激素类除草剂为天然激素模拟物,通过调节植物的生长和发育过程而起效。该类产品与植物靶标位点结合后,会诱导敏感植物细胞内相关生命活动暴增,导致植物生长异常,如茎弯曲、组织肿胀等,最终导致其死亡。激素类除草剂主要通过植物叶面吸收,少量通过根部吸收,进入植株的有效成分在木质部和韧皮部传导,并在生长点累积,从而发挥作用。
激素类除草剂因其靶标位点多达5个,比较复杂,因此,不易产生抗性。TIR1、AFB5是激素类除草剂中2个最重要的靶标位点。当除草剂与靶标位点结合非常紧密时,其用量显著降低,尤其是与AFB5紧密结合,使得氟氯吡啶酯用量大幅下降。与其他上市的激素类除草剂相比,氟氯吡啶酯与受体结合的方式独特,且氟氯吡啶酯与位点间的亲和力更强。
氟氯吡啶酯是陶氏益农开发的第1个芳基吡啶甲酸酯类化合物,其模拟了高剂量天然植物生长激素的作用,干扰敏感植物的多个生长过程。氟氯吡啶酯经由植物的茎、叶及根部吸收,通过与植物体内的激素受体结合,刺激植物细胞过度分裂,阻塞传导组织,最后导致植物营养耗尽死亡。
一、氟氯吡啶酯简介
通用名:氟氯吡啶酯
英文名:halauxifen-methyl
中文化学名称:4-氨基-3-氯-6-(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)吡啶-2-羧酸甲酯
分子式:C14H11Cl2FN2O3
相对分子质量:345.16
CAS号:943831-98-9
理化性质:氟氯吡啶酯熔点:145.5℃;沸点:沸腾前分解;分解点:222℃;水中溶解度:(20℃,mg/L)1830,有机溶剂溶解度(20℃,mg/L):甲醇38.1,丙酮250,乙酸乙酯129,正丁醇9.38;正辛醇水分配系数Log P=3.76;稳定性:土壤降解半衰期DT50=1.3天(典型土),43天(大田土),水中半衰期DT50=0.001天,水沙系统降解半衰期DT50=1.8天。
毒性:氟氯吡啶酯低毒。大鼠急性经口LD50值>5000mg/kg,山齿鹑急性经口LD50值>2250 mg/kg。大鼠急性经皮LD50值>5000 mg/kg。鱼类:虹鳟急性LC50值 (96 h) 为2.01 mg/L;羊头鱼 (Cyprinodon variegates,28 d) NOEC值 (21d) 为0.0115 mg/L。水生无脊椎动物:大型溞急性EC50值 (48 h) 为2.21 mg/L;NOEC值 (21 d,慢性) 为0.144 mg/L。蜜蜂:LD50值 (接触, 48h) >98.1μg/蜂;LD50值 (经口, 48 h) >108μg/蜂。赤子爱蚯蚓:急性LC50值 (14 d) >500 mg/kg;繁殖NOEC值 (14d,慢性) 为5.0 mg/kg。氟氯吡啶酯无致癌性,无神经毒性,对皮肤和眼睛无刺激。
二、应用
与传统激素类除草剂相比,芳基吡啶甲酸酯类除草剂具有与靶标位点AFB5结合度高的特点,因此,其用药量很低。此外,芳基吡啶甲酸酯类除草剂具有广谱、速效、持效,降解快速,挥发性低,与其他化合物可混性好,对后茬作物安全等优点。
氟氯吡啶酯可用于多种谷物,包括黑麦、黑小麦、小麦、大麦等,苗后防除播娘蒿、荠菜、猪殃殃等多种阔叶杂草以及恶性杂草。其全新的作用机理使得其能有效防除抗性杂草,被视为防除小麦和大麦等作物上顽固阔叶杂草的新工具,且用量极低。氟氯吡啶酯在土壤中降解较快,因此对后茬作物的影响较小。此外,其还适合在一些恶劣天气下使用,如干旱、低温等。氟氯吡啶酯用药适期长,冬前和早春均可使用。
氟氯吡啶酯配伍性强,目前陶氏益农上市的基于氟氯吡啶酯的产品多为复配制剂,且配伍品种多为陶氏益农公司的品种。在我国上市的制剂产品是其与双氟磺草胺复配的产品。此外,其还与氯氟吡氧乙酸、氯氨吡啶酸等复配。
李美等在2012~2013年考察了7.5%氟氯吡啶酯乳油和20%双氟·氟氯酯水分散粒剂 (10%双氟磺草胺+10%氟氯吡啶酯) 对小麦田阔叶杂草的防治效果以及对作物的安全性。7.5%氟氯吡啶酯乳油在7.5 g/hm2有效成分用量下,对猪殃殃、播娘蒿株防效较好 (81.1%~100%) ,对麦瓶草防效较差,对麦家公无效。复配制剂20%双氟·氟氯酯水分散粒剂在15~30 g/hm2有效成分用量下,对猪殃殃、播娘蒿、麦瓶草防效均较好 (90.5%~100%),对麦家公防效略差;在15~45 g/hm2用量下,对小麦安全,未见任何药害症状,且对后茬作物玉米、大豆、花生、棉花、谷子等均安全。
三、专利概况
氟氯吡啶酯尚在专利期内,2007年陶氏益农申请了其化合物专利,包括PCT专利、欧洲专利、美国专利、中国专利等,这些化合物专利都将于2027年1月到期。
PCT专利:WO2007082098,申请于2007年1月12日,2027年1月11日期满;发明名称为6-(Poly-Substituted Aryl)-4-Aminopicolinates and Their Use as Herbicides。
欧洲专利:EP1973881,申请于2007年1月12日,2027年1月11日期满;发明名称为6-(Poly-Substituted Aryl)-4-Aminopicolinates and Their Use as Herbicides。
美国专利:US2007179060,申请于2007年1月12日,2027年1月12日期满;发明名称为6-(Poly-Substituted Aryl)-4-Aminopicolinates and Their Use as Herbicides。
中国专利:CN101360713A,申请于2007年1月12日,2027年1月11日期满;发明名称:6-(多取代芳基)-4-氨基吡啶甲酸酯及其作为除草剂的用途。
四、氟氯吡啶酯开发历程
2014年4月10日,美国陶氏益农公司的93%氟氯吡啶酯原药和20%双氟·氟氯酯水分散粒剂(10%双氟磺草胺+10%氟氯吡啶酯,商品名锐超麦、Quelex)首先在我国获得临时登记。20%双氟·氟氯酯水分散粒剂茎叶喷雾用于冬小麦田防除一年生阔叶杂草, 有效成分用量为15.0~19.5 g/hm2。同年在中国上市。2016年9月18日, 两产品在中国获准正式登记。
2014年, 氟氯吡啶酯单剂,氟氯吡啶酯与安全剂解草酯 (商品名GF-2685) 、双氟磺草胺 (商品名Paradigm) 二元复配制剂以及与氯氟吡氧乙酸、解草酯 (商品名Pixxaro) 的三元复配剂在加拿大获批登记,用于谷物。
2015年,氟氯吡啶酯与安全剂解草酯的复配产品 (GF-2685) 在澳大利亚登记。其与双氟磺草胺复配的水分散粒剂产品 (Paradigm Arylex, 20%氟氯吡啶酯+20%双氟磺草胺) 、与氯氨吡啶酸复配的悬浮剂产品 (Forage Max Arylex, 100 g/L氟氯吡啶酯+50g/L氯氨吡啶酸) 在澳大利亚上市。前者芽后施用防除小麦、大麦、燕麦和黑小麦田一系列阔叶杂草,后者用于饲料用芸苔属植物防除阔叶杂草。
2015年8月5日,氟氯吡啶酯被列入欧盟农药登记条例附录1,有效期至2025年8月5日。英国是氟氯吡啶酯在欧盟登记文件的起草国。目前其已在奥地利、比利时、捷克、爱沙尼亚、芬兰、法国、爱尔兰、立陶宛、拉脱维亚和英国等国登记。
2016年,氟氯吡啶酯单剂及与双氟磺草胺的复配制剂获得美国登记。
五、氟氯吡啶酯的登记情况
1、中国登记情况
氟氯吡啶酯在中国登记产品4个,其中原药1个,复配制剂3个。具体情况见下表。
*数据来源于中国农药信息网,数据日期截止于2024年10月31日。具体网址:http://www.chinapesticide.org.cn/hysj/index.jhtml
2、美国登记情况
氟氯吡啶酯在美国共登记11个产品。其中原药1个,单剂3个,复配制剂7个,复配成分有双氟磺草胺、甲氧磺草胺、氯氟吡氧乙酸异辛酯、氟草烟-1-甲基庚基酯、唑啉草酯等。氟氯吡啶酯主要登记在小麦(包括春冬小麦和硬质小麦)、黑小麦、大豆、大麦、大田玉米、燕麦、甜玉米、向日葵、油菜、鹰嘴豆、棉花、豌豆、花生、甜菜等,防除禾本科杂草芒颖大麦草、稗草、看麦娘、早熟禾、早雀麦、小萌草、狗尾草、金狗尾草、野燕麦、披碱草、丝曲草、多年生黑麦草、臂形草,阔叶杂草碎米荠、猪殃殃、卷茎蓼、田旋花、繁缕、苜蓿、白车轴草、播娘蒿、鼬瓣花、宝盖草、小飞蓬、藜、大蒜芥、三色堇、菥、北美独行菜、反枝苋、荠菜、苦苣菜、粗梗糖芥、田蓟等。具体情况见下表。
*数据来源于美国EPA数据库,数据日期截止于2024年10月31日。具体网址:http://npirspublic.ceris.purdue.edu/ppis/
3、加拿大登记情况
氟氯吡啶酯在加拿大共登记产品13个,其中原药1个,单剂2个,复配制剂10个,复配成分为氟草烟1-甲基庚基酯、甲氧磺草胺、双氟磺草胺、2,4-滴-2-乙基己基酯、和二氯吡啶酸。氟氯吡啶酯主要登记用于一年生阔叶杂草的苗期控制,包括鹰嘴草,切夫草,麻麻,野草,羊蹄草,红根猪草和野生荞麦,以春小麦(包括硬粒)、冬小麦和春大麦为主。具体情况见下表。
*数据来源于加拿大健康部农药登记数据库,数据日期截止于2024年10月31日。具体网址:http://pr-rp.hc-sc.gc.ca/ls-re/index-eng.php
4、澳大利亚登记情况
氟氯吡啶酯在澳大利亚共登记产品6个,其中复配制剂6个,复配成分为氯氨吡啶酸、解草酯、喹氧乙酸、甲氧磺草胺。氟氯吡啶酯主要登记在小麦上防治雀稗、油菜籽、角茅、荞麦、死荨麻、三叶草、双角苜蓿、三角草,芜菁草,鹰嘴豆,蚕豆,豌豆,野萝卜或萝卜草,铁丝草,结叶草或猪草具体情况见下表。
*登录澳大利亚农药与兽药管理部数据库,数据日期截止于2024年10月31日。具体网址:Public Chemical Registration Information System Search - portal.apvma.gov.au
5、英国登记情况
氟氯吡啶酯在英国共登记产品10个,其中复配制剂9个,复配成分为氯氨吡啶酸、双氟磺草胺、二氯吡啶酸、氟草烟。氟氯吡啶酯主要用于防治小麦田、大麦田、油菜田杂草。具体情况见下表。
*数据来源于英国数据库,数据日期截止于2021年10月31日。具体网址:http://www.pesticides.gov.uk/guidance/industries/pesticides
6、新西兰登记情况
氟氯吡啶酯在新西兰共登记产品3个,其中复配制剂3个,复配成分为双氟磺草胺、二氯吡啶酸、啶磺草胺。氟氯吡啶酯主要用于小麦田、黑麦田防治阔叶杂草。具体情况见下表。
*数据来源于新西兰数据库,数据日期截止于2021年10月31日。具体网址:http://www.pcs.agriculture.gov.ie/db.htm