近些年,苯唑草酮经历全球化的推广,成效显著,市场持续增长。2009—2014年复合年增长率为33.6%,使得苯唑草酮全球市场规模第一峰出现在2017年。同年,苯唑草酮市场规模达到1.24亿美元,使用量为363.8吨,苯唑草酮全球量、值创历史新高。而近6年全球市值复合增长率仅为0.3%,同期使用复合增长率124.53%,可见,苯唑草酮全球需求空间已经打开,但是昂贵的原药价格和供应紧缺成为市场成长的最大羁绊。
中国作为全球农药生产、出口大国以及产业链配备齐全的世界生产基地,有条件将苯唑草酮产业化,做好原药、制剂及应用一体化。就目前现状看,中国尚未一家企业实现苯唑草酮规模化生产。可以说,中国苯唑草酮产业化难题,是市场未来进入第二峰的最大壁垒。
1 苯唑草酮特点、应用和登记情况
苯唑草酮是巴斯夫首创研制的苯甲酰吡唑酮类除草剂,该产品在中国的专利于2018年1月7日到期,专利号为ZL98802797.6。苯唑草酮作用机理新颖,属于对羟基苯基丙酮酸酯双氧化酶(HPPD)类抑制剂,产品优势是对耐草甘膦、三嗪类、ALS抑制剂和ACCase抑制剂的杂草有很好的防除效果。苯唑草酮主要用于玉米田禾本科杂草和阔叶杂草的防治,其主要的特点为对玉米和对后茬作物安全,这也是该产品成为玉米田除草优势产品的核心因素,尤其是能有效防除硝磺草酮防效不佳的狗尾草、马唐、牛筋草等抗性杂草。苯唑草酮作用草谱为:马唐、稗草、牛筋草、狗尾草、野黍、藜、蓼、苘麻、反枝苋、豚草、曼陀罗、牛膝菊、马齿苋、苍耳、龙葵、一点红等杂草。
苯唑草酮的活性高,用量极低,苗后使用适期宽,杀草谱广,可混性强,以及对玉米和后茬作物安全等优点,主要用于苗后防除玉米田一年生暖季禾本科杂草和阔叶杂草,且苯唑草酮可复配药剂有莠去津或特丁津、烟嘧磺隆、烟嘧磺隆及莠去津、硝磺草酮、炔草酯、双氟磺草胺等,其复配产品也受到很多重视,有很多企业正在开发当中。
苯唑草酮英文通用名称为topramezone,中文化学名称为4-[3-(4,5-二氢异噁唑-3-基)-2-甲基-4-甲基磺酰基]-1-甲基-5-羟基-1H-吡唑,结构上属于苯甲酰吡唑酮类除草剂。
图1 苯唑草酮的结构式
在专利CN1308491中,巴斯夫要求保护一种含有3-杂环基取代的苯甲酰基衍生物的除草混合物,将苯唑草酮与氮肥和辅助剂(烷基乙氧基化物、多元醇)进行复配,制备除草剂。该专利于1999年5月27日提交申请,2019年专利到期。
选择合成路线及方法,以二甲基苯胺为原料,使用下图所述的2条反应路线合成苯唑草酮,以供参考。
图2 苯唑草酮合成路线
苯唑草酮的合成工艺,在实际投入生产化合物之前,应该开展化学合成方法的研究,并将研究成果申请专利保护,所以通过检索专利申请信息,能够识别潜在的、有可能进入农药原药生产行业的竞争对手,帮助研发人员借鉴已经公开的或者获得专利保护的技术合成方法,提前制定合理的技术开发方向,防止专利侵权。
2 全球(中国)苯唑草酮登记、推广、应用的情况
目前,苯唑草酮在全球登记的国家主要有美国、日本、印度、加拿大、奥地利、比利时、保加利亚、捷克、德国、匈牙利、荷兰、波兰、智利、墨西哥、阿根廷和中国等。2005年初苯唑草酮在美国、加拿大申请登记;2006年首先在加拿大登记用于玉米田苗后除草,并由Amvacchemical公司于2006年以Impact商品名开发上市;2007年在阿根廷、墨西哥获得登记用于玉米田除草;巴斯夫公司将该产品在北美登记和商品化授权于Amvacchemical公司,而在日本市场授权于日本曹达公司;该产品也在德国登记,商品名Clio®;在中国推广的产品为33.6%苯唑草酮SC,商品名为苞卫®,登记作物为各种类型的玉米,包括常规玉米甜玉米、爆裂玉米和特种玉米等。苯唑草酮是所有玉米田除草剂中安全性最高的一个。
表1 苯唑草酮在全球登记情况
商品名 |
有效成分及含量 |
企业名称 |
Armenzon |
29.7%苯唑草酮 |
巴斯夫 |
AmmenzonPro |
56.25%精二甲吩草胺+1.12%苯唑草酮 |
巴斯夫 |
Plex |
29.7%苯唑草酮 |
巴斯夫 |
Oasis |
29.7%苯唑草酮 |
巴斯夫 |
Frequency |
29.7%苯唑草酮 |
巴斯夫 |
Convey |
29.33%苯唑草酮 |
巴斯夫 |
Arietta |
336 g/L苯唑草酮 |
巴斯夫 |
Clio |
336 g/L苯唑草酮 |
巴斯夫 |
ClioSuper |
538 g/L精二甲吩草胺+32 g/L苯唑草酮 |
巴斯夫 |
ClioElite |
538 g/L精二甲吩草胺+32 g/L苯唑草酮 |
巴斯夫 |
苞卫 |
336 g/L苯唑草酮 |
巴斯夫 |
Impact |
336 g/L苯唑草酮 |
AVAC |
(信息来源:根据公开报道和资料整理汇总)
中国首登苯唑草酮的企业是吉林金秋农药有限公司,于2018年获批登记30%苯唑草酮悬浮剂产品,之后,山东德浩化学有限公司、湖南新长山农业发展股份有限公司、深圳诺普信农化股份有限公司、青岛清原农冠抗性杂草防治有限公司进行跟登。
根据农业农村部农药检定所登记的数据,仅有巴斯夫欧洲公司在中国进行原药登记,规格为97%原药,制剂有6张登记证,单剂为主达到5张,复配1张,总含量为26%,其中,苯唑草酮含量为1%,莠去津为25%。
表2 苯唑草酮在中国登记的情况
登记证号 |
农药名称 |
剂型 |
总含量 |
有效期至 |
登记证持有人 |
PD20184182 |
苯唑·莠去津 |
可分散油悬浮剂 |
26% |
2023-9-25 |
山东德浩化学有限公司 |
PD20183631 |
苯唑草酮 |
可分散油悬浮剂 |
4% |
2023-8-20 |
湖南新长山农业发展股份有限公司 |
PD20183590 |
苯唑草酮 |
悬浮剂 |
30% |
2023-8-20 |
深圳诺普信农化股份有限公司 |
PD20182446 |
苯唑草酮 |
悬浮剂 |
30% |
2023-6-27 |
青岛清原农冠抗性杂草防治有限公司 |
PD20181764 |
苯唑草酮 |
悬浮剂 |
30% |
2023-5-16 |
吉林金秋农药有限公司 |
PD20131931 |
苯唑草酮 |
悬浮剂 |
30% |
2023-9-25 |
巴斯夫欧洲公司 |
PD20131925 |
苯唑草酮 |
原药 |
97% |
2023-9-25 |
巴斯夫欧洲公司 |
(数据来源:中国农业农村部农药检定所)
苞卫是巴斯夫开发使用的新型玉米田除草剂剂,对玉米安全性好,对甜玉米、糯玉米亦安全。使用技术方面,玉米苗后2~4叶期,一年生杂草2~5叶期施药。可有效防除一年生单、双子叶杂草,如稗草、马唐、狗尾草、黍、马齿苋、龙葵、藜、苘麻、苋菜、辣子草、铁苋菜、苣荬菜、打碗花、扁蓄等。和莠去津有很好的配伍活性,加入莠去津可提高对大草和鸭跖草等的活性,并提高作用速度。杂交玉米除草每亩5毫升苯唑草酮+70克90%莠去津+专用助剂,甜、糯玉米除草每亩10毫升苯唑草酮+专用助剂。
近几年,苯唑草酮在中国市场表现不温不火,“苞卫”前几年就已经在国内上市,运营商为了加大利润的回报,降低了使用量,导致使用效果并不是太理想,但相对烟嘧磺隆、硝磺草酮的较高价格,当时抗性杂草发生面积与严重程度均不大,导致“苞卫”用量不大,但有国内推广者却针对不同杂草不同草龄,反复验证了它的用量和可混用性。然而,随着玉米苗后烟嘧磺隆多年使用及用量加大,杂草抗性凸显,烟嘧磺隆在安全范围内使用对有些杂草已经没有效果,有的农民甚至在玉米苗后打了至少4遍除草剂也没有达到理想效果。
对于研发和生测比较重视的国内厂家,目前都有了较高的回报,如清原农冠、山东滨农、江苏省激素研究所等。用户对于除草剂要求会越来越高,区域性杂草会越来越多,标靶要精准,药量才能准确。需要重视研发的厂家大量生测试验验证不同草龄、不同杂草的用量及复配药剂使用,不要重复五氟磺草胺的道路(陶氏益农“稻杰”统治了水稻田多年,专利到期后国内的五氟磺草胺低价抢占市场,面对抗性稗草基本失去效果)。
3 全球苯唑草酮市场发展和使用状况
近些年,苯唑草酮全球化的推广,市场持续增长,苯唑草酮的市场规模持续强势增长,2009—2014年的复合年增长率为33.6%。2011年苯唑草酮以商品名“苞卫”在中国登记上市;2012年,巴斯夫在美国上市了其苯唑草酮产品Armezon,用于玉米、居住区及草坪。
2014年由于德国、美国对全球苯唑草酮市场贡献度下降,导致2014年全球苯唑草酮市场规模同比降幅为11.21%,总体市场规模约在0.95亿美元,苯唑草酮玉于米田市场占比71.39%,谷物和非农市场略有增加,其它作物约占28.3%。
2015年由于美国苯唑草酮市场增加,中国已经有市场产生,但是德国使用量出现下降,2015年全球苯唑草酮市场规模同比有所上升,增幅为16.42%,总体市场约在1.11亿美元,苯唑草酮玉米田市场占比71%,其它作物约占29%。
2016年全球苯唑草酮市场规模约在1.06亿美元,同比下降4.5%,德国由于雨水天气和玉米价格原因,玉米种植兴趣难以积极,导致苯唑草酮玉米田市场下降,同年美国苯唑草酮市场大增,谷物和非农市场基数很小,苯唑草酮玉米田市场占比67%,其它作物约占33%。
2017年全球苯唑草酮市场规模约在1.24亿美元,同比增长16.98%,美国苯唑草酮市场持续增长,谷物和非农市场较小,苯唑草酮玉米田市场占比67%,其它作物约占33%。
2018年全球苯唑草酮市场规模约在1.09亿美元,同比下降12.10%。根据FAO的统计,2017/2018年全球玉米种植面积被动减少和价格低迷,是导致苯唑草酮市场规模下降的直接因数,苯唑草酮玉米田市场占比65.55%,其它作物、领域约占34.45%。
表3 2018年全球苯唑草酮市场状况及构成(百万美元)
国家 |
麦类 |
玉米 |
果蔬 |
其它作物 |
总量 |
阿根廷 |
|
5.5 |
|
|
5.5 |
加拿大 |
|
3.8 |
|
|
3.8 |
中国 |
|
1.82 |
|
|
1.82 |
德国 |
|
0.14 |
|
|
0.14 |
危地马拉 |
|
|
0.18 |
|
0.18 |
奥地利 |
|
|
0.01 |
|
0.01 |
印度 |
|
13.15 |
|
|
13.15 |
印度尼西亚 |
|
4.01 |
|
|
4.01 |
日本 |
|
3.26 |
|
|
3.26 |
墨西哥 |
|
0.82 |
|
|
0.82 |
新西兰 |
|
0.98 |
|
|
0.98 |
俄罗斯 |
|
3.63 |
|
|
3.63 |
南非 |
|
1.13 |
|
|
1.13 |
乌克兰 |
|
1.87 |
|
|
1.87 |
乌拉圭 |
|
0.59 |
|
|
0.59 |
美国 |
|
19.86 |
|
|
19.86 |
亚洲其他地区 |
|
0.18 |
|
|
0.18 |
欧洲其他地区 |
|
1.3 |
|
|
1.3 |
拉丁美洲其他地区 |
|
0.05 |
0.01 |
|
0.06 |
中东+非洲其他地区 |
|
0.17 |
|
|
0.17 |
未分配 |
0.01 |
9.4 |
37.42 |
0.01 |
46.85 |
总量 |
0.01 |
71.66 |
37.63 |
0.01 |
109.31 |
(数据来源:KLEFFMANN)
巴斯夫多年的推广,拜耳和先正达等公司已达成协议,共同开发耐HPPD大豆,此项技术一直在推进中,使得苯唑草酮的全球销售额第一峰出现在2017年,全球市场规模达到1.24亿美元,使用量在363.8吨,苯唑草酮的全球量值达到历史新高。
2013年全球苯唑草酮应用总量约在121吨,德国、美国苯唑草酮使用量较大。2014年全球苯唑草酮应用总量约在114.59吨,同比下降5.3%,德国、美国苯唑草酮使用量持续较大。2015年全球苯唑草酮应用总量约在112.28吨,基本持平,德国、美国苯唑草酮使用量持续较大。2016年全球苯唑草酮应用总量约在215.70吨,由于农化企业共同推广,使用量放大很快,同比增长92.11%,美洲使用量增量很大,包括美国、墨西哥使用量增加一倍多,中国使用量增加明显。
2017年全球苯唑草酮应用总量约在363.80吨,同比增长68.66%,增量主要来自印度、印度尼西亚使用。苯唑草酮主要销往印度、印度尼西亚、美国、中国、阿根廷、匈牙利、墨西哥、印度尼西亚、比利时、日本、德国、加拿大、奥地利、乌克兰、智利、斯洛伐克、荷兰等;2018年全球苯唑草酮应用总量约在269.34吨,同比下降26%。
表4 2018年全球苯唑草酮应用状况(单位:吨)
国家 |
麦类 |
玉米 |
果蔬 |
其它作物 |
总量 |
阿根廷 |
|
7.62 |
|
|
7.62 |
加拿大 |
|
4.15 |
|
|
4.15 |
中国 |
|
17.01 |
|
|
17.01 |
德国 |
|
0.19 |
|
|
0.19 |
危地马拉 |
|
|
0.41 |
|
0.41 |
奥地利 |
|
|
0.02 |
|
0.02 |
印度 |
|
7.66 |
|
|
7.66 |
印度尼西亚 |
|
65.76 |
|
|
65.76 |
日本 |
|
1.28 |
|
|
1.28 |
墨西哥 |
|
6.44 |
|
|
6.44 |
新西兰 |
|
1.52 |
|
|
1.52 |
俄罗斯 |
|
7.27 |
|
|
7.27 |
南非 |
|
2.69 |
|
|
2.69 |
乌克兰 |
|
4.98 |
|
|
4.98 |
乌拉圭 |
|
1.11 |
|
|
1.11 |
美国 |
|
22.13 |
|
|
22.13 |
亚洲其他地区 |
|
0.80 |
|
|
0.80 |
欧洲其他地区 |
|
2.20 |
|
|
2.20 |
拉丁美洲其他地区 |
|
0.13 |
0.02 |
|
0.15 |
中东+非洲其他地区 |
|
0.53 |
|
|
0.53 |
未分配 |
0.01 |
23.17 |
92.22 |
0.03 |
115.43 |
总量 |
0.01 |
176.63 |
92.66 |
0.03 |
269.34 |
(数据来源:Philips McDougall、KLEFFMANN)
4 全球苯唑草酮应用前景
2011年苯唑草酮以商品名“苞卫”在中国登记上市。2012年,巴斯夫在美国上市了其苯唑草酮产品Armezon,用于玉米、居住区及草坪。全球苯唑草酮的市值持续强势增长,2009—2014年的复合年增长率为33.6%,2019年苯唑草酮在中国玉米田除草领域逐渐趋热,需求缺口逐渐打开,且原药价格居高不下。
出现这种紧缺状况的主要原因是,全球原药供应短缺,而苯唑草酮在中国的化合物专利已经过期,且中国及全球范围内正处于快速发展的起步阶段。无论是基于巴斯夫苯唑草酮原药近400万元/吨(EMB)价格的吸引力,还是全球市场成长巨大潜力。可以说,苯唑草酮必将成为玉米田除草的最核心品种之一,有着强大的发展潜力和广阔的市场前景。苯唑草酮的先进工艺突破具有巨大市场价值,根据笔者走访调研的情况,目前中国企业和研究机构仍处于实验阶段,需要取得相关技术的企业和投资人可以和笔者进行交流,希望中国苯唑草酮早日产业化,服务更多的种植需求,笔者愿献绵薄之力,应当予以支持。
5 市场趋势、潜力评价及建议
2009—2014年全球苯唑草酮市场复合年增长率为33.6%,近6年复合增长率0.3%。使用方面,近6年复合增长率124.53%,近3年复合增长率124.29%。从市场和使用的情况看,近期全球苯唑草酮市场发展明显加快。从作物维度看,影响全球苯唑草酮市场发展最直接因素是目标作物种植情况,由于全球苯唑草酮主要聚焦玉米,并在向谷物、水稻市场等拓展。近年来,涉足我国水稻市场的产品有,硝磺草酮、双环磺草酮、呋喃磺草酮、硝磺草酮+丙草胺、呋喃磺草酮+氟酮磺草胺、硝磺草酮+嗪吡嘧磺隆、硝磺草酮+吡嘧磺隆等。这些产品或者已经进入水稻田除草剂市场,苯唑草酮即将进入该领域,以应对抗性杂草的治理。再者,HPPD抑制剂类除草剂是一类热点产品,其性能优秀,新产品持续上市,抗性发展缓慢,防除抗性杂草,转基因大豆商品化,从而使该类产品较快增长。
2018年全球玉米种植面积为1.68亿公顷,较上年反弹0.37%;全球产量10.41亿吨,较上年反弹2.55%;单产的反弹对全球玉米产量的贡献较为明显。2019年,受到玉米价格反弹的支持,全球玉米播种面积进一步反弹,达到1.70亿公顷,较上年提高1.24%;产量10.65亿吨,较上年增长2.4%;截止2018年,全球小麦播种面积连续4年出现下滑,产量连续两年明显的下滑,库存处于低位水平,支持世界小麦价格的反弹,从静态态势分析来看,预计到2025年全球小麦播种面积为2.02亿公顷,总产在7.18亿吨;2018年全球稻谷播种面积1.61亿公顷,较上年减少0.16%,稻谷产量7.54亿吨,折合大米产量5.13亿吨,较上年产量增长1.63%。鉴于当前的大米价格水平的偏低,全球大米将会继续下滑。预计2019/20年度播种面积为1.6063亿公顷,较上年下降0.46%,稻谷产量7.55亿吨,折合大米产量5.13亿吨。
从全球作物种植现状和苯唑草酮推广趋势看,玉米、小麦和水稻方向是苯唑草酮市场增长的因素,加上企业共同推广,长期看好全球苯唑草酮的前景。
表5 2013—2018年全球苯唑草酮市场发展状况
年份(年) |
市场规模(亿美元) |
使用量(吨) |
2013 |
1.07 |
121 |
2014 |
0.95 |
114.59 |
2015 |
1.11 |
112.28 |
2016 |
1.06 |
215.70 |
2017 |
1.24 |
363.8 |
2018 |
1.09 |
269.34 |
近6年复合年增长率 |
0.3% |
14.27% |
(数据来源:Philips McDougall、KLEFFMANN)
按照历史数据,可以预测,全球苯唑草酮2019—2022年处于稳定时期,未来产品价格将稳中有降,但是使用量处于快速放量阶段。据了解,巴斯夫苯唑草酮产能设计能力应该在500吨以上。目前能满足市场需要,随着需求量的窗口逐渐打开,产能建设需要跟上。目前,苯唑草酮巴斯夫专利在中国已经过期,中国一些企业进行共同开发,目前原药上至少5~6家企业有立项打算,届时苯唑草酮具体供应状况,还以环评和开工能力为准。
苯唑草酮属于新型玉米田除草剂。同时也应客观地认识到,我国玉米田除草剂的研发登记仍存在诸多不足,创制品种稀少、同质化登记严重、产品研发一窝蜂等问题突出。现代农业生产对除草剂的合理应用提出了更大的挑战,这就要求生产企业本着前瞻、创新、务实的态度,研发登记一批符合不同地区主要杂草、难防杂草与抗性杂草防治需求,高效广谱、安全环保的除草剂品种,促进玉米田除草剂多元化发展,为农田化学除草与可持续发展农业提供可靠保障。
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