麦草畏在美国的″前世今生″

日期:08-22-2024

麦草畏在美国转基因大豆和棉花中的应用，反映了美国农化与种业的高度融合。随着中国转基因进入以市场为主导的产业化新阶段，全面剖析美国麦草畏应用的发展过程，对中国农业的未来发展及进一步商业化具有重要意义。

美国抗麦草畏大豆与棉花种植及用药情况

美国是全球转基因作物第一种植大国。根据美国农业部国家农业统计局（NASS）公布的数据，美国大豆和棉花的转基因作物占比高达95%和97%。最早开发的转基因作物仅能耐受草甘膦，但随着草甘膦的大量使用，杂草的抗药性开始普遍出现，因此进一步叠加另一种或多种不同作用机理的除草剂的抗性基因是抗性管理的有效手段之一。

在转基因大豆和棉花中，叠加耐受麦草畏的性状开发的较为成功，自2016年孟山都首次商业化了同时抗草甘膦和麦草畏的大豆与棉花作物后，相关转基因品种在美国得到了广泛的欢迎。

2018年美国约43%的大豆种植面积为抗麦草畏品种，其中抗麦草畏大豆种子使用量前三的州是密西西比州、田纳西州和堪萨斯州，种植面积占比分别达到79%、71%和69%，同时这三个州的抗草甘膦杂草问题也最为严重。美国环境保护署（US EPA）公布的效益分析报告显示，相比于其他除草剂（如2,4-D），麦草畏在大豆田的苗后使用可为种植者每英亩减少12-14美元的成本，这一收益可占到种植者收入净额的4-7%。

美国各州抗麦草畏大豆的种植率及实际麦草畏的使用率

来源：USDA, 2019

从2016年至2019年，美国抗麦草畏棉花种植面积的占比从0%上升到69%。2019年，抗麦草畏棉花种子使用量前四的州是密西西比州、密苏里州、南卡罗来纳州和田纳西州，种植面积占比分别约为88%、85%、83%和80%。US EPA公布的效益分析报告显示，相比于其他除草剂，麦草畏在棉花田的苗后使用可为种植者每英亩减少8-14美元的成本，这一收益可占到种植者收入净额的5-10%。

美国各州抗麦草畏棉花的种植率及实际麦草畏的使用率

来源：USDA, 2021

但在抗麦草畏大豆和棉花种植的州中，麦草畏的施用量普遍偏低，即抗麦草畏作物的种植面积远大于实际喷洒麦草畏的农田面积。比如阿肯色州抗麦草畏大豆和棉花的种植面积占比分别为35%和51%，但仅有4%和15%的面积施用了麦草畏。这一因素的主要原因是由于麦草畏的高挥发性，易对邻近敏感作物产生严重的飘移药害而产生利益纠纷，这导致抗麦草畏作物的种植者在决定是否使用麦草畏时会更为谨慎，或种植抗麦草畏作物的目的仅是为了避免受邻近田块施药后飘移的影响。对此美国各州和联邦层面也不断加强了对麦草畏使用限制，进一步造成了麦草畏的使用受限。

飘移问题导致麦草畏美国登记受限

麦草畏可用于苗前和苗后施药，引起飘移药害的主要是苗后施药，尤其是被称为顶部施药（over the top, OTT）的这种田间操作。以大豆为例，OTT的施药时期为二节期（V2），即第一个三出复叶完全展开期，此时气温相对较高，而麦草畏挥发性强，施用后易发生飘移，影响范围可达数千英尺。同时在OTT的施药期，邻近抗麦草畏作物田块的其他敏感作物也往往处于生长旺盛期，所以极易受麦草畏飘移影响而产生严重药害。

美国各州因转基因大豆施用麦草畏后导致邻近田块发生飘移药害的占比

来源：USDA, 2019

一方面，随着2016年抗草甘膦和麦草畏的大豆与棉花作物的商业化，农化企业推出了多种含麦草畏的制剂产品，并配套了相应的控挥发及防飘移技术，产品的优异防效在美国市场得到了广泛认可；而另一方面，尽管采用了防飘移技术，但相关不良事件和诉讼仍不断发生。即使US EPA相应发布了一系列评估报告与风险降低措施，在2024年2月6日，美国亚利桑那州地方法院依旧撤销了XtendiMax（拜耳）、Engenia（巴斯夫）和Tavium（先正达）这三个含麦草畏制剂产品的登记，这导致了抗麦草畏的大豆和棉花作物用药受到显著影响。随后，US EPA在2024年2月14日发布了新指令，允许这三个产品的库存在严格遵守施药截止期（cut-off date）的前提下仍可在2024年种植季销售，但美国种植者将可能面临在2025年″无药可用″的情况。

制剂新用途登记进展缓慢或将造成25年种植季″无药可用″

作为应对，拜耳、巴斯夫和先正达向US EPA先后重新提交了包含新用途的制剂登记申请，并修订了标签信息。三家企业最大的变化主要出现在针对大豆的施用方法，其中拜耳仅允许麦草畏在大豆苗前施用，而巴斯夫和先正达则保留了苗后OTT的施药方式，但施药最晚截止期被限制在每年的6月12日之前。

拜耳、巴斯夫和先正达新麦草畏制剂登记的公众评议

来源：US EPA

这一调整将使种植者在应对转基因大豆种植中后期的杂草防控，特别是抗草甘膦杂草的管理方面，面临诸多挑战。转基因大豆种植者只能寻求更长效的苗前除草剂，以及在苗后施用另一种灭生性除草剂草铵膦，而后者将会增加抗草铵膦杂草的选择压力，带来新的抗性问题。

而另一个挑战是当前制剂新用途登记进展缓慢，若以最早在2024年5月提出制剂登记申请的拜耳为例，考虑到公众评议期（30天）和US EPA评审期（根据PRIA5通常为17个月），那么预计2025年秋末/初冬时新制剂才能被批准。而此次新制剂登记的目的是为了应对之前产品的撤销，利益相关方可能会产生更多博弈，这也将为本次新制剂登记带来更多的不确定性。整体而言，在2025年种植季中抗麦草畏大豆及棉花田的 ″无药可用″似乎已成定局。

未来影响

当前麦草畏美国登记受阻最直接的影响是2025年的种植季，但长期来看抗麦草畏等复合性状转基因作物及麦草畏制剂防飘移技术的开发仍具有市场前景。作为有效的抗性管理工具，麦草畏在美国的种植者中较为受欢迎，而部分地区飘移药害的发生也可能与麦草畏无关。例如在密苏里州一起涉及麦草畏飘移药害的诉讼案中，拜耳提出异议，认为桃树的病害是由根腐病（Armillaria）而非麦草畏引起的。

另一个趋势是抗麦草畏作物种植普及率越高的地区，有关麦草畏飘移药害的事件发生数越少。如2018年密西西比州的大豆中高达73%是耐受麦草畏的，但仅有3%的大豆田存在相关有害事件的报道，且密西西比州对于麦草畏的使用监管也相对弱于其他州，因此类似密西西比州的地区将是麦草畏的主要市场。但需要注意的是随着监管的增强，以及2021年科迪华低挥发麦草畏制剂FeXapan在美国登记的终止，更高的门槛及更少的入局者意味着美国麦草畏市场的行业集中度将进一步强化。

新一代技术研发

针对当前麦草畏应用现状，农化巨头也开始转入下一代转基因作物及配套农化产品的开发中去。在创新研发管线中，将进一步储备新的抗性管理工具并通过OTT等施药方式简化田间操作。如拜耳下一代的复合性状转基因大豆HT4除了引入了草甘膦、草铵膦和麦草畏的抗性基因，还将能耐受2, 4-D和HPPD类除草剂硝磺草酮；巴斯夫则计划在2030年后上市抗PPO类除草剂的复合性状转基因大豆，并将在未来与科迪华共同开发一种新作用机制的除草剂及相应的抗性作物。

可以预见的是随着未来转基因作物在全球的进一步普及，生物技术将与农化产品的开发深度绑定，中国农化和种业也应进一步协同技术提升，加速商业化，形成新质生产力！