一、转基因作物的问世促进了草甘膦的崛起

    在1998年之前，全球除草剂品种中以莠去津销售额最高，草甘膦仅列4～5位，但自1996年孟山都公司的抗草甘膦转基因作物问世后，草甘膦的销售市场一路攀升，仅几年就位列除草剂品种市场的首位。

    2012年，全球草甘膦销售额为45.75亿美元，占全球除草剂市场的19.78%；占全球农药市场的8.7%，成为世界第一大农药品种。

    2012年，全球转基因作物种植面积达1.703亿hm²，是1996年转基因作物问世时的100倍，年均增长31%。这一年，全球有28个国家1,730万户农民种植转基因作物。在转基因作物中，抗草甘膦转基因作物占绝对优势。

    目前种植的抗草甘膦转基因作物主要有大豆、玉米、棉花、油菜、甜菜。其他涉及的有水稻、花生、烟草、向日葵、马铃薯、小麦、苜蓿、番木瓜、番茄、胡萝卜、洋葱、南瓜等，几乎遍及人们种植的所有作物。

    由于种植转基因作物可使农民降低农药成本、节省劳力、提高收益，减少化肥用量，获利甚大，颇受农民欢迎，并希望有更多的相关转基因作物商品化种植。

    抗草甘膦转基因作物的成功开发，也促使了众多大型农药公司投入大量资金到转基因生物技术的研发中（如巴斯夫公司）。而诸如先正达、杜邦、陶氏益农等超级农药公司欲以50∶50的比例进行种子和农药的组构从事作物保护上的发展。

    随着抗草甘膦转基因作物的迅速发展，也促进了草甘膦市场的增长。全球草甘膦用量从最初1.7万t（折百），至2011年达65万t，年均增长15%。有人估计不久可达72万～75万t（100%），表1即为近10年来全球草甘膦的销售市场。

表1  近10年全球草甘膦的销售额(亿美元)

 * 为草硫膦的市场。草硫膦为草甘膦的三甲基锍盐，2003—2007年曾独立统计，以后统计于草甘膦中。

    由于草甘膦的频繁使用，导致抗性杂草频发，现全球已有24种杂草对草甘膦产生抗性，对此，必须使用不同作用机制或选择性除草剂，包括混用。

    同时，考虑到既能方便使用，又能价廉物美，人们又开发了抗其他除草剂品种的转基因作物，以替代草甘膦或弥补其不足，如草铵膦、2,4-滴、麦草畏，由此也推动了其他除草剂的发展。

二、草甘膦的迅速发展也推动了其他除草剂用于转基因作物

    众所周知，当年抗草甘膦转基因作物的崛起致使原先用于大豆田的除草剂——如咪唑啉酮类药剂受到极大影响，导致生产此类除草剂的美国氰胺公司被迫退出农药市场，其农药事业被巴斯夫公司收购。

    然而，历经近20年的发展，由于草甘膦的频繁使用，不少杂草产生了抗性。为了解决抗性问题，其他公司同时目睹了孟山都公司由草甘瞵所获得的巨大利益，也纷纷投入巨资，进行价格更为低廉或性能有所不同的抗其他除草剂的转基因作物开发。草铵膦、2,4-滴、麦草畏为典型的例子。

1  草铵膦

    草铵膦与草甘膦可谓除草剂中一对兄弟。从化学结构讲，它们都为含磷的氨基酸类非选择性除草剂。草甘膦为兄，它于1974年投入市场；草铵膦为“弟”，于1986年上市。目前，草铵膦的价格为草甘膦的3～4倍。

    尽管是“兄弟”，但“脾气”有不同之处。草甘瞵为5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶（EPSP）抑制剂，它通过抑制此酶，破坏杂草所必须的氨基酸（如色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸），使杂草枯死；而草铵膦则通过抑制谷氨酰胺合成酶（GS）而灭杀杂草。

    抗草甘膦转基因作物的成功开发，相当程度推动了草铵膦的发展，表2为近10年全球草铵膦的市场发展情况。

表2  近10年全球草铵膦的销售市场 (亿美元)

    图1则为近10年草铵膦与草甘膦的市场发展图。由图可见，草铵膦的走势与草甘膦十分相近。

图1  近10年草铵膦和草甘膦的市场走势

    追溯其由，在种植抗草甘膦转基因作物（以大豆为例）中，收获时会掉落大豆，并留下残根。第二年，这些掉落的大豆颗粒和残根也会发芽、生长、结实，人们称之为“自生作物”（自生大豆），它们因未经选种等，不能结果或品质极差；而它们又都对草甘膦具抗性无法灭除，一年又一年严重影响大豆的产量、质量。为了解决这种“自生作物”，人们利用草铵膦的不同作用机制，播种抗草铵膦的转基因作物（大豆），施用草铵膦，这样可有效地灭杀抗草甘膦的“自生作物（大豆）”。同样，其亦在进行其他灭生性除草时应用，故草铵膦的市场走势与草甘膦十分相近。

    我国有不少企业正在进行草铵膦的生产，对工艺路线和材质的选择必须慎而慎之。

    人们对草铵膦的研发从未间断。拜耳公司和我国浙江工业大学的科技人员，正在借助于双丙氨膦的生产思路，进行生物法合成草铵膦，以确保安全。

    日本明治制果公司不仅开发了草铵膦钠盐（glufosinate-Na），同时也开发了草铵膦的光学拆分物。

    毫无疑问，草铵膦会有更大的发展。

2  2,4-滴

    2,4-滴是最古老的有机合成除草剂，它是以防除阔叶杂草为主的激素型除草剂，从2012年起，人们开发了抗2,4-滴的转基因作物，成了抗除草剂转基因作物中新成员，作为与草甘膦交替或混合使用的除草剂。

    同时，为了更有利于使用，人们还开发了兼抗草甘膦和2,4-滴的堆积基因作物，这样既可解决抗性问题，又可防除“自生植物”。

    以2,4-滴为代表的芳氧羧酸类激素型除草剂是应用最久、使用最广泛的一类除草剂，也是杂草产生频率最低的除草剂品种。表3为近10年2,4-滴的市场情况。

表3  近10年全球2,4-滴的销售市场 (亿美元)

     由表3可见，近两年全球2,4-滴在除草剂市场中排位已提升3位，列入三甲，成为全球主要除草剂品种。随着抗2,4-滴转基因作物的开发，该除草剂将会有更为迅速的发展。

3  麦草畏

    麦草畏亦为具内吸传导作用的激素型除草剂，该剂对一年生和多年生阔叶杂草有很好效果。现巴斯夫公司与孟山都公司合作开发了抗麦草畏的转基因作物，并于2012年已上市。其对防除“自生大豆”亦有相当效果。表4为近10年来全球麦草畏的销售市场。

表4  近10年来全球麦草畏的销售市场 (亿美元)

    由表可见，在2012年前全球麦草畏市场呈波浪型发展，但自2010年抗麦草畏转基因大豆上市后，则开始有增长趋势。

    总之，抗草铵膦、2,4-滴、麦草畏转基因作物的问世，既是对草甘膦很大补充，也是对草甘膦市场很大的威胁。特别是2,4-滴和麦草畏的价格优势可与草甘膦匹敌，且不容易产生抗性，故对草甘膦的威胁更大。

4  其他

    除了上述3个除草剂成功开发了转基因作物外，人们还在开发其他除草剂的转基因作物，包括咪唑啉酮类、磺酰脲类除草剂等。估计不久将会有更多的抗其他除草剂转基因作物诞生。

三、必须关注其他作用机制和不同使用用途的除草剂以及新开发的除草剂

    除了上述所进行或正在进行草甘膦外转基因作物的除草剂的开发外，人们还积极开发其他不同作用机制和不同使用用途的新除草剂，以作为草甘膦的补充与替代。

1 值得关注的不同作用机制的新上市除草剂

    本文主要介绍目前主要转基因作物大豆、玉米、油菜、甜菜所用值得关注的除草剂，这些新除草剂品种既可作为防除抗草甘膦杂草的替补，还可作为非耕地等用除草剂。

（1）氯氨吡啶酸（aminopyralid）

    美国陶氏益农开发的吡啶酸类除草剂，2006年上市。主要用于非耕地杂草防除，现被开发用于油菜和禾谷类作物田。该剂2007年销售额为0.67亿美元，2009年1.00亿美元，2011年1.40亿美元。2006—2011年年均增长率34.2%。

（2）甲酰氨基嘧磺隆（foramsulfuron）

    拜耳公司开发，主要用于玉米和谷物田防除一年生禾本科和阔叶杂草，其为ALS酶抑制剂。该剂于2002年上市，2007年销售额为1.05亿美元，2009年为1.10亿美元，2011年1.30亿美元。2006—2011年年均增长率为5.4%。

（3）丙炔氟草胺（flumioxazin）

    日本住友化学公司开发，主要用于大豆田，可用于防除抗草甘膦杂草。1993年上市，2007年销售额为0.45亿美元，2009年为0.90亿美元，2011年为1.45亿美元。2006—2011年年均增长率为29.4%。

（4）精二甲吩草胺（dimethenamid-P）

    巴斯夫公司开发，主要用于玉米、大豆、甜菜、花生等作物防除一年生禾本科和阔叶杂草。1993年上市。2007年销售额1.10亿美元，2009年1.10亿美元，2011年1.25亿美元。

（5）甲磺草胺（sulfentrazone）

    美国FMC公司开发的三唑酮兼磺胺类除草剂，于1996年上市。该剂主要用于麦类、大豆、玉米等作物田防除多种阔叶杂草。2007年销售额0.45亿美元，2009年0.45亿美元，2011年1.45亿美元，增长极快。2006—2011年年均增长率32.9%。

（6）氨唑草酮（amicarbazone）

    拜耳公司开发，2004年上市，主要用于玉米、甘蔗等作物防除大多数阔叶杂草及一年生禾本科杂草。2007年小于0.30亿美元，2009年为0.35亿美元，2011年为0.50亿美元。2006—2011年年均增长率33.0%。

（7）氟噻草胺（flufenacet）

    拜耳公司开发，主要用于大豆、玉米、油菜、马铃薯、烟草等作物田防除一年生禾本科和阔叶杂草，1998年上市。2007销售额为1.10亿美元，2009年为1.10亿美元，2011年为1.40亿美元。2006—2011年年均增长率22.9%。

2  新开发的除草剂

（1）氯丙嘧啶酸（aminocyclopyrachlor）

    杜邦公司开发的嘧啶类除草剂，主要用于玉米田、草坪、牧场及非耕地。

（2）苯嘧磺草胺（saflufenacil）

    巴斯夫公司开发的原卟啉原氧化酶抑制剂。2009年上市，2011年销售额为0.55亿美元。该剂主要用于玉米、大豆、谷物等作物田，防除阔叶杂草。

（3）bencarbazone

    拜耳公司开发后转让于爱里思达公司的三唑酮类除草剂。主要用于玉米和谷物田防除各种禾本科杂草。

（4）噻酮磺隆（thiencarbazone-methyl）

    拜耳公司开发的磺酰胺类除草剂，可用于玉米田，芽前、芽后使用防除阔叶杂草和某些禾本科杂草。

（5）砜吡草胺（pyroxasulfone）

    日本组合化学公司开发的具异噁唑兼吡唑结构的除草剂，主要用于玉米、大豆、谷物等作物田，芽前、芽后防除阔叶和禾本科杂草。

（6）flufenpyr-ethyl

    日本住友化学公司开发的哒嗪酮类除草剂，后转让于Valent公司。该剂主要用于大豆、棉花、玉米等作物田防除阔叶杂草。

    另外，还有一个具有与草甘膦同样除草功能的化合物。该化合物不含磷，但能在土壤中分解成为氨基酸类物质，值得关注。

四、结语

    毫无疑问，除草剂将继续带领世界农药市场。草甘膦市场在相当时间内仍将高居所有农药品种之首。转基因作物将进一步得以发展，用于转基因作物的除草剂将越来越多。

    作为对付抗性以及作为草甘膦的补充和替代的新作用机制的除草剂品种将不断诞生。

    此外，随着以灭杀地面部分的非选择性除草剂如草甘膦、草铵膦、百草枯等越来越广泛的使用，为了抵御抗性和保护环境，土壤处理用除草剂将越来越受到人们关注，此类除草剂可弥补草甘膦除草剂很大不足。