世界农化网中文网报道:
【本文刊登于《农药市场信息》杂志第20期农药论坛,作者:华乃震】
砜吡草唑(Pyroxasulfonw),商品名Skura®,最早由日本K-I化学研究所中谷昌央等发现并研发的异噁唑类除草剂品种,随后由日本组合化学公司与日本庵原化学公司联合开发并实现了产业化,为一种新型、广谱、高活性、用量低和安全性好的苗前土壤处理除草剂。砜吡草唑可安全用于玉米、棉花、花生、小麦、向日葵、马铃薯等多种大宗作物上,可高效防除狗尾草属、马唐属、稗属等禾本科杂草,同时也能较好地防治苋属、曼陀罗属、茄属、苘麻属、藜类等阔叶杂草,是一种广谱性除草剂。
砜吡草唑因具有杀草谱广、活性高、用量低、安全性好等优良特点,也曾在澳大利亚等国被认为是防除硬直黑麦草等抗药性杂草的最佳药剂,因此受到全球广泛重视和应用,目前已逐步成为国内麦田最新的土壤芽前封闭处理剂并在我国进行登记和推广应用;且在当前欧盟禁用乙草胺与异丙甲草胺的形势下,可以认为砜吡草唑将逐步取代广泛应用的乙草胺、异丙甲草胺等氯代乙酰胺类除草剂,成为一种较有应用前景的除草剂新主流品种。
砜吡草唑作用机理
吡草唑属超长链脂肪酸延长合成酶抑制剂类除草剂,砜吡草唑施用后被杂草幼根或幼芽吸收,通过抑制超长链脂肪酸延长合成酶(very-long-chain fatty acid elongase,VLCFAE)的生物合成,并引起了脂肪酸前体物质的构建,能够抑制幼苗早期生长,破坏分生组织与胚芽鞘,而发挥药效。众所周知,超长链脂肪酸延长合成酶主要将植物叶绿体中碳链C16或C18的脂肪酸或不饱和长链脂肪酸,合成植物生长中不可缺的神经酸和豆蔻酸(C30)等。实验表明,砜吡草唑可以抑制植物中超长链脂肪酸合成酶的生物合成途径中的硬脂酸(C18)转化为花生酸(C20)、花生酸转化为山嵛酸(C22)、山嵛酸转化为廿四烷酸(C24)、廿四烷酸转化为蜡酸(C26)、蜡酸转化为褐煤酸(C28),最终抑制豆蔻酸(C30)的合成。
在农药除草剂中有不少除草剂具有此作用机理,如氯乙酰胺类除草剂的乙草胺、异丙甲草胺、吡草胺,氧代酰胺类除草剂的苯噻酰草胺,四唑啉酮类除草剂的四唑酰草胺,三唑类除草剂的唑草胺及茚二酮类除草剂的茚二酮等。
因此,砜吡草唑作用机制与乙草胺及和异丙甲草胺等氯乙酰胺类除草剂相似,但其应用作物种类更广泛,生物活性远大于乙草胺与异丙甲草胺,用药量更低;其单位面积用量比乙草胺及其他氯乙酰胺类除草剂品种要低8~10倍,因而其除草效果更好。自该品种开发成功以来,其应用作物种类广泛、防治谱广,对多种作物田一年生禾本科和阔叶杂草均有较好的除草效果,受到用户广泛重视和高度评价。当前在欧盟禁用乙草胺与异丙甲草胺的形势下,也由于目前我国销量最大的封闭性除草剂氯乙酰胺类除草剂品种安全性差,长期使用导致抗性增强,而除草效果变得越来越差。因此,砜吡草唑将可全面取代广泛应用的乙草胺、异丙甲草胺等氯乙酰胺类除草剂,成为土壤处理剂的新主流品种。
砜吡草唑开发和市场概况
最初日本组合化学公司为了提升该公司开发的除草剂品种禾草丹的生物活性,将它的氨基甲酸酯基团改变为杂环基团;又根据其他公司有关异噁唑类化合物的专利,并利用环化附加反应方便地导入异噁唑基团实现了异噁唑化;他们在异噁唑环5位上引入二烷基,特别是引入二甲基的化合物,经旱田土壤处理后,发现其对稗草和谷子等禾本科杂草呈现出卓越的除草效果。后来,又将苄基位的苯环变换成各种杂环,以使取代基最优化。
该选择过程先以土壤吸附性为目标,并经温室盆栽试验和田间试验进行药效确认和认证,进而使其化学结构得到最佳化,由此发现了砜吡草唑。结果发现砜吡草唑的效果如研究初期的目标那样,其旱田施用量为市售常用精异丙甲草胺和乙草胺的1/10,即可达到同样或更好的效果;即该药剂的有效成分以100~250g/hm2的剂量使用,不仅可有效地灭除稗草和谷子等禾本科杂草,而且对稷类和藜等阔叶杂草也有很好的防效,表明了砜吡草唑药剂杀草谱广,以后又经田间试验得以验证。
日本组合化学与拜耳公司合作,首先于2011年在澳大利亚上市了480g/L砜吡草唑悬浮剂产品,商品名Skura®,用于小麦作物。为了更好地推广此品种,日本组合化学和Ihara Chemical两家公司与巴斯夫公司签署了砜吡草唑的授权协议,允许其在美国和加拿大在玉米、大豆、小麦等作物上使用这个品种。巴斯夫使用商品名ZiduaR的品牌进行销售;同时巴斯夫公司还被授权有进一步开发此产品的权利,由此,开发出一批与砜吡草唑的混剂产品在其他作物上应用。如砜吡草唑+丙炔氟草胺二元复配产品,商品名Fierce®,用于小麦、玉米、大豆、棉花作物;砜吡草唑+嗪草酸甲酯二元复配产品,商品名AnthemTM用于玉米和大豆作物;砜吡草唑+嗪草酸甲酯+莠去津三元复配产品,商品名AnthemTMATM,用于玉米作物等。
此外,日本组合化学与包括富美实、Valent、拜耳、AMMC等多家公司也签订了合作协议,在全球推出砜吡草唑的单剂和与其复配的产品(如砜吡草唑+丙炔氟草胺,砜吡草唑+嗪草酸甲酯,砜吡草唑+嗪草酸甲酯+莠去津),并在各个国家的玉米、大豆、小麦和棉花等作物田进行登记。如在加拿大登记上市了砜吡草唑+丙炔氟草胺二元复配产品,商品名Fierce®,用于大豆;在南非和沙特阿拉伯上市了砜吡草唑,商品名Skura®,用于小麦。
据报道,面对阿根廷气候、病害等不利因素以及杂草防除压力,巴斯夫公司与生产商合作在2019年推出旗下创新除草剂Zidua®,该产品由砜吡草唑和苯嘧磺草胺两种有效成分复配而成。砜吡草唑是植物体内VLCFAE(超长链脂肪酸)(C20-C30)生物合成中有效的潜在抑制剂,该成分在土壤中活性更强,且持效期更长,可达15天,防除范围更广泛;而苯嘧磺草胺则具有用于高效防除早期苗后阔叶杂草优秀除草剂(如作为全球最大农化市场的巴西,2016年在大豆田所用十大农药除草剂品种中苯嘧磺草胺销售额为22.58百万美元,位居第7),两者强强联手复配,应用后表现出优异的除草效果。
据悉,澳大利亚小麦和大麦种植者从今年开始引入拜耳公司一种新的除草剂Nateno Complete,该除草剂含有苯草醚(一种SPS抑制剂;第32组)、砜吡草唑(第15组)、吡氟酰草胺(第12组)3种活性成分,能协同发挥作用。这种除草剂可同时控制禾本科杂草和阔叶杂草,具有特殊的残留活性,并提供新型作用机理,拜耳公司预计年峰值销售潜力超过5000万美元。
在国内,2019年1月29日上海群力化工有限公司登记了砜吡草唑原药(含量98%),登记证号PD20190059;40%砜吡草唑悬浮剂产品,登记证号PD20190017,用于防治冬小麦田一年生杂草,登记用药量为25~30毫升/亩,采用土壤喷雾方式施用。砜吡草唑在我国的活性成分专利,专利号为CN1257895C,该专利已于2022年2月6日到期。
砜吡草唑自2011年上市以来,市场需求不断扩大,2014年全球销售额达到0.70亿美元;2016年销售额就成为上亿美元产品,达到1.35亿美元,2011-2016年的复合年增长率高达166.7%,说明其市场成长性非常好。2018年全球销售额稍有下降为1.25亿美元,2013-2018年的复合年增长率也达54.9%。
砜吡草唑作用特点
1. 杀草谱广。砜吡草唑可有效地防治狗尾草属、马唐属、稗属黍属、蜀黍属等一系列禾本科杂草,以及苋属、曼陀罗属、茄属、苘麻属、藜属等阔叶杂草。而从美国登记的85%砜吡草唑水分散粒剂产品标签可见,砜吡草唑可有效防除稗草、早熟禾、马唐、狗尾草属、牛筋草、野燕麦、黑麦草、野黍等十几种一年生禾本科杂草,及防除或抑制长芒苋、反枝苋、马齿苋、龙葵、繁缕、藜、曼陀罗、苘麻、荠菜、宝盖草等十几种一年生阔叶杂草。上述防治杂草几乎涵盖了我国常见旱地作物中的重要杂草种类,因此,砜吡草唑在我国具有同样的适用性。
2. 应用范围广,适用于多种大宗作物。据国外登记标签显示,砜吡草唑适用作物广泛,可用于玉米、大豆、棉花、小麦、向日葵、马铃薯、花生等多种大宗作物上,防除一年生禾本科杂草和阔叶杂草,如此广泛的适用作物,在已登记的除草剂品种中很难见到。通常在大宗作物玉米和小麦上登记的除草剂品种常常由于除草剂选择性的差异不能共用,如常见的除草剂唑啉草酯、甲基二磺隆、氟唑磺隆、啶磺草胺等目前仅登记用于防除小麦田杂草,不能用于防除玉米田杂草;同样地,常用的除草剂品种如烟嘧磺隆、硝磺草酮、莠去津、异丙甲草胺、苯唑草酮等目前仅登记用于防除玉米田杂草,不能用于防除小麦田杂草。究其缘由,日本组合化学公司的研究人员进行深入研究后发现,砜吡草唑不能抑制玉米、小麦、大豆几种耐受性作物中极长链脂肪酸VLCFA的合成,而能有效抑制杂草植株中VLCFA的合成,因此,在上述作物和杂草中形成了良好的选择性,从而对耐受作物表现安全。砜吡草唑广泛的使用范围成为砜吡草唑独树一帜的优良品质,在大宗作物上的成功应用也成为其最大亮点。
3. 防效好、持效期长。据美国伊里诺斯、威斯康星、德克萨斯、密苏里、伊阿华、旺尼苏达等大学所做的一系列田间试验证明,砜吡草唑其杀草谱与乙草胺、异丙甲草胺等氯乙酰胺类除草剂品种相似,但它对苘麻、豚草、宽叶臂形草、稷、狗尾草等几乎所有杂草的防治效果均要优于异丙甲草胺,而且喷药后稳定防效达63天之久;在干旱条件下,其防治绿狗尾草、蒺藜与苋的效果优于精异丙甲草胺;低剂量防治各种杂草的有效期也较长。表1为砜吡草唑防治德克萨斯稷与帕麦尔苋的防效与持效期的结果。
从表1中可见,砜吡草唑防治德克萨斯稷与帕麦尔苋的效果均优于精-异丙甲草胺,且持效期长达63天,仍有较高的防效。
4. 活性高、用药量低。可以安全地用于一系列旱田多种大宗作物,如玉米、大豆、棉花、花生、小麦、向日葵、马铃薯等。单位面积用量为125~250g a.i./hm2,比异丙甲草胺与乙草胺用量低8~10倍,仅相当于S-异丙甲草胺用量的12%、乙草胺用量的10%,除草效果非常好。
5. 对节节草和野燕麦的防除效果略差。在徐洪乐等人(麦田新型除草剂砜吡草唑的除草活性)的研究中,发现砜吡草唑作为土壤处理对麦田禾本科杂草鹅观草、多花黑麦草、雀麦、棒头草、蜡烛草,以及阔叶杂草大巢菜、播娘蒿、麦家公、泽漆具有良好的防除效果;但是对节节麦和野燕麦的防除效果略差。在麦田单一使用该产品可能会使野燕麦成为优势种群,建议防除野燕麦时可采用砜吡草唑复配吡氟酰草胺或氟噻草胺等药剂进行防除。
6. 存在抗药性风险。尽管砜吡草唑具有杀草谱广、环境相容性好、单位面积用药量低、除草效果好、持效期长等特点,但长期单一使用该药剂仍然会有抗药性风险。研究表明,连续单一施用砜吡草唑三年,硬质黑麦草即可对砜吡草唑产生抗药性甚至对其他药剂产生交互抗性。因此,选择作用机理不同或者代谢机理不同的除草剂进行轮用、混用可有效减缓或阻止其抗药性的产生。
7. 与其他除草剂混配性好。国内外研究者证明其具有广泛混配性。如与甲基二磺隆、吡氟酰草胺、莠去津、唑草酮、嗪草酸甲酯、苯嘧磺草胺、丙炔氟草胺、甲磺草胺等混配,用在对应的作物上,可得到绝佳的互补除草效果。
如用于玉米可与莠去津、烟嘧磺隆、嗪草酮、异丙甲草胺、氰草津、辛酰溴苯腈、硝磺草酮、苯唑草酮等多数复配为封杀结合使用。用于小麦可与氟噻草胺、吡氟酰草胺、三氟草嗪、苯草醚、异丙隆、氯吡嘧磺隆、甲基噻吩磺隆、环吡氟草酮、双唑草酮、双氟磺草胺等多数复配为土壤封闭处理剂,极少复配为茎叶处理剂使用。用于大豆可与甲氧咪草烟、乙氧氟草醚、噁草酮、氟磺胺草醚等复配封闭茎叶处理剂使用。用于棉花可与丙炔氟草胺等复配,用于封闭处理。在抗草甘膦玉米田苗后可与草甘膦混用,防治杂草时期长;在高粱田芽前处理可与莠去津混用。
8. 安全性好。砜吡草唑使用在玉米田的大量田间试验表明:砜吡草唑的使用未引起玉米任何显著受害及减产(见表2),仅仅偶尔发现玉米叶片暂时卷曲,但随即迅速恢复正常生长,表明其安全性好。
9. 使用方法。在大豆、棉花、花生、马铃薯等作物上使用时,可在播种后至出苗前期,用40%砜吡草唑悬浮剂25~30ml,对水15~20L,进行土壤喷雾,可有效杀灭所有杂草;在冬小麦上使用时,可在冬小麦播种后至禾本科杂草1.5叶期,在土壤墒情良好或灌溉、降雨后,每亩用40%砜吡草唑悬浮剂25~30ml,对水15~20L,进行土壤喷雾,可有效杀灭冬小麦田大部分杂草。
砜吡草唑的合成路线
从有关文献报道,砜吡草唑合成方法主要有4种(见图2)。
从已报道砜吡草唑的合成方法是通过分别合成二氢异噁唑环和N-甲基吡唑环的中间体,再经过取代对接、O-二氟甲基化和氧化得到砜吡草唑。合成方法中使用比较危险的液溴氯气或异丁烯等试剂,反应条件比较苛刻,后处理工程中产生大量″三废″,不利于环境保护。
沈运河等对砜吡草唑合成工艺进行了研究,并进行了优化。研究发现以3,3-二甲基丙烯酸甲酯为原料,通过成环反应得到3-羟基-5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑(试验结果得到无色液体产品49.0g,含量97.7%,产率71.9%),再通过五氯化磷氯化以及硫脲的取代反应得到5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑-3-硫基甲脒盐(中间体Ⅰ)(试验结果得到白色固体67.0g,含量95.0%,产率89.6%)。
以三氟乙酰乙酸乙酯为原料,与甲基肼反应得到N-甲基-3-三氟甲基-5-羟基吡唑(试验结果得到白色固体78.0g,含量97.3%,产率95.5%),之后再通过羟甲基化和高选择性的O-二氟甲基化,然后再直接进行氯化得到N-甲基-3-三氟甲基-4-氯甲基-5-二氟甲氧基吡唑(中间体Ⅱ)(试验结果得到淡黄色液体63.0g,含量90.0%,产率71.5%)。接着通过中间体Ⅰ和中间体Ⅱ的取代反应实现两个杂环的对接,最后进行氧化得到砜吡草唑(试验结果得到白色固体73.0g,含量99.4%,产率92.3%)。该优化方法得到高纯度99%含量的原药,减少了原生产过程中产生的″三废″,可提高生产效率,有利于工业化生产。
砜吡草唑理化性质和剂型
1. 理化性质
砜吡草唑纯品外观为白色固体,无嗅;熔点:157.6℃;溶解度(20℃):水中为0.17mg/L(25℃),在25℃时pH 4、7、9条件下较难水解,半衰期分别为138.6天、115.5天、115.5天。有机溶剂中溶解度(g/L):正己烷0.072,甲苯11.3,二氯甲烷151,甲醇11.4,乙酸乙酯97,丙酮>250。降解性:积水厌氧条件更有利于砜吡草唑在土壤中的降解;砜吡草唑在土壤表面中的光解作用属于难光解型,降解半衰期为231小时;在有机溶剂乙酸乙酯、乙腈中易光解,在丙酮中难光解,降解半衰期分别为1.43、2.38和21.66小时。
毒性数据:砜吡草唑原药和40%悬浮剂产品对大鼠急性经口LD50均>5000mg/kg,急性经皮LD50均>2000mg/kg,急性吸入LC50均>2000mg/m3;对兔皮肤、眼睛无刺激性;豚鼠皮肤变态反应(致敏性)试验结果为无致敏性。原药大鼠24个月慢性毒性致癌性,致突变,致畸性试验,结果表明未见致癌,致突变,致畸作用。砜吡草唑原药和40%悬浮剂产品均为微毒除草剂。
环境生物安全性:山齿鹑和野鸭经口LD50>2250mg/kg;吸入LC50>5620mg/L;大翻车鱼LC50>2.8mg/L;虹鳟鱼LC50>2.2mg/L;大型蚤EC50>4.4mL/L;糠虾LC50>1.4mg/L;蜜蜂接触毒性LC50>100g/只。
40%砜吡草唑悬浮剂对斑马鱼的实测LC50(96h)>4.16mg a.i./L;日本鹌鹑LD50>2000mg a.i./kg体重;蜜蜂经口LD50(48h)>99.5μg a.i./蜂,接触LD50(48h)>100μg a.i./蜂;菁松×皓月家蚕的LC50>2000mg a.i./L。对鱼试验中无死亡,无法判断毒性;对鸟、蜜蜂和蚕都是低毒。使用时注意,禁止在水产养殖区河塘等水源附近使用本药剂或清洗施药器械。
目前国内对砜吡草唑的检测方法以及进入环境后的行为特性研究还未见报道,这将影响砜吡草唑的安全使用。南京农业大学顾闻对砜吡草唑在土壤和水环境中的环境行为特性进行了研究,得到的结论如下:
(1)研究建立了一种快速测定砜吡草唑的高效液相色谱法。砜吡草唑在测试质量浓度范围内的线性关系良好,准确度和精密度均符合要求,且具有较好的检测效果。通过丙酮和二氯甲烷分别提取和萃取的方法检测土壤和水体中的砜吡草唑,该方法在水和土壤中的平均回收率优异,分别达到了92.5%~ 107.0%及76.3%~88.0%。该方法的检测限和最低检测浓度均达到了农残测定的标准。研究结果证实,此高效液相色谱法的可靠性与重现性均较好。
(2) 研究了砜吡草唑在不同pH、温度和氧气等条件下的水解和在土壤中的降解特性,以及在土壤表面、水中和不同pH、介质中的光解特性。25℃下,pH对砜吡草唑的水解作用影响较小。在25℃时,pH4、pH7和pH9条件下砜吡草唑较难水解,半衰期分别为138.6天、115.5天和115.5天。温度对砜吡草唑的水解有显著影响,在酸性和中性条件下,砜吡草唑在25℃下的水解速率比在50℃下更快,降解半衰期分别为173.3天和138.6天,而在碱性条件下,砜吡草唑在高温环境中的水解速率显著上升,降解半衰期为13.9天;在好氧条件下,砜吡草唑在东北黑土中降解速率最快,而在江西红壤和太湖水稻土中降解速率相差不大,降解半衰期分别为86.6天、115.5天和115.5天,降解半衰期与土壤pH值、土壤有机质及阳离子交换量的线性相关性分别为0.365、0.926和0.998,土壤有机质含量和土壤阳离子交换量是影响砜吡草唑在这种条件下降解的主要因素;在积水厌氧条件下,砜吡草唑在上述3种土壤中的降解半衰期分别为86.6天、43.3天和53.3天,降解半衰期与土壤pH值、有机质和阳离子交换量的相关性分别为0.884、0.297和0.115,土壤的pH值是影响砜吡草唑降解的主要因素。积水厌氧条件更有利于砜吡草唑在土壤中的降解,砜吡草唑在土壤表面中的光解作用类型属于难光解,降解半衰期为231小时。在水溶液中的光解作用类型属于易光解,降解半衰期为0.5小时。其在pH4的缓冲液中难降解,在pH7和pH9缓冲液中则降解迅速,降解半衰期分别为2.31小时和2.84小时,降解速率次序为pH7、pH9、pH4。其在乙酸乙酯、乙腈中易光解,在丙酮中难光解,降解半衰期分别为1.43小时、2.38小时和21.66小时,光解速率次序为乙酸乙酯、乙腈、丙酮。
(3)研究了砜吡草唑在5种不同土壤中吸附、移动和淋溶特性。砜吡草唑在不同土壤中的吸附能力存在着明显的差异性,采用线性吸附方程描述砜吡草唑在土壤中的吸附性更合理。砜吡草唑的吸附性在江西红壤、东北黑土、太湖水稻土、南京黄棕壤和陕西潮土中逐步减弱。砜吡草在江西红壤中属于较难吸附,在其他4种土壤中属于难吸附,砜吡草唑在不同土壤中的吸附性与土壤pH值相关性为0.684,与土壤有机质含量相关性为0.054,与阳离子交换量的相关性为0.038,可能是其他环境因素影响了砜吡草唑在土壤中的吸附性。砜吡草唑在5种土中的移动性能强弱依次为江西红壤、太湖水稻土、陕西潮土、东北黑土、南京黄棕壤。砜吡草唑在这5种土壤中均属于不易移动,砜吡草唑的相对移动系数Rf与土壤pH、土壤有机质含量和阳离子交换量的相关性分别为0.587、0.132和0.265,可能是其他环境因素影响了砜吡草唑在土壤中的移动性。砜吡草唑在这5种土壤中均有一定的淋溶性,其淋溶性在东北黑土、陕西潮土、南京黄棕壤、江西红壤和太湖水稻土中逐步减弱。通过研究发现,高效液相色谱法可有效利用于环境中砜吡草唑的检测。总的来说,砜吡草唑在环境中的稳定性较强,较难降解和吸附,且具有一定的淋溶性,可能对土壤和水环境具有一定污染风险,需谨慎施用。
2. 剂型
砜吡草唑加工剂型产品,主要以单剂和复配的悬浮剂(SC)、水分散粒剂(WG)和悬乳剂(SE)为主。国际上已登记的主要剂型产品有:
(1)在美国,水分散粒剂(WG)产品有85%砜吡草唑WG、61.5%砜吡草唑·丙炔氟草胺(28+33.5)WG、76%砜吡草唑·丙炔氟草胺WG、62.41%砜吡草唑·丙炔氟草胺·氯嘧磺隆(31.17+ 24.57+6.67)WG。
悬浮剂(SC)产品有41.46%砜吡草唑SC、24.72%砜吡草唑·氟亚胺草酯(18.38+6.34)SC、31.85%砜吡草唑·丙炔氟草胺(17.81+14.04)SC、41.21砜吡草唑·甲磺草胺(14.77+26.44)SC、41.32%砜吡草唑·甲磺草胺(20.66 +20.66)SC、46.6%砜吡草唑·嗪草酸甲酯(45.22+1.38)SC、27.91%砜吡草唑·嗪草酮·丙炔氟草胺(6.76+15.86+5.29)SC、41.32%砜吡草唑·咪唑乙烟酸·苯嘧磺草胺(23.06+13.45+4.81)SC。
悬乳剂(SE)产品有23.3%砜吡草唑·嗪草酸甲酯(22.61+0.69)SE、39.75%砜吡草唑·唑草酮(37.1+2.65)SE、41.44%砜吡草唑·苯嘧磺草胺·精二甲吩草胺(4.50+5.41+31.53)SE、47.8%砜吡草唑·莠去津·嗪草酸甲酯(5.15+42.5+ 0.15)SE。
(2)在日本,水分散粒剂(WG)产品有15%砜吡草唑WG、50%砜吡草唑WG;悬浮剂(SC)产品有36.3%砜吡草唑SC、14.8%砜吡草唑·吡氟酰草胺(7.4+7.4)SC。
(3)在加拿大,水分散粒剂(WG)产品有85%砜吡草唑WG、76%砜吡草唑·丙炔氟草胺(42.5+33.5)WG;悬浮剂(SC)产品有500g/L砜吡草唑·甲磺草胺(250+250)SC、490g/L砜吡草唑·苯嘧磺草胺·咪唑乙烟酸(273.5+57 +159.5)SC;悬乳剂(SE)产品有500g/L砜吡草唑·唑草酮(447+53)SE。
(4)在澳大利亚,水分散粒剂(WG)产品有850g/kg砜吡草唑WG,悬浮剂(SC)产品有480g/L砜吡草唑SC。
(5)在新西兰,水分散粒剂(WG)产品有850g/kg砜吡草唑WG。
(6)在南非、沙特阿拉伯,水分散粒剂(WG)产品有850g/kg砜吡草唑WG。
上述登记产品分别用于小米、玉米、大豆、棉花等作物。
在中国,2019年1月29日由上海群力化工有限公司首先登记了砜吡草唑原药(含量98%),登记证号为PD20190017;40%砜吡草唑SC登记证号为PD20190059,登记用于防治冬小麦田的一年生杂草,登记用药量为25~30ml/亩,采用土壤喷雾方式施用。
砜吡草唑应用实例
(1)徐洪乐等研究人员使用40%砜吡草唑悬浮剂药剂,采用温室盆栽法研究了对麦田常见杂草杀草谱和除草活性。
研究结果表明:使用40%砜吡草唑悬浮剂45g/hm2及以上剂量处理的鹅观草、多花黑麦草、雀麦、棒头草、蜡烛草等禾本科杂草几乎均未出苗,抑制率均在90%以上,显示出良好的防效。但对野燕麦和节节麦的株抑制率较差,360g/hm2剂量下,抑制率仅分别达到6.94%和61.67%。使用40%砜吡草唑悬浮剂对禾本科杂草鲜重抑制率和防效,随着剂量的提高鲜重抑制率和防效逐渐提高,在180g/hm2剂量下,对野燕麦和节节麦的鲜重抑制率分别为60.64%和86.76%,对其他几种禾本科杂草的鲜重抑制率均达到100%。可见40%砜吡草唑悬浮剂药剂对鹅观草、多花黑麦草、雀麦、棒头草、蜡烛草等杂草防效较高,对节节麦的活性次之,对野燕麦的活性最差。
40%砜吡草唑悬浮剂药剂防治阔叶杂草,在45g/hm2及以上剂量处理的播娘蒿、麦家公、泽漆的株抑制率均已达到100%,具有良好的防除效果;对大巢菜的株抑制率略差,株抑制率为81.82%。
药剂防治阔叶杂草的鲜重抑制率结果与株抑制率类似,在40%砜吡草唑悬浮剂45g/hm2及以上剂量处理的播娘蒿、麦家公、泽漆的鲜重抑制率均已达到100%,而对大巢菜的鲜重抑制率在45g/hm2剂量达到78.78%。从上述试验结果表明砜吡草唑具有广泛的杀草谱和较高的生物活性,可作为小麦田防治杂草的优良药剂。
(2)徐洪乐等研究人员采用生物测定方法,测定了新型除草剂砜吡草唑对玉米田主要禾本科杂草马唐、牛筋草、稗草、狗尾草的除草活性;并通过科研人员安全性测定,评价了砜吡草唑对玉米等作物的安全性。
结果表明:砜吡草唑用作土壤封闭处理对马唐、牛筋草、稗草、狗尾草均具有良好的生物活性。砜吡草唑处理剂量(有效成分)为120g/hm2时,对马唐、牛筋草、稗草、狗尾草的鲜重抑制率分别为98.76%、97.77%、100%、100%,对四种杂草的鲜重GR90(有效成分)分别为120、73.30、13.88、20.72g/hm2;砜吡草唑对玉米的安全性最高,对高粱和谷子的安全性较差,对玉米的鲜重GR90(有效成分)为602.01g/hm2;砜吡草唑在玉米和四种杂草间的鲜重选择性指数不小于8.21,因此可作为玉米田理想的土壤封闭处理剂。
(3)据有关资料报道,经室内活性试验和田间药效试验,结果表明,40%砜吡草唑悬浮剂对冬小麦田雀麦、看麦娘、野燕麦等一年生禾本科杂草以及播娘蒿、荠菜、猪殃殃等部分一年生阔叶杂草有很好的防治效果。于冬小麦播后至禾本科杂草1.5叶期期间,土壤墒情良好或灌溉、降雨后,对水30~40L/亩,进行土壤喷雾或杂草芽后早期茎叶喷雾处理,其中尤以土壤喷雾处理防治效果最佳,适于在非稻麦轮作的冬小麦田使用,小麦全生长季最多使用1次;在用药剂量范围内对作物安全,未见药害发生,对捕食天敌、寄生天敌无影响。
(4)李琦等研究人员为明确40%砜吡草唑悬浮剂对小麦田一年生禾本科杂草防效及小麦的安全性,于2016年采用随机区组试验设计方法进行田间药效试验。40%砜吡草唑悬浮剂于小麦3~4叶期进行茎叶处理,在有效成分用量为150、180、210g a.i./hm2的条件下,对小麦田一年生杂草雀麦、播娘蒿的防效较好,鲜重防效分别为86.41%、91.07%、93.06%;中高剂量防效优于对照药剂异丙隆和甲基二磺隆,对小麦安全,无药害发生,与空白对照相比增产7.60%~11.34%。
结语
砜吡草唑是推向全球市场的一种新型、广谱、高活性、用量低的多种大宗作物苗前土壤处理除草剂,可安全用于玉米、棉花、花生、小麦、向日葵、马铃薯等多种作物上。目前国内砜吡草唑主要应用剂型产品为40%砜吡草唑悬浮剂,用于小麦作物上。
砜吡草唑作用机制与乙草胺及和异丙甲草胺等氯乙酰胺类除草剂相似,但其应用作物种类更广、生物活性远大于乙草胺与异丙甲草胺,用药量更低;其单位面积用量比乙草胺及其他氯乙酰胺类除草剂品种要低8~10倍,其除草效果更好,对环境安全,对当茬和下茬作物安全。
国内砜吡草唑专利期已于2022年2月6日到期,也由于目前我国销量最大的封闭性除草剂氯乙酰胺类除草剂品种安全性差,长期使用导致抗性增强,除草效果越来越差,因而砜吡草唑将可全面替代广泛应用的乙草胺、异丙甲草胺等氯乙酰胺类除草剂产品,今后砜吡草唑的应用将成为国内多种大宗作物土壤处理剂的新主流和热门品种,值得大家重视和关注。
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