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浅议玉米田除草剂磺草酮和硝磺草酮
作者：华乃震
更新时间：
2016-01-25
玉米田除草剂磺草酮和硝磺草酮属于三酮类除草剂，也是
HPPD
抑制剂类除
草剂。
HPPD
抑制剂最早起源于
20
世纪
70
年代末的烯禾定（
seth
oxydim
），它
是一种乙酰辅酶
A
羧化酶抑制剂
（属于环己烯酮类）
除草
剂，
用于多种阔叶作物
上（如大豆、棉花、油菜、水果和甜菜等
）防除单子叶杂草，具有较好的除草活
性。
1982
年捷利康（现先正达）公司在进行三酮类除草剂研究时，首先发现对
-
羟苯基丙酮酸双氧化酶（
4-hydroxyphenylpyru
vate dioxygenase
，简称
HPPD
）
是这类除草剂的靶标。
HPPD
抑制剂广泛存在于各种有机体内，并催化质体醌与
生育酚生物合成的起始反应。
HPPD
可将氨基酸、酪氨酸转化为质体醌，质体醌
是八氢番茄红素去饱和酶的辅助因子，
是类胡萝卜素生物合成的关键酶。<
/p>
当
HPPD
受抑制时，会造成植物分生组
织中酪氨酸积累和质体醌的衰竭，
3
～
5
天内植物
分生组织会出现黄化症状，随之引起枯斑，
1
～
2
周后遍及整株，
最终植物白化
而逐渐死亡。
随着此
类除草剂品种的不断开发与上市，
将具有此类功能的除草剂划为专门
一类，即
HPPD
抑制剂类除草剂。
对
HPPD
抑制剂类除草剂靶标的研究
，最终导致了在欧洲玉米田苗后防除阔
叶杂草的磺草酮（
sul
cotrione
）商品出现，同时在美国也开发出一种苗前、苗
后防除玉米田阔叶杂草的除草剂
（
ZA1296
）
并进行销售。
这之后不断有新品种问
世，但当时这些品种的用量极高（通常有效成分在
1 kg/hm
2
以上），而且对它
们的作用机制也不十分清楚。
直到
20
世纪
90
年代初，捷利康（现先正达）公司
开发了三酮类除草剂以后，
对这类抑制剂除草剂的结构和作用机制进行了深入研
究；尤其是后来硝磺草酮（
mesotrione
）的问世，它的用量较以前的此类抑制剂
除草剂降低了
1
个数量级，
< br>并在玉米田应用中发挥了巨大作用，
才引起大家重视。
1
磺草酮
(sulcotrione)
上世纪
7
0
年代中，从澳大利亚与美国加利福尼亚州的桃金娘科红千层植物
中分离出一种挥发性油类植物毒素，纤精酮（
Leptospermone
）。这是一种多聚
乙酰天然产物，用量
1,000
g/hm
2
，对若干阔叶杂草和禾本科杂草具有中等的除
草活性，杂草产生白化症状，而对玉米却具有耐药性。
1980
年以此化合物为基
础，
研究开发了若干人工合
成的衍生物；
1982
年发现了
NTB
C
［
2-(-
硝基
-4-
三氟
甲基苯甲酰基
)-
环己烷
-1,3-
二酮］化合物具有类似的
白化活性，而且其活性远
大于纤精酮。由此之后，以
NTBC<
/p>
作为先导化合物对其进行结构改进和修饰；
Stauffer
公司首先发现了三酮类除草剂和第一个高活性化合物
SC-0051
，其后
ICI
公司继续研究，最后由捷
利康（现先正达）公司西方研究中心于
1991
年成
功开发了磺草酮。该产品
1990
年在欧洲上市用
于苗前苗后防治单子叶及阔叶杂
草，并于
1993
年首次注册在欧洲用来选择性防除玉米田阔叶杂草；并开始商品
化，
2000
年该产品归属于拜耳公司所有。
磺草酮能被植物的根和叶吸收能力，
并能在体内进行传导；
不仅可以用于苗
前的土表处理，也可在苗后用作茎叶喷雾使用。
磺草酮在欧洲应用较广，主要用于玉米田防除大多数阔叶杂草
和禾本科杂
草，如马唐、血根草、稗草、龙葵、藜、蓼和野黍等，其有效成分用量为
200
～
450 g/hm
2
。在高剂量（有效成分）
900 g/hm
2
下，对玉米也安全；但遇干旱和低
洼积水时，
玉米叶会出现短暂的脱色症状，
但对玉米生长无影响。
磺草酮全球销
售额
2005
年仅为
0.5
亿美元，至
2009
年略升至
0.55
亿美元，
2010
年有所下降
为
0
.45
亿美元，
2011
年又升至
0.50
亿美元。这种销售额的波动，主要原因是
< br>由于其使用量较高，而其部分市场被后起之秀硝磺草酮所取代的缘故。
1.1
理化性质和剂型
磺草酮原药为褐灰色固体，熔点
13
9
℃。
25
℃水中溶解度为
165
mg/L
，溶于
丙酮和氯苯。在水中，日光（或避光）下稳定，耐热温度达
80
℃。在肥沃砂质
土壤中
DT
50
15 d
，细沃土中
DT
50
7 d
。
< br>原药或制剂对哺乳动物的急性经口、
经皮或吸入毒性均很低，
皮肤吸收也低，
对
使用者很安全。
该药剂对皮肤无刺激作用，
对眼睛有轻微的刺激作用，
对皮肤无
过敏性。活体试验表明，本品对大鼠和兔不致畸。施药后
50<
/p>
～
140
d
，
在玉米或
青饲料作物中未发现残留。对鸟类、野鸭、白喉鹌鹑等野生动物的毒性很低；对
鲤鱼毒性低，对水蚤和蜜蜂安全。高剂量下，对土壤微生物也无有害影响。
加工剂型：水剂（
15%
磺草酮
AS
和
20%
磺草酮二甲胺
AS
）、悬浮剂和可分散
油悬浮剂。
1.2
应用
<
/p>
（
1
）
李美等用
15%
磺草酮水剂和
30%
磺草酮悬浮剂进行田间试验。
结果表明，
磺草酮有
效成分
562.5
～
1,200 g/
hm
2
防除玉米田单子叶杂草马唐、牛筋草、狗
尾草效果较好，防效在
86.5%
～
< br>98.0%
之间；对双子叶中的反枝苋防效好，防效
为<
/p>
99.3%
～
100.0%
；
而对铁苋菜和马齿苋防效较差，
防效仅为
35.0%
～
62.9%
，
对
玉米有触杀性伤害，至药后
15
d
药害症状消失，但不影响玉米产量。而且有较
好的增产效果，增产达
10%
。
（
2
）王广祥等用
15%
磺草酮可分散油悬浮剂防除玉米田杂草小区药效试验。
结果表明，在玉米
3
、
4
叶期使用，剂量为
0.180
～
< br>0.450
kg/hm
2
，对
稗草的平均
防效为
86.0%
，而对各
种阔叶杂草总平均防效为
77.4%
，对杂草的鲜重平均抑制<
/p>
率为
78.5%
，而且杀草谱广和防效持
久，不影响后茬轮作。
（
3
）当磺草酮制剂应用时添加助剂，在提高磺草酮的防效、降低用药量、
提高经济效益等方面可以发挥出重要的作用。
龙建平
等使用油类助剂
Scoil
与无机盐助剂硫酸铵，
在温室内对磺草酮生物
活性的影响作了一系列试验。结果表明，磺草酮用量为
100 g/hm
2
，使用硫酸铵
浓度在
0
、
10<
/p>
、
20
、
40<
/p>
、
80
、
160
mmol/L
下，对狗尾草防效为
22%
、
35%
、
38%
< br>、
41%
、
38%
、
39%
；对马唐防效为
2
8%
、
41%
、
43%
、
42%
、
< br>40%
、
42%
；发现单用无机
盐助剂对磺草酮有增效作用，
但增效作用不大，
且各个梯度之间不存在明显的差
异。当使用油类助剂
S
coil
用量分别为
0.875
、<
/p>
1.30
、
1.75
< br>L/hm
2
，对狗尾草防
效为<
/p>
55%
、
72%
、
82%
；
对马唐防效为
58%
、
75%
、
86%
；
可以看到使用油类助剂
Scoil
对磺草酮的增效作用较大，
3
个梯度之间的差异也比较明显。
当采用
这两种助剂混用时，要比单用效果提高很多。如磺草酮
100
g/hm
2
＋
Scoil
0.875
L/hm
2
＋硫酸铵
40
mmol/L
，
对狗尾草和马唐的防效分别为
83%
和
86%
；
磺草酮
< br>100 g/hm
2
＋
Scoil 1.30
L/hm
2
＋硫酸铵
40 mmol/
L
，对狗尾草和马唐的防
效分别达到
9
0%
和
90%
；
磺草酮
100
g/hm
2
＋
Scoil
1.75
L/hm
2
＋硫酸铵
40
mmol/L
，
对狗尾草和马唐的防效分别提
高到
92%
和
95%
< br>。这表明，两种助剂混用时有增效
递加作用，比单用硫酸铵的防效提高了
40%
～
50%
，也比
油类助剂
Scoil
单独使
用提高
20%
左右。
（
4
）王秋霞等发现从甲酯化植物油表面张力测定结果可以看到，甲酯
化植
物油对水溶液表面张力的影响很显著，
随着甲酯化植物油浓
度的升高，
溶液的表
面张力也随着降低；
当甲酯化植物油浓度从
0.02%
增加到
2%
，
溶液的表面张力可
由
69.29
mN/m
迅速降低到
34.64
mN/m
，之后再增加甲酯化植物油浓度，表面张
力无显著降低。
甲酯化植物油对磺草酮水溶液表面张力测定的影响规律与其对水
的影响很相
似：表面张力在甲酯化植物油浓度
0.02%
时为
67.82
mN/m
；在甲酯化
< br>植物油浓度增至
2%
时表面张力降为
35.42 mN/m
，之后趋于稳定。
在用不同用量的甲酯化植物油对磺草酮药效试验的结果也表明，
随着
甲酯化
植物油用量的增加可显著提高磺草酮对玉米田杂草的防效。
当添加甲酯化植物油
用量为喷液量
0.05%
时，磺草酮的防效仅为
32%
；而甲酯化植物油用量增
加到喷
液量
5%
时，
< br>磺草酮防效可上升到
94%
，
这
个趋势与甲酯化植物油对磺草酮水溶液
表面张力影响规律是相呼应的，
< br>即磺草酮水溶液表面张力越低，
磺草酮对杂草的
防效越好
。这说明添加甲酯化植物油助剂的增效作用受其自身浓度的影响较大，
过低的浓度增效作
用不显著；
在经济效益合理的条件下，
适当增加增效助剂用量，
对提高除草剂药效将起到事半功倍的效果。
试验结果还表明，<
/p>
在甲酯化植物油用
量为喷液量的
0.5%
～
1%
是比较理想的，其增效率能达到
20%
～
50%
，同时也能降
低除草剂的应用成本。
（
5
）刘迎等在使用矿物油助剂对磺草酮增
效试验结果表明，对禾本科杂草
（稗草、牛筋草和马唐）防效在
83.5%
～
88.8%
之间；而对阔
叶杂草防效：反枝
苋为
92.4%
、马
齿苋
95.1%
、苘麻
61.8%
。这些结果也说明，加入矿物油的磺草
酮药剂对
6
种杂草有较好的防效，安全性也很好。
2
硝磺草酮
(mesotrione)
硝磺草酮又称甲基磺草酮、草酰酮
，是捷利康（现先正达）公司
1984
年通
过对磺草酮的结构修饰而开发的第
2
个三酮类除草剂品种；
其生物活性要超过磺
草酮
10
倍以上。
硝磺草酮
2000
年在欧洲登记，
2001
年以商品名
Callisto
上市，
在德国和奥地利销售，
用于芽前及苗后处理防除玉米、
饲料玉米、
爆裂玉米
田一
年生阔叶杂草，
2005
年登记用
于甜玉米，
2001
年通过美国环境保护局批准。
硝磺草酮作为内吸性、
广谱性玉米田
除草剂，
具有触杀和内吸作用；
在敏感
杂草接触到该药剂后，
在植物木质部和韧皮部传导，
产生白化症
状，
其后缓慢死
亡。
由于硝磺草酮对环境友好，其单剂和混剂产品于
2002
年在欧盟各国与美国
销售；
2004
年成为先正达公司主要的除草剂品种。硝磺草酮首先在欧洲国家得
到大面积推
广使用，国内沈阳化工研究院于
2002
年对该品种进行合成，
并在温
室及田间进行了药效和安全性试验。
2006
年硝磺草酮在国内东北地区推广使用，
使用面积不断增加；
2007
年正式进入中国市场，是用于防除玉米田杂草的主要
< br>品种。
芽前土壤处理用量为
100
～
225
g/hm
2
，
苗后茎叶喷雾用量为
70
～
150
g/hm
2
。
硝磺草酮主要用来有效防除玉米田一年生阔叶杂草和某些禾本科杂草，
如苘
麻、苍耳、刺苋、藜属杂草、蓼属杂草、地肤、芥菜、稗草、繁缕、龙葵、马唐<
/p>
等多种杂草；不仅对玉米安全，而且对环境、后茬作物安全。尤其对磺酰脲类除
草剂产生抗性的杂草有效，
是替代长期使用和残留期长的莠去津等三嗪类除
草剂
的重要品种。
目前国
内市场上玉米苗后除草剂品种还比较单一，
主要有防除阔叶杂草的以
硝磺草酮为主，
防除禾本科草仍以烟嘧磺隆为主；
虽然说硝
磺草酮对普发性杂草
狗尾草和金狗尾草的防效一般，
而防治这两
种杂草的最好药剂是烟嘧磺隆，
但烟
嘧磺隆对玉米的安全性不高
，
在玉米田的应用也有所局限，
因此硝磺草酮已成为
国内玉米田十分受喜爱的除草剂品种。
由于硝
磺草酮杀草谱广、活性高、用量少、环境相容性好、对哺乳动物和水
生生物毒性低、
对玉米十分安全和对后茬轮作作物无药害等优点，
其在全球销售
额一直呈逐年增长之势，
2009
年即为<
/p>
4.42
亿美元、
2010
年
4.65
亿美元、
201
1
年
5.35
亿美元。当时据专家预测
，硝磺草酮
2012
年全球销售额将达到
5.80
亿
美元，
2015
年将达到
6.50
亿美元，前景是非常好的；而
实际上
2013
年先正达
公司硝磺草酮
销售额即达到
6.60
亿美元，远远超过专家预测的数值，成为
该公
司第二大除草剂品种（第一位为草甘膦
8.10
亿美元）。
国外
20
14
年富美实公司推出
Solstice
（硝磺草酮
+
嗪草酸甲酯）产品，可
以防除包括苋属、藜和豚草等在内的
50
多种杂草。
2014
年先正达公司在中国推
出达将特（
5%
硝磺草酮·丙草胺颗粒剂），用于移栽水稻田防除稗草、部分一年
生阔叶杂草及莎草。
2015
年
4
月美国
EPA
批准
Acuron
（
bicyclopyr
one
＋莠去津
＋硝磺草酮＋精异丙甲草胺）上市，可防除
70
多种阔叶杂草，包括巨型豚草。
2015
年
8
月，
陶氏益农公司推出
Resicore
T
M
（乙草胺＋硝磺草酮＋二氯吡啶
酸），该产品预计将于
2016
年取得登记。该产品设计用于整季防控杂草，将作
为种植者杂草防控项目的核心，
提供特效作用和抗性管理作用，
并提高作物产量。
Resicore
TM
综合了
3
种作用机理，不同于草甘膦和莠去津，
从而可以帮助种植者
防治抗性杂草。而且其用药适期宽，从种植前到芽后早期皆可使用。
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