全球水稻田抗性杂草化防体系演进及HPPD抑制剂发展前景

日期: 2022/5/12

世界农化网中文网报道： 水稻是我国的四大主粮之一，也是世界重要的粮食作物，全球种植面积约1.6亿公顷，成为植保产品重大的用武之地。

目前，水稻用农药市场约占全球作物用农药市场的10%，除草剂占据首位。其中，氰氟草酯、五氟磺草胺在全球被广泛使用。

水稻田杂草种类繁多，加之除草剂的长期、大量使用，杂草群落演替、抗性/多抗性杂草蔓延，尤其是稗属杂草、千金子的抗性发展日趋严重，成为困扰稻农、影响水稻生长的重要因素。

长期以来，针对水稻田杂草的防治，尤其是抗性杂草的防治，全球水稻田除草剂研发取得了长足的发展，产品不断迭代升级，形成了较为系统的动态防治体系。

我国水稻田苗后除草剂历经以二氯喹啉酸为代表的合成激素类、以五氟磺草胺为代表的ALS抑制剂类、以氰氟草酯为代表的ACCase抑制剂类等作用机理除草剂时代，如今，HPPD抑制剂类除草剂重磅切入，清原农冠自主研发的三唑磺草酮脱颖而出，成为全球首例应用于水稻田苗后茎叶处理的新型HPPD抑制剂，在应对抗性杂草防除上大显身手。

01水稻田除草剂市场概况

水稻作物广泛种植在温带和热带国家。2019年，全球水稻种植面积为1.605亿公顷。其中，印度占27.2%、中国18.5%、孟加拉国7.4%、印尼7.0%、泰国6.2%。

农药在保障水稻生产中发挥了重要作用。2019年，全球水稻用农药的销售额为60.91亿美元，占598.27亿美元作物用农药市场的10.2%。其中，除草剂排在首位，销售额为23.65亿美元，占水稻用农药市场的38.8%。

中国是全球最大的水稻用农药市场。在2019年水稻用农药市场中，中国占29.0%、日本18.5%、印度12.5%、越南5.8%、韩国5.4%。

2019年，全球水稻田除草剂市场的前十大产品依次为：氰氟草酯、五氟磺草胺、丁草胺、丙草胺、双草醚、敌稗、灭草松、苄嘧磺隆、二氯喹啉酸；前十大国家市场依次为：日本（5.89亿美元）、中国（4.72亿美元）、印度（2.05亿美元）、韩国（1.43亿美元）、美国（1.40亿美元）、越南（1.18亿美元）、巴西（1.00亿美元）、泰国、意大利（0.61亿美元）、哥伦比亚（0.44亿美元）等。

2019年，日本仍为全球第一大水稻田除草剂市场，其市场领先产品包括：双唑草腈、灭草松、氰氟草酯、溴丁酰草胺、嗪吡嘧磺隆、pyrimisulfan、呋喃磺草酮、草铵膦等。

中国为全球第二大水稻田除草剂市场，其市场领先产品有：氰氟草酯、五氟磺草胺、丁草胺、丙草胺、苄嘧磺隆、双草醚、灭草松等。

02水稻田杂草抗药性发展

➀ 全球杂草抗性问题突出

目前，包括EPSPS、ALS、ACCase、PS Ⅱ、VLCFA、合成激素类在内的6种作用机理的除草剂应用最多，约占全球除草剂市场3/4的份额，杂草已对其中的4类产品（EPSPS、ALS、ACCase、PS Ⅱ）产生了较为严重的抗药性。截止2022年4月，全球报道的512种除草剂抗性杂草生物型涉及266种杂草，其中，双子叶杂草153种、单子叶杂草113种。这些抗性杂草分布在71个国家，覆盖96种作物，对目前已知的31种作用机理除草剂中的21种产生了抗性，涉及165种除草剂。

近年来，ALS抑制剂类除草剂（B组）的抗性发展迅猛，遥遥领先于其他各类除草剂；而HPPD抑制剂类除草剂（F2组）的抗性发展缓慢，抗性风险较低。

从各作物来看，小麦上除草剂抗性杂草生物型数量最多，其次为玉米、水稻、大豆等。

抗性杂草成为制约农业生产的世界性难题，但同时也为除草剂的发展提供了机遇。针对主要杂草抗药性凸显、部分杂草难以防治的实际问题，持续创制新型超高效除草剂是当前农业生产的迫切需要。

➁我国水稻田杂草抗性呈上升态势

我国每年约有85%的粮食作物播种面积遭受杂草危害，直接经济损失超过1,200亿元；每年因杂草危害造成的粮食损失多达200亿公斤。使用除草剂仍是目前防除杂草最经济、最有效的手段。但在除草剂长期、大量使用中，杂草抗性问题日益突出。

水稻是我国四大主粮之一，年种植面积约为3,000万公顷，我国有65%以上的人口主食大米。杂草制约水稻生产，是影响水稻产量和品质的重要因素。我国水稻田杂草种类较多，发生普遍的有24科60多种，在不同栽培方式下，杂草种类差异较大。我国每年因杂草而直接导致的稻谷损失高达1,000万吨，平均损失率超过了15%。化学除草是当前应用最为广泛的杂草治理技术，我国水稻田化学除草面积率已达100%。

我国稻田杂草防除主要采取″封杀结合″的策略。选用丙草胺、噁草酮、丙炔噁草酮、莎稗磷、吡嘧磺隆、乙氧氟草醚、苯噻酰草胺、五氟磺草胺、苄嘧磺隆、嗪吡嘧磺隆、双唑草腈、乙氧磺隆、嘧苯胺磺隆、氟酮磺草胺、二甲戊灵、仲丁灵等药剂及其复配制剂进行土壤封闭处理；苗后茎叶处理时，选用五氟磺草胺、氰氟草酯、二氯喹啉酸、噁唑酰草胺、双草醚、氯氟吡啶酯等药剂及其复配制剂防除稗草、千金子、马唐等禾本科杂草，选用氯氟吡啶酯、2甲4氯钠、灭草松、吡嘧磺隆、苄嘧磺隆等药剂及其复配制剂防除野慈姑、雨久花、扁秆藨草、鸭舌草、耳叶水苋、异型莎草、丁香蓼、泽泻等阔叶杂草和莎草。

受轻简化栽培技术应用、机械跨区作业、不合理使用除草剂等多重因素影响，近年来，我国农田杂草种群结构复杂多变，恶性杂草发生密度不断增加，主要农田杂草的抗药性持续上升，给种植业生产安全带来严重威胁。我国稻田杂草重点防除稗属、千金子等禾本科杂草，水苋菜属、鸭舌草、野慈姑、雨久花等阔叶杂草，异型莎草、碎米莎草、扁秆藨草等莎草科杂草。

据统计，在我国水稻种植过程中，除草剂开支的80%用于防除千金子、稗草。目前，我国防除稗草的主流产品包括：PSⅡ类除草剂敌稗，激素类除草剂二氯喹啉酸，ALS抑制剂类除草剂五氟磺草胺、双草醚，ACCase抑制剂类除草剂氰氟草酯、噁唑酰草胺等；防除千金子的主流产品有：ACCase抑制剂类除草剂氰氟草酯、噁唑酰草胺等。

五氟磺草胺、氰氟草酯、噁唑酰草胺、二氯喹啉酸、灭草松、２甲４氯钠等是当前我国应用最为广泛的水稻田苗后茎叶处理除草剂。除草剂的长期大量使用导致杂草产生抗药性，当前已有近80种稻田杂草生物型对除草剂产生抗药性。

目前，我国水稻田稗属杂草、千金子、马唐、雨久花、野慈姑、异型莎草、耳叶水苋、眼子菜、节节菜、萤蔺等多种杂草对二氯喹啉酸、五氟磺草胺、氰氟草酯、噁唑酰草胺、苄嘧磺隆、吡嘧磺隆、双草醚、噁草酮、乙氧氟草醚等多种常用除草剂产生了抗药性，而且抗性杂草的危害日趋严重。

根据全国农技中心发布的″2021年全国农业有害生物抗药性监测报告″，在抗药性检测样本中，我国稗草种群对二氯喹啉酸抗性频率为91.5%，对五氟磺草胺抗性频率为76.8%，对氰氟草酯抗性频率为65.4%，对噁唑酰草胺抗性频率为15.4%；千金子种群对氰氟草酯抗性频率为78.3%。

2021年，清原农冠采集了我国17个省份和地区的1,100多个失防田块的杂草种子，并对它们进行了抗性检测。

通过对杂草进行抗性检测后发现，目前我国水稻田稗草、稻稗对五氟磺草胺等ALS抑制剂及传统激素类药剂的抗性仍是主要问题，抗性种群中，对这类药剂的抗性比例占到了98%。同时，稗草对ACCase抑制剂的抗性也在加重。检测结果显示，2021年，稗草、稻稗对ALS抑制剂抗性与对ACCase抑制剂抗性比例已经由2019年的9︰1发展到了7︰3，说明稗草、稻稗对ACCase抑制剂的抗性呈上升趋势。水稻田杂草抗性加重，并趋于复杂化。

杂草不仅会对除草剂产生抗性，而且还会产生交互抗性、多抗性，从而给防治工作带来挑战。

全国农技中心要求，稻田杂草防控要立足治早治小、封杀结合的防控策略，突出土壤封闭处理技术应用，减轻后期茎叶处理防控压力。根据抗药性监测结果，当前稻田杂草抗药性呈上升趋势，特别是在长江中下游双季稻、直播稻区，稗草种群对五氟磺草胺、二氯喹啉酸抗性频率较高，鄱阳湖地区稗草种群对氰氟草酯抗性发展较快，江苏、浙江等地区千金子种群对氰氟草酯抗性发展较快，需轮换使用其他不同作用机理的除草剂。

03水稻田除草剂迭代升级

水稻田除草剂市场相对集中，拥有较为牢固的发展基础，强烈吸引着全球丰富的研发资源，不断迭代升级产品，解决水稻生产中不断产生的难点和痛点（尤其是抗性问题），满足稻农的生产之需，推动水稻田除草剂市场的持续发展。

多年来，水稻田除草剂由广谱的产品领导市场，如2,4-滴、丁草胺、敌稗等，这些产品目前仍在一些国家占据着重要的市场地位。然而，随着杜邦磺酰脲类除草剂的上市，尤其是1984年苄嘧磺隆的上市，给水稻田除草剂市场带来了革命性的变化。

虽然苄嘧磺隆可同时防除禾本科杂草和阔叶杂草，但通常它与其他产品复配来扩大防治谱，尤其是增强其对禾本科杂草的防治作用。其他磺酰脲类除草剂也陆续进入水稻田除草剂市场，并提供了丰富的复配产品，尤其是日产化学的吡嘧磺隆、武田的唑吡嘧磺隆，以及由陶氏益农（现科迪华）开发的磺酰胺类除草剂五氟磺草胺等。

磺酰脲类除草剂的成功不仅导致同类产品的大量开发，而且也导致这类产品所应接不暇的杂草防治产品的大量开发，如莎草和多年生杂草野荸荠、矮慈姑等。在开发的产品中，许多产品为禾本科杂草除草剂以及具有交叉防治谱的除草剂。

1990年以来，上市了许多防除禾本科杂草的除草剂。如Hodogaya开发的酰胺类除草剂乙氧苯草胺；陶氏益农开发的芳氧苯氧丙酸酯类除草剂氰氟草酯；住友化学开发的三唑酰胺类除草剂唑草胺；组合化学开发的嘧啶类除草剂嘧草醚；Marubeni开发的脲类除草剂苄草隆；巴斯夫开发的环己二酮类除草剂环苯草酮；拜耳开发的四唑啉酮或酰胺类除草剂四唑酰草胺；Mitsubishi Kagaku开发的茚二酮类除草剂茚草酮；安万特开发的噁嗪酮类除草剂噁嗪草酮；先正达开发的嘧啶类除草剂环酯草醚；东部韩农开发的酰胺类除草剂噁唑酰草胺；以及组合化学开发的磺酰胺类除草剂pyrimisulfan等。

上市的具有交叉防治谱的产品有：Tokuyama Soda开发的酰胺类除草剂噻吩草胺；LG化学开发的ALS抑制剂类除草剂嘧啶肟草醚；组合化学开发的嘧啶类除草剂双草醚；日本科研制药开发的噁唑啉二酮类除草剂环戊噁草酮；日本史迪士生物科学开发的HPPD抑制剂类除草剂双环磺草酮；陶氏益农开发的磺酰胺类除草剂五氟磺草胺；意赛格开发的磺酰脲类除草剂嘧苯胺磺隆；住友化学开发的磺酰脲类除草剂丙嗪嘧磺隆；Kyoyu Agri开发的双唑草腈；日产化学开发的磺酰脲类除草剂嗪吡嘧磺隆；北兴化学开发的酰胺类除草剂ipfencarbazone；组合化学开发的异噁唑类除草剂fenoxasulfone；拜耳开发的磺酰胺类除草剂氟酮磺草胺等。

通过产品的不断迭代升级，水稻田除草剂市场形成了较为系统的防治体系。全球而言，在水稻田禾本科杂草防治药剂中，种植前使用的除草剂主要为禾草敌等；苗前除草剂主要有丁草胺等；苗后除草剂主要包括莎稗磷、氰氟草酯、四唑酰草胺、溴丁酰草胺等；苗前、苗后皆可使用的除草剂主要包括苯噻酰草胺、嘧草醚、二氯喹啉酸、pyrimisulfan、唑草胺、噁嗪草酮等。

在水稻田阔叶杂草防治药剂中，有苗前、苗后都可使用的唑吡嘧磺隆、氯吡嘧磺隆等；有苗后除草剂甲磺隆、灭草松、四唑嘧磺隆、2,4-滴等。

在同时防除水稻田禾本科杂草和阔叶杂草的除草剂中，异噁草松既可用于种植前，也可用于苗前除草；苗前、苗后都可使用的除草剂主要包括苄嘧磺隆、五氟磺草胺、双唑草腈、吡嘧磺隆、双环磺草酮、甲咪唑烟酸等；苗前除草剂主要有噁草酮、吡唑特、禾草丹、环戊噁草酮等；苗后除草剂主要包括丙嗪嘧磺隆、丙草胺、双草醚、敌稗、环丙嘧磺隆等；种植前、苗前、苗后都可使用的除草剂主要包括咪唑乙烟酸、二甲戊灵、乙氧氟草醚等。

04新型HPPD抑制剂重磅切入

新型除草剂的应用推广是解决杂草种群演替、抗性杂草发展的有效工具。在水稻田除草剂市场，研发力量始终没有停止过跟进的步伐，取得了一项项重大进展。尤其是，新型HPPD抑制剂类除草剂因产品性能优秀、不易产生抗药性，且与常用除草剂不存在交互抗性等特点，逐步成为治理抗性杂草的有力武器。

虽然HPPD抑制剂类除草剂主要用于玉米田，但研发公司一直致力于将该类产品引入水稻市场。作为该类除草剂中的龙头产品，硝磺草酮近7成的市场来自于玉米，先正达开创性地将其应用于水稻田。近年来，涉足我国水稻市场的HPPD抑制剂有：硝磺草酮、双环磺草酮、呋喃磺草酮、硝磺草酮+丙草胺、呋喃磺草酮+氟酮磺草胺、硝磺草酮+嗪吡嘧磺隆、硝磺草酮+吡嘧磺隆等。

然而，由于安全性和防效难以同时兼顾，该类除草剂在水稻田苗后除草市场依然是一片空白。直至2020年，清原农冠在我国上市了新型HPPD抑制剂类除草剂三唑磺草酮，开启了HPPD抑制剂类除草剂苗后茎叶处理防除水稻田杂草及抗性杂草的新纪元。

清原农冠是国内创制农药的先锋，尤其在HPPD抑制剂类除草剂领域颇有建树，连续推出4款全新的专利化合物，包括用于小麦田的环吡氟草酮、双唑草酮，用于水稻田的三唑磺草酮，以及用于玉米田的苯唑氟草酮。这些创新产品的上市将为我国乃至世界最重要的粮食作物小麦、水稻、玉米田抗性杂草防控提供有效工具。

 

 

 

HPPD抑制剂类除草剂，通过抑制植物体HPPD的活性，使对羟基苯基丙酮酸转化为尿黑酸的过程受阻，导致生育酚及质体醌无法正常合成，从而使八氢番茄红素脱氢酶的催化作用受阻，进而影响靶标体内类胡萝卜素生物合成，导致叶片白化而死亡。

01.

三唑磺草酮

三唑磺草酮（通用名：Tripyrasulfone；开发代号：QYR301；商品名：稻裕®、稻谷盈®、粳杰®、赛丹®、裕悠®等）是清原农冠推出的第4个HPPD抑制剂类化合物，突破了HPPD类除草剂在水稻田只能用于土壤处理的局限，是全球首例安全用于水稻田苗后茎叶处理防除禾本科杂草的HPPD抑制剂类除草剂。

三唑磺草酮作用速度快，见效速度与光照强度关系密切，杂草中毒症状显著，中毒后叶片先发白，之后逐渐萎蔫，最终完全枯萎死亡。

三唑磺草酮杀草谱广，苗后茎叶处理，防除禾本科杂草和部分阔叶杂草，对稗草、千金子、鸭舌草、鳢肠、碎米莎草、稻稗、稻李氏禾等活性较高；尤其对多抗性稗草、抗性千金子表现出很好的防效；并有效抑制泽泻、野慈姑等阔叶杂草；对水稻安全，适用于水稻移栽田和直播田。研究发现，三唑磺草酮还具有土壤处理活性。

作为全新HPPD抑制剂，三唑磺草酮通过切断光合作用能量转换、抑制维生素合成、破坏对叶绿素的保护，导致杂草死亡，其作用机理复杂，杂草很难产生抗药性。三唑磺草酮与当前稻田主流除草剂五氟磺草胺、氰氟草酯、二氯喹啉酸等无交互抗性；可有效防除水稻田对ALS抑制剂、ACCase抑制剂产生抗性的稗属杂草，以及对ACCase抑制剂产生抗性的千金子。

清原农冠检测了上万份疑似多抗性稗草，结果表明，三唑磺草酮对这些多抗性稗草表现出较高的防效。

2020年1月7日，基于三唑磺草酮的3个产品在我国取得登记，分别为：95%三唑磺草酮原药、6%三唑磺草酮可分散油悬浮剂、28%敌稗·三唑磺草酮可分散油悬浮剂。

2020年春季，基于三唑磺草酮的3个系列品牌产品稻裕®、稻谷盈®、粳杰®在我国上市，高效防除水稻田抗性千金子、多抗性稗草等。

2022年春季，基于三唑磺草酮的新产品裕悠®正式上市，率先在我国早稻田使用，帮助农户解决除草难的问题。裕悠®可一次性防除千金子及4叶内抗性稗草，适宜窗口期内封杀兼顾，是2022年清原农冠提出的水稻抗性杂草解决方案″春燕计划″中的重要组成部分。

三唑磺草酮上市两年来，销量快速放大，公司预计，2023年仅国内销售额有望突破1亿美元，成为中国农药创制领域的里程碑产品。

02.

氟砜草胺

氟砜草胺（通用名：Flusulfinam；商品名：稻普瑞®）是清原农冠自主研发的最新一代HPPD抑制剂类水稻田除草剂，能有效防除稗草、马唐、千金子等禾本科杂草及部分阔叶杂草、莎草科杂草，兼具茎叶、土壤活性。和其他HPPD抑制剂类除草剂不同的是，它对水稻极其安全，对粳稻、籼稻安全性没有差异。含该核心成分的首个产品将以稻普瑞®品牌于2023年在中国上市。

三唑磺草酮、氟砜草胺等新型HPPD抑制剂类除草剂的重磅切入，将为我国乃至全球水稻田抗性杂草的防除提供有力保障。