复配产品在日本广泛应用，防除水稻田杂草。其配伍产品包括：吡唑特+氟酮磺草胺、吡唑特+丙嗪嘧磺隆等。

       据Phillips McDougall公司预测，环哒嗪草酯的年峰值销售额将达0.75亿美元。

6  水稻田除草剂市场展望

       水稻作为全球最重要粮食作物之一，是约60%人口主要食物组成，且以水稻为主要粮食作物地区往往人口增长较快，水稻稳产增量强劲需求将带动水稻田除草剂市场增长。劳动力成本提高和抗性杂草发生发展等都对水稻田除草剂市场增长提出强而高的要求。

       从作用机理来看，ALS抑制剂、ACCase抑制剂、PPO抑制剂、合成激素类、HPPD抑制剂类除草剂都布局了丰富的产品，而DOXP抑制剂、FAT抑制剂、DHODH抑制剂、HST抑制剂等作用机理除草剂产品很少，有的甚至只有1个产品，未来或将成为研发力量重点关注领域。

       在水稻田除草剂开发中，中国的研发力量不可小觑，不仅已有新专利产品上市，而且还有多个拥有自主知识产权的高活性产品蓄势待发。期待这些产品在中国乃至全球水稻田除草剂市场发挥更大的作用。