华中师范大学通过十多年的基础研究及应用研究，首创了以丙酮酸脱氢酶为靶标的除草剂氯酰草膦（clacyfos，HW02），氯酰草膦被世界农药手册（Pesticide Manual）第16和17版收录, 是唯一被收录的中国创制的除草剂。

       2018年8月1日科迪华农业科技（CORTEVA）、陶氏杜邦农业事业部（Agriculturedivision of DowDuPont）总结公布了世界上150个最近研发和应用的农业化学品，clacyfos被列其中，为第70个化合物。

       湖北省科技厅组织专家分别在2003年与2005年对本发明成果进行了两次成果技术鉴定。专家评价认为，达到国际同类研究先进水平。“创制除草剂氯酰草膦（HW02）的研究与开发”2009年获湖北省技术发明一等奖，武汉市科技进步一等奖，相关研究2005年获湖北省自然科学一等奖（新农药的分子设计策略与合成方法学研究）。

现有专利情况

       现有与氯酰草膦相关的专利7项，其中已授权专利5项，已申请专利2项。

       已授权专利：

       （1）专利名称：氯酰草膦的制备方法及其生产设备（发明）；发明人：贺红武、谭效松、彭浩。专利号：ZL 201510085405.5，专利申请日: 2015年2月15日，授权公告日：2020年8月28日。

       （2）专利名称：氯酰草膦的生产设备（实用新型）；发明人：贺红武、谭效松、彭浩。专利号：ZL201520110331.0，专利申请日：2015年2月15日，授权公告日：2015年8月5日。

       （3）专利名称：含氯酰草膦除草剂的微乳剂制剂及其制备方法和应用（发明）；发明人：贺红武、谭效松、彭浩。专利号：ZL 201811107857.8，专利申请日：2018年9月21日，授权公告日：2021年3月2日。

       （4）专利名称：含除草剂O,O-二甲基-1-(2,4-二氯苯氧乙酰氧基)乙基膦酸酯的除草组合物（发明）；发明人：贺红武、谭孝松、王今红、刘钊杰、彭浩、陈婷。专利号：ZL 200510081252.2，专利申请日：2003年10月14日，授权公告日：2008年4月23日。

       （5）专利名称：具有除草活性的取代甲酰氧基羟基磷酸酯类光学活性异构体及制备（发明）；发明人：贺红武、肖文精、刘惠。专利号：ZL 200610019674.1，专利申请日：2006年7月20日，专利授权公告日：2012年10月10日。

       已申请专利：

       （6）专利名称：含氯酰草膦除草剂的微乳剂制剂及其制备方法和应用；发明人：贺红武、谭效松、彭浩。专利申请号：PCT/CN2019/103938，申请日：2019年09月02日；提交号：271034。

       （7）专利名称：含氯酰草膦的除草剂组合物及其应用；发明人：贺红武、谭效松、彭浩。专利申请号：201811217426.7，申请日：2018年10月18日。

研发优势

1  氯酰草膦具有高效、低毒、低残留、对环境生态友好的优点

       根据国家农药登记要求的毒理安全性评价表明：氯酰草膦低毒，无致癌性，无明显胚胎及致畸毒性。慢性毒性评价表明：对大鼠生殖功能及子代的生长发育无影响，对生态环境中的鱼、鸟、蜜蜂、家蚕均为低毒。环境行为特征属于易水解、易降解、不移动、难挥发农药，土壤吸附和生物富集试验均不能测出氯酰草膦。对环境影响极小。根据登记要求对多种非靶标生物影响的评价表明：对多种非靶标生物具有低毒、低风险的特点。氯酰草膦是以丙酮酸脱氢酶为靶标的高效除草剂，与现有商品化除草剂具有完全不同的作用靶标，不存在交互抗性。为高效、低毒、低残留和环境友好型的绿色农药新品种。

2  应用和市场前景

       氯酰草膦先后在我国17个省市的田间除草应用试验表明：氯酰草膦为内吸速效型，选择性茎叶处理除草剂，能通过芽、根、茎、叶各个器官吸收，具有吸收快、传导性好、渗透展布性好、速效、持效性较长的特点。对禾本科作物安全性好，可作为小麦田、玉米田、草坪、水稻田、果园、茶园和非耕地除草剂。对阔叶杂草防效优异，同时兼治莎草科、蕨类杂草。对水稻田恶性阔叶杂草鸭舌草、水竹叶等效果优异，值得推广应用。在30克/亩剂量下，一次施药能控制作物全生育期阔叶杂草危害，持效性长，无飘移问题，残留低，对后茬作物无影响。作物增产效应显著，其防效与多种国外除草剂相当或更优。氯酰草膦还可作为其他禾本科作物田以及林业除草剂进一步对其应用开发。

3  氯酰草膦的合成

       三步完成，原料易得，成本较低。

4  农药登记资料

       华中师范大学筹资已完成新农药正式登记要求的第一至三阶段及第四阶段的毒理与环境安全性评价的大部分试验，第四阶段的登记试验已完成了2年慢性毒性和致癌性试验、代谢和毒物动力学试验、大鼠致畸试验；环境行为评价，对生态环境中的鱼、蜜蜂、家蚕、鸟类、溞类、蚯蚓、藻类、天敌多种非靶标生物毒性和风险的评价。目前已完成的评价结果均符合农药登记的安全性标准。具有低毒、低残留、低风险的特点。

       由于新版《农药管理条例》增加了一些新的农药登记实验项目，因此对于这些新增的农药登记实验项目还需进一步补充完善。

5  与现有国内外商品化除草剂相比的优势（根据各地药效试验报告归纳如下）

       近几年，全球除草剂市场销售额较高的前3位除草剂为草甘膦、百草枯和2,4-滴。百草枯由于毒性问题，2016年7月1日已停止百草枯水剂的国内销售和使用。主要与草甘膦和2,4-滴等除草剂进行比较。

       （1）氯酰草膦相当或优于2,4-滴，可以作为2,4-滴丁酯的替代品种

       2,4-滴丁酯为2,4-滴类除草剂最大的一种，为防除阔叶杂草的主打品种，在我国应用面积较大。农业部对2,4-滴丁酯拟将禁限用，不再受理、不再批准含2,4-滴丁酯产品的田间试验和登记申请。2,4-滴丁酯退市后留下巨大市场空间。

       2,4-滴丁酯的问题：

       ① 我国各种作物的耕地间隔小，安排密集，而2,4-滴丁酯蒸气压高、挥发性强，使用时飘移对敏感农作物、林木、果树造成严重药害。导致各种纠纷和问题。

       ② 使用过的喷药器械很难彻底清洗干净，久置后再使用也时常对敏感作物造成严重药害。

       ③ 对水生生物急性毒性为高毒，慢性毒性为生殖能力下降。

       氯酰草膦与2,4-滴（2,4-滴丁酯）相比的优势：

       ① 我国各种作物的耕地间隔小，2,4-滴极易飘移，导致各种药害，而氯酰草膦蒸气压低，无飘移问题。喷雾器易于清洗，无药害。

       饱和蒸气压（25℃）：氯酰草膦，0.00486 Pa；2,4-滴丁酯，33.3 Pa。

       ② 2,4-滴丁酯对水生生物急性毒性为高毒，而氯酰草膦为低毒。

       ③ 2,4-滴丁酯应用量不规范易对应用作物产生药害，严重时减产率超过30%。如在小麦３叶期前或拔节后施药，引起小麦生长产生畸形穗，造成减产。而氯酰草膦对小麦生长安全，使小麦增产。

       ④ 由于2,4-滴丁酯长期使用，导致抗性的杂草不断出现，使其除草性能下降。而氯酰草膦具有不同的作用机制，对反枝苋、牛繁缕、芥菜和播娘蒿主要杂草防效比2,4-滴更优（比较ED₅₀），总草防效优于2,4-滴丁酯。各剂量下均未发现氯酰草膦（HW02）对冬小麦有任何伤害。（来自中国农业大学除草剂专家倪汉文教授的数据，详见Crop Protection 2013, 43, 246-250）

       2,4-滴易产生药害及飘移，氯酰草膦不仅具有与2,4-滴相当或优于2,4-滴的除草活性，而且无飘移问题，对小麦安全、小麦均有不同程度的增产。因此，氯酰草膦可以作为2,4-滴丁酯的替代品种。

       （2）氯酰草膦与草甘膦相比所具有的优势

       ① 草甘膦为非选择性除草剂，只能在作物播种前使用，或只能用于转基因作物田。

       氯酰草膦为选择性除草剂，不必种植转基因作物。对多种阔叶杂草防效优异，能用于小麦、玉米、水稻田、草坪等多种禾本科作物田除草，而草甘膦不能用于小麦、玉米、水稻田、草坪除草，否则对作物产生伤害。

       ② 草甘膦用量为75～200 g/亩, 氯酰草膦用量为30～40 g/亩，对多种阔叶杂草防效比草甘膦更优，用量更低，同时，氯酰草膦对阔叶杂草防效比草甘膦更具有速效性，施药后5天即可达到最高防效，而草甘膦则要7～15天才可达到其最高防效（湖北省国营总口农场农科所）。

       （3）与苯磺隆等磺酰脲类除草剂相比的优势

       目前小麦田除草剂以苯磺隆和2,4-滴为主打品种，但是它们的使用都存在不同的问题。2,4-滴易产生药害以及飘移的问题，长期使用苯磺隆，造成杂草对苯磺隆的严重的抗性问题，如播娘蒿对苯磺隆的抗性就已经非常严重。而氯酰草膦对播娘蒿的抑制活性很高（ED₅₀仅为19.2 g a.i./hm²或1.3 g a.i./亩）。河南的试验结果表明氯酰草膦（HW-02）在速效性上优于苯磺隆。

       虽然目前还有一些除草剂用于小麦田，比如氟草烟能防除一些阔叶杂草，但是它对芥菜无效，而氯酰草膦对芥菜防效优异，对反枝苋、牛繁缕、芥菜都显示了很高的除草活性，ED₅₀从52.2～70.7 g a.i./hm²。甲基二磺隆（mesosulfuron）与碘磺隆（iodosulfuron）的混剂也用于小麦田除草，但同样也存在对小麦的产生药害的问题，而氯酰草膦无药害的问题。

       氯酰草膦与其他磺酰脲类除草剂相比，残留低，对后茬作物无影响, 如对后茬作物玉米与大豆的生长无影响。湖北的试验结果表明，氯酰草膦在持效性和杀草谱优于苯磺隆等产品，持效性上略次于甲磺隆。

       因此，氯酰草膦（HW02）推向小麦田除草前景非常好，也是应用推广氯酰草膦的一个机遇。

       （4）与除草剂2甲4氯相比的优势

       河南、河北、天津等地的多数试验数据表明氯酰草膦在使用剂量低于对照药2甲4氯钠使用剂量的情况下，其除草效果优于2甲4氯钠。氯酰草膦对小麦的安全性也明显优于2甲4氯钠。氯酰草膦具有较强的抗雨水冲刷能力，一般施药后2小时内不降雨水药效即可得到充分发挥。对照药剂2甲4氯表现为12 h以后接受降雨，防效受影响较少。

       （5）与林地及非耕地除草剂三氯吡氧乙酸相比的优势

       目前林地及非耕地等场合用于防除阔叶杂草的除草剂主要使用三氯吡氧乙酸48%乳油，三氯吡氧乙酸在全球范围内主要用于牧场、草原、禾本科草坪、林业、非耕地、工业场院、公路、铁路、机场、电缆下维护通道、油田及各种管道周边，防除非目标植物。在林业上，用于培育松树、林木改造、造林前除草灭灌、维护防火线等, 用来防治针叶树幼林地中的阔叶杂草和灌木；非耕地、草原等防除恶性阔叶杂草、藤类杂草和杂木。在有些国家，三氯吡氧乙酸还登记用于水稻、橡胶园、甘蔗、柑橘、麦类作物、棕榈以及休耕地等。

       三氯吡氧乙酸与2,4-滴结构相似，且作用方式同为激素型，内吸传导型除草剂，主要防除阔叶杂草，因此氯酰草膦极有可能适用于三氯吡氧乙酸的使用领域。并在以下方面优于三氯吡氧乙酸：

       ① 氯酰草膦成本（＜5万元/吨）显著低于三氯吡氧乙酸成本。三氯吡氧乙酸原药2012年2～4月份国内出厂价格为8.4万～9.4万元/吨），用量低于三氯吡氧乙酸。三氯吡氧乙酸幼林抚育用量为1 kg a.i./hm²，造林前及防火线为1.95 kg a.i./hm²。

       ② 氯酰草膦毒性显著低于三氯吡氧乙酸。三氯吡氧乙酸毒性较高，大鼠经口LD₅₀为630 mg/kg，三氯吡氧乙酸对眼睛有刺激作用，有致畸作用。三氯吡氧乙酸是吡啶类除草剂，对鱼有毒应避免药液流入河流、湖泊或鱼塘中，对环境有害。

       因此氯酰草膦作为小麦田以及非耕地、林地等除草剂开发具有非常广阔的前景。也有可能更广泛地推广应用于牧场、草原、禾本科草坪、林业、非耕地及休耕地、工业场院、公路、铁路、机场、电缆下维护通道、油田及各种管道周边，防除恶性阔叶杂草等非目标植物。

       （6）与其他除草剂相比

       氯酰草膦用于玉米田除草的药效与烟嘧磺隆相当，亩用药成本显著低于烟嘧磺隆。

       氯酰草膦用于高羊矛草坪除草的速效性上优于氯氟吡氧乙酸（上海）。

6  氯酰草膦在小麦田除草的应用效果案例

       重点选择处于我国南北以及中部的具有代表性的冬小麦区域，在陕西、河南、河北、江苏、湖北、天津六省市7个单位对氯酰草膦（HW02）进行了12项小麦田间试验。其中选择小麦3～5叶期11月份进行的除草试验为6项；选择小麦返春后至拔节前3月份进行的除草试验为6项。试验结果表明：在氯酰草膦（HW02）有效量为20～40 g/亩的剂量下，对杂草生长期茎叶喷施，能有效防除麦田一年生及越年生阔叶杂草以及多年生阔叶杂草，对小麦田越年生单双子叶防效显著，具有杀草谱广、持效性长的优点。90天后，仍可使主要杂草防效达90%～100%防效。同时对小麦安全，对后茬作物玉米与大豆的生长无影响。使用氯酰草膦（HW02）后，小麦均有不同程度的增产效应。

       目前小麦田除草剂以苯磺隆和2,4-滴为主打品种，但是它们的使用都存在不同的问题。2,4-滴易产生药害以及飘移的问题，长期使用苯磺隆易造成严重的抗性问题，如播娘蒿对苯磺隆的抗性就已经非常严重。中国农业大学除草剂专家倪汉文教授的研究表明（Crop Protection 2013, 43, 246-250）氯酰草膦对小麦地主要杂草反枝苋、牛繁缕、芥菜和播娘蒿的防效全面优于2,4-滴，并对抗性杂草播娘蒿防效显著。氯酰草膦作为小麦田除草剂应用前景良好。

       因此，氯酰草膦（HW02）推向小麦田除草前景非常好，也是应用推广氯酰草膦的一个机遇。

7  氯酰草膦（HW02）作为草坪除草剂的应用效果案例

       城市草坪除草剂市场容量大，全国草坪面积保守估计有3亿平方米，每年的草坪养护市场是一个几十亿元的“大蛋糕”。2008年北京奥运和2010年上海世博会对中国城市绿化的推动是全方位的。除了举办场地的绿化，整个城市的交通绿化、景观绿化、小区绿化都要配套进行。早在奥运申办期间，北京市政府已决定在道路两侧建百米绿化带，形成环绕北京城的7,000公顷景观绿地，面积相当于10个颐和园。近年来城市绿化继续保持快速发展，草坪建植在城市园林绿化中的发展空间最大。城市化和城市绿化水平的提高给草坪业带来无限商机。中国正在加速实现城市化，计划至本世纪中叶，城镇人口达到7亿～8亿，尤其是中小城市，面积的扩大需要增加大面积园林绿化，增加部分可能远远超过现有城市绿地总面积。专家估算，按我国现有3亿城市人口，不计新增的部分，平均每人增加1平方米的绿地，全国将新增绿地3亿平方米。如果中国城市人均绿地拥有量要达到世界平均水平30～40平方米，增加量是惊人的。随着城市草坪面积的扩大，对草坪除草剂的需求量也会进一步增大。

       （1）高羊茅草坪杂草防效田间药效试验

       在我国种植面积较大高羊茅为我国北方草坪主要应用的冷季型草的主要品种之一，在我国种植面积较大（早在1995年底我国已经推广300万～400万平方米）。

       2004年在浙江绍兴、安徽马鞍山、杭州三地进行了高羊茅草坪的除草药效试验，考察了杀草谱及安全性。2005年正式申请安排高羊茅草坪的除草药效登记试验，目前完成了2005年五地高羊茅草坪的除草药效登记试验。

       ① 高羊茅草坪除草效果

       通过上海市农业科学院植物保护研究所、北京市农林科学院植物保护研究所、中国农业大学农学与生物技术学院杂草室、山东省农业科学院植物保护研究所、河南省农业科学院植物保护研究所、绍兴市农业科学研究院、浙江省农科院农产品质量标准研究所、马鞍山农业科学院植物保护研究所等8个单位在上海、北京、山东、河南、绍兴、杭州、马鞍山等地的草坪药效试验（其中五项为药效登记试验）的结果表明：

       30% HW02 EC在有效成分为18～60 g/亩各个剂量的处理，对稻槎菜、毛茛、头花蓼、扁蓄、辣蓼、藜、苋、马齿苋、铁苋菜、地锦、苘麻、鳢肠、牛繁缕、凹头苋、反枝苋、鸭跖草、刺儿菜、裂叶牵牛等阔叶草有优异的防除效果，高浓度对生长旺盛的鸭跖草、刺儿菜、裂叶牵牛及高30 cm以上的反枝苋均有较好的防除效果，对香薷、野塘蒿在高剂量下有一定的抑制作用，对马唐、稗草等禾本科杂草防效较差。

       推荐剂量：每亩18-40 g/亩，27～36 g/亩可有效防除高羊茅草坪各类一年生阔叶杂草。

       ② 草坪安全性试验结果

       田间药效试验表明：30% HW02 EC在有效成分为18～60 g/亩各个剂量的处理，对8个试验区草坪草的株高、叶色等与空白对照比较均无明显差异。表明供试药剂30% HW-02 EC对草坪生长无影响，对草坪草（高羊茅）安全。

       如北京市农林科学院植物保护环境保护研究所在北京天坛公园试验地所有4个供试剂量处理的观赏植株长势良好，叶色正常，与清水对照无显著差异。又如上海市农业科学院植物保护研究所结果表明：由于30% HW-02 EC施药区控制了杂草的生长，给草坪生长提供了良好的空间，与对照区相比，草坪总体质量提高, 具有开发前景。

       ③ 与草坪对照药的比较

       与氯氟吡氧乙酸异辛酯相比：

       上海市农业科学院植物保护研究所试验点结果表明：

       HW-02各供试剂量均显著优于照药剂12 g/亩（氯氟吡氧乙酸异辛酯20% EC 180.0 g a.i./hm²）的总草鲜重防效。

       与对照药剂20%使它隆相比，HW02药效更快。

       与苯磺隆相比：

       北京市农林科学院植物保护环境保护研究所试验结果表明：

       36 g/亩HW02与对照药剂75%苯磺隆可分散粒剂相比，对反枝苋、苘麻、藜等阔叶杂草防效无显著差异

       山东省农业科学院植物保护研究所试验结果表明：

       30 g/亩HW02对草坪中阔叶杂草反枝苋、马齿苋均有很好的防除效果，与对照药剂75%苯磺隆DF防效基本相当。

       与2,4-滴丁酯相比：

       河南省农业科学院植物保护研究所试验结果表明：

       27 g/亩HW02与36 g/亩2,4-滴丁酯防效相当，同等剂量下防效优于2,4-滴丁酯，与2甲4氯相比，30% HW02 EC在有效成分为30 g/亩的防效，相当于或略优于对照药剂25% 2甲4氯水剂在62.5 g/亩的处理。

       （2）结缕草草坪杂草防效田间药效试验

       运动场除草剂市场容量大，一个18球洞的球场需要30万～40万平方米的草坪。一个高尔夫球场最基本的草坪设备在1,000万元以上，足球场在10万元以上，可见其市场之大。

       结缕草为过渡型草坪草，分布于我国东北、山东、华中、华东与华南的广大地区，在我国大部分地区是一种极佳的运动场草坪草种。

       在前期开发研究期间曾在江苏进行了二项应用于草坪草结缕草的田间药效试验，试验结果表明：HW02对禾本科坪草结缕草安全，能有效防除多种双子叶杂草以及莎草科杂草，用量为30～40 g/亩时，在杂草旺盛生长期喷雾，防效可达90%以上。

8  氯酰草膦（HW02）作为玉米田除草剂的应用效果案例

       （1）从12项玉米田田间各个试验点的试验调查结果看，30% HW02 EC 80～100 mL/亩剂量下能有效控制玉米田主要危害性杂草反枝苋、马齿苋、铁苋菜、苘麻、蓼、藜、龙葵等。对阔叶杂草杀草宽，对一年生莎草也有好的防效。且持效期长，一次施药基本能控制玉米全生育期阔叶杂草危害。

       （2）30% HW02 EC用于玉米田防除杂草, 可与对照药剂烟嘧磺隆相当或优于烟嘧磺隆，略高于对照药剂4%烟嘧磺隆SC每亩用80 mL的防效，与对照药剂2,4-滴丁酯相比总草防效具有一定的优势，显著优于对照药2甲4氯的防效, 具有良好的市场前景。

       （3）纵观田间试验结果，推荐30% HW02 EC田间使用剂量为67～100 mL/亩（有效成分18.2～30 g/亩），在玉米苗3～6叶期，进行均匀喷雾处理，对水量30～40 L/亩。

       （4）由于该药剂的特点是对阔叶杂草防效显著, 推广应选择以阔叶杂草为优势草相的玉米田。今后拟进一步确立安全有效的应用技术。再进行大面积推广。

       （5）2004年在黑龙江、吉林、江苏、河北等五个试验点结果表明: 30% HW02 EC对玉米生长安全，增产效果明显。山东省除草剂新技术开发推广中心试验点表明：最高剂量下160 mL/亩使玉米（夏玉米品种为鲁原单14）增产的幅度降低。其它各剂量增产在10%以上。髙于对照药的增产率，因此在推荐用量下玉米生长无不良影响。

       2005年使用剂量进行了调整。在黑龙江、吉林、江苏、北京、山东等六个试验点结果表明：30% HW02 EC对玉米生长安全，增产效果明显。