李 洋
(沈陽中化農(nóng)藥化工研發(fā)有限公司 新農(nóng)藥創(chuàng)制與開發(fā)國家重點實驗室,遼寧沈陽 110021)
2020 年國內(nèi)共有795 個農(nóng)用農(nóng)藥產(chǎn)品獲得正式登記,相比于2019 年的264 個,登記數(shù)量顯著回升,但是相對于2018 年4 326 個,2017 年3 358 個,2016年1 627 個,2015 年2 669 個[1],2020 年登記數(shù)量仍存在很大差距。新的《農(nóng)藥管理條例》和新的《農(nóng)藥登記資料要求》新增了很多農(nóng)藥安全性方面的要求,眾多農(nóng)藥企業(yè)將產(chǎn)品登記提前到2019 年之前,導(dǎo)致2019 年的登記數(shù)量大幅減少。在市場發(fā)生深刻變化以及登記費用高啟的背景下,多數(shù)農(nóng)藥企業(yè)對產(chǎn)品登記保持謹慎,但隨著時間的推移,農(nóng)藥企業(yè)逐漸適應(yīng)新的登記管理要求,產(chǎn)品登記數(shù)量逐漸回升。
本文將對2020 年795 個產(chǎn)品的登記情況進行分析,對新登記的農(nóng)藥品種進行介紹。
在2020 年登記的795 個產(chǎn)品中,原藥品種11個,為14-羥基蕓苔素甾醇、吲哚丁酸、芐氨基嘌呤、24-表蕓苔素內(nèi)酯、赤霉酸、萘乙酸、精草銨膦、溴蟲氟苯雙酰胺、四唑蟲酰胺、尿囊素和喹草酮;母藥品種4 個,為溴敵隆、氟鼠靈、烯草酮和枯草芽孢桿菌;登記的制劑產(chǎn)品共780 個,其中單劑320個,混劑產(chǎn)品460 個。登記的795 個產(chǎn)品中,低毒產(chǎn)品672 個,微毒產(chǎn)品84 個,中毒產(chǎn)品39 個。
根據(jù)類別來看2020 年度登記的農(nóng)藥品種中,除草劑300 個(其中2 個兼有植物生長調(diào)節(jié)劑功能),殺菌劑203 個,殺蟲劑179 個,植物生長調(diào)節(jié)59 個,殺菌殺蟲劑(種子處理懸浮劑)19 個,殺螨劑17 個(其中6 個兼有殺蟲劑功能),殺線蟲劑7 個,殺螺劑4個,殺鼠劑3 個,植物誘抗劑3 個,昆蟲性信息素1個。除草劑、殺菌劑和殺蟲劑在數(shù)量上占據(jù)前三甲。
根據(jù)登記的農(nóng)藥劑型來分,懸浮劑227 個,可溶液劑153 個,乳油109 個,可分散油懸浮劑69 個,水分散粒劑58 個,顆粒劑55 個,種子處理懸浮劑37 個,可濕性粉劑30 個,水乳劑19 個,微乳劑18個,懸乳劑12 個,可溶性粉劑10 個,可溶性粒劑10 個,微囊懸浮劑7 個,膏劑4 個,微囊懸浮-懸浮劑3 個,煙劑3 個,粉劑3 個,揮散芯2 個,種子處理微囊懸浮-懸浮劑2 個,超低容量液劑1 個,餌劑1 個,可溶性片劑1 個,泡騰粒劑1 個,片劑1個,油乳劑1 個,種子處理可分散劑1 個,種子處理乳劑1 個,種子處理微囊懸浮劑1 個。
環(huán)保型的水懸浮劑登記數(shù)量高居榜首,達到227個;由于滅生性除草劑草甘膦和草銨膦的登記數(shù)量多,相應(yīng)的可溶液劑也達到153 個;乳油的登記數(shù)量達到109 個。整體來看,登記的劑型種類繁多,達到29 種,顯示了各個農(nóng)藥企業(yè)針對作物靶標(biāo)和使用技術(shù),在農(nóng)藥劑型上的持續(xù)創(chuàng)新。
在面對新活性成分的發(fā)現(xiàn)日益困難的情況下,為了擴大防治譜,減緩抗性,提升防效,農(nóng)藥企業(yè)對于農(nóng)藥活性成分混劑方面創(chuàng)新也很重視。除草劑中有38 個混劑產(chǎn)品首次獲得正式登記,占所有除草劑登記品種的12.67%,單劑產(chǎn)品百草枯鹽酸鹽是首次有制劑產(chǎn)品的登記;有17 個殺蟲劑混劑產(chǎn)品首次獲得正式登記,占所有殺蟲劑登記品種的9.50%;殺菌劑有45 個混劑產(chǎn)品首次獲得登記,占所有殺菌劑登記品種的22.17%;殺螨劑有1 個混劑品種首次獲得登記,占所有殺螨劑登記品種的5.88%;植物生長調(diào)節(jié)劑6 個混劑品種首次獲得登記,占所有植物生長調(diào)節(jié)劑登記品種的10.17%;種子處理產(chǎn)品有13 個混劑品種首次獲得登記,占所有種子處理登記品種的30.95%。
從上述情況可以看到,新的混劑產(chǎn)品占登記品種的比例較高,尤其是種子處理產(chǎn)品,占所有種子處理登記品種的30.95%,這一方面是企業(yè)對于種子處理產(chǎn)品的投入較大,另一方面種子處理產(chǎn)品可以包括殺蟲劑和殺菌劑兩類農(nóng)藥,在品種選擇上為混劑創(chuàng)新帶來較大空間。新的混劑產(chǎn)品中殺菌劑、除草劑和植物生長調(diào)節(jié)劑的占比均超過10%,也是新產(chǎn)品開發(fā)的熱門領(lǐng)域。
在2020 年登記的產(chǎn)品中,含有吡唑醚菌酯的品種最多,達到44 個,其次是草甘膦41 個,噻蟲胺和噻蟲嗪各有40 個產(chǎn)品排在第3 位,后面依次是噁唑酰草胺32 個,草銨膦29 個,咯菌腈25 個,氰氟草酯23 個,阿維菌素22 個,呋蟲胺20 個和聯(lián)苯菊酯19 個。
這表明吡唑醚菌酯依舊是近年來登記的熱點;滅生性除草劑草甘膦和草銨膦也保持較高的登記數(shù)量;作為主流殺蟲劑的噻蟲胺和噻蟲嗪,由于良好的性價比,在防治刺吸式害蟲方面是眾多農(nóng)藥廠家的首選。
在登記的活性成分中,6 個是首次在國內(nèi)登記的品種,其中4 個是化學(xué)原藥,分別是四唑蟲酰胺、溴蟲氟苯雙酰胺、喹草酮和尿囊素;另外2 個生物產(chǎn)品以制劑形式首次獲得登記,分別是昆蟲性信息素8,10-十二碳二烯醇的揮散芯,以及解淀粉芽孢桿菌AT-332 的水分散粒劑。相比于2019 年首次登記了34 個農(nóng)藥品種,2020 年登記數(shù)量顯著下降。6 個新登記的品種均是低毒或者微毒。
四唑蟲酰胺是拜耳發(fā)現(xiàn)的魚尼丁受體作用劑類殺蟲劑,英文通用名:tetraniliprole,CAS 登錄號:1229654-66-3,分子式:C22H16ClF3N10O2,相對分子質(zhì)量:544.88,化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
圖1 四唑蟲酰胺的結(jié)構(gòu)式
四唑蟲酰胺是鄰甲酰氨基苯甲酰胺類殺蟲劑,與該類已經(jīng)商業(yè)化的殺蟲劑相比,其結(jié)構(gòu)的獨特性在于在吡唑的3-位引入了含三氟甲基的四唑基團。四唑蟲酰胺屬于殺蟲劑抗藥性行動委員會(IRAC)第28 組,是一種作用于昆蟲魚尼丁受體的肌肉毒劑。魚尼丁受體是調(diào)控細胞內(nèi)鈣離子有序釋放的選擇性離子通道,即調(diào)控細胞內(nèi)鈣離子濃度平衡的四聚體通道蛋白。四唑蟲酰胺與昆蟲的魚尼丁受體發(fā)生高度親和性結(jié)合后,Ca2+釋放通道將持續(xù)開放,使得平滑肌和橫紋肌細胞內(nèi)貯存的鈣離子釋放失控和流失,導(dǎo)致肌肉細胞收縮功能喪失從而達到殺死昆蟲的目的。四唑蟲酰胺對咀嚼式口器害蟲有特效,并對一些刺吸式口器害蟲有兼治作用,安全性好,從作物早期到后期均可施用;可以快速使害蟲停止取食,持效期長,能夠控制各個發(fā)育期(卵、幼蟲、成蟲)的靶標(biāo)害蟲,防效穩(wěn)定[2]。四唑蟲酰胺在不同pH條件下的藥效穩(wěn)定,其殺蟲活性與溫度呈正相關(guān)性,在低溫下也有穩(wěn)定的防效。獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)使其對鱗翅目害蟲的防治效果顯著高于同類的氯蟲苯甲酰 胺、溴氰蟲酰胺和氟苯雙酰胺[3],可以有效防治蚜蟲、草地貪夜蛾、水稻二化螟、科羅拉多馬鈴薯跳甲、葡萄漿果蛾、梨果毛蕊花盲蝽、藍草象甲、谷象、高粱長蝽、結(jié)網(wǎng)毛蟲以及一些甲蟲等,在防治草坪的亞洲園甲蟲、北方獨角仙和東方麗金龜,以及地下害蟲橡子蛆、切根蟲、歐洲金龜子幼蟲、日本甲蟲和六月金龜?shù)葧r,也具有良好的效果。四唑蟲酰胺適用于玉米、果樹、蔬菜、水稻、馬鈴薯、果樹和堅果樹及其他作物。葉面處理、土壤處理或種子處理均可。四唑蟲酰胺已在加拿大、澳大利亞、新西蘭、韓國、柬埔寨和津巴布韋取得登記,也即將在美國獲得登記。隨著其市場的擴展,預(yù)計年峰值銷售額達3.50 億美元。
拜耳具有優(yōu)先權(quán)的化合物專利是EP 08172205,拜耳在我國登記了90%四唑蟲酰胺原藥,登記證號PD 20200655;同時登記了200 g/L 懸浮劑,登記證號PD 20200659,商品名為“國騰”,用于防治甘藍的甜菜夜蛾,使用劑量為112.5~150 mL/hm2。
溴蟲氟苯雙酰胺是日本三井化學(xué)發(fā)現(xiàn)的新型雙酰胺類殺蟲劑,英文通用名:broflanilide;CAS 登錄號:1207727-04-5;分子式:C25H14BrF11N2O2;相對分子量:663.28,化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
圖2 溴蟲氟苯雙酰胺的結(jié)構(gòu)式
溴蟲氟苯雙酰胺具有雙酰胺的骨架結(jié)構(gòu),與商業(yè)化的多個雙酰胺類殺蟲劑結(jié)構(gòu)不同的是,它是間位雙酰胺類結(jié)構(gòu),而后者均為鄰位。溴蟲氟苯雙酰胺獨特的結(jié)構(gòu)讓其成為一類作用機制新穎的殺蟲劑,其是γ-氨基丁酸(GABA)門控氯離子通道別構(gòu)調(diào)節(jié)劑,通過胃毒和觸殺作用,抑制靶標(biāo)昆蟲的神經(jīng)傳遞,導(dǎo)致昆蟲興奮抽搐,最終死亡。溴蟲氟苯雙酰胺已被殺蟲劑抗藥性行動委員會(IRAC)分類為第30 組,是此組的第1 個化合物,與現(xiàn)有殺蟲劑無交互抗性,可用于殺蟲劑抗性治理(IRM)。溴蟲氟苯雙酰胺可用于防治農(nóng)作物領(lǐng)域的鱗翅目害蟲,如小菜蛾、斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、棉鈴蟲和草地貪夜蛾等;鞘翅目害蟲,如黃曲跳甲和小猿葉甲等;以及薊馬科害蟲,如棕櫚薊馬、蔥薊馬和煙薊馬等;還可以防治危害谷物的金針蟲;其在衛(wèi)生害蟲方面有重要的用途,可以有效防治白蟻、蟻類、蜚蠊、蠅類等害蟲。溴蟲氟苯雙酰胺功能強大,用途廣泛,其靶標(biāo)作物包括果蔬、豆類、棉花、玉米、谷物、花卉及非作物,使用方式包括葉面噴霧,種子包衣等[4]。該劑對水生動物的毒性較高,其在水田中的應(yīng)用受到限制;對蜜蜂和瓢蟲均高毒,使用時需要注意對這些有益生物的影響。
日本三井化學(xué)和巴斯夫進行聯(lián)合開發(fā)溴蟲氟苯雙酰胺的市場,目前已經(jīng)在澳大利亞、日本和韓國登記上市,在美國、加拿大、墨西哥、印度和菲律賓的登記在開展中。日本三井化學(xué)具有優(yōu)先權(quán)的化合物專利是JP 2008208714。日本三井化學(xué)在中國登記了98%溴蟲氟苯雙酰胺原藥,登記證號為PD 20200656;巴斯夫登記了100 g/L 溴蟲氟苯雙酰胺懸浮劑,登記證號PD 20200660,商品名稱“格力高”,登記作物是甘藍和白菜,防治對象是黃條跳甲或小菜蛾,防治黃條跳甲用量是210~240 mL/hm2,防治小菜蛾用量是105~150 mL/hm2。
Wendell R 等人[5]最早報道了雌性蘋果蠹蛾的性信息素化學(xué)結(jié)構(gòu),蘋果蠹蛾性信息素英文通用名稱:codling moth pheromone。蘋果蠹蛾性信息素的活性成分:反-8,反-10-十二碳二烯-1-醇;活性成分英文名:(E,E)-8,10-dodecadien-1-ol;CAS 登錄號:33956-49-9;分子式C12H22O,相對分子量182.30,化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
圖3 蘋果蠹蛾性信息素結(jié)構(gòu)式
蘋果蠹蛾性信息素是昆蟲性信息素類生物化學(xué)農(nóng)藥,實際應(yīng)用的是人工合成的8,10-十二碳二烯-1-醇(與自然界中蘋果蠹蛾雌蛾分泌的性信息素在化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能上相同)。該性信息素對雄性蘋果蠹蛾起到迷向的作用,減少交配、繁殖或產(chǎn)卵的數(shù)量,減少幼蟲發(fā)生,達到有效防治蘋果蠹蛾蟲害的目的。蘋果蠹蛾性信息素作為一種天然的化學(xué)物質(zhì),本身毒性很低,采用緩釋技術(shù)制備揮散芯,與自然環(huán)境接觸十分有限,暴露極小,其他生物能夠接觸到的可能性極低,因此相關(guān)的環(huán)境風(fēng)險極低。田間應(yīng)用時靶標(biāo)害蟲為蘋果蠹蛾,此物質(zhì)對其他昆蟲和生物無活性,使用時應(yīng)在蘋果樹開花前懸掛于果樹西面或南面樹冠的1/3 處,活性成分8,10-十二碳二烯-1-醇包裹在揮散芯中,不會直接暴露或接觸到自然環(huán)境[6],對蘋果蠹蛾的綜合防效可以達到98%。
蘋果蠹蛾性信息素在國外有多個商業(yè)化的產(chǎn)品,深圳百樂寶生物農(nóng)業(yè)科技有限公司首次在國內(nèi)獲得揮散芯產(chǎn)品的登記,產(chǎn)品登記證號PD 20200658,商品名稱“希艾姆”,220 mg 蘋果蠹蛾性信息素(反-8, 反-10-十二碳二烯醇)/個揮散芯,用量450~600 個揮散芯/hm2,懸掛蘋果樹上防治蘋果蠹蛾。
該產(chǎn)品英文通用名:Bacillusamyloli quefaciens AT-332。
解淀粉芽孢桿菌屬于芽孢桿菌屬,是一種與枯草芽孢桿菌親緣性很高的細菌。解淀粉芽孢桿菌AT-332 有獨特的作用機制,能有效預(yù)防因長期使用化學(xué)殺菌劑而產(chǎn)生抗性的病菌。其在生長過程中可以產(chǎn)生一系列能夠抑制真菌和細菌的活性代謝物,這些代謝物多是大環(huán)內(nèi)酯類化合物。解淀粉芽孢桿菌AT-332 可與其他作用機制的殺菌劑交替使用,以延緩抗藥性產(chǎn)生。日本專利[7]報道了解淀粉芽孢桿菌AT-332 對白粉病、灰霉病、紋枯病、條銹病、赤霉病、網(wǎng)斑病、褐斑病、穎枯病、炭疽病、綠霉病、腐爛病、銹病和早疫病等具有防效;適用作物包括黃瓜、西葫蘆、番茄等蔬菜,櫻桃、梨樹、蘋果和柑橘等果樹,麥類,水稻,馬鈴薯和草莓等經(jīng)濟作物。
解淀粉芽孢桿菌AT-332 是解淀粉芽孢桿菌在國內(nèi)登記的第5 個株系,由日本史迪士生物科學(xué)株式會社取得登記,登記產(chǎn)品為50 億cfu/g 解淀粉芽孢桿菌AT-332 水分散粒劑,登記證號是PD 20200657;用于防治草莓白粉病,用量是1 500~2 100 g/hm2。
喹草酮是華中師范大學(xué)發(fā)現(xiàn)的含喹啉酮除草劑,英文名稱:quinotrione;CAS 登錄號:1639426-14-4;分子式:C24H22N2O5;相對分子量:418.15,化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
圖4 喹草酮的結(jié)構(gòu)式
喹草酮相比現(xiàn)有的HPPD 類除草劑,具有新穎的喹唑啉酮骨架結(jié)構(gòu),在與三酮相連的苯環(huán)上有苯并喹唑啉酮的結(jié)構(gòu)片段。喹草酮具有內(nèi)吸性、選擇性,可以被植物莖葉吸收,抑制植物體內(nèi)的對羥苯基丙酮酸雙氧化酶(HPPD)的合成,導(dǎo)致酪氨酸的積累,使質(zhì)體醌和生育酚的生物合成受到阻礙,進而影響類胡蘿卜素的生物合成。喹草酮殺草譜很廣,對多種闊葉雜草及禾本科雜草高效,對狗尾草防效卓越,且速效性好,可以有效防除單雙子葉雜草,例如馬唐、稗草、牛筋草、狗尾草、野黍、藜、苘麻、反枝莧、鴨跖草、馬齒莧和蒼耳等一年生雜草, 能解決野糜子、虎尾草等高粱田惡性雜草,一般施藥后3~4 d 見效,雜草在莖葉白化后死亡,對玉米和小麥也非常安全,防效顯著優(yōu)于同類除草劑硝磺草酮。喹草酮在高粱體內(nèi)能被分解,故對高粱表現(xiàn)出較高的安全性,但是對水稻敏感,后茬不能種植水稻[8]。
喹草酮是由華中師范大學(xué)和遼寧先達農(nóng)業(yè)科學(xué)有限公司聯(lián)合研發(fā),并由遼寧先達進行了登記。華中師范大學(xué)擁有喹草酮的化合物優(yōu)先權(quán)專利CN 20130516269.0。遼寧先達農(nóng)業(yè)科學(xué)有限公司取得98%喹草酮原藥的登記,登記證號是PD 20201132,同時登記了10%喹草酮懸浮劑,登記證號PD 202001134,用于防除高粱田一年生雜草,推薦用量900~1 500 mL/hm2。
早在1979 年Czerpak R[9]報道了尿囊素刺激作物生長的作用,英文通用名:allantoin;CAS 登錄號:97-59-6;分子式:C4H6N4O3;相對分子量:158.16,化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
圖5 尿囊素的結(jié)構(gòu)式
尿囊素是脲類結(jié)構(gòu)的植物生長調(diào)節(jié)劑。尿囊素能提高植物體內(nèi)的核酸總量, 且能加快 RNA 的更新;能增加DNA 庫中的鳥嘌呤和胞嘧啶的含量。大量研究表明其在植物體內(nèi)的氮素貯藏轉(zhuǎn)移和解氨毒等方面有重要作用;可以促進豆科作物對CO2的固定和同化,能促進植物的生長發(fā)育。尿囊素對于植物以上的作用,應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,對提高作物產(chǎn)量和改善品質(zhì)有著很重要的意義[10],表現(xiàn)在能激活種子和作物體內(nèi)多種酶,提高酶的活性,催化物質(zhì)分解與合成,加快新陳代謝速度,促進種子萌發(fā)和幼苗生長,提高光合效能,增加植株干物質(zhì)積累,在增加產(chǎn)量的同時,改善品質(zhì),促進植物協(xié)調(diào)生長。尿囊素對小麥、柑橘、水稻、蔬菜和大豆等均有顯著 增產(chǎn)效果,使用劑量低,而增產(chǎn)增質(zhì)效果顯著。
陜西湯普森生物科技有限公司登記了96%尿囊素原藥,登記證號為PD 20201131,同時也登記了20%尿囊素水分散粒劑,登記證號是PD 20201133,登記用于黃瓜,在黃瓜初花期施用,采用1 000~2 000倍液制劑量噴霧調(diào)節(jié)作物生長。
2020 年正式登記的農(nóng)藥品種達到795 個,較2019 年的264 個明顯增加,但是首次正式登記的新農(nóng)藥品種僅6 個,較2019 年的34 個顯著下降,體現(xiàn)了新活性成分創(chuàng)新日益困難。國外農(nóng)藥公司基于強大的研發(fā)能力,投放市場的四唑蟲酰胺和溴蟲氟苯雙酰胺市場影響力強,前景廣闊。國外公司的3個產(chǎn)品四唑蟲酰胺、溴蟲氟苯雙酰胺和蘋果蠹蛾性信息素,與世界主要國家同時獲得登記,反映了中國市場的重要性。新的組合物創(chuàng)新在混劑登記中占有較高比例,體現(xiàn)了農(nóng)藥企業(yè)對于創(chuàng)新的普遍關(guān)注和投入。