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农药快讯:2018年第19期
  文章:20篇

噻虫嗪领军市场,三氟苯嘧啶重磅加盟——烟碱乙酰胆碱受体作用剂负重前行

作者:《农药快讯》《现代农药》 柏亚罗 更新时间:2018-09-30

 

    树大招风?!新烟碱类杀虫剂在将自己缔造成为全球第一大杀虫剂产品类型的同时,又承受着来自以欧盟为首的多个国家和地区的禁限用风潮。

 

    20世纪90年代以来,新烟碱类杀虫剂得到了快速发展,是过去30多年最重要的合成药剂是目前防治粉虱、飞虱蚜虫等刺吸式口器害虫最有效的一类药剂,同时也是抗性治理领域的重要工具。

 

    烟碱乙酰胆碱受体nAChR)是杀虫剂的重要靶标。新烟碱类杀虫剂为烟碱乙酰胆碱受体激动剂,它通过影响昆虫中枢神经系统的突触阻止神经细胞间的传递而起效。新烟碱类杀虫剂广谱、高效、内吸性好,大多既可用于叶面喷雾,又可用于种子处理或土壤处理。

 

    1991年,第1个新烟碱类杀虫剂吡虫啉上市,开创了杀虫剂发展的新纪元,并一路领跑市场。8年后的1999年,噻虫嗪进入市场。两产品亦敌亦友,既互相博弈,又相互成全,共同创造了新烟碱类杀虫剂的辉煌。直至2011年,噻虫嗪超越了吡虫啉,并一直以微弱优势领军市场。

 

    新烟碱类杀虫剂似乎风光无限,然而,近年来,该类产品被“高蜂毒”纠缠不清,尤其在欧洲地区,禁限用管理措施接连出台,巴西、加拿大等国纷纷加盟,中国也已开展再评价工作……“蝴蝶效应”正向其他国家和地区持续蔓延,新烟碱类杀虫剂市场风雨飘摇

 

    然而,新烟碱类杀虫剂并不都对蜜蜂高毒,噻虫啉对蜜蜂低毒,啶虫脒对蜜蜂的毒性远低于噻虫嗪、吡虫啉和噻虫胺。

 

    针对烟碱乙酰胆碱受体这一重要靶标,开发低蜂毒的产品,成为跨国公司迫切研究的新课题。陶氏益农的氟啶虫胺腈、拜耳的氟吡呋喃酮、杜邦的三氟苯嘧啶先后上市,它们对蜜蜂的毒性显著低于新烟碱类杀虫剂中的龙头产品。尤其是氟吡呋喃酮,其对蜜蜂的接触毒性是所有烟碱乙酰胆碱受体作用剂中最低的;三氟苯嘧啶为微毒产品,它是唯一一个抑制而非激活烟碱乙酰胆碱受体的化合物。

 

    一方面,噻虫嗪和吡虫啉等高蜂毒产品统领市场;另一方面,氟啶虫胺腈、氟吡呋喃酮、三氟苯嘧啶等重磅加盟。烟碱乙酰胆碱受体作用剂在市场需求和高蜂毒的博弈中负重前行。

 

目录

1  新烟碱类杀虫剂的全球市场

 

2  新烟碱类杀虫剂中的重点产品

 

2.1  吡虫啉(imidacloprid)

 

2.2  噻虫嗪(thiamethoxam)

 

2.3  噻虫胺(clothianidin)

 

2.4  啶虫脒(acetamiprid)

 

2.5  噻虫啉(thiacloprid)

 

2.6  呋虫胺(dinotefuran)

 

2.7  烯啶虫胺(nitenpyram)

 

3  新烟碱类杀虫剂的研究与开发

 

4  我国创制的新烟碱类杀虫剂

 

4.1  哌虫啶

 

4.2  戊吡虫胍(guadipyr)

 

5  新烟碱类杀虫剂的禁限用

 

6  其他烟碱乙酰胆碱受体作用剂中的新产品

 

6.1  氟啶虫胺腈(sulfoxaflor)

 

6.2  氟吡呋喃酮(flupyradifurone)

 

6.3  三氟苯嘧啶(triflumezopyrim)

 

7  新烟碱类杀虫剂的市场前景

 

1  新烟碱类杀虫剂的全球市场

    2016年,全球新烟碱类杀虫剂的销售额为30.00亿美元,同比下降0.3%,占164.59亿美元杀虫剂销售额的18.2%,占全球564.52亿美元农药总销售额的5.3%。

 

    2009年以来,新烟碱类杀虫剂市场呈现出逐年增长的态势,并于2014年创造了33.45亿美元的峰值销售记录;然而,2015年,其市场出现了10.0%的下滑;2016年,基本保持了上年的销售水平。2011—2016年,新烟碱类杀虫剂的复合年增长率为0.5%;而2009—2016年的7年间,该类杀虫剂的复合年增长率为3.2%。

 

1  2009—2016年新烟碱类杀虫剂的市场走势

 

    目前上市的新烟碱类杀虫剂主要有7个,其中前六大产品分别为:噻虫嗪、吡虫啉、噻虫胺、啶虫脒、噻虫啉、呋虫胺,这些产品2016年的销售额均超1.00亿美元,其总销售额为29.65亿美元,代表了新烟碱类杀虫剂市场的98.8%。

 

    2016年,啶虫脒、噻虫啉、呋虫胺、烯啶虫胺的市场份额同比都得到提升,而吡虫啉和噻虫胺的市场份额有所下降。

 

    在新烟碱类杀虫剂中,噻虫嗪和吡虫啉的市场地位“显赫”,销售额均在10.00亿美元以上,在全球杀虫剂市场分列第2、第3位,仅次于氯虫苯甲酰胺,两者占据了新烟碱类杀虫剂市场的69.3%。

 

    近年来,虽然新烟碱类杀虫剂总体市场处于维稳状态,但其中有一些品种增长良好,它们在2011—2016年间的复合年增长率跑赢该类产品(+0.5%),如啶虫脒(+4.0%)、噻虫啉(+6.0%)、烯啶虫胺(+23.9%)等。

 

1  2016年新烟碱类杀虫剂的产品信息 

 

2  新烟碱类杀虫剂中的重点产品

 

2.1  吡虫啉(imidacloprid)

    1991年,拜耳的吡虫啉率先上市,这是新烟碱类杀虫剂中第1个上市产品。吡虫啉的商业化开发相当成功,现已在全球绝大多数国家销售,用于所有主要作物。

 

    吡虫啉具有内吸性,杀虫谱很广,不仅能有效防治刺吸式口器害虫,如蚜虫、叶蝉和粉虱等,而且能防治咀嚼式口器害虫,如稻水象甲和科罗拉多甲虫等;但其对线虫和螨无效。有效成分用药量为20~200 g/hm2

吡虫啉在种子处理、土壤处理和叶面处理等三大应用领域均有建树。作为种子处理剂,吡虫啉主要用于谷物、玉米、大豆、油菜、甜菜、向日葵和棉花等,并开辟了甜菜种子处理剂的先河;作为土壤处理剂,吡虫啉主要用于大豆、水稻、蔬菜、马铃薯、草坪、观赏植物和烟草等。

 

    吡虫啉是第1个在水稻市场产生重要影响的杀虫剂品种。当时在日本销售的产品Admire用于水稻育苗箱,基于其内吸和持效作用,活性成分进入植株,对移栽后的水稻继续发挥保护作用,从而颠覆了人们在水稻移栽后就需要使用1次杀虫剂的传统观念。

 

    随着拜耳杀虫杀菌复配产品Win Admire(吡虫啉+环丙酰菌胺)的上市,也带动了吡虫啉的使用增加。环丙酰菌胺可有效防治育苗箱及移栽后水稻上的稻瘟病。然而,随着水稻育苗箱市场竞争加剧,吡虫啉在该领域的市场增长遇到了阻力。

 

    在叶面喷雾处理时,吡虫啉主要用于梨果、核果、大豆、棉花和葡萄等;通过涂抹,吡虫啉也可以直接用于柑橘、啤酒花和梨果等的茎干。

除了用于作物市场外,吡虫啉还大量用于动物保健领域,防治猫、狗身上的跳蚤,商品名为Advantage。在木材保护市场,吡虫啉因防治白蚁也获得了可观的销售额;在草坪和花园用药市场,吡虫啉也收入颇丰。

 

    吡虫啉已是一个专利过期产品,虽然拜耳持续上市新的制剂产品,但仍有许多非专利产品生产商参与到该产品的市场竞争中,从而引发吡虫啉的市场竞争升级。授权其他公司开发吡虫啉,是拜耳在吡虫啉后专利时代的发展战略之一,授权的对象包括安道麦和科麦农等。

 

    2006年,纽发姆在美国获得了吡虫啉作为非专利产品的登记;2007年,龙灯登记了吡虫啉;2008年,科聚亚获得了吡虫啉种子处理剂的登记;2011年,富美实开发的吡虫啉与联苯菊酯复配产品获准登记。

 

    纽发姆在美国销售多个基于吡虫啉的非专利产品,如Nuprid用于农业,Mallet用于草坪和观赏植物,Senator用作种子处理剂。2016年,安道麦在加拿大上市了基于吡虫啉的产品Sombrero,用于谷物、玉米和油菜。吡虫啉虽已被列入欧盟农药登记条例(1107/2009)已登记有效成分名单,但其在欧洲的使用受到了限制。

 

    2017年,为了中国化工收购先正达的需要,安道麦和先正达将吡虫啉在欧洲市场的权利剥离给了纽发姆。

 

    经过2009年的大幅下滑后,吡虫啉的销售额逐年递增,并于2014年增至11.60亿美元。然而,2015年,其销售额大幅下滑了11.2%,至10.30亿美元。2016年,吡虫啉的全球销售额为10.20亿美元,同比略降1.0%;2011—2016年的复合年增长率为0.0。

 

    吡虫啉最大的作物市场为大豆和水稻,2016年的销售额分别为1.59亿和1.40亿美元,分别占其全球市场的15.6%和13.7%。其后依次为:谷物(0.91亿美元;占8.9%)、棉花(0.84亿美元;占8.2%)、甘蔗(0.54亿美元;占5.3%)、玉米(0.41亿美元;占4.0%)、梨果(0.28亿美元;占2.7%)、马铃薯(0.15亿美元;占1.5%)等。另外,吡虫啉在“其他/非作物”市场的销售额为1.81亿美元,占全球市场的17.8%。

 

    吡虫啉的领先市场包括:巴西,主要用于大豆、蔬菜、谷物和玉米等;中国,主要用于谷物、玉米、水稻、棉花等;美国,主要用于果蔬、棉花等。2016年,吡虫啉在这3个国家的销售额依次为:巴西(2.54亿美元;占24.9%)、中国(1.16亿美元;占11.4%)、美国(1.12亿美元;占11.0%)。其后依次为:印度(0.85亿美元;占8.3%)、西班牙(0.80亿美元;占7.8%)、日本(0.39亿美元;占3.8%)、阿根廷(0.27亿美元)、加纳(0.22亿美元)等。

 

2.2  噻虫嗪(thiamethoxam)

    噻虫嗪由先正达开发,1999年上市,2011年成功超越吡虫啉,成为新烟碱类杀虫剂中的首席产品。多年来,两产品的销售额相当接近,市场地位旗鼓相当。

 

    噻虫嗪高效,用量低,有效防治刺吸式口器害虫、取食汁液害虫和土壤害虫等,并提供快速击倒作用,有效成分用药量为10~200 g/hm2。噻虫嗪既可用于叶面处理(商品名Actara),也能用于种子处理(商品名Cruiser);现已在50多个国家销售,用于100多种作物上。噻虫嗪最初的主要市场来自于:防治大豆上的蝽蟓、水稻上的叶蝉、咖啡上的潜叶蝇、果树食心虫和根部害虫等。此外,噻虫嗪还在甘蔗上用作老产品的替代产品,并扩大到种子处理领域。先正达还强化了噻虫嗪区别于吡虫啉的产品定位,早季用于土壤处理。

 

    无论是用于种子处理,还是叶面喷雾,噻虫嗪在这两个应用领域的销售额都取得了持续增长,许多复配产品获准登记。最初的配伍产品包括:精甲霜灵、咯菌腈、苯醚甲环唑、嘧菌酯(尤其是用于种子处理)等;最近,氯虫苯甲酰胺、阿维菌素、氟唑环菌胺和高效氯氟氰菊酯等也参与到噻虫嗪的复配产品中,这些产品已在许多市场上市。

 

    与吡虫啉一样,噻虫嗪在欧洲也遭到了限用。巴西也对噻虫嗪采取了一些限制措施,其中包括在棉花花期的使用。

 

    2013年,噻虫嗪的全球销售额稳定在12.00亿美元的水平上,其后基本处于“跌跌不休”状态。2014年,噻虫嗪的销售额同比略降1.7%,至11.80亿美元;2015年为11.00亿美元,同比下降6.8%。2016年,噻虫嗪的全球销售额为10.60亿美元,同比再降3.6%;2011—2016年的复合年增长率为-0.2%。

 

    噻虫嗪主要用于大豆、玉米、果蔬、甘蔗、棉花、水稻、油菜、谷物、马铃薯等。2016年,噻虫嗪在“其他/非作物”和大豆上的销售额相当,分别为2.44亿和2.43亿美元,分别占噻虫嗪全球市场的23.0%和22.9%。噻虫嗪其他重要的作物市场包括:玉米(1.71亿美元;占16.2%)、其他果蔬(0.76亿美元;占7.2%)、甘蔗(0.74亿美元;占7.0%)、棉花(0.69亿美元;占6.5%)、水稻(0.65亿美元;占6.1%)、油菜(0.50亿美元;占4.7%)、谷物(0.36亿美元;占3.4%)、马铃薯(0.18亿美元;占1.7%)等。

 

    巴西是噻虫嗪最重要的国家市场,2016年的销售额为3.69亿美元,占其总市场的34.8%。其他重要的国家市场包括:美国(1.99亿美元;占18.8%)、加拿大(1.01亿美元;占9.5%)、中国(0.43亿美元;占4.1%)、日本(0.32亿美元)、印度(0.31亿美元)、阿根廷(0.25亿美元)、巴拉圭(0.12亿美元)等。

 

2.3  噻虫胺(clothianidin)

    噻虫胺是由拜耳和日本武田株式会社(现住友化学)共同开发,2002年,由武田在日本首先上市;两公司开发了噻虫胺的许多复配产品。

噻虫胺主要用于玉米、油菜、水稻、果蔬、马铃薯等,防治刺吸式和咀嚼式口器害虫,如飞虱、蝽蟓、蚜虫、粉虱等。种子处理、土壤处理、叶面处理均可。

 

    拜耳开发了噻虫胺的种子处理剂,继而于2003年在美国登记,商品名为Poncho,用于玉米和油菜。在欧洲,噻虫胺与高效氟氯氰菊酯(beta-cyfluthrin)的复配产品作为种子处理剂,用于甜菜和马铃薯等。

 

    作为玉米种子处理剂,拜耳的Poncho在美国占据统治地位,Poncho防治玉米根部害虫和其他土壤害虫,特别是用于转基因作物。Poncho最近还受益于与生物杀线虫剂VotivoBacillus firmus坚强芽孢杆菌)复配产品Poncho/Votivo的上市,从而使产品性能扩大到防治线虫上。孟山都亦已获得授权,开发此复配产品。

 

    除拜耳和住友化学外,其他公司在一些市场也登记了噻虫胺的叶面使用,尤其是爱利思达2005年在墨西哥登记了噻虫胺,用于马铃薯和草坪(商品名Arena);在美国登记了噻虫胺,用于苹果树和梨树(商品名Clutch)。2007年,住友化学子公司Valent接管了爱利思达在美国关于噻虫胺应用于许多农作物和观赏植物的市场;2008和2010年接管的市场进一步扩大。

 

    继而,Valent上市了许多基于噻虫胺的复配产品。2011年,Valent上市了Nipslt Suite噻虫胺+甲霜灵)用于甜菜;2012年,噻虫胺与叶菌唑的复配产品获得登记,用于谷物种子处理。2014年,噻虫胺与种菌唑、甲霜灵和噻唑菌胺的四元复配产品在美国登记,用于大豆。

 

    2016年,住友在巴西上市了噻虫胺种子处理剂Inside FS。目前,拜耳正在开发新版Poncho/Votivo,以防治玉米上的抗性害虫,提高作物产量。

2006年,噻虫胺在欧盟正式登记。然而,在欧盟,噻虫胺与吡虫啉、噻虫嗪一样,也遭到了限用。

 

    由于在欧盟市场受阻,2014年噻虫胺的销售额有所下降,至4.60亿美元;2015年,其销售额大幅下降了23.9%,至3.50亿美元。2016年,噻虫胺的市场有所恢复,销售额为3.80亿美元,同比增长8.6%;2011—2016年的复合年增长率为-1.3%。

 

    2016年,噻虫胺的市场分布为:玉米(1.36亿美元;占35.7%)、油菜(0.78亿美元;占20.5%)、其他/非作物(0.76亿美元;占20.1%)、水稻(0.44亿美元;占11.7%)、其他果蔬(0.16亿美元;占4.2%)、马铃薯(938万美元)、梨果(437万美元)、棉花(433万美元)、谷物(406万美元)、甜菜(361万美元)等。

 

    美国是噻虫胺最大的国家市场,2016年销售额为1.18亿美元,占其全球市场的31.0%。其后依次为:加拿大(0.84亿美元;占22.2%)、日本(0.64亿美元;占16.9%)、阿根廷(991万美元)、印度(685万美元)、韩国(644万美元)、中国(549万美元)、巴西(408万美元)等。

 

2.4  啶虫脒(acetamiprid)

    啶虫脒由日本曹达和安万特共同开发,1996年由日本曹达上市,商品名为Mospilan。主要用于花、果蔬、梨果、谷物、水稻、大豆、油菜、马铃薯、葡萄等,防治蚜虫、蓟马、小菜蛾和潜叶蛾等许多害虫;对半翅目、鞘翅目和鳞翅目害虫展现了杀卵和杀幼虫活性;土壤处理、种子处理和叶面处理皆可,有效成分用药量为20~100 g/hm2

 

    继拜耳收购安万特之后,啶虫脒的开发公司迅速增加。如Certis在比利时、法国、荷兰和英国销售啶虫脒;世科姆在意大利、西班牙和葡萄牙销售;Efthymiadis在希腊销售;巴斯夫在西班牙销售;UPL在美国销售;Engage Agro在加拿大销售啶虫脒。

 

    啶虫脒最初进入东亚和拉美市场,继而进入北美和欧盟地区。2005年,啶虫脒被列入欧盟农药登记条例(1107/2009)已登记有效成分名单2018年获得再登记,有效期至2033年2月28日

 

    2005年,富美实上市了啶虫脒杀蟑饵剂Terminator2010年,Gowan收购了啶虫脒在美国用于棉花上的权利。2012年,GowanNisso America在美国上市了啶虫脒与联苯菊酯的复配产品Justice,用于防治大豆害虫;该产品也在阿根廷登记,防治重要的瘿蜂科害虫。2014年,巴斯夫在阿根廷上市了啶虫脒与顺式氯氰菊酯的复配产品Fastac Duo

 

    近几年,啶虫脒的销售额持续增长,并于2014年增至2.70亿美元;2015年,由于巴西虫害发生较轻,拖累啶虫脒市场降至2.55亿美元。2016年,啶虫脒的全球销售额为2.50亿美元,同比下降2.0%,这主要由于印度水稻种植面积减少,导致啶虫脒在印度水稻上的使用降低;2011—2016年的复合年增长率为4.0%。

 

    棉花是啶虫脒最重要的应用作物,2016年的销售额为0.69亿美元,占其全球市场的27.6%。其后依次为:其他果蔬(0.53亿美元;占21.2%)、其他/非作物(0.35亿美元;占13.9%)、梨果(0.31亿美元;占12.4%)、谷物(0.18亿美元;占7.1%)、水稻(0.14亿美元;占5.7%)、大豆(0.14亿美元;占5.4%)、油菜(871万美元)、马铃薯(354万美元)、葡萄(187万美元)等。

 

    巴西是啶虫脒的第一大用药国,2016年销售额为0.59亿美元,占全球市场的23.7%。其他主要国家包括:日本(0.34亿美元;占13.6%)、印度(0.33亿美元;占13.1%)、美国(0.26亿美元;占10.6%)、中国(0.21亿美元;占8.6%)、波兰(709万美元)、韩国(504万美元)、意大利(435万美元)、土耳其(433万美元)等。

 

2.5  噻虫啉(thiacloprid)

    噻虫啉是拜耳继吡虫啉之后上市的第2个新烟碱类杀虫剂,2000年上市,商品名为Calypso噻虫啉广谱、内吸,具有触杀和胃毒作用,持效作用突出。广泛用于油菜、果树、玉米、水稻、谷物、马铃薯、棉花、甜菜、葡萄、甘蔗等许多作物,防治刺吸式和咀嚼式口器害虫。噻虫啉在梨木虱、烟粉虱、松褐天牛和苹果蠧蛾等害虫的防治上具有明显优势,对蚜虫、飞虱等的防效也较好。叶面喷雾,有效成分用药量为48~216 g/hm2

 

    噻虫啉对蜜蜂低毒,它是新烟碱类杀虫剂中对蜜蜂最安全的产品之一,在传统的7个新烟碱类杀虫剂中,对蜜蜂的毒性最低。

 

    2000年,噻虫啉首先在巴西、匈牙利、以色列、瑞士和一些东欧国家登记。2001年,噻虫啉在日本上市,商品名为Bariard,用于果树、茶树、马铃薯和蔬菜等。噻虫啉与环丙酰菌胺的复配产品(颗粒剂)也已上市,用于水稻。噻虫啉一直被定位为吡虫啉的补充产品,主要用于梨果、核果和油菜等,并能在低剂量下防治马铃薯科罗拉多甲虫。在美国,噻虫啉也用于棉花种子处理。

 

    2009年,噻虫啉被列入欧盟农药登记条例(1107/2009)已登记有效成分名单。与其他新烟碱类杀虫剂不同,作为种子处理剂的噻虫啉仍可用于蜜蜂敏感作物,从而使其2014年的销售额大幅增长。

 

    近年来,噻虫啉的市场增长还受益于新的复配产品的上市。如噻虫啉与异噻菌胺的复配产品在韩国登记,用于水稻;噻虫啉与螺虫乙酯的复配产品Movento Smart在智利和葡萄牙登记,用于果树等。2014年,拜耳在我国登记了22%螺虫·噻虫啉悬浮剂(11%螺虫乙酯+11%噻虫啉;商品名稳特®),这是拜耳果蔬解决方案中的重要成员。另外,噻虫啉还分别与氟虫腈+噻酰菌胺、高效氟氯氰菊酯、氟苯虫酰胺等复配,提升了它的市场份额。

 

    2012—2014年的3年里,噻虫啉的销售额逐年增长,并于2014年增至1.50亿美元;2015年为1.40亿美元,同比下降6.7%。2016年,噻虫啉的全球销售额为1.50亿美元,同比增长7.1%,这主要由于噻虫啉在谷物、水稻和油菜上的使用增加所致2011—2016年的复合年增长率为6.0%,在新烟碱类杀虫剂中增长水平较高。

 

    2016年,噻虫啉的市场分布为:其他/非作物(0.52亿美元;占34.9%)、油菜(0.34亿美元;占22.4%)、其他果蔬(0.18亿美元;占11.7%)、玉米(0.13亿美元;占8.5%)、梨果(0.12亿美元;占7.9%)、水稻(830万美元)、谷物(632万美元)、马铃薯(512万美元)、棉花(124万美元)、甜菜(59万美元)、葡萄(18万美元)、甘蔗(1万美元)等。

 

    德国、法国、罗马尼亚是噻虫啉应用最多的国家,2016年的销售额分别为0.20亿、0.17亿、0.13亿美元,分别占其全球市场的13.3%、11.3%、8.4%。噻虫啉还在其他许多国家销售,如波兰(704万美元)、日本(696万美元)、捷克(557万美元)、泰国(549万美元)、西班牙(548万美元)、意大利(452万美元)、荷兰(375万美元)、韩国(271万美元)、阿根廷(267万美元)、匈牙利(220万美元)、土耳其(172万美元)、智利(154万美元)、哥伦比亚(116万美元)、肯尼亚、非洲和中东、象牙海岸、比利时、奥地利、瑞典、美国、丹麦、墨西哥、英国、澳大利亚、乌克兰、秘鲁、乌拉圭、印度、巴西等。

 

2.6  呋虫胺(dinotefuran)

    呋虫胺由三井化学开发,主要用于水稻、果蔬、谷物、棉花、甜菜、马铃薯、大豆、葡萄、玉米等,防治刺吸式口器害虫。叶面处理、种子处理、土壤处理均可,有效成分用药量为100~200 g/hm2

 

    2002年,呋虫胺由三井化学在日本首先上市,防治水稻、果树和蔬菜上的害虫。呋虫胺在日本的商品名为StarkleAlubarin,用于育苗箱,叶面喷雾用于水稻、果树和蔬菜等,混土用于蔬菜,并有少量用于防治观赏植物和棉花上的蚜虫和粉虱等。呋虫胺还用于动物健康和家庭卫生害虫的防治。在日本,呋虫胺被市场广为接受,并有许多新的复配产品上市。

 

    2003年,呋虫胺在韩国上市。2004年,Valent公司在美国登记了呋虫胺,其产品Safari用于观赏植物,Venom用于果树、蔬菜和大田作物。2005年,呋虫胺在美国的市场开发权授予给了Advan公司,这是三井与世科姆的联合投资公司。2006年,呋虫胺在美国的登记扩作至葡萄,2007年扩作至蔬菜。2010年,Gowan的呋虫胺产品Scorpion 35SL获得美国环保署的登记,用于葫芦、果用蔬菜、芸苔、马铃薯、葡萄和叶用蔬菜等。2013年,三井化学在日本上市了呋虫胺与氯虫苯甲酰胺的复配产品FerterraStarkle CU Granule,用于水稻育苗箱。

 

    2014年,呋虫胺的销售额与上年基本持平,为0.95亿美元;2015年的销售额为1.05亿美元,同比增长10.5%。2016年,呋虫胺的全球销售额亦为1.05亿美元;2011—2016年的复合年增长率为0.0。

 

    水稻是呋虫胺最大的作物市场,2016年的销售额为0.57亿美元,占其全球市场的54.6%。其后依次为:其他果蔬(0.26亿美元;占24.8%)、谷物(817万美元)、其他/非作物(720万美元)、梨果(237万美元)、棉花(135万美元)、甜菜(79万美元)、马铃薯(75万美元)、大豆(42万美元)、葡萄(36万美元)、玉米(16万美元)等。

 

    日本显然是呋虫胺最大的国家市场,2016年的销售额为0.74亿美元,占其全球市场的70.6%。其后依次为:韩国(868万美元)、中国(576万美元)、印度(496万美元)、泰国(227万美元)、阿根廷(171万美元)、美国(92万美元)、马来西亚(76万美元)、越南(72万美元)、菲律宾(71万美元)、秘鲁(50万美元)、非洲和中东(19万美元)、哥伦比亚(14万美元)、印度尼西亚(5万美元)、乌拉圭(3万美元)等。

 

2.7  烯啶虫胺(nitenpyram)

    烯啶虫胺由日本武田(现住友化学)研发,主要用于水稻、果蔬、棉花、马铃薯等,防治刺吸式口器害虫,叶面喷雾、种子处理均可。

1995年,武田首先在日本上市了烯啶虫胺,商品名为Bestguard等。住友还与诺华动物保健公司共同开发烯啶虫胺,用于猫、狗,防治跳蚤和虱,商品名为Program

 

    烯啶虫胺仍是新烟碱类杀虫剂中的小众,但近几年的增速明显提升。2014—2016年的3年里,烯啶虫胺的销售额逐年递增,中国水稻上的使用增加贡献最大。2016年,烯啶虫胺的全球销售额为0.35亿美元,2011—2016年的复合年增长率为23.9%,遥遥领先于新烟碱类杀虫剂中的其他所有产品。

 

    烯啶虫胺在水稻上的应用最多,2016年销售额为0.24亿美元,占其全球市场的69.7%。其后依次为:其他果蔬(511万美元;占14.6%)、其他/非作物(509万美元;占14.5%)、梨果(23万美元)、葡萄(7万美元)、棉花(5万美元)、马铃薯(5万美元)等。

 

    烯啶虫胺的市场主要在中国和日本,2016年在两国的销售额分别为2,441万、544万美元,分别占其总市场的69.7%和15.5%。另外,在巴基斯坦(5万美元)等国也有少量销售。

 

3  新烟碱类杀虫剂的研究与开发

    吡虫啉是最早上市的新烟碱类杀虫剂,1991年上市;在全球主要新烟碱类杀虫剂中,2002年上市的噻虫胺和呋虫胺是最近上市的两个品种。

目前正在研发的新烟碱类杀虫剂为明治制果的flupyrimin,开发代号为ME5382,主要用于水稻和非作物领域。据文献报道,flupyrimin可有效防治水稻稻飞虱和螟虫等,并能防治对现有杀虫剂(包括吡虫啉在内)产生抗性的水稻害虫,而且对传粉昆虫安全性较高,对蜜蜂毒性较低。该产品已在日本申请登记,预计将于2019/2020年上市。

 

 

2  Flupyrimin的结构式

 

    2018年3月,明治制果和爱利思达签署了一项协议,授权爱利思达在印度开发和销售flupyrimin,用于水稻。根据协议,明治制果提供flupyrimin原药,由爱利思达进行加工、推广和销售。据悉,flupyrimin是一个创新的解决方案,仅需1次施药,便能防治水稻种植早期的螟虫以及中晚期的稻飞虱。

 

4  我国创制的新烟碱类杀虫剂

    目前,国内也研发和上市了多个具有自主知识产权的新烟碱类杀虫剂,如氯噻啉、哌虫啶、环氧虫啶、戊吡虫胍、环氧虫啉等。

 

4.1  哌虫啶

 

3  哌虫啶的结构式

 

    哌虫啶(开发代号IPP-44)是国内研发的第1个新烟碱类杀虫剂,是由华东理工大学创制的顺式新烟碱类杀虫剂,为烟碱乙酰胆碱受体激动剂。哌虫啶具有很好的内吸传导性,具有杀虫速度快、防治效果好、持效期长、杀虫谱广等特点。广泛用于果树、小麦、大豆、蔬菜、水稻和玉米等多种作物,高效防治稻飞虱、木虱、蚜虫、烟粉虱、黑尾叶蝉、蓟马等各种刺吸式口器、锉吸式口器害虫,并用于卫生害虫的防治。哌虫啶对吡虫啉抗性品系有显著活性,并对蜜蜂、蚯蚓和水生生物等安全,且对哺乳动物低毒。哌虫啶由江苏克胜集团股份有限公司产业化开发。2017年8月31日,其原药及10%悬浮剂在我国获准正式登记。

 

4.2  戊吡虫胍(guadipyr)

 

4  戊吡虫胍的结构式

 

    戊吡虫胍(guadipyr;开发代号ZNQ-08056)由中国农业大学创制,其结构新颖,作用机理独特,是兼具新烟碱类和钠离子通道抑制剂类杀虫剂特点的多位点新型杀虫剂。戊吡虫胍具有触杀作用,对害虫各发育期都有效(包括卵),具有杀虫广谱、速效和高活性特性,并有多个作用靶标,可降低抗性风险,对水生生物、两栖生物、蚯蚓等低毒,对环境非靶标生物友好,尤其对蜜蜂安全。该产品对豆蚜、桃粉蚜、棉蚜、菜蚜、甘蓝桃蚜、油菜桃蚜、稻飞虱、烟粉虱等同翅目蚜科、飞虱科、粉虱科害虫以及棉铃虫、甜菜夜蛾等鳞翅目害虫具有良好的防效,并且对抗吡虫啉的害虫具有很好的杀灭效果。2017年2月13日,戊吡虫胍原药及其20%悬浮剂在我国取得临时登记,目前正在进行正式登记试验工作。

 

5  新烟碱类杀虫剂的禁限用

    新烟碱类杀虫剂可能会引起蜂群崩溃症;这类农药还有神经毒性,可能会引起智力障碍等。因此,全球多个国家或地区,对新烟碱类杀虫剂采取了禁限用措施。

 

    欧盟一向是农药管理的最严阵地,是全球农药管理的方向标。从2013年12月1日起,欧盟对吡虫啉、噻虫嗪和噻虫胺等3种新烟碱类杀虫剂实施限用政策,以降低或避免对蜜蜂的种群危害。根据欧盟的这一法规,新烟碱类杀虫剂除冬播麦类外,几乎不能在其它大田、露地作物上使用。

 

    2018年4月,欧盟成员国通投票表决,禁止噻虫嗪吡虫啉噻虫胺3种新烟碱类杀虫剂在户外使用。这些农药的使用范围限制于永久性温室,即作物整个生命周期都在温室内才能使用3种农药。欧盟委员会表示,此限用政策将于2018年年底之前适用。

 

    作为欧盟第一大农业国,法国对新烟碱类杀虫剂的管控措施更加严苛。保护蜜蜂种群根据法国2016年保护生物多样性法案,法国2018年9月1日起禁止销售与使用噻虫胺、吡虫啉、噻虫嗪、噻虫啉、啶虫脒5种新烟碱类杀虫剂

 

    英国将从2018年12月19日起,禁止吡虫啉、噻虫胺、噻虫嗪等3种新烟碱类杀虫剂的所有户外使用。

 

    在巴西,新烟碱类杀虫剂在棉花花期的叶面应用已遭到禁止。在加拿大的部分地区,新烟碱类杀虫剂也遭到限用。

 

    我国农业农村部农药检定所正与相关单位协作,共同开展吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、噻虫啉、啶虫脒、烯啶虫胺、呋虫胺、氯噻啉、哌虫啶等新烟碱类农药对蜜蜂慢性和迷向影响的试验研究,以期了解新烟碱类农药对传粉昆虫如蜜蜂的种群可能存在的影响。

 

    根据蜜蜂急性毒性实验数据,美国环保署(EPA)将农药对蜜蜂的毒性分为3个等级。分别为:LD502 μg/蜂,为高毒;2 mg/蜂≤LD5011 μg/蜂,为中毒;LD50≥11 μg/蜂,为低毒。

 

    目前在欧盟登记的新烟碱类杀虫剂共有5个:噻虫嗪、吡虫啉、噻虫胺、啶虫脒和噻虫啉;呋虫胺和烯啶虫胺并未在欧盟登记。

 

    由表2可见,噻虫嗪、吡虫啉、噻虫胺、呋虫胺和烯啶虫胺等对蜜蜂高毒,噻虫啉对蜜蜂低毒,啶虫脒对蜜蜂的毒性比噻虫啉稍高,但比吡虫啉低很多。新上市的3个烟碱乙酰胆碱受体作用剂:氟啶虫胺腈、氟吡呋喃酮、三氟苯嘧啶,它们对蜜蜂的毒性虽然比噻虫嗪和吡虫啉降低许多,但其中的氟啶虫胺腈和三氟苯嘧啶仍对蜜蜂高毒,而氟吡呋喃酮则对蜜蜂的毒性很低。氟啶虫胺腈和氟吡呋喃酮已在欧盟取得登记。

 

2  烟碱乙酰胆碱受体作用剂对蜜蜂的毒性及在欧盟的登记情况 

 

6  其他烟碱乙酰胆碱受体作用剂中的新产品

    “高蜂毒”是新烟碱类杀虫剂挥之不去的阴霾,并对其市场产生影响。在此境遇下,跨国公司即便开发出烟碱乙酰胆碱受体作用剂,也不希望与新烟碱类杀虫剂“沾亲带故”。陶氏杜邦开发的氟啶虫胺腈、三氟苯嘧啶,拜耳开发的氟吡呋喃酮,虽都作用于乙酰胆碱受体,但都成功地与新烟碱类杀虫剂分在了不同的亚组。

 

    国际杀虫剂抗性行动委员会(IRAC)将烟碱乙酰胆碱受体竞争性调节剂分类为Group 4,该组中共有11个化合物,分属于5个亚组。Gruoup 4A(新烟碱类;7个):啶虫脒、噻虫胺、呋虫胺、吡虫啉、烯啶虫胺、噻虫啉和噻虫嗪;Gruoup 4B(1个):烟碱;Gruoup 4C(亚砜亚胺类;1个):氟啶虫胺腈;Gruoup 4D(丁烯酸内酯类;1个):氟吡呋喃酮;Gruoup 4E(介离子类;1个):三氟苯嘧啶。

 

6.1  氟啶虫胺腈(sulfoxaflor)

 

5  氟啶虫胺腈的结构式

    氟啶虫胺腈(商品名:Isoclast、Transform、Closer、特福力、可立施、爱收乐等),是由陶氏益农(现陶氏杜邦,即科迪华)研发的亚砜亚胺(sulfoximine)类新型化学结构杀虫剂中的第1个化合物。

 

    像其他新烟碱类杀虫剂一样,氟啶虫胺腈亦为烟碱乙酰胆碱受体(nAChR)激动剂。IRAC将其归类为Group 4C亚组,它是该组中唯一的有效成分。据报道,氟啶虫胺腈与新烟碱类及其他杀虫剂无交互抗性。

氟啶虫胺腈广谱、高效、速效,持效期长,具有胃毒和触杀作用,并有内吸传导活性,可通过木质部由下向上传导,同时还具有渗透作用。

氟啶虫胺腈广泛用于谷物、棉花、大豆、果树、蔬菜、梨果、油菜、马铃薯、玉米、葡萄、水稻、草坪和观赏植物等,有效防治同翅目、半翅目害虫等,如蚜虫、飞虱、粉虱、木虱、蓟马、介壳虫、叶蝉、盲蝽蟓等。有效成分用药量为12~150 g/hm2

 

    室内蜂毒试验表明,直接接触氟啶虫胺腈原药或制剂,对蜜蜂具有急性毒性,但模拟田间环境试验结果表明,施药结束后,残留于植物表面经风干后的氟啶虫胺腈对蜜蜂无毒。氟啶虫胺腈对水生生物的毒性较低,其代谢物对传粉昆虫无毒。

 

    氟啶虫胺腈2011年登记,2012年上市,目前在全球登记和上市的国家已经超过40个。其中包括:韩国、巴拿马、印度尼西亚、危地马拉、越南、美国、加拿大、澳大利亚、中国、新西兰、肯尼亚、欧盟(捷克EL、法国、爱尔兰、斯洛伐克)等国家和地区。

 

    上市的氟啶虫胺腈不仅有单剂,也有复配产品。配伍产品包括:毒死蜱、乙基多杀菌素、噻虫嗪+苯醚甲环唑+精甲霜灵+咯菌腈+氟唑环菌胺(种子处理剂Visivio)等。

 

    2013年,氟啶虫胺腈的全球销售额为0.55亿美元;2014年达0.90亿美元,同比飙增63.6%;2015年,由于氟啶虫胺腈遭遇登记上的变故,其市场下滑,销售额为0.80亿美元。2016年,因氟啶虫胺腈在美登记恢复以及在其他市场的进一步推广等,其销售额实现了31.3%的强劲反弹,达1.05亿美元,迈入全球超亿美元产品行列。

 

    美国是氟啶虫胺腈举足轻重的市场。2016年的销售额为0.16亿美元,占其总销售额的15.3%。其后依次为:阿根廷(618万美元;占5.9%)、韩国(607万美元;5.8%)、澳大利亚(596万美元;占5.7%)、泰国(55万美元)、秘鲁(7万美元)等。

 

    氟啶虫胺腈在“其他/非作物”领域应用最多,2016年的销售额为0.72亿美元,占其全球市场的68.1%。谷物为氟啶虫胺腈的第一大用药作物,2016年的销售额为943万美元,占其总销售额的9.0%。其后依次为:棉花(898万;占8.6%)、大豆(795万美元;占7.6%)、其他果蔬(256万美元)、梨果(184万美元)、油菜(120万美元)、马铃薯(60万美元)、玉米(55万美元)、葡萄(40万美元)等。

 

    氟啶虫胺腈是陶氏杜邦缔造业绩增量的重要产品,据公司预测,氟啶虫胺腈将在价值20.00多亿美元取食汁液害虫防治剂市场,实现超过4.00亿美元的年峰值销售额。

 

6.2  氟吡呋喃酮(flupyradifurone)

 

6  氟吡呋喃酮的结构式

 

    在新烟碱类杀虫剂的开发中,拜耳的参与度最高。为了解决新烟碱类杀虫剂对蜜蜂的毒性问题,拜耳开发了对蜜蜂安全的新型丁烯酸内酯类(butenolides)化合物——氟吡呋喃酮。

 

    氟吡呋喃酮(开发代号:BYI02960;商品名:Sivanto、Sivanto Prime等)作用于靶标害虫的中枢神经系统,为烟碱乙酰胆碱受体激动剂。IRAC将氟吡呋喃酮归类为Group 4D。由于它与其他亚组中的有效成分药效基团不同,因此,它与新烟碱类杀虫剂几乎没有或没有交互抗性,非常适用于害虫的抗性治理。

 

    氟吡呋喃酮高效、速效、持效,具有内吸、触杀、胃毒和渗透作用,对环境友好,毒性低。氟吡呋喃酮能使害虫迅速停止取食,可有效防治传播病毒和细菌的媒介害虫。

 

    氟吡呋喃酮广泛用于蔬菜、马铃薯、番茄、黄瓜、西瓜、果树、咖啡、可可、棉花、大豆(种子处理)以及其他大田作物等,高选择性地防治主要刺吸式口器害虫,如蚜虫、粉虱、木虱、叶蝉、介壳虫、甲虫、潜叶蝇、粉蚧、软蚧、柑橘木虱、象甲和蓟马等。对包括幼虫和成虫在内的所有生长时期皆有效;并有助于作物生长,提高作物品质。有效成分用药量为:50~200 g/hm2

 

    氟吡呋喃酮施药方式灵活,叶面喷雾、土壤浇灌、滴灌、种子处理均可。其用药适期宽,甚至可在花期施药,对各生长阶段的作物均安全。

长期以来,拜耳对基于氟吡呋喃酮的产品进行了广泛的实验室、半田间和田间试验,使用了高度吸引蜜蜂的作物作为供试作物。结果表明,氟吡呋喃酮对蜜蜂(包括成蜂和幼蜂)低毒。只要按标签推荐剂量用药,氟吡呋喃酮产品对觅食蜜蜂、蜜蜂的觅食行为、幼蜂和蜂群发育、蜜蜂健康和越冬蜂群等均无不良影响。即使在作物花期用药,结果也不例外。

 

    拜耳声称,目前还没有一种杀虫剂可以像氟吡呋喃酮这样,在防治刺吸式口器害虫时,既做到快速、高效,又对环境友好,毒性低。尤其是,氟吡呋喃酮对蜜蜂安全,它是所有烟碱乙酰胆碱受体作用剂中,对蜜蜂接触毒性(LD50200 μg/蜂)最低的化合物。

 

    2014年,氟吡呋喃酮首先在洪都拉斯和危地马拉上市,目前登记和上市的国家还包括:多米尼加、哥斯达黎加、美国、墨西哥、尼加拉瓜、加拿大、澳大利亚等。2015年12月9日,氟吡呋喃酮被列入欧盟农药登记条例(1107/2009)已登记有效成分名单,有效期至2025年12月9日,但目前尚未在欧盟成员国取得登记,正在登记的成员国有15个。2016年,氟吡呋喃酮在中国取得临时登记,防治番茄烟粉虱。2017年,拜耳上市了基于氟吡呋喃酮的产品Altusas,用于观赏植物、草坪等。2018年8月30日,氟吡呋喃酸在我国取得正式登记;拜耳基于氟吡呋喃酮的产品“极显”即将在我国上市。

 

    目前,氟吡呋喃酮尚处于商品化开发早期,其2016年的全球销售额为500万美元。拜耳对氟吡呋喃酮的未来市场寄予厚望,它有望成为公司的又一重量级产品。

 

6.3  三氟苯嘧啶(triflumezopyrim)

 

7  三氟苯嘧啶的结构式

 

    三氟苯嘧啶(开发代号:DPX-RAB55ZDI-2501等;商品名:Pyraxalt佰靓珑等)是杜邦历经10年研发、专为亚太地区打造的、主要用于防治水稻稻飞虱的新型介离子类(mesoionic insecticides)杀虫剂,亦为新型嘧啶酮类化合物。

 

    三氟苯嘧啶的作用机理独特,虽作用于烟碱乙酰胆碱受体,但与新烟碱类等杀虫剂无交互抗性,IRAC将其归类为Group 4E。在Group 4的11个化合物中,三氟苯嘧啶是唯一一个能抑制而非激活烟碱乙酰胆碱受体的化合物。

 

    三氟苯嘧啶广谱、内吸、高效、持效,用量低,可用于棉花、水稻、玉米和大豆等作物,对同翅目、鳞翅目等多种害虫均提供很好的防效。陶氏杜邦首先将该产品开发用于水稻,防治水稻飞虱和叶蝉等,特别是防治水稻褐飞虱;叶面喷雾、土壤处理均可。

 

    研究表明,三氟苯嘧啶对各种稻飞虱都有优异的防效,能高效持久防治若虫和成虫。因其良好的内吸传导性和渗透性,耐雨水冲刷,对稻飞虱的防效超过21天,持效期比同类产品长7~10天。三氟苯嘧啶能快速停止害虫取食,及时保护水稻免受飞虱取食和传播病毒病的危害;药后3天田间防效超过90%;并能提高作物产量和品质,提高收益。

 

    三氟苯嘧啶对环境友好,微毒、低残留,对蜘蛛、寄生蜂、黑肩绿盲蝽等天敌影响极小,对传粉昆虫无不利影响。

 

    2017年1月7日,美国杜邦公司96%三氟苯嘧啶原药和10%三氟苯嘧啶悬浮剂(商品名:佰靓珑)在我国获准临时登记;2017年8月31日,两产品在我国获准正式登记。2017年11月21日,佰靓珑在中国隆重发布,这是陶氏化学和杜邦继2017年8月31日完成合并后在中国上市的第1个新产品。

 

    陶氏杜邦已向全球主要水稻种植国递交了三氟苯嘧啶的登记资料,目前已在印度、中国、新加坡、菲律宾等国取得登记,美国即将作出登记决定;未来,三氟苯嘧啶还将靶标马来西亚、印度尼西亚、日本、越南、泰国、韩国和我国台湾省等市场;欧盟尚未登记三氟苯嘧啶。

 

    三氟苯嘧啶尚处于市场开发早期,2016年的销售额为100万美元,全部用于非作物领域。陶氏杜邦预计,三氟苯嘧啶的年峰值销售额将突破1.50亿美元,市场增长潜力较大。它是陶氏杜邦又一个划时代的重磅产品,是防治水稻飞虱的优秀药剂。

 

7  新烟碱类杀虫剂的市场前景

    在20世纪90年代和21世纪初,新烟碱类杀虫剂商业化开发非常成功,是农药工业增长最快的产品类型之一。起初,该类产品的绝大多数市场由1991年上市的吡虫啉贡献。吡虫啉不仅是老杀虫剂的替代产品,而且还开辟了一些新市场,如用于水稻育苗箱,应用于水稻作物,用作甜菜种子处理剂,并作为多个市场领先的种子处理剂产品中的有效成分等;同时,吡虫啉在动物保健及白蚁防治领域也发挥了重要作用。然而,继吡虫啉专利到期后,由于非专利产品参与市场竞争,导致吡虫啉的市场价格急速下滑。尽管如此,吡虫啉仍为全球领先的农药产品,这主要得益于:其防治适期宽,应用作物广泛,拜耳持续推出基于吡虫啉的新复配产品等。

 

    吡虫啉成功上市后8年,先正达向市场输送了噻虫嗪,其商品化开发同样非常成功,目前已成为新烟碱类杀虫剂中的第一大产品。基于噻虫嗪的许多新产品,特别是复配产品持续投放市场,其中,噻虫嗪与氯虫苯甲酰胺复配产品的上市尤受关注,从而有力地推动了噻虫嗪销售额的增长;氯虫苯甲酰胺也已成为先正达许多主要种子处理剂中的有效成分之一,覆盖多个作物市场和国家市场。尽管如此,噻虫嗪最近也遭遇到来自非专利产品的竞争压力,未来几年,这种竞争压力仍将加剧。

 

    很显然,欧盟及其他国家的禁限用措施对新烟碱类杀虫剂市场也造成了影响。

 

    由于新烟碱类杀虫剂中的多个产品遭到禁限用,加之来自非专利产品的竞争升级,所以该类产品在发达市场的增长或将受到限制。然而,发展中市场仍可能获得增长,在其他作物上的使用将得到拓展,新的复配产品将持续上市等。

 

    综上,Phillips McDougall公司预测,新烟碱类杀虫剂市场中期或将大概率保持稳定,2016—2021年的复合年增长率为0.1%(其于2016年的汇率)。

3  新烟碱类杀虫剂市场及未来预测

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