异噁唑草酮——HPPD抑制剂类除草剂重要一员，市场渐趋成熟

异噁唑草酮（通用名：isoxaflutole；商品名：Balance）为HPPD抑制剂类除草剂中的第二大产品，是由罗纳-普朗克（现拜耳）1992年发现的异噁唑酮类除草剂，1996年上市，2018年的全球销售额为2.58亿美元，拜耳公司在其全球市场的开发中发挥了举足轻重的作用。异噁唑草酮已上市20余年，近年来，其销售额持续稳定在2.00亿美元以上，是玉米和甘蔗田的重要除草剂之一。

异噁唑草酮为选择性、内吸型除草剂，持效期长，通过植物的根部和叶面吸收后，在韧皮部与木质部传导至整个植株。主要用于玉米、甘蔗、甜菜、果蔬、棉花、谷物等作物田，防除包括阔叶杂草和禾本科杂草在内的50多种一年生杂草，如苘麻、藜、地肤、龙葵、反枝苋、柳叶刺蓼、鬼针草、马齿苋、繁缕、香薷、苍耳、铁苋菜、水棘针、酸模叶蓼、婆婆纳等阔叶杂草，以及马唐、稗草、牛筋草、千金子、大狗尾草和狗尾草等禾本科杂草。苗前、苗后早期或种植前施药，有效成分用药量为75～140 g/hm²。异噁唑草酮主要加工剂型为悬浮剂（SC）、水分散粒剂（WDG）。

异噁唑草酮产品简介

成分名：异噁唑草酮（Isoxaflutole）

产品类型：除草剂

CAS登录号：141112-29-0

化学名称：5-环丙基-1,2-噁唑-4-基-(4-三氟甲基-2-甲磺酰基苯基)-甲酮

分子式：C₁₅H₁₂F₃NO₄S

结构式：见下图

主要生产商/商标：bayer；Merlin®/Adengo

主要应用作物：玉米、甘蔗

异噁唑草酮的作用机理

异噁唑草酮是HPPD抑制剂类除草剂的重要一员，HPPD抑制剂类除草剂通过催化对羟基苯基丙酮酸进行氧化脱羧作用转化为尿黑酸，然后尿黑酸甲基化与异戊烯化，形成生物氧化反应中所需的类异戊二烯醌，如质体醌。异噁唑草酮对HPPD抑制是由于八氢番茄红素去饱和酶辅因子质体醌耗尽，导致对（由于保护光合作用）类胡萝卜素的合成受抑制，破坏叶绿素的形成，因而杂草产生白化效应，导致植株死亡。

异噁唑草酮本身无活性，经植物的根部和叶面吸收，通过韧皮部与木质部传输至整个植株，其噁唑环迅速裂解，形成二酮腈起杀草作用。其后二酮腈在杂草植株内进一步缓慢代谢为无活性的苯甲酸，而在玉米体内此种代谢作用迅速，故不伤害玉米，这是其选择性的基础。虽然，异噁唑草酮本身无活性，但在使用中它却优于二酮腈，这是由于它被杂草吸收及在植株内积累均显著优于二酮腈，这与两者的物理化学性质特性有关。

异噁唑草酮的亲脂性强，在植株内比二酮腈分布更迅速；它在土壤中被吸收数量比二酮腈要高5～6倍，而二酮腈的物体态是阴离子，而在土壤中pH，比起非离子态的异噁唑草酮更易降低其对根的吸收。与在植株体内一样，异噁唑草酮在土壤中也会迅速转变为生物活性代谢物二酮腈。通常pH、温度和湿度会影响其代谢速度，随pH、温度和湿度的上升，代谢速度加快。

异噁唑草酮的作用特点：

（1）内吸传导作用：异噁唑草酮是一种有机杂环类选择性内吸型面前除草剂，主要经由杂草幼根吸收传导后引起杂草白化失绿致死亡起作用，并能在植株和土壤中能快速代谢。

（2）应用作物多，防治杂草谱宽：异噁唑草酮广泛用于芽前或芽后早期防除玉米、甘蔗、甜菜、果蔬、棉花、谷物等作物田。可防除50多种禾本科杂草和阔叶杂草。

（3）潮湿的条件下用药，可以获得最佳效果：异噁唑草酮在玉米田使用后，杂草不发芽，或者产生白化。研究表明，滞留在土壤表层的异噁唑草酮，一旦遇到降雨或灌溉，可以再次″激发″其除草活性，具有其他除草剂所没有的二次杀草特性。甚至对4～5叶期的敏感杂草也能起到杀伤和抑制作用。

（4）持效期长：异噁唑草酮在种植前使用，可以提供8～10周的持效期。

（5）基本无残留，对后茬作物没有不良影响：异噁唑草酮药剂在水溶液中光解半衰期约为40h，在土壤中的半衰期也比较短，通常在4个月后基本无残留，因此对后茬作物没有不良影响。       

（6）复配和混配产品多：尤其是安全剂环丙磺酰胺（cyprosulfamide）的加入不仅提高了产品对作物的安全性，而且拓宽了用药适期。

异噁唑草酮的市场演变及全球登记情况

1996年，异噁唑草酮率先在牙买加上市，1997年在巴西上市，1998年在法国上市，1999年在美国、加拿大等国上市……其市场拓展迅速，销售额不断攀升。2001年，异噁唑草酮的全球销售额达1.00亿美元；2018年的销售额为2.58亿美元；在2001－2018年间，其复合年增长率为5.7%，增长水平较好。

异噁唑草酮的市场渐趋成熟，异噁唑草酮市场集中在玉米和甘蔗连个领域。该产品主要用于玉米田，约占其全球市场的65%；在甘蔗上的使用也较多，约占其全球市场的19%；另外，还在果蔬、棉花、谷物田少量使用。今年来，随专利过期和拜耳开放异噁唑草酮授权，该产品逐渐被开发于耐异噁唑草酮等HPPD抑制剂类除草剂大豆、棉花等领域，市场进一步扩大。2020年1月，美国环保署（EPA）提议批准拜耳作物科学公司的可用于耐异噁唑草酮转基因大豆的除草剂Balance Bean（480g/L）异噁唑草酮登记。  

表1 异噁唑草酮主要登记产品

异噁唑草酮的全球开发由德国拜耳公司统筹规划。

①、首先在加勒比海的牙买加上市，商品名Merlin®（750g/kg异噁唑草酮WG），并在同年于阿根廷上市，用于玉米田；后在哥伦比亚和巴拉圭取得登记，用于玉米、甘蔗和甜菜作物。其后在西班牙、意大利、捷克、罗马尼亚和斯洛伐克等国取得登记。1998年异噁唑草酮在美国首次登记，用于玉米，但由于使用方式的问题，对部分玉米对玉米造成了药害。主要原因是播种深度、降水量、PH值和土壤含水量等因素影响，拜耳基于这一事件，修改了异噁唑草酮的应用方式，并发布了混配指南。

②、异噁唑草酮的药害等情况，限制了异噁唑草酮的推广。但自2006年来，dupont公司推出双苯恶唑酸，拜耳公司推出环丙磺酰胺等安全剂，进一步推进了异噁唑草酮的市场发展。2018年，拜耳公司在西班牙上市了复配产品AdengoR（噻酮磺隆+异噁唑草酮+安全剂环丙磺酰胺），用于谷物、玉米等作物田。

③、2011年拜耳和先正达公司达成协议，共同开发耐HPPD抑制剂除草剂大豆市场。2013年，拜耳公司与美国M S Technologies合作开发的BalanceRGT大豆性状在美国取得登记，该性状赋予大豆对异噁唑草酮和草甘膦的耐受性。2019年2月，阿根廷登记了巴斯夫的转基因棉花，其对草甘膦和HPPD抑制剂类除草剂（如异噁唑草酮、硝磺草酮等）具有耐受性。2020年1月，美国环保署（EPA）提议批准拜耳作物科学公司的可用于耐异噁唑草酮转基因大豆的除草剂Balance Bean（480g/L）异噁唑草酮登记。

④、异噁唑草酮产品自2012年专利过期后，在中国得到大力推广，bayer于中国登记了异噁唑草酮原药和爱玉优（70g/l 噻酮磺隆+190g/l 异噁唑草酮 +150g/l 环丙磺酰胺 SC）两款产品，全国共登记异噁唑草酮原药和制剂37款。既有单剂产品，也有混配产品，既有苗前土壤喷雾使用，也有苗后早期茎叶喷雾使用。

异噁唑草酮最重要的应用作物为玉米和甘蔗，两种作物占据了其八成以上的销售份额。其作为玉米、甘蔗田重磅专利过期产品，异噁唑草酮已经吸引众多国内企业参与市场开发。江苏中旗、上虞颖泰、江苏省激素所均已在国内登记原药及制剂，江苏中旗科技股份有限公司和上虞颖泰精细化工有限公司原药生产线已建成投产。

异噁唑草酮专利情况

核心化合物专利：异噁唑草酮的核心化合物专利已于2012年过期，具体见下：

①   中国专利：专利号：CN1066440C；专利名称：4一苯甲酰基异噁衍生物的制备方法；专利申请日1992-08-05；专利权人：罗纳一普朗克农业有限公司；

②   欧洲专利：专利号：EP0527036；专利名称：Benzoylisoxazoles and their use as herbicides；专利申请日：1992-08-04：专利权人：RHONE POULENC AGRICULTURE。

③   2008年9月，异噁唑草酮在美国的登记资料保护期满，其在欧盟的资料保护期至2013年9月30日，均已过期。

SWOT分析

优势（Strengths）分析：1、效果优异：针对一年生杂草防效明显，并且抗性小，使用时间短，遇到降雨或灌溉会有″二次封闭效果″，可进一步增强使用效果；2、异噁唑草酮作为新产品，市场竞争相对较小，有卖点；3、持效期长、杀草谱广，使用适期广。

劣势（Weaknesses）分析：1、安全隐患：玉米上，异噁唑草酮仍有安全性隐患（1999年异噁唑草酮在美国出现比较严重药害），建议搭配安全剂使用，尤其今年环丙磺酰胺市场紧张，影响生产进度及成本；2、药效依赖于土壤墒情或降雨，如遇干旱则药效不理想。3、单剂效果欠佳：异噁唑草酮使用还需搭配其他除草剂如莠去津等，拜耳的爱玉优（adengo）则是异噁唑草酮与噻酮磺隆、环丙磺酰胺复配，用药成本相较于精异丙甲草胺、二甲戊灵略高。

机会（Opportunities）分析：1）原药和制剂登记量增多，原药厂家进入这一市场；2）异噁唑草酮在转基因作物的市场，进一步推动了这个产品的发展。

威胁（Threats）分析：1）价格：异噁唑草酮的使用成本仍相对较高，玉米价格行情将成为决定其使用量的重要影响因素。2）安全性：异噁唑草酮在玉米上的药害风险不容忽视。