HPPD抑制剂类除草剂最早起源于20世纪70年代末的稀禾啶（sethoxydim），它是一种乙酰辅酶A羧化酶抑制剂（属于环己稀酮类）除草剂，用于多种阔叶作物（如大豆、棉花、油菜、水果和甜菜等）上防除单子叶杂草，具有较好的除草活性。

　　1982年捷利康（现先正达）公司在进行三酮类除草剂的研究时，首先发现对羟苯基丙酮酸双氧化酶（4-hydroxyphenyl-pyruvatedioxygenase，简称HPPD）是这类除草剂的靶标。

　　HPPD抑制剂于1985年被报道出来其作为除草剂的潜力，1992年发现三酮类化合物是HPPD的潜在抑制剂。

　　随着20世纪80年代开发了吡唑酮类品种之后，又有一些广谱、高效新品种被开发出来，其中包括三酮类的磺草酮、硝磺草酮、双环磺草酮等，异噁唑酮类的异噁唑草酮以及新近发现的二酮腈类和二苯酮类化合物。以上情况表明，HPPD作为靶标涉及的化合物类型不断增多，成为开发除草剂新品种的重要领域之一。

　　HPPD抑制剂类除草剂全称是对羟基苯基丙酮酸双氧化酶（HPPD）抑制剂，它们通过抑制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，进而影响靶标体内类胡萝卜素的生物合成，促使植物分生、新生组织产生白化症状，最终导致植株死亡。大多HPPD类型的除草剂结构上并不完全相关，但是作用效果相同。

　　HPPD抑制剂类除草剂主要用于玉米，也用于谷物、水稻、甘蔗等作物。HPPD除草剂最主要的特点就是抗性风险低，具有活性高、杀草谱广、化学结构多样等特点。其除草原理是将氨基酸酪氨酸转化为质体醌，当HPPD受到抑制时，会造成植物分生组织中酪氨酸积累和质体醌的衰竭，3～5 d内植物分生组织会出现黄化症状，随后引起枯斑，1～2周后遍及整株，植物白化而逐渐死亡。

　　目前上市的HPPD抑制剂类除草剂，主要有三酮类（硝磺草酮、环磺酮、双环磺草酮、呋喃磺草酮、磺草酮、氟吡草酮）、吡唑酮类（苯唑草酮、吡草酮、吡唑特、苄草唑）、异噁唑酮类（异噁唑草酮）。

　　跨国公司是HPPD抑制剂类除草剂的主要持有者，拜耳共上市了5个产品。而全球第一大HPPD抑制类除草剂硝磺草酮是先正达的产品。

　　2009年以来，HPPD抑制剂类除草剂市场几乎逐年增长（仅2015年除外），成为除草剂市场增长最快的产品类型之一。其销售额从2009年的7.37亿美元，增至2016年的13.36亿美元，占全球除草剂市场份额的7.8%。7年来HPPD抑制剂类除草剂市场份额接近翻番，2009—2016年的复合年增长率为8.9%。

　　在HPPD抑制剂类除草剂中，2016年硝磺草酮、异噁唑草酮和环磺酮的销售额均超2.00亿美元。尤其是硝磺草酮以6.50亿美元的销售额遥遥领先，占据了该类除草剂48.7%的市场份额；异噁唑草酮与环磺酮的销售额分别为2.20亿和2.10亿美元，分别占该类除草剂市场的16.5%和15.7%。

1  硝磺草酮

　　硝磺草酮（mesotrione，商品名：Callisto）（图1）是HPPD抑制剂类除草剂中最重要的产品之一，常用于玉米田防治阔叶杂草和部分禾本科杂草，是先正达继磺草酮之后开发的第2个三酮类除草剂。其活性数倍于磺草酮，安全性也有了明显提升。常与莠去津、烟嘧磺隆等复配用于玉米田除草。2001年，硝磺草酮在美国首先上市，随后销售量逐年攀升。在先正达畅销产品排行榜中，硝磺草酮位居第三；在全球除草剂排行榜中，硝磺草酮位居第四；在玉米田选择性除草剂以及HPPD抑制剂类除草剂中，硝磺草酮均位列第一。

图1  硝磺草酮结构式

　　硝磺草酮为独特的玉米田除草剂，对玉米田最难防治的阔叶杂草提供了优异防效，保证了作物的健康生长。其持效期长，用药适期灵活，可与多种产品复配。

　　出口情况：据海关数据显示，2019年全年我国共计出口硝磺草酮2.033亿美元。美国是硝磺草酮的最大出口目的国，主要以原药进口为主，共计进口1.236亿美元。第二名是巴西，2019年共计进口1 998.5万美元，包括制剂和原药。第三名是南非，共计进口硝磺草酮1 382.7万美元。第四名为荷兰，进口1 081.9万美元。巴基斯坦、法国、比利时、印度尼西亚、匈牙利、波兰分列5～10位。

2  异噁唑草酮

　　异噁唑草酮（isoxaflutole）（图2）是罗纳-普朗克（现拜耳作物科学）发现、开发和生产的异噁唑酮类除草剂，1996年上市（商品名：Balance，百农思）。异噁唑草酮用于玉米、甘蔗、甜菜、果蔬、棉花、谷物等旱田作物，防除50多种禾本科杂草和阔叶杂草。2016年的全球销售额为2.2亿美元，为第二大HPPD抑制剂类除草剂，仅次于硝磺草酮。

图2  异噁唑草酮结构式

　　异噁唑草酮为选择性内吸型苗前处理除草剂，主要经由杂草幼根吸收传导而起作用。敏感植物吸收了该药之后，通过抑制HPPD，间接影响类胡萝卜素的生物合成，从而导致敏感植物受害后失绿、白化、枯萎。异噁唑草酮的持效期中等，一般情况下残效期4个月。异噁唑草酮主要用于玉米、甘蔗等旱作物田防除多种一年生阔叶杂草，对部分一年生禾本科杂草也有较好的防效。

　　出口情况：海关数据显示，2019年度我国共计出口异噁唑草酮19.76万美元，全部出口至澳大利亚。2016年，异噁唑草酮的全球销售额为2.20亿美元；2011—2016年的复合年增长率为5.9%。异噁唑草酮主要在美国（0.51亿美元；占23%）、巴西（0.51亿美元；占23%）、罗马尼亚（0.23亿美元；10.7%）、法国（0.16亿美元；占7.4%）、意大利（0.14亿美元；占6.6%）、澳大利亚（0.11亿美元；占5.2%）、阿根廷等国销售。

3  环磺酮

　　环磺酮（tembotrione）（图3）是拜耳于2007年研发成功的三酮类除草剂。

图3  环磺酮结构式

　　环磺酮主要用于玉米田，可阻断植株体内异戊二烯基醌的生物合成，引起失绿、褪色、组织坏死，最终在2周内死亡。环磺酮除草谱广、除草适期长，主要防除玉米田芽后中晚期各种阔叶杂草与禾本科杂草，且对后茬作物无药害。

　　出口情况：环磺酮2019年10月刚过中国专利期，国内并未有出口。2016年，拜耳的环磺酮在玉米上的销售额为1.71亿美元，占其全球市场的81.3%；其在向日葵和非作物领域也有少量应用。环磺酮的主要市场依次为：巴西（0.96亿美元；占45.6%）、美国（0.22亿美元；占10.3%）、匈牙利、德国、法国、罗马尼亚、墨西哥、克罗地亚等。

4  苯唑草酮

　　苯唑草酮（topramezon）（图4）是巴斯夫开发的第一个苯甲酯吡唑酮类除草剂。2005年，Amvac在美国登记了基于苯唑草酮的产品Impact，用于玉米。

图4  苯唑草酮结构式

　　苯唑草酮对耐草甘膦、三嗪类、乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂和乙酰辅酶A羧化酶（ACCase）抑制剂的杂草有很好的防除效果，能有效防除世界范围内玉米作物上的主要禾本科杂草和阔叶杂草（对莎草科杂草效果较差）。间套或混种有其他作物的玉米田，不能使用该药。幼小和旺盛生长的杂草对苯唑草酮更敏感。低温和干旱的天气，杂草生长会变慢从而影响杂草对苯唑草酮的吸收，杂草死亡的时间会变长。

　　出口情况：苯唑草酮于2018年过中国专利期，目前还没有出口情况。但巴斯夫在全球的推广可了解其应用信息，2016年，苯唑草酮的全球销售额为0.90亿美元，苯唑草酮在玉米上的销售额为0.58亿美元，占其全球市场的64.1%；苯唑草酮也用于非作物领域。苯唑草酮主要销往美国（0.17亿美元；占19.2%）、中国（0.12亿美元；占13.6%）、阿根廷（752万美元；占8.4%）、匈牙利、墨西哥、印度尼西亚等地区。       （来源：磊子侃农药）

农药快讯, 2020 (4): 48-49.