砜吡草唑——封闭除草剂的未来？

砜吡草唑（Pyroxasulfone，CAS号：447399-55-5，开发代号：KIH-485、KUH-043，化学名称（CAS name）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：C12H14F5N3O4S，），是日本组合化学公司开发的苗前土壤处理剂，砜吡草唑可以有效抑制植物中长链脂肪酸合成，被除草剂抗性行动委员会（HRAC）列为HARC 15组K3类除草剂，极长链脂肪酸合成抑制剂（HRAC：15组 K3，Inhibition of VLCFAs）。

砜吡草唑主要用于防治一年生禾本科杂草为主，并兼治若干小粒阔叶杂草，适用于玉米、小麦、大豆、棉花、向日葵、马铃薯、花生等多种作物上等多种作物，主要竞争品种为乙草胺、异丙甲草胺、异丙草胺与精异丙甲草胺等。

伴随着精异丙甲草胺等氯代酰胺类土壤除草剂的严重抗性，砜吡草唑由于抗性低、活性高、安全性好等特点，自2011年上市砜吡草唑全球首发上市后，受到越来越多农民喜爱，至2016年，仅5年时间，砜吡草唑的销售额就突破1亿美金，之后销售额一直稳步攀升。2022年销售额增长53%，销售额超过4亿美元，市场热情高涨。据组合化学预计，2023年砜吡草唑市场将进一步快速增长34%至5.36亿美元。

产品简介及作用机制

砜吡草唑（Pyroxasulfone）是一种异噁唑类除草剂，是日本组合化学公司开发的一种新型广谱、高活性的芽前土壤处理剂，属于异噁唑类除草剂，除草谱广，以禾本科杂草为主兼顾小部分阔叶杂草，可有效防除狗尾草属、马唐属、稗属、鹅观草属、黑麦草属、棒头草属等禾本科杂草以及苋属、野豌豆属、播娘蒿属、紫草属等阔叶杂草。

作用机制：砜吡草唑（HRAC：15组 K3，Inhibition of VLCFAs）属极长链脂肪酸合成抑制剂，可抑制植物体内VLCFA（极长侧链脂肪酸）（C20～C30）生物合成（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），进而阻碍分生组织和胚芽鞘的生长。砜吡草唑施用后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（砜吡草唑对杂草发芽影响不大，主要抑制种子芽的伸长），主要应用于玉米田、大豆田及小麦田的禾本科和阔叶杂草防除，苗前土壤喷雾使用。

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砜吡草唑具有独特的理化性质，非常适合作为除草剂开发。与氯代酰胺类除草剂（如精异丙甲草胺）相比，砜吡草唑分配系数更低（Log Pow分配系数是指在两种不同相中的物质浓度比值，分配系数越大，说明物质更容易溶于有机相中，反之则更容易溶于水相中）、水中溶解度更低（Water solubility）。在25℃时，pH 4、7、9条件下砜吡草唑较难水解，这些理化性质指标，说明砜吡草唑适宜制作SC等水基剂型。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231h，说明砜吡草唑适用于土壤喷雾。

砜吡草唑的理化性质

上市、推广及登记情况

砜吡草唑的发现：砜吡草唑是日本组合化学公司2002年基于禾草丹成分开发的土壤处理剂。禾草丹是一种水稻除草剂成分（由日本组合化学开发），对水稻田的稗草、马唐和其他几种一年生杂草具有芽前除草活性。但防除这些杂草需要1500–7,500？g？a.i./ha的禾草丹剂量。然而，禾草丹在许多环境条件下很容易分解。基于禾草丹成分，日本组合化学的研究人员，在禾草丹的基础上优化了部分结构，最终设计出了砜吡草唑这一成分。2016年，组合化学以开发砜吡草唑的贡献获得了日本农药学会颁发的接触贡献奖。

2011年，日本组合化学于全球农化市场上正式推出砜吡唑草这一活性化合物，以商品名：AXEEV®、Sakura®、Fierce®、Yamato®，以制剂配方：480g/l砜吡草唑SC、85%砜吡草唑WDG、30%砜吡草唑+20%丙炔氟草胺SC等，推出市场，主要针对小麦、玉米、大豆等作物田中的禾本科杂草和部分阔叶杂草。

截至2022年，日本组合化学或以住友化学子公司形式（VALENT，美国）、或以授权bayer、basf等大型跨国公司形式、或以销售代理公司形式，在17个国家注册，包括日本、美国、加拿大、墨西哥、巴西、智利、阿根廷、韩国、中国、印度、澳大利亚、新西兰、土耳其、以色列、沙特阿拉伯、南非、和纳米比亚。

各国登记情况：

美国：据EPA公开信息，美国已有多款砜吡草唑产品登记，开发公司有富美实（FMC）、先正达（synegnta）、VALENT（日本住友化学的子公司，2012年即在美国登记），登记产品单剂有85%砜吡草唑水分散粒剂、41.46%砜吡草唑悬浮剂；复配产品成分主要有丙炔氟草胺、丙炔氟草胺+氯嘧磺隆、莠去津+嗪草酸甲酯、唑草酮等；登记作物有麦类、豆类、玉米、棉花等；剂型以悬浮剂（SC）、水分散粒剂（WG）为主。

欧盟：截至目前，砜吡草唑暂未获得欧盟登记。

澳大利亚：截至2022年年底，澳大利亚已有58个砜吡草唑成分登记，其中34个制剂登记，24个原药登记。配方以单剂为主，配方以480g/l SC、85%WG为主。

中国：仅上海群力化工有限公司于2019年1月29日在中国取得98%砜吡草唑原药和40%砜吡草唑悬浮剂在小麦上的正式登记（上海群力公司是日本组合化学40%砜吡草唑悬浮剂产品的中国区销售代理）。在中国，砜吡草唑登记资料6年保护期将于2025年1月29日过期，2025年后，砜吡草唑的登记产品数量预计会出现大幅增长（6年保护期前需要以新农药形式登记，需要代谢、残留等试验数据）。

巴西：截止目前仅1家公司（Inharabras）登记了砜吡草唑。共有5款制剂产品和一款原药产品登记。登记作物包括：小麦、大豆、玉米甘蔗、咖啡、柑橘、桉树、松树。

阿根廷：截至目前，共有三家公司分别于阿根廷登记了六款砜吡草唑产品，单剂剂型主要为480g/l SC和85%WG，应用于小麦、大麦、大豆和玉米等作物；复配产品为砜吡草唑+丙炔氟草胺34.5+15%SC，用于大豆田杂草的苗前土壤封闭。

应用情况

砜吡草唑应用作物广泛，可以安全的用于一系列作物，如玉米、大豆、棉花、花生、小麦、向日葵、马铃薯等，用量125—250g？a.i./ha，比异丙甲草胺与乙草胺用量低8—10倍，仅相当于精异丙甲草胺用量的12%、乙草胺用量的10%。其加工剂型为480g/l SC与85%WG（于中国登记了40%SC）。

单位面积用药量低、除草效果好、对作物安全及除草持效期长是本剂的突出特点，当前在欧盟禁用乙草胺与异丙甲草胺的形势下，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除草剂品种，在我国玉米与大豆等作物具有良好的应用前景，是值得密切关注与开发的优秀的除草剂新品种。

专利

化合物专利方面：砜吡草唑中国化合物专利将于2022年2月6日到期（CN1257895C、WO2002/062770，专利名称异噁唑啉衍生物和含有它们作为活性组分的除草剂，该专利已过期；日本专利号为JP200131784），相关工艺专利预计到2027—2032年到期（此系列专利较为复杂，时间不确定）。但是，由于申请日及各国专利法的不同，截至2023年3月1日，该专利在德国、韩国、中国台湾依然有效。

合成专利、中间体专利方面：砜吡草唑的合成和中间体专利比较复杂，专利过期时间不明。

砜吡草唑成分在中国首次登记成功为2019年1月29日，其过新农药保护期的时间为2025年1月29日。

SWOT分析

优势

杀草谱：杀草谱广，可以控制大量一年生杂草，特别是禾本科杂草，并对抗性杂草仍具有优良效果，如Lolium multiflorum（黑麦草，麦田主要抗性杂草）and Alopecurus aequalis（看麦娘，麦田主要抗性杂草） and Amaranthus spp（苋科杂草，阔叶类）。

苗前高活性和突然长效残留活性：与竞争品（B：精异丙甲草胺）相比，砜吡草唑的苗前活性更高和残留控草活性更长，施用后2个月残留活性仍然很高。

安全性高：砜吡草唑对玉米、大豆、小麦、草皮、棉花、马铃薯和洋葱表现出良好的选择性，安全性高。美国研究人员2014年公布的研究结果：同有效成分量下，砜吡草唑对作物的抑制效果仅为精异丙甲草胺的1/3。

混配性好：可与小麦田、玉米田、大豆田的经典除草剂成分进行混配，从而达到绝佳的互补除草效果。目前全球农化市场上已有多款砜吡草唑复配产品登记，如砜吡草唑+丙炔氟草胺34.5+15%SC，砜吡草唑+甲磺草胺20.66%+20.66%SC等多种复配产品。

劣势

抗性：长期单一使用该药剂仍然会有抗药性风险，但该风险在未来几年较小。

价格：由于部分中间体和合成工艺仍在专利期内，目前原药价格仍在百万以上，不利于封闭除草剂的推广，但随专利过期，国内久易等厂家参与砜吡草唑的原药合成，价格有望明显下探。

供应：砜吡草唑原药合成生产的中国成分较少，可能会遇到印度企业强烈竞争。印度海关数据显示：2021年底开始到2022全年砜吡草唑原药出口量急剧增长，2022年印度出口砜吡草唑原药达3200吨，组合化学当前砜吡草唑原药产业链的重心是放在印度的。国内相关人士推测，砜吡草唑原药产业链为：中国为组合化学供应砜吡草唑关键中间体，组合化学再转售给印度相关企业加工成砜吡草唑原药产品，最后再通过印度市场出口至组合化学砜吡草唑在全球各个市场的授权合作伙伴进行制剂加工并完成最终销售。但随着久易等原药厂家对砜吡草唑的力量投入，这一情况可能会未来几年迅速缓解。

小麦田：对节节麦和野燕麦的防除效果略差，可能会对麦田砜吡草唑推广影响较大。

机会

药效：砜吡草唑对ALS抑制剂、ACCase、三嗪类除草剂以及草甘膦抗性杂草有效。

应用推广前景广阔：①、安全性佳、适用范围很广：玉米、大豆、小麦、棉花、甘蔗等多种作物；②、竞争品酰胺类除草剂（乙草胺、异丙甲草胺等）伴随着多年使用，抗性提高，药效明显下降；也因为其潜在的内分泌干扰效应而存在禁用风险；③、组合化学与拜耳、先正达、科迪华等多家跨国公司合作推广砜吡草唑，市场接受程度高。

市场广阔：2022年销售额增长53%，销售额超过4亿美元，市场热情高涨。据组合化学预计，2023年砜吡草唑市场将进一步快速增长34%至5.36亿美元。

威胁

抗性风险，建议推广砜吡草唑复配产品，选择杀草谱互补、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。

推广方向

小麦田：由于其安全性较好、持效期较长、杀草谱较广，且目前抗性水平低，活性高等特点，适用于小麦田土壤封闭，市场空间较大。从国内近几年专利申请书来看，中国制剂企业关注于砜吡草唑与氟噻草胺、吡氟酰草胺、异丙隆、氯吡咤磺隆、甲基噻吩磺隆、环吡氟草酮、双唑草酮、双氟磺草胺等成分复配，以土壤封闭处理剂为主。

玉米田：国内的实验方向是拟替代精异丙甲草胺、乙草胺的使用，主要对禾本科杂草：谷莠子、马唐，艾草，牛筋草效果较好。从国内近几年专利申请书来看，集中烟咤磺隆、莠去津、二甲四氯异辛酯、异丙甲草胺、氰草津、辛酰溴苯腈、硝磺草酮、本唑草酮等，多数为复配后封杀结合使用。

大豆田：拟替代异丙甲草胺，精异丙甲草胺，主要追求对禾本科杂草的效果。从国内近几年专利申请书来看，国内推广主要为砜吡草唑与甲氧咪草烟、乙氧氟草醚、噁草酮、氟磺胺草醚等专利，进行复配封闭和茎叶处理；从国外制剂登记开发上看，砜吡草唑与嗪草酮、丙炔氟草胺等阔叶作物田封闭成分复配更受欢迎。

棉花：从国外制剂登记开发上，砜吡草唑和丙炔氟草胺复配更受欢迎。

经济作物：未来发展方向是逐渐替代经作区二甲戊乐灵、精异丙甲草胺土壤封闭市场，安全性好是砜吡草唑于经济作物区推广的核心卖点。