百草枯被禁,麥草畏除草劑迎來新發展機遇 |
來源:好農資招商網 2017-8-25 10:36:00 |
老牌除草劑麥草畏,又稱麥草威、百草敵,商品名Banvel,是一類具有選擇性和內吸傳導型的安息香酸系列除草劑。它使用范圍廣泛,并擁有超過50年的使用歷史,其使用面積在過去10年中達到2.37億英畝(約13億畝)。 1961年由美國維爾斯科爾化學(Velsicol ChemicalCorp)公司開發,1963年和1967年分別在加拿大和美國取得登記。1986年由山道士收購該公司而并入山道士公司,1996年山道士公司合并入諾華公司(現先正達)時,將該產品在加拿大的銷售權賣給了巴斯夫公司,但在世界其他地方,先正達仍在銷售這一產品。 麥草畏可以有效控制95種一年生和兩年生禾本科雜草,還可以抑制100多種多年生闊葉雜草和木本植物的生長。主要用于防除小麥、玉米田及禾谷類作物田雜草,也用于非耕地除草;但對小麥、玉米、谷物等禾本科作物比較安全,因其用量少,使用成本相對低,屬于高效低毒除草劑。 隨著氯磺隆和甲磺隆等產品的禁用和限用,麥草畏的使用量越來越大。尤其是全球大量和連續不斷地使用非選擇性除草劑草甘膦引發的安全性、人體健康、抗性雜草蔓延和超級雜草等問題,使得孟山都公司不得不研發新的轉基因作物品種;繼而孟山都公司成功地研發出耐草甘膦和麥草畏的轉基因作物,這不僅為該公司抗草甘膦轉基因作物帶來發展,也為麥草畏除草劑帶來了新的市場。 此外,特別是近幾年來,隨著百草枯由于眾所周知的原因,所以在2010年之后世界各國相繼出臺了對百草枯的禁售令,從歐洲開始逐漸蔓延到各國。在亞洲的韓國最先在2012—2014年已全面禁售百草枯,而中國是在2014年開始停止百草枯登記,繼而2016年7月1日全面禁售百草枯。百草枯在全球范圍內退隱之時,雖然非選擇性除草劑草銨膦的市場地位與日俱增,可以部分填補百草枯退隱后的市場空缺;但草銨膦的價格較貴,而除草劑麥草畏品種價格較低,且用量少,使用成本相對低,可以填補百草枯退隱后很大一部分市場份額,由此也為麥草畏除草劑帶來了新市場。 1、麥草畏的作用機理 從麥草畏作用機理來看,其屬于激素類型除草劑,雜草中毒的癥狀與生長素物質的作用癥狀相似。即它可以破壞雜草原有的天然激素平衡,使其發育畸形,細胞分裂伸長和分化不規律,從而干擾植物的正常生長。 當麥草畏藥劑用于苗后噴霧除草,能夠很快被雜草的葉、莖、根吸收;并通過韌皮部及木質部向上或下傳導,最后多集中在分生組織及代謝活動旺盛的部位,從而阻礙植物激素的正常活動,造成雜草生理紊亂,莖稈扭曲與畸形、葉面皺縮和變色失綠,最終導致雜草死亡。 由于麥草畏藥劑被禾本科植物吸收后能夠很快把它分解掉,故而有較強的抗藥性,所以麥草畏對小麥、玉米、水稻等禾本科作物使用比較安全。對闊葉雜草則有很好的防效,闊葉雜草24 h就出現畸形、卷曲癥狀,15~20d后即死亡,當然這與植物體內除草劑分布的差異及吸收、傳導和代謝速率的差異有關。在土壤中麥草畏經過微生物分解而能夠較快代謝,在某些情況下具有殘效防除效力,有助于擴大應用時期和保護產量。 2、麥草畏的市場 麥草畏主要用于小麥、玉米、谷子、水稻等禾本科作物防除豬殃殃、蕎麥蔓、牛繁縷、大巢菜、播娘蒿、蒼耳、薄朔草、田旋花、刺兒菜、問荊、鯉腸等雜草。由于麥草畏殺草譜對某些抗性雜草效果不佳,因此常與其它除草劑如2甲4氯銨鹽、草甘膦等混用,能增加其防除效果。 麥草畏在美國玉米田除草劑中占有相當大的份額,麥草畏全球銷售額2003年為1.6億美元,緩慢增長至2005年的1.9億美元,增量僅為0.3億美元。此后受苗后處理劑及轉基因作物的影響,2009年全球銷售額仍為1.9億美元;然而從2011年起麥草畏的全球銷售額進入快速發展期,增長到2.3億美元,短短2年增加了0.4億美元,主要得益于陸續開發出不同種類的抗麥草畏轉基因作物,并且加大了在全球各地區推廣應用力度,2014年全球銷售額達到2.6億美元,2009—2014年復合年增長率為6.5%。 2015年全球麥草畏市場更上一層樓,升至2.91億美元,比2014年增量達0.3億美元,耐麥草畏作物的開發與抗草甘膦雜草的蔓延為麥草畏提供了新的市場機遇和空間,未來5年復合年增長率可達10.85%,預計2020年市場銷售額可達到4.87億美元。 數十年來,由于大量使用草甘膦除草劑,伴隨著草甘膦抗性雜草的蔓延和出現超級雜草難以防除等問題,以及對草甘膦本身引發了對人體健康出現的安全性問題,孟山都公司為了進一步開拓草甘膦市場,抑制草甘膦抗性的產生,投入巨資同時成功開發了耐草甘膦和耐麥草畏轉基因作物,不僅為公司擴大了草甘膦市場,也為傳統除草劑麥草畏帶來新的發展機遇。 研究發現,草甘膦與麥草畏的復配產品對雜草的防除效果更好,對雜草抗性的出現有一定的延緩作用,已經成為解決草甘膦抗性雜草問題,以及延續草甘膦市場生命的有效途徑之一。因此近年來轉基因作物的推廣和應用,無疑是延續草甘膦和發展麥草畏市場的重要推手;孟山都公司推出的耐麥草畏大豆及耐草甘膦和麥草畏大豆的轉基因作物都已在加拿大和美國獲得登記和上市,也將成為種子公司開發的新熱點。 雖然目前全球獲得批準的耐麥草畏轉基因作物品種僅為3種,但可以認為,耐麥草畏轉基因作物新品種的持續開發是一種趨勢,隨之大面積的推廣種植也將來到。按照美洲2013年和2014年開始批準并商業化種植耐麥草畏轉基因作物,二代耐麥草畏轉基因作物第3年滲透率分別為12%、20%進行估計,到2016年耐麥草畏轉基因作物種植面積估計為1,650萬hm2。 據國際農業生物技術應用服務組織報道,到2015年全球種植轉基因作物的國家增加到40個左右,種植面積也增加到約2億hm2。孟山都公司對其中轉基因大豆(Roundup Ready 2 Xtend)的總市場估計為2.00億~2.50億英畝。其中美國2017年的種植面積約為1,500萬英畝,而在2016年上市的種植面積約為100萬英畝。孟山都公司預計,2019年這項技術在美國的種植面積將達5,500萬英畝,而美國總的市場潛能約為8,000萬英畝。 近日,孟山都公司在第二季報中上調Roundup Ready2 Xtend(耐麥草畏大豆)在美國的預期種植面積,從一季度報的1,500萬英畝上調至二季度報的1,800萬英畝(1.08億畝),RoundupReady 2 Xtend大豆推廣進程超預期,將加大麥草畏使用量。按照孟山都公司推廣計劃,預計2019年美國和巴西的耐麥草畏大豆種植,有希望帶來2.45萬~4.88萬噸的麥草畏增量;如若在阿根廷也能順利推廣的話,這3個國家有望帶來3.17萬~6.32萬噸的麥草畏增量。此外,麥草畏在更多禾本科植物(如水稻)上的加強試驗,都會極大地拉動麥草畏市場的增長。 中國是繼美國、巴西、阿根廷、印度、加拿大之后第6位的轉基因作物種植大國,種植面積達390萬hm2,種植作物包括轉基因棉花、番木瓜、番茄、甜椒等,其中轉基因棉花的種子已經高達71.5%。 麥草畏市場前景持續地看好,有市場就有商機,當前麥草畏原藥最大生產商為巴斯夫公司,產能約8,000噸/年,先正達和印度也有生產(分別為2,000噸/年和1,000噸/年),2014年全球產能上升至1.5萬噸/年。在國內,揚農化工麥草畏原藥生產約5,000噸/年,長青股份3,000噸/年,升華拜克2,000噸/年。目前全球麥草畏產能約在2.35萬噸/年,國內產能約為1.1萬噸,全球需求在1.3萬噸,供需基本達到平衡。隨著抗麥草畏作物面積的增長和跨國公司大力推廣,麥草畏的消費量將會大幅提升,到2020年麥草畏產能將增至3.50萬噸,消費量也將達到3.20萬噸左右,因此對于麥草畏的低成本的除草劑將會迎來新的發展機遇。 2017年2月,孟山都公司位于美國路易斯安那州Luling孟山都作物保護產品工廠開始擴建,這項投資10億美元的擴建項目被用來生產麥草畏除草劑,預計2019年開始投入使用,并能滿足全球25%~35%的麥草畏市場需求。目前國內揚農化工有望在2017年二季度投產到2萬噸麥草畏產能,長青股份預計也會擴產麥草畏產能到1萬噸,這將會使麥草畏制劑開發和使用的獲批為兩公司打開長期增長的空間。 從市場銷售區域來看,歐洲在全球麥草畏市場仍占據主導地位,主要由巴斯夫和先正達公司供應,北美洲地區是第二大市場,也是預計主要的增長市場,主要由巴斯夫、先正達、印度和中國供應,然后較大市場是南美洲,主要由巴斯夫、先正達、印度供應。以孟山都公司為代表的耐麥草畏轉基因作物2016年起投放市場,北美洲市場(美國和加拿大)已經通過審批,南美洲市場跟隨北美洲,市場將會有較快提升,麥草畏將會迎來新的發展。 麥草畏主要應用領域是禾本科植物,玉米和小麥是其傳統應用領域,而目前麥草畏在水稻上應用的普及率很低,多處在試驗階段,在大豆和棉花上應用還是空白。但是隨著研究進展,麥草畏在其他作物應用領域拓寬,麥草畏未來應用增長點在水稻、大豆、棉花上應用,其中水稻因屬于禾本科植物,對麥草畏具有較強的耐藥性,而大豆和棉花主要得益于抗麥草畏轉基因作物的開發和推廣。 3、麥草畏的工藝路線 麥草畏合成工藝路線較多,據有關文獻報道主要有以下幾條: (1)國外生產廠家常用路線:以1,2,4-三氯苯為原料,經過醇解、Kolbe-Schmidt反應羧基化后得到3,6-二氯水楊酸;然后用硫酸二甲酯或氯甲烷醚化得到原藥粗品,再用戊烷經重結晶后得到麥草畏產品。國內也有部分廠家采用此路線,優點是原料易得、成本低;缺點是會形成難以分離的的酚異構體,會影響到最終產品的含量。 (2)以2,5-二氯苯胺為起始原料,經重氮化和水解,再經Kolbe-Schmidt反應羧基化、成醚和水解得到麥草畏產品。國內也有部分廠家采用此路線,優點是原料易得、含量高;缺點是酸性廢水量大,成本相對較高。 (3)采用工業化生產的3-氨基-2,5-二氯苯甲酸的副產物2-氨基-3,6-二氯苯甲酸作起始原料,先制成相應的重氮鹽,再經水解得到2-羥基-3,6-二氯苯甲酸,然后再甲基化即可得麥草畏產品,此法最大問題是原料受到限制。 除此之外,尚有一些其他合成工藝路線,有的路線收率低,成本高;有的“三廢”量大,工藝路線長或者存在可能存在有致癌物產生等,不再在此介紹。 在上述路線中,目前國內外推行的是前2條,路線1,成本較低,環保處理壓力較小,但產品質量稍差。路線2,則正好相反,成本較高,“三廢”處理量大,但產品質量較高。 由于麥草畏一直屬于高利潤率產品,生產工藝門檻比較高,合成原料供應廠家有限,競爭的加劇勢必會造成價格下降;但國內能夠提供麥草畏合成原料的廠家并不多,無疑擁有原料資源的廠家,將在原藥上擁有更大的優勢。 4、理化性質和劑型 麥草畏純品為白色結晶,熔點112~116℃,閃點150℃,200℃時分解。相對密度1.57(25℃)。溶解度(25℃):水6.5 g/L、乙醇922 g/L、異丙醇760 g/L、丙酮810 g/L、甲苯130 g/L、二氯甲烷260 g/L、二噁烷1,180 g/L。貯存穩定,具有抗氧化和抗水解能力。 原藥對大鼠急性經口LD50為1,879~2,740 mg/kg,家兔急性經皮LD50>2,000 mg/kg;大鼠急性吸入LC50>200 mg/kg。對家兔眼睛有刺激和腐蝕作用,對家兔皮膚有中等刺激。家兔亞急性經皮無作用劑量為500 mg/kg,大鼠2年飼喂試驗無作用劑量每天25 mg/kg,狗為1.25 mg/kg,試驗條件下未見致畸、致癌、致突變作用。虹鱒魚LC50 28 mg/L,青鰓翻車魚LC50 283mg/L(均96 h)。 目前國內麥草畏產品登記已進入高峰期,其中國外企業1家,國內從揚農、長青、升華拜克等原藥企業擴展到38家企業,顯示麥草畏產品競爭日益劇烈。 麥草畏主要劑型為可濕性粉劑、水劑、乳油、水分散粒劑、可溶粒劑。 2015年10月31日,國內登記的原藥大約有27家,除了瑞士先正達作物保護公司在國內登記原藥含量80%外,國內的江蘇揚農、江蘇優士、浙江禾本、安徽華星、安徽中山、浙江永農、河北恒水景美、山東濰坊中農、湖南比德等企業登記原藥含量98%,江蘇好收成韋恩登記原藥含量97.5%,江蘇激素研究所登記原藥含量90%,山西綠海登記原藥含量80%。 按孟山都公司等國際巨頭推出轉基因品種來看,麥草畏和草甘膦復配是未來發展方向。 據有關資料報道,2016年11月10日美國環境署已經批準了低揮發性的麥草畏和草甘膦復配制劑在田間的使用。此前耐麥草畏和草甘膦雙重基因的轉基因大豆和棉花種子已經能夠種植,但不能使用麥草畏和草甘膦復配制劑,此次批準也就打開了麥草畏的長期增長的市場。 國內在麥草畏混劑中登記制劑有9個,其中與草甘膦復配有7個,草甘膦是全球最大除草劑品種,麥草畏與草甘膦復配混用將有望快速帶動麥草畏市場。 2015年3月,江蘇龍燈化學公司75%煙嘧磺隆·麥草畏(15%+60%)可溶粒劑(SG)獲得農業部藥檢所批準,登記用于防除夏玉米田一年生雜草,這是煙嘧磺隆與麥草畏混配制劑在國內的首個登記。 明亮以空心蓮子草為防除靶標,研制了不使用有機溶劑對環境友好的75%氯氟吡氧乙酸·麥草畏的水分散粒劑。通過安全性測定,明確了氯氟吡氧乙酸·麥草畏WG對小麥和水稻安全性使用技術;通過生物測定和田間試驗,研究了延長空心蓮子草的應用技術。結果表明,氯氟吡氧乙酸·麥草畏復配防治空心蓮子草具有明顯的增效作用,通過等效線法得到氯氟吡氧乙酸與麥草畏在15.62∶12.28 = 8∶7時增效最明顯。 確定的最優配方為:氯氟吡氧乙酸·麥草畏有效成分為75%,其他成分25%;具體配方為:有效成分為75%,潤濕劑10%,分散劑3%,粘結劑1%,載體補足至100%。75%氯氟吡氧乙酸·麥草畏WG產品外觀為淺黃色圓柱狀顆粒,粒度在1.0 mm;原藥有效含量為75%±1%,pH值6~8,水分含量≤1%,懸浮率≥90%,潤濕時間≤60 s,崩解時間≤3 min。 5、應用試驗情況 (1)劉亦學等進行了46%苯磺隆·麥草畏可濕性粉劑防除小麥田闊葉雜草藥效試驗。結果表明,46%苯磺隆·麥草畏可濕性粉劑在小麥返青后至拔節前,闊葉雜草生長期莖葉噴施,能有效地防除藜、播娘蒿、薺菜等一年生及多、越年生闊葉雜草,用量120~240 g/hm2,對小麥產量無不良影響。建議在冬小麥田應用劑量以商品量195 g/hm2左右為宜,施用時可根據雜草生長情況適當增減用藥量。 (2)李瑋以480 g/L麥草畏水劑用于防除春小麥田間雜草效果及對小麥安全性進行了田間藥效試驗。結果表明,480 g/L麥草畏水劑能有效防除春小麥田間多種闊葉雜草,施用劑量300~750 mL/hm2對防除春小麥安全,使用后增產3.47%~10.80%。推薦田間使用量450~750mL/hm2在春小麥3~5葉期、雙子葉雜草2~8葉期每公頃對水300 kg莖葉噴霧。 (3)施娟娟等采用室內盆栽噴霧法測試結果表明,草甘膦與麥草畏配比為(0.5~512)∶1對旱稗和空心蓮子草均表現為相加作用;草甘膦與2甲4氯配比為(2.85~5.24)∶1對旱稗和藜均表現為相加作用;草甘膦與草銨膦配比為(0.90~10.32)∶1對旱稗表現為相加作用,對藜表現為增效作用。 田間藥效結果表明,藥后30 d,35%麥草·草甘膦水劑在1,200~1,500 g/hm2劑量下,總草株防效和鮮質量防效分別為93.16%~97.96%和95.24%~99.42%;36% 2甲·草甘膦水劑在1,296~2,592 g/hm2劑量下,對總草株防效和鮮質量防效分別為91.09%~94.77%和90.04%~95.07%;36%草甘膦·草銨膦水劑在1,404~2,808 g/hm2劑量下,總草株防效和鮮質量防效分別為92.30%~97.66%和93.08%~97.65%。3個復配劑均能有效防除非耕地雜草,持效期達30 d以上。草甘膦與除草劑復配具有較好的配伍性,與麥草畏、2甲4氯或草銨膦復配均表現為相加或增效作用,室內復配篩選結果與田間藥效結果一致。3個復配劑與單劑相比,既增加了藥效,又提高了速效性。 (4)李美等通過在冬季和春季分別施藥,對比分析了6種藥劑防除小麥田豬殃殃的效果。結果表明,不同藥劑對豬殃殃防效差異較大;其中不同溫度下施藥,芐嘧磺隆和麥草畏藥劑對豬殃殃均表現出很好的防除效果。滅草松和2甲4氯鈉受溫度影響也較小,但二者對豬殃殃的控制作用稍差;氯氟吡氧乙酸和苯磺隆,尤其是氯氟吡氧乙酸,對豬殃殃的防效明顯受環境溫度及豬殃殃生長期的影響。冬季低溫、豬殃殃處于休眠狀態時施藥,除草效果較差;而春季氣溫回升、豬殃殃開始生長時施藥,對豬殃殃的防除效果顯著提高。 (5)明亮用研制的75%氯氟吡氧乙酸·麥草畏WG產品,在田間對空心蓮子草進行藥效試驗,在用量15 g/667 m2下,對空心蓮子草植株再生防效達到81.06%;對照藥劑在用量40 g/667 m2下20%麥草畏EC和在用量20 g/667 m2下48%麥草畏AS的防效分別為47.79%和-1.20%,三者之間均存在顯著性差異。通過對空心蓮子草的解剖結構分析初步推斷為,空心蓮子草受藥后莖表面出現不定根(或莖)的分化刺激莖節中細胞結構的變化,可能阻礙藥劑的傳導擴散,是造成各類除草劑防效差的原因之一,因此防治空心蓮子草要適當加大用藥量。 生物安全性測定表明,75%氯氟吡氧乙酸·麥草畏WG在小麥4葉1心期使用安全;在小麥2葉1心期、小麥3葉1心期在推薦使用量25 g/667 m2以下安全,高于推薦使用量不安全,出現植株瘋長畸形。 75%氯氟吡氧乙酸·麥草畏WG在所設劑量下水稻2葉1心期、3葉1心期、4葉1心期都安全。為了進一步明確75%氯氟吡氧乙酸·麥草畏WG防治旱田空心蓮子草的效果,還分別研究了對旱田空心蓮子草多發地點進行了田間試驗。結果表明,該藥劑防除空心蓮子草效果好,持效期較長,施藥量30 g/667 m2施藥后的15d、30 d的防效分別達到80.86%、93.94%。 6、麥草畏發展限制因素和措施 盡管低揮發性的麥草畏制劑獲得了美國環保署的批準,但藥害和漂移問題以及缺乏嚴格監管仍然是麥草畏發展限制因素。 當麥草畏單劑產品使用于拔節后小麥時易發生藥害,這時的癥狀表現為,小麥松散,莖稈傾斜、彎曲,葉片卷曲,嚴重時因不結實而倒伏(藥害較輕的倒伏后,一般1周后會消除),甚至死亡。麥草畏用量10~80 mL/667 m2會使小麥減產10%。 其次,麥草畏與苯氧羧酸類除草劑一樣,在施藥時霧滴漂移容易對鄰近敏感的闊葉作物造成藥害。先正達公司曾以“百草敵”的商品名對48%麥草畏水劑產品在國內進行推廣應用,但因其藥害問題未獲成功。 此外,有報道顯示,如果麥草畏被人吸入或者吸收,還會引起人類各種疾病和過敏反應,這可能也是限制麥草畏在新興經濟體中發展的一個主要原因。 為避免麥草畏在使用過程中對作物造成藥害,可以采取一些安全措施:① 改單劑使用為混用;② 改冬、春并用為春季使用,但拔節期絕對不能使用;③適當增加對水用量,降低藥液濃度,有助于減輕藥害的發生;④ 改進噴霧技術,提高施藥質量,有助于防止藥液漂移發生。 麥草畏作為城市草坪除草劑使用時,建議一般在幼苗期不要使用該產品,否則早熟禾輕則被嚴重抑制,重則造成早熟禾缺苗。 在小麥分蘗盛期,以48%麥草畏乳油,用量10~20 g/667 m2直接噴霧處理,在收獲期小麥的子實麥田土壤和麥稈中均未檢測到麥草畏。 此外,對于麥草畏藥劑使用時,使用者需有防護措施,避免藥劑接觸眼、臉、皮膚和手等部位;藥劑不能隨便亂放和丟棄,應該要嚴加監管和妥當保管。 7、結語 麥草畏是一類具有選擇性、內吸傳導型、低毒、高效的除草劑,對一年生和多年生闊葉雜草有顯著除草效果,可以有效地控制95種一年生和兩年生禾本科雜草,還可以抑制100多種多年生闊葉雜草和木本植物的生長。 近年來,隨著百草枯可溶液劑的退市,雖然草甘膦成為百草枯的重要替代產品之一,但伴隨草甘膦抗性雜草蔓延,麥草畏與草甘膦復配制劑已成為解決草甘膦抗性雜草問題、延續市場生命的有效途徑之一,將在未來市場占據一定的份額。按孟山都公司等國際巨頭推出轉基因品種來看,麥草畏和草甘膦復配混用是未來發展方向。國內在麥草畏混劑中登記制劑有9個,其中與草甘膦復配有7個,草甘膦是全球最大除草劑品種,麥草畏與草甘膦復配混用將有望快速帶動麥草畏市場。 麥草畏作為一個上市近半百的除草劑品種,可謂大器晚成,而轉基因作物的開發和推廣無疑是其市場的幕后推手。 麥草畏未來應用增長點在水稻、大豆、棉花上,其中水稻因屬于禾本科植物,對麥草畏具有較強的耐藥性,而大豆和棉花主要得益于抗麥草畏轉基因作物的開發和推廣。 |
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