除草劑發(fā)展綜述

鄧書文

摘 要：農(nóng)田雜草指人們有意識(shí)栽培作物以外的、對(duì)作物生產(chǎn)有危害的草本植物，在各類作物的栽培中都是不可忽視的一大危害。防除雜草的方法有很多，其中化學(xué)除草法以省工、高效的優(yōu)勢(shì)占據(jù)重要地位，除草劑是化學(xué)除草法中最常用的一種藥劑。文章介紹了目前除草劑的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，包括除草劑的市場(chǎng)規(guī)模、敏感性問(wèn)題、除草模式和除草劑劑型的發(fā)展等，以供參考。

關(guān)鍵詞：除草劑；市場(chǎng)規(guī)模；敏感性；除草模式；劑型

文章編號(hào)：1005-2690（2023）15-0123-04 ? ? ? 中國(guó)圖書分類號(hào)：S451.222 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

農(nóng)田雜草是指農(nóng)田中非栽培的植物。從生態(tài)經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，在一定條件下，凡害大于利的植物都可稱為雜草。雜草的危害表現(xiàn)為與農(nóng)作物爭(zhēng)奪水、肥、光照等，從而影響農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量，許多雜草還是病菌、害蟲的中間寄主，清除雜草是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題之一，而除草劑在化學(xué)防治方法中占據(jù)了重要地位。

隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展和農(nóng)村勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移，栽培耕作方式趨向于規(guī)模化和集約化，對(duì)農(nóng)藥的需求量顯著增加。我國(guó)除草劑大多數(shù)為老品種，而新品種的研發(fā)難題是長(zhǎng)期困擾我國(guó)除草劑發(fā)展的重要因素。文章以除草劑的發(fā)展為主，闡明研究現(xiàn)狀，并對(duì)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1 近年全球除草劑市場(chǎng)規(guī)模變化趨勢(shì)

2015年之前，全球除草劑市場(chǎng)呈逐年上升發(fā)展趨勢(shì)。2015年，除草劑銷售額占全球農(nóng)藥之首。自1995年起，除草劑市場(chǎng)規(guī)模呈穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)；截至2018年，除草劑的銷售額達(dá)到273.95億元，同比增長(zhǎng)5.6％[1]。楊益軍和張波（2021）[2]預(yù)計(jì)，在2025年全球除草劑的銷售總額將會(huì)達(dá)到265億美元，具體見(jiàn)圖1。

2 除草劑敏感性問(wèn)題的發(fā)展

2.1 除草劑對(duì)作物的敏感性問(wèn)題

在噴施除草劑時(shí)，常常因?yàn)橛昧窟^(guò)大或濃度過(guò)高、除草劑殘留周期過(guò)長(zhǎng)、噴霧器清理不夠徹底、盲目混合施用化學(xué)除草劑等問(wèn)題，導(dǎo)致作物出現(xiàn)不同程度的藥害，這其中就涉及敏感性問(wèn)題。

谷珊山（2015）[3]研究了2種常見(jiàn)的除草劑氟磺胺草醚和咪唑乙煙酸對(duì)小麥和油菜的影響，其抑制機(jī)理主要是通過(guò)改變?nèi)~片中眾多抗氧化酶的活性抑制小麥生長(zhǎng)，對(duì)油菜的抑制作用更為明顯。單正軍和陳祖義（2007）[4]研究發(fā)現(xiàn)，施用除草劑后，當(dāng)年不會(huì)對(duì)現(xiàn)有農(nóng)作物產(chǎn)生影響，但除草劑長(zhǎng)時(shí)間留存于土壤，會(huì)對(duì)后期種植的作物生長(zhǎng)起抑制作用。曾其龍和田亮亮（2017）[5]認(rèn)為，除草劑雖然對(duì)草害有一定防治效果，但會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié)，部分藍(lán)莓因得不到充足的營(yíng)養(yǎng)出現(xiàn)生長(zhǎng)受阻甚至黃化現(xiàn)象。袁聽(tīng)等（2020）[6]研究表明，2，4-D若長(zhǎng)時(shí)間作用于水稻上，會(huì)阻礙水稻，甚至造成水稻細(xì)胞器受損，從而引起細(xì)胞死亡。李理和葉非（2010）[7]認(rèn)為，在草甘膦脅迫下，植物葉片發(fā)生了光抑制，各項(xiàng)光合參數(shù)均顯著降低，生長(zhǎng)發(fā)育受阻。

除草劑對(duì)農(nóng)作物有一定程度的危害，選用危害較小且作用效果好的除草劑類型成為作物增產(chǎn)增收的關(guān)鍵。段維興等（2012）[8]指出，38％莠去津膠懸劑是較好的甘蔗土壤處理劑，在該試驗(yàn)4種除草劑（99.9％乙草胺、56％二甲四氯鈉、48％蔗草滅、38％莠去津）中除草效果最好，甘蔗產(chǎn)量最高且對(duì)甘蔗安全。張?zhí)m英等（2016）[9]研究發(fā)現(xiàn)，3％雙氟磺草胺·唑草酮懸乳劑對(duì)小麥無(wú)嚴(yán)重危害，安全性較好，對(duì)小麥田闊葉雜草的防除效果較好。

2.2 除草劑對(duì)雜草的敏感性問(wèn)題

截至2015年2月研究表明，在全球范圍內(nèi)共有240種不同類型雜草對(duì)150余種除草劑產(chǎn)生了耐藥性[10]。關(guān)于雜草對(duì)除草劑產(chǎn)生抗藥性的作用原理，現(xiàn)認(rèn)可度較高的理論是雜草抗性的產(chǎn)生可能與靶標(biāo)位點(diǎn)的氨基酸突變有關(guān)，而另一種說(shuō)法則是除草劑增強(qiáng)了對(duì)除草劑的代謝能力。有試驗(yàn)表明，雜草產(chǎn)生耐藥性有2個(gè)不同的原因，一是在遺傳方面雜草種群內(nèi)存在不同程度的差異，二是除草劑本身存在選擇壓。

除草劑對(duì)各雜草類型的藥效一直是研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，而除草劑的藥效通常是以對(duì)防治對(duì)象的株防效和鮮重防效表示。浦軍等（2022）[11]提到在玉米田中施用900 g/L乙草胺＋EC 200 mL防除雜草效果良好。龍成和田家順（2022）[12]研究表明，在水稻移栽田進(jìn)行封閉除草時(shí)，復(fù)配藥劑30％芐嘧丁草胺可濕性粉劑防治效果出眾。

3 除草模式近年來(lái)的發(fā)展

近年來(lái)，化學(xué)除草劑發(fā)展迅速，廣泛應(yīng)用于農(nóng)、林、牧等方面，而我國(guó)除草劑生產(chǎn)技術(shù)雖已處于世界先進(jìn)水平，但施藥機(jī)具和方式卻嚴(yán)重滯后，導(dǎo)致我國(guó)使用的除草模式不能滿足農(nóng)田對(duì)防治草害的要求，所以創(chuàng)新除草模式是值得深入研究的一個(gè)課題。

過(guò)去傳統(tǒng)的植保器械因效率低、安全系數(shù)低等被市場(chǎng)淘汰，現(xiàn)如今更適合大面積噴施作業(yè)、更加安全、效率高的植保機(jī)械正逐步取代傳統(tǒng)植保機(jī)械；施藥技術(shù)也逐步更新為精細(xì)化給藥。從數(shù)據(jù)來(lái)看，80％的國(guó)產(chǎn)植保機(jī)械水平落后于發(fā)達(dá)國(guó)家50年。

4 除草劑劑型發(fā)展

固體制劑和液體制劑是除草劑主流的2個(gè)類別，有許多分支劑型，具體分類及劑型代碼見(jiàn)表1。

現(xiàn)在國(guó)際上農(nóng)藥制劑加工向無(wú)溶劑、水劑、固體化發(fā)展，有機(jī)溶劑的使用量逐年降低。目前，我國(guó)除草劑劑型還是以乳油、可濕性粉劑等老牌劑型為主，主要應(yīng)用于水稻、玉米等糧食作物的種植區(qū)域。

在我國(guó)目前使用的除草劑中，草甘膦、百草枯等滅生性除草劑仍是主流，非選擇性除草劑扮演著除草劑市場(chǎng)基石的作用。草甘膦防草譜極廣，對(duì)闊葉類、禾本科類或是莎草科類雜草都有較好的防除效果。百草枯作為光合抑制型除草劑，不但殺草譜廣，而且除草效果好。但由于污染問(wèn)題，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、工信部曾聯(lián)合下發(fā)公告禁止10％草甘膦水劑繼續(xù)生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)許多除草劑企業(yè)不愿放棄草甘膦的優(yōu)良性能與性價(jià)比，開(kāi)始對(duì)草甘膦的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究與改造，其中被寄予厚望的是30％草甘膦銨鹽水劑以及41％草甘膦異丙胺鹽水劑。而百草枯因中毒危害大、治療方法有限等缺點(diǎn)，被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部嚴(yán)格規(guī)范和限制了登記與生產(chǎn)。百草枯、草甘膦被限制使用后，許多新的除草劑產(chǎn)品相繼問(wèn)世，填補(bǔ)市場(chǎng)空缺。先正達(dá)公司成功地研究出了新的旱田除草劑品種——甲基磺草酮、陶農(nóng)科公司研究出滅生性除草劑氯氨吡啶酸，其性質(zhì)、作用與百草枯相似。美國(guó)公司研發(fā)了甲磺草胺（“小草甘膦”），這種新型除草劑有著強(qiáng)大的普適性和優(yōu)良的混配性能，逐漸成了全球除草劑市場(chǎng)炙手可熱的新產(chǎn)品?；酋ｋ孱惓輨?、酰胺類除草劑、二硝基苯胺類除草劑也成為了除草劑市場(chǎng)的后起之秀。上述除草劑雖然效率高、成本低，但是若大量使用，會(huì)造成一系列環(huán)境污染問(wèn)題，如抗藥雜草種群的增加、抗除草劑雜草的出現(xiàn)和對(duì)環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，開(kāi)發(fā)新除草劑的難度和經(jīng)費(fèi)投入日益加大等，這些不良后果將嚴(yán)重阻礙農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

未來(lái)除草劑的需求量會(huì)越來(lái)越大，為了更好地解決除草劑的環(huán)境污染問(wèn)題，使除草劑更安全、更優(yōu)質(zhì)地服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，開(kāi)發(fā)新的除草劑劑型成為一種新趨勢(shì)，為此，我國(guó)通過(guò)機(jī)構(gòu)改革，招賢納士，為新型除草劑的發(fā)展注入新生力量。此外，其他研發(fā)機(jī)構(gòu)如各大院校也為除草劑創(chuàng)新投入了巨大人力物力，并已逐步開(kāi)發(fā)出多個(gè)新型除草劑品種。隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，我國(guó)除草劑劑型逐漸朝水性、粒劑、緩釋、低毒、低污染方向靠攏，同時(shí)也朝著多樣、安全、便利方向不斷優(yōu)化發(fā)展。

隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)以及相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展，生物除草劑逐漸出現(xiàn)在大眾視野，其是可受人為操縱用以防除特定雜草的生物制劑。

20世紀(jì)，國(guó)外科學(xué)家獲得了包含真菌繁殖體的顆粒，生物除草劑由此得名，并且有了更為廣闊的發(fā)展空間。據(jù)報(bào)道，世界上常用的生物農(nóng)藥約有500種，近年來(lái)生物農(nóng)藥更是以每年10％～15％的速度增長(zhǎng)。而國(guó)內(nèi)對(duì)于生物農(nóng)藥的研究剛剛起步，研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)較少，登記品種除草劑相對(duì)較少。生物源除草劑有許多種分類，目前使用的大部分是真菌性生物除草劑、細(xì)菌性生物除草劑、植物源生物除草劑。隨著轉(zhuǎn)基因作物的出現(xiàn)，近年來(lái)利用生物除草劑如具有除草活性的真菌和細(xì)菌進(jìn)行除草也在多個(gè)地區(qū)應(yīng)用。研究表明，膠孢炭疽菌QZ-97a作為生物除草劑開(kāi)發(fā)防除波斯婆婆納具有廣闊的市場(chǎng)前景。朱秦和強(qiáng)勝（2004）[13]提及，現(xiàn)如今已經(jīng)登記了5種真菌除草劑用以滅殺雜草，發(fā)展前景廣闊。隨著未來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)自然界雜草天敵的重視，人們對(duì)于其作用機(jī)理的研究也將不斷深入，會(huì)有更多的研究成果推動(dòng)生物除草劑相關(guān)事業(yè)蓬勃發(fā)展。

一些新技術(shù)也為除草劑行業(yè)注入了新活力。緩釋技術(shù)第一次進(jìn)入大眾視野并引起廣泛關(guān)注是在1974年，美國(guó)的Pennwalt公司首先推出了甲基對(duì)硫磷微膠囊劑。國(guó)外研究表明，將除草劑2，4-D加工成微膠囊劑，加以使用緩釋技術(shù)，可以降低除草劑光降解與蒸發(fā)帶來(lái)的損失，更為環(huán)保[14]。微膠囊劑與緩釋技術(shù)的出現(xiàn)使得除草劑的穩(wěn)定性更強(qiáng)，不易受外界環(huán)境影響。

除草劑助劑與混配制劑也在不斷優(yōu)化發(fā)展。早在20世紀(jì)90年代就已經(jīng)有相關(guān)學(xué)者進(jìn)行研究。助劑可以通過(guò)改變藥液的物理性狀，增加葉片與藥液的接觸面積，提高除草劑的利用率。對(duì)于單劑而言，混劑優(yōu)勢(shì)在于可以彌補(bǔ)單劑在某一方面藥效的不足，還減輕了對(duì)于環(huán)境的破壞。Butler D W & Verrell P A（2005）[15]表明，Weed B Gon殺蟲劑對(duì)馬拉硫磷的負(fù)面效果有一定的緩解作用，且該混劑與馬拉硫磷混合施用可降低農(nóng)藥在田地里的殘留量。王明思等（2022）[16]發(fā)現(xiàn)除草劑混用時(shí)，其對(duì)苘麻的防除效果均比單一使用的防除效果好，而且各除草劑的配比不同，防效也不同，且存在顯著差異?，F(xiàn)如今，一些新的高性能助劑提高了除草劑的藥效與性能，如擴(kuò)散劑、滲透劑、穩(wěn)定劑等。首先，有機(jī)溶劑的使用比重下降，新劑型向懸浮劑或水乳劑方向發(fā)展。對(duì)比傳統(tǒng)制劑，新型制劑活性更強(qiáng)、功效更顯著。據(jù)報(bào)道，聚乙氧基化物—?jiǎng)游镏肪褪且环N非離子表面活性劑，主要應(yīng)用于液體劑型除草劑，賦予了除草劑更強(qiáng)大的藥效與使用性能[17]。其次，新制劑正向環(huán)境友好型發(fā)展，乳油等液劑轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w制劑如水分散粒劑，能夠減少塑料瓶的使用[18]。

目前，國(guó)內(nèi)外的除草劑混劑類型主要有可濕性粉劑、乳油以及粉劑等，桶混制劑較少。因此，有較大發(fā)展空間的是屈指可數(shù)的幾種除草劑混劑，這說(shuō)明相關(guān)人員還需加大研究力度、加快開(kāi)發(fā)速度以及深化原有劑型的改良。除此之外，我國(guó)目前除草劑制劑登記規(guī)格雜亂，農(nóng)民難以選擇，也是需要規(guī)范解決的問(wèn)題[19]。

5 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)除草劑發(fā)展處于由傳統(tǒng)向先進(jìn)過(guò)渡的階段，日益向世界發(fā)達(dá)國(guó)家水平靠攏，預(yù)計(jì)未來(lái)全球除草劑市場(chǎng)將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，而且會(huì)呈現(xiàn)量額雙增的態(tài)勢(shì)。此外，除草劑劑型的創(chuàng)新研究是非常有必要的，如何從環(huán)境友好定位出發(fā)，考察目前各劑型除草劑對(duì)環(huán)境的危害程度、探尋如何降低對(duì)環(huán)境損害的途徑還需要更具體的研究。未來(lái)除草劑的創(chuàng)新應(yīng)朝超高效、低毒、低殘留方向發(fā)展，加強(qiáng)環(huán)境友好型除草劑劑型和新成分在不同作物上的試驗(yàn)和推廣。此外，對(duì)助劑和制劑的研究是未來(lái)除草劑的研究趨勢(shì)，應(yīng)改進(jìn)原藥的生產(chǎn)工藝，創(chuàng)造新型高效除草模式，提高除草效率，降低人力、物力的耗費(fèi)，還應(yīng)加大對(duì)環(huán)保生物型除草劑的研究投入力度，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展助力。

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