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将于2022年专利到期的小麦田芽前封闭处理剂砜吡草唑简析 qrcode

2020-10-19

砜吡草唑(pyroxasulfone)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。该除草剂属于异噁唑类除草剂,是植物体内超长链脂肪酸(VLCFAs)生物合成的潜在抑制剂。其国内的活性成分专利于2022年过期。

 

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,具有诸多的优势:适用作物范围广,可用于小麦、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;持效期可达到28天左右。

 

开发过程

 

  日本组合化学公司为了提升其除草品种禾草丹的活性,将它的氨基甲酸酯基团变为杂环基进行了大量的实验。 发现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。砜吡草唑的用量为精异丙甲草胺和乙草胺的市售常用品种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禾本科杂草,而且对稷类和藜等杂草也有很好的防效,表明了砜吡草唑杀草谱广。之后又经田间试验得以验证。

 

 异噁唑类除草剂最初是由日本K-I化学研究所中谷昌央等发现,并创制了砜吡草唑和fenoxasulfone两个品种,而后由日本组合化学与日本庵原化学公司联合实现产业化,砜吡草唑于2011年在澳大利亚,2012年在美国和加拿大获得登记。

 

我国也于2019年1月31日获得其原药登记。

 

理化性质

 

砜吡草唑(Pyroxasulfone)是一种异噁唑类除草剂,化学名称为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,分子式为C12H14F5N3O4S,分子量为391.32,CAS登录号为447399-55-5。

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砜吡草唑为白色固体,无嗅;分子质量为391.32;熔点为157.6℃;lgPow:3.30(25℃);水中溶解度为: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。

 

值得注意的是其水中溶解度较低(20℃),为3.1 mg/L,这说明其通过降雨与淋溶污染地表水与地下水的可能性很小。

 

毒理


山齿鹑和野鸭经口LD50>2 250 mg/kg;吸入LC50>5 620 mg/L;大翻车鱼LC50>2.8 mg/L;虹鳟鱼LC50>2.2 mg/L;大型蚤EC50>4.4 mL/L;糠虾LC50>1.4 mg/L;蜜蜂接触毒性LC50>100 g/只。

 

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。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。

 

施用后它被杂草幼根与幼芽吸收,抑制幼苗早期生长,破坏分生组织与胚芽鞘。

 

目标作物


砜吡草唑的应用作物较为广泛,可以安全地用于玉米、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。砜吡草唑在澳大利亚等国家被认为是防除硬直黑麦草等抗药性杂草的最佳药剂。砜吡草唑具有杀草谱广、活性高、用量低、安全性好等特点。

 

缺点

 

1.抗药性问题

 

尽管砜吡草唑具有杀草谱广,环境相容性好,单位面积用药量低,除草效果好、持效期长等特点,但长期单一使用该药剂仍然会有抗药性风险。研究表明,连续单一施用砜吡草唑三年,硬质黑麦草即可对砜吡草唑产生抗药性甚至对其他药剂产生交互抗性。因此,选择作 用机理不同或者代谢机理不同的除草剂进行轮用、混用可有效减缓或阻止其抗药性的产生。

 

2. 对节节麦和野燕麦的防除效果略差。

 

   在徐洪乐等人(麦田新型除草剂砜吡草唑的除草活性)的研究中,发现砜吡草唑土壤处理对麦田禾本科杂草:鹅观草、多花黑麦草、雀麦、棒头草、蜡烛草,阔叶杂草大巢菜、播娘蒿、麦家公、泽漆具有良好的防除效果,但是对节节麦和野燕麦的防除效果略差。在麦田单一使用该产品可能会使野燕麦成为优势种群,建议防除野燕麦时可采用砜吡草唑复配吡氟酰草胺或氟噻草胺等药剂进行防除。

 

优势

 

1、应用作物广泛、安全。砜吡草唑可以安全地用于一系列作物,如玉米、大豆、棉花、花生、小麦、向日葵、马铃薯等。

2、单位面积用药量低。砜吡草唑用量125~250 g a.i./hm2,比异丙甲草胺与乙草胺用量低8~10倍,仅相当于S-异丙甲草胺用量的12%、乙草胺用量的10%。

3、杀草谱广。可有效地防治狗尾草属(Setaria)、马唐属(Digitaria)、稗属(Echinochload)、黍属(Panicum)、蜀黍属(Sorghum)等一系列禾本科杂草以及苋属(Amaranthus)、曼陀罗属(Datura)、茄属(Solanum)、苘麻属(Abutilon)、藜属(Chenopedium)等阔叶杂草。

4、可与多种药剂混用。如用于玉米可与莠去津、嗪草酮混用;在抗草甘膦玉米田苗后与草甘膦混用,防治杂草时期长;在高粱田芽前处理可与莠去津混用。

 

登记情况

 

2016年,砜吡草唑的全球销售额为1.35亿美元,2011-2016年的复合年增长率高达166.7%。当前欧盟禁用乙草胺与异丙甲草胺,此形式下,砜吡草唑有可能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品种。

 

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。组合化学与FMC、Valent、Bayer等公司也有合作开发协议。砜吡草唑在澳大利亚、美国、加拿大等多个国家都已经完成了单剂和复配的登记。


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截止2020年10月18日,在国内登记砜吡草唑产品仅有1家,为上海群力化工有限公司。登记产品为原药和 40%悬浮剂制剂。

 

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专利

 

砜吡草唑在我国的专利有:CN105248431A、CN105594712A、CN106259399、CN106259398、CN106259360、CN106259361、CN106689145、CN106070244A、CN106070244A、CN106614631A、CN106689145A、CN107306971A、CN107509733A、CN107743974A、CN108013051A、CN108013055A、CN108293988A、CN108617671A、CN108812662、CN109526973A、CN109588416A、CN109730080A、CN109769835A、CN109845748A、CN110461158A等。

 

   砜吡草唑在我国的专利绝大部分是和不同除草剂的复配专利。其活性成分专利,专利号为CN1257895C. 该专利于2002年02月07日申请,将在2022年02月06日到期。

 

总结

 

近年来,麦田播后苗前除草剂是除草剂登记的热点。土壤封闭处理可以在我国农村劳动力出现短缺的情况下大大提高劳动效率。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,对环境安全,对当茬作物和下茬作物安全。

 

国内还有两年其专利到期。砜吡草唑其活性大大高于乙草胺、异丙甲草胺等氯代乙酰胺类除草剂,是取代乙草胺,异丙甲草胺等产品的热门品种。

 

参考文献

 

1. 麦田新型除草剂砜吡草唑的除草活性 徐洪乐等 植物保护 2019

2. 异噁唑类除草剂 的研发和发展前景 张一宾 世界农药 2015

3. 国内市场潜力巨大的砜吡草唑 农药快讯 2019


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