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农药快讯:2020年第6期
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复合年增长率高达166.7%!砜吡草唑将在除草剂市场大放异彩

作者:《现代农药》《农药快讯》编辑部 金兰 更新时间:2020-01-02 点击量:7770

砜吡草唑是日本组合化学公司开发的新型广谱、高活性的苗前土壤处理除草剂,属于异噁唑类除草剂。砜吡草唑的应用作物较为广泛,可安全用于玉米、棉花、花生、小麦、向日葵等作物;可有效防除狗尾草属、马唐属、稗属等禾本科杂草以及苋属、曼陀罗属、茄属、苘麻属等阔叶杂草。砜吡草唑具有杀草谱广、活性高、用量低、安全性好等优良特点,使其受到广泛关注,目前也逐步作为麦田最新的土壤处理剂在我国进行登记和推广。

 

英文通用名Pyroxasulfone

 

化学名称3-[5-(二氟甲氧基)-1-甲基-3-(三氟甲基)吡唑-4-基甲基磺酰基]-4,5-二氢-5,5-二甲基-1,2-异噁唑

 

分子式C12H14F5N3O4S

 

相对分子质量391.3

 

CAS登录号447399-55-5

 

砜吡草唑结构式

 

1  理化性质

砜吡草唑白色固体,无嗅熔点为157.6℃logPow3.30(25℃)水中溶解度:0.17 mg/L(25℃)。在25℃时,pH 4、7、9条件下砜吡草唑较难水解半衰期分别为138.6、115.5、115.5 d。积水厌氧条件更有利于砜吡草唑在土壤中的降解;砜吡草唑在土壤表面中的光解作用类型属于难光解,降解半衰期为231 h。在有机溶剂乙酸乙酯、乙腈中易光解,在丙酮中难光解,降解半衰期分别为1.43、2.38和21.66 h。

 

山齿鹑和野鸭经口LD502 250 mg/kg;吸入LC505 620 mg/L;大翻车鱼LC502.8 mg/L;虹鳟鱼LC502.2 mg/L;大型蚤EC504.4 mL/L;糠虾LC501.4 mg/L;蜜蜂接触毒性LC50100 μg/只。

 

2  砜吡草唑的创制

日本组合化学公司为了提升其除草品种禾草丹的活性,拟将它的氨基甲酸酯基团变为杂环基。开始时根据其他公司有关异噁唑类化合物的专利,并利用环化附加反应方便地实现异噁唑化而导入异噁唑基。他们在异噁唑环5位上引入二烷基,特别是引入二甲基的化合物,经旱田土壤处理发现其对稗草和谷子等禾本科杂草呈现卓越的除草效果。为使此2个化合物旱田施用量为常用除草剂精异丙甲草胺和乙草胺的1/10而有利于商品化,随后进行了更深入的探索研究。

 

首先,将苄基位的苯环变换成各种杂环,以使取代基最优化,由此发现了砜吡草唑。该选择过程系先以土壤吸附性为目标,并经温室盆栽试验和田间试验进行药效确认和认证,进而使化学结构最佳化。结果发现砜吡草唑的效果如研究初期的目标,其用量为市售常用品种精异甲草胺和乙草胺的1/10即可达到同样或更好的效果即该剂的有效成分以100~250 g/hm2的剂量不仅可有效地灭除前述的稷草和谷子等本科杂草,而且对稷和藜等杂草也有很好的防效,表明该除草剂杀草谱广。

 

3  作用机理

砜吡草唑属超长链脂肪酸延长合成酶抑制剂类除草剂,通过抑制超长链脂肪酸延长合成酶(VLCFAE)而发挥药效。超长链脂肪酸延长合成酶主要将植物叶绿体中碳链C16C18的脂肪酸或不饱和长链脂肪酸,合成植物生长中不可或缺的神经酸和豆蔻酸(C30)等。实验表明,砜吡草唑可以抑制植物中超长链脂肪酸合成酶的生物合成途径中的硬脂酸转化为花生酸、花生酸转化为山嵛酸、山嵛酸转化为廿四烷酸、廿四烷酸转化为蜡酸、蜡酸转化为褐煤酸,最终抑制豆蔻酸的合成。

 

4  登记情况

4.1  国外登记情况

砜吡草唑开发以来,受到广泛重视与高度评价。组合化学和lharamical两家公司与巴斯夫公司签署了砜吡草唑的授权协议,允许美国和加拿大销售玉米、大豆、和向日葵等作物用的此类产品。为了更好推广此品种,组合化学又与多家公司签订了合作协议,包括FMC、Valent、Bayer等。此后砜吡草唑在澳大利亚、美国、加拿大等多个国家进行了登记(表1)。

 

1  砜吡草唑国外登记情况

 

4.2  国内登记情况

截至2019年12月31日,经中国农药信息网查询,在国内登记砜吡草唑产品仅1家,为上海群力化工有限公司(表2)。40%砜吡草唑悬浮剂登记用于防治冬小麦田一年生杂草,登记用药量为25~30毫升/亩,采用土壤喷雾方式施用。

 

2  砜吡草唑国内登记情况

 

5  应用

5.1  禾本科杂草

在我国,小麦田杂草多花黑麦草、棒头草、节节麦、野燕麦等禾本科杂草已经对麦田除草剂产生了抗药性或耐药性,成为麦田杂草防除中的难点。砜吡草唑作为麦田最新的土壤处理剂,具有杀草谱广、活性高、用量低、安全性好等优良特点,受到广泛关注。

 

徐洪乐等研究表明采用40%砜吡草唑SC 45 g/hm2对鹅观草、多花黑麦草、雀麦、棒头草、蜡烛草具有较好的防效,株抑制率均在90%以上;但对野燕麦和节节麦的防除效果较差,360 g/hm2剂量下株抑制率分别仅达到6.94%和61.67%。其中40%砜吡草唑 SC对野燕麦、节节麦、鹅观草的ED50分别为116.09、32.79、20.32 g/hm2ED90分别为886.43、209.54、41.39 g/hm2;对多花黑麦草、雀麦、棒头草、蜡烛草的ED50ED90均小于22.5 g/hm2

 

5.2  阔叶杂草

徐洪乐等研究表明40%砜吡草唑SC 180 g/hm2对阔叶杂草大巢菜、播娘蒿、麦家公、泽漆的株抑制率和鲜重抑制率均可达到90%以上。其中40%砜吡草唑SC对大巢菜的ED5013.06 g/hm2ED9096.06 g/hm2;对其他几种阔叶杂草的ED50ED90均小于22.5 g/hm2

 

6  小结

砜吡草唑主要作为芽前封闭处理剂,以封杀禾本科为主阔叶草为辅,具有诸多优势适用作物范围广,可以用于小麦、玉米、花生、水稻、大豆、棉花等作物;对环境安全,对当茬作物和下茬作物安全;持效期长,可达到28 d

 

砜吡草唑市场广阔,2016年全球销售额为1.35亿美元,2011—2016年的复合年增长率高达166.7%。并且当前欧盟禁用乙草胺与异丙甲草胺,此形势下,相信砜吡草唑将逐步取代广泛应用的乙草胺、异丙甲草胺等氯代乙酰胺类除草剂,成为最有应用前景的品种。

 

参考资料

徐洪乐, 樊金星, 张宏军, 吴仁海, 苏旺苍, 薛飞, 孙兰兰, 鲁传涛. 麦田新型除草剂砜吡草唑的除草活性. 植物保护, 2019, 45(04): 288-292.

张一宾. 异噁唑类除草剂的研发和发展前景. 世界农药, 2015, 37(01): 4-8.

顾闻. 砜吡草唑在土壤和水环境中的环境行为特性研究. 南京农业大学, 2017.

tag: 砜吡草唑  异噁唑类  除草剂  

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