1 环磺酮研发背景
目前全球玉米种植面积239,545千公顷,而我国2020年玉米播种面积达到41,264.26千公顷,全球第一。玉米是我国重要主粮作物,分布在全国各个省份。
随着玉米种植面积增加,轮作几率低,玉米除草剂相对单一,部分产品多年、超量使用,玉米田杂草抗性逐年增加。有关资料显示,在东北、华北玉米主产区部分杂草如狗尾草(红根谷莠子)、马唐已经到了难以防治的地步。为了防除恶性杂草,广大农户通过增加使用量和使用次数解决草害,带来的后果是药害频发,严重影响玉米产量,同时农药残留往往对后茬作物造成不可估量的损失。在这种环境下,我国玉米田苗后除草剂急需一种新的化合物,来解决田间抗性杂草。该产品必须具备高效、安全、环保和残留期短等性能,同时需要符合我国农药使用双减政策。
2 新一代HPPD抑制剂环磺酮进入久易农业的视野
安徽久易农业股份有限公司成立于2001年,是一家民营股份制企业,国家定点农药生产企业,国家高新技术企业,安徽省民营科技型企业,安徽省创新型企业,中国农药行业百强企业。公司主要从事农药原药、制剂、化工中间体的研发、生产、销售和外贸工作。
久易农业多年从事玉米田除草剂的研发、生产和推广工作,是我国最早研发烟嘧磺隆、进入市场并推广最成功的企业之一。公司对玉米田除草剂的高度关注,研发部门十年前便开始着手玉米田苗后除草剂新型产品的开发工作。通过市场调研,新型HPPD类除草剂——环磺酮,进入项目预讨论范围。环磺酮通过4-羟基苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)抑制剂来表现活性,HPPD受到抑制后,杂草分生组织中络氨酸积累和质体醌缺乏,3~5天后,杂草表现出黄化症状,最终蔓延至整株,杂草干枯死亡。其活性高于硝磺草酮,为苗后茎叶处理除草剂,可用于防除玉米田一年生禾本科杂草和阔叶杂草。环磺酮具有广谱、作用快速的特性,且与环境具有高度相容性,与硝磺草酮相比,不仅活性更高、安全性更好,而且防治杂草范围更广。该药剂在作物的整个生长期内均保持良好的除草活性,具有较强的抗雨水冲刷能力,且对作物(包括后茬作物)安全等优异的特点。
3 历经八年,完成了环磺酮的原药生产技术攻关
久易农业经过长达2年的调研论证,于2014年决定开发该化合物,并制定了环磺酮详细的开发计划。公司研究所的博士、硕士领头组成骨干科研团队,成立了项目攻关组。2015年环磺酮小试成功,实验室样品经过专业机构的检测,各项技术参数和性能指标都符合要求。2016年,完成了中试工艺的优化和试生产,具备生产能力。
4 产品登记和试验示范同步进行
与产品原药合成研发同步进行的是产品的登记和田间试验示范工作。2015年11月开始,在海南研发生测基地开展了40组112个小区的初筛工作。在长达81天的全程昼夜监测的生测过程中,获得一手有效数据,初步掌握了环磺酮的使用剂量和杀草谱,及对玉米的安全性等材料,为登记工作打下基础。
海南40组配方同时展开112个小区生测
通过大量试验数据统计分析确定环磺酮对所有参试玉米品种安全。
海南生测基地,定向观测环磺酮制种玉米父母本安全测试
2016年开始启动登记试验,与此同时同步进行田间小区试验。在河南驻马店、河南安阳、河北青县、黑龙江哈尔滨、甘肃玉门等地开展配方靶标定向药效测试。针对田间用药的复杂环境,其中优选出对抗性马唐的配方、对虎尾草的优选配方、对红根谷莠子优势配方,并通过大量数据对比分析,获得第一手环磺酮田间应用技术。
驻马店汝南宿鸭湖,定点定向观测配方对抗性马唐的药效表现
大田试验示范论证:2017年3月~2021年7月,逐年扩大试验示范点和面积。几年来累计试验示范点在1万多个,面积达5万亩。这些试验示范点有的是经销商、零售店安排,也有公司技术推广人员安排的。范围覆盖全国玉米种植区,品种涵盖市场主流品种,用药方式多样化,用药水平参差不齐。通过这些实际使用的试验示范,让问题充分暴露,使配方不断得到优化,应用技术掌握更准。针对性定向处理靶标,尤其是抗性马唐、虎尾草、三菜、红根谷莠子、芦苇等恶性杂草试验示范,获得了最佳的配方组合和技术积累。
河南驻马店宿鸭湖,大龄抗性马唐处理后定向全天候监测
大面积的试验示范,各地经销商和农户积极参与,他们在观察了产品效果和安全的同时,也掌握了产品的使用技术,为2022年产品进入市场打下坚实基础。
肥东县白龙实验基地,环磺酮组合配方对大龄高密度马唐的防效测试
河南商丘,环磺酮配方测试产品八斗防效突出
河北青县,含环磺酮配方组合对特定杂草芦苇的防效测试
对比其他参试商品制剂,环磺酮对旱生芦苇防效优异,达到杂草防控技术要求。
环磺酮配方八斗1号在海南制种基地的表现
安徽泗县,八斗1号大田表现优异
山东潍坊,八斗3号对大龄杂草防效优异
甘肃张掖,环磺酮对虎尾草防效田间表现,大龄虎尾草12天全部干枯死亡
安徽泗县,环磺酮配方产品八斗示范田药效突出,经销商组织观摩
环磺酮原药的毒理学试验与环境影响试验结果显示:其低毒、无致突变性、无致癌性、无致畸性,且对环境生物鸟、鱼、藻、溞、蜜蜂、家蚕、赤眼蜂、瓢虫、蚯蚓等低毒。2022年,95%环磺酮原药、23.5%环·莠可分散油悬浮剂、8%环磺酮可分散油悬浮剂将会同时获得首家登记。其中,8%环磺酮OD(商品名:八斗2号)登记用于玉米田,防除一年生杂草,制剂用药量为75~105毫升/亩;23.5%莠去津·环磺酮OD(20%莠去津+3.5%环磺酮;商品名:八斗1号)登记用于玉米田,防除一年生杂草,制剂用药量为160~200毫升/亩。
5 环磺酮的国际环境和我国的发展前景
2007年环磺酮由拜耳公司首先在奥地利登记和上市,受到用户的青睐,销售额一路攀升。环磺酮目前仍是拜耳公司最为畅销的产品之一。环磺酮也是近年来增长较快的HPPD抑制剂类除草剂中的重要成员。其年销售额已突破2.00亿美元,在该类除草剂中排名第三;近5年的复合年增长率为11.8%,在该类产品中居于前列。HPPD抑制剂类除草剂中的龙头产品为硝磺草酮,环磺酮活性比硝磺草酮更高,施药适期更宽,其制剂更耐雨水冲刷。2019年9月8日,环磺酮在中国的化合物专利到期。
环磺酮最重要的应用作物为玉米,占据了其八成以上的销售份额。玉米是我国重要的粮食作物,作为玉米田重磅专利过期产品,环磺酮必将吸引我国许多企业关注,并参与其市场开发。未来几年环磺酮将继续成为全球市场上最值得关注的重要品种之一。
环磺酮在我国玉米苗后除草剂市场将迎来全新机遇,成为玉米苗后除草方案的首选。预计2022年将达到2亿元人民币,3年内将突破5亿元人民币的市场销售。
八斗——福星高照玉米田
环磺酮在中国的上市,触手可及。8年来艰苦卓绝的工作彰显久易人:恒久创新、用心服务的文化理念,和天下凡事久为则易的深厚文化内涵。
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